SPAD将取代CMOS？这家激光雷达公司要颠覆图像传感器

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）“第一，激光雷达正经历一场和摄像头当年几乎一样的底层迁移；第二，数字化之后，感知产业下一步一定会走向图像化；第三当行业进入图像化阶段之后，真正定义未来的是芯片。”

这是速腾聚创CEO邱纯潮在4月21日2026技术开放日上表达的三个核心观点。他认为，当前激光雷达的数字化转型，正在复刻当年影像行业从CCD转向CMOS的“剧本”。激光雷达也正在从过去的模拟架构转向SPAD图像化，未来激光雷达会像摄像头一样用“像素”来定义。

而越来越高“像素”的数字化激光雷达，并不像过去模拟架构的一样，增加“线数”带来的成本上升是呈线性的，因为“线数”决定了相应的APD、VPM等分立器件堆叠数量，硬件成本难以忽略。

与此同时，过去模拟架构的激光雷达，要实现高线数，由于分立器件堆叠的硬件架构瓶颈，体积也会随着线数提高而提高。邱纯潮表示，模拟架构的激光雷达，128线是堆料的终点；数字架构的激光雷达，192线才是性能的起点。

因此，数字化平台打破了过去“高线数=高成本+大体积”的认知，从技术和产业上，数字化激光雷达与CMOS工艺技术同源，在享受CMOS成熟技术红利的同时，也享受了半导体行业大规模制造红利，实现激光雷达的“摩尔定律”时刻。

而这次速腾聚创发布的“创世”架构就是这样一款面向新一代激光雷达应用的SPAD-SoC芯片级解决方案平台。官方将其定义为可批量孵化芯片家族的标准化平台，目标是将“单点芯片突破”转化为可持续代差。

“创世”架构包含四大核心体系：

基础工艺层是整个芯片平台的物理根基，为 SPAD-SoC 芯片实现规模化量产提供核心保障。“创世”架构在工艺上采用 28 纳米车规级制程，相比行业主流的 40 纳米工艺，可将芯片核心面积缩小 40% 以上、整体功耗降低约 30%，同时搭载第三代超敏 SPAD 感光层，把光子探测效率提升至 45% 的全球顶尖水平。再配合基于晶圆级混合键合的 3D 堆叠工艺，实现感光单元与处理电路的高密度垂直集成，以更短的信号传输路径、更低的噪声表现，充分承接半导体产业的摩尔定律红利，为芯片的高性能与高可靠性筑牢底层基础。

核心计算层作为芯片的运算大脑，承担着海量点云数据的核心处理任务，是支撑激光雷达性能上限的关键支撑。“创世”架构核心计算层搭载可灵活配置的 4320 核异构计算阵列，能够根据芯片定位做弹性配置与算力缩放，精准平衡算力输出与功耗控制。同时配备支持每秒 4950 亿次点云采样处理的高带宽片上数据公路，确立了芯片内部海量数据的互联传输标准，保障数亿级点云数据能够高速无阻地流通，再叠加集成超距感知、高动态微光解析、皮秒级精度测量能力的感知增强引擎，可稳定支撑数百万至千万级别像素的高分辨率感知需求。

算法加速层是内嵌于芯片硬件的感知处理核心，将抗干扰与信号处理能力硬件化，把抗阳光噪声、抗对抗干扰能力均提升至 99%，同时搭载智能像素管理引擎，可智能分配算力、优化感知效率，支持光子合成、自适应分辨率、分区并行感知等先进算法功能，让芯片能够根据车载、机器人等不同场景的差异化需求，动态优化感知精度与效率，大幅降低后端系统的运算压力。

安全与可靠层严格遵循车规级可靠性标准开发，在芯片内部搭建了符合 ASIL B功能安全等级的架构，并集成抗干扰智能引擎、工业级可靠接口，实现车规级安全标准。

基于“创世”架构，速腾聚创本次推出了两款旗舰芯片，“凤凰”和“孔雀”

“凤凰”芯片作为创世架构孵化出的首款旗舰级芯片，是面向高端车载前向主雷达打造的车规级 SPAD-SoC，也是本次发布会中定义激光雷达图像化时代的核心产品。这款芯片以原生单芯片单光路实现真实垂直2160线的探测能力，无需多芯片拼接即可配合扫描部件输出2160×1900的超高分辨率，达成超过400万真实像素的前向三维感知，将激光雷达正式带入图像级感知阶段。

“凤凰”芯片

在探测性能上，凤凰芯片支持600米的超远探测距离，能够在150米距离内稳定识别 13×17 厘米的小型障碍物，为高速场景下的智能驾驶提供充足的安全冗余与反应时间。同时该芯片已顺利通过AEC-Q100车规认证，具备完整车载量产资格，基于凤凰芯片打造的400万像素高清激光雷达方案已获得头部车企定点，将在2026年内实现量产上车，为高阶智能驾驶筑牢远距离、高精度、高可靠的感知底座。

“孔雀”芯片是创世架构面向车载补盲、机器人及空间智能领域推出的全固态超大面阵SPAD-SoC，同样是当前行业内可量产的最高规格面阵芯片，承担着推动物理AI感知从传统二维视觉走向三维图像化的重要使命。

“孔雀”芯片

该芯片集成640×480的超高密度面阵，达到VGA级图像化规格，可直接输出具备语义信息、可被算法高效理解的三维图像，视场角达到180°×135°的超广范围，能够一次性覆盖车身周边与机器人作业环境中的盲区、低矮障碍物及边缘物体，无需多颗传感器拼接即可实现全域感知。

在近距离性能上，孔雀芯片将最近探测距离控制在5厘米以内，真正实现进深零盲区，同时支持10到30赫兹的高帧率可调，首次让激光雷达在帧率上与摄像头高度对齐，保障动态场景下障碍物实时更新与稳定跟踪。内置的高精度 TVC 与测距处理引擎更让探测精度提升至毫米级，使激光雷达在机器人场景中从基础移动感知跃升至精密操作感知，打开更广阔的应用空间。目前孔雀芯片已进入小批量交付阶段，计划在2026年第三季度迎来规模化量产，全面赋能车载补盲、服务机器人、工业机器人及新型空间智能终端等多元场景。

One More Thing：SPAD彩色成像，能取代CMOS？

早在2021年，ADAS激光雷达刚刚正式大规模上车的时候，行业内已经有一些声音认为激光雷达的最终目标是实现完整的成像，即激光雷达在获取深度信息的同时，还能够识别颜色信息，将摄像头和激光雷达的功能融合到一个激光雷达内。最近，业内也有厂商宣称推出RGBD激光雷达，可输出带有色彩信息的深度点云图。

那么为什么激光雷达要实现彩色成像？邱纯潮解释称：“如果每个像素不仅能提供精确的几何信息，还能提供对应的色彩信息，那么马斯克所担心的是否应信赖摄像头还是激光雷达的问题就不再存在。因为这从根本上解决了数据源融合的难题。从此，汽车能够自信地通过有倒影的水坑，机器人能够自如地拿起镜面反射的物体，安防摄像头也能在同样的环境下运作，这将开启无数新的应用空间，推动行业进入更广泛的消费级市场，甚至可能取代CMOS在许多摄像头中的应用。”

激光雷达实现彩色成像，其实核心就是两个部分：高分辨率SPAD和彩色滤光片。无论是CMOS芯片还是SPAD芯片，本质上都无法直接看到颜色，它们输出的是灰度图。过去CCD和CMOS真正实现彩色图像输出，其实都需要加入一个重要的光学器件——彩色滤光片，同样SPAD想要实现彩色图像输出，也需要加入彩色滤光片。

而在过去几十年里，CCD和CMOS的大规模应用，让彩色滤光片阵列早已成为一项非常成熟的技术。邱纯潮也在演讲中提到这一点：“彩色滤光片阵列并不是什么崭新的技术或工艺，而是CMOS和CCD留给SPAD领域的行业红利。”

那么既然彩色滤光片本身就是一种经过数十年发展的成熟技术，要让激光雷达真正实现像CMOS图像传感器一样的成像，关键就在于SPAD本身的分辨率。

回顾过去CCD、CMOS成像的技术演进路径，我们可以发现，彩色成像不能单独存在，必须建立在成熟灰度成像的基础上。

这是因为这类传感器本质上是只对光强敏感，光线越强，产生的电荷越多，电信号数值越高。这个数值对应的是黑白灰度，亮处高值、暗处低值，天然形成灰度图像。在输出灰度图像之前，还需要做到精准的亮度采集、信号读取、降噪、模数转换等步骤，经历这些步骤后，在灰度图上叠加滤色阵列、色彩插值算法、白平衡、色彩校准等，才能输出真正高质量的彩色图像。

所以，我们可以得出一个结论：SPAD彩色成像的前提，是输出足够高质量的灰度数据。

这次发布会上，速腾聚创就展示了由“凤凰”芯片直接感光，实时扫描生成的2K近红外成像图片，其灰度信息与三维距离信息同源同步输出，分辨率2160×1900。值得一提的是，这可能是人类历史上第一次展示由SPAD芯片拍摄的2K影像，证明了SPAD实现高质量成像的潜力。

但另一方面，对于激光雷达应用而言，如果像素密度不足，强行在低密度SPAD上集成滤光片阵列，会导致视场信息细节严重不足，同时可能因为光子利用率的降低而影响深度信息的整体质量和可靠性，难以发挥作用。

速腾聚创认为，即使“凤凰”芯片分辨率已经达到业内最高水平，但目前在芯片级集成RGBD仍不成熟，这也是目前速腾聚创坚持深耕高分辨率SPAD的原因。

实际上，早前速腾聚创推出的Active Camera系列机器人传感器就是一款融合感知传感器，比如AC2针对机器人的操作感知需求，集成全固态dToF激光雷达、双目RGB相机、IMU的超级传感器系统，能灵活输出融合或独立的深度、图像与运动姿态信息，通过多传感器获取的信息进行融合处理后输出彩色点云图。

速腾聚创认为“融合方案是积累经验的务实路径”，通过Active Camera积累彩色三维视觉的经验以及打造AI-Ready生态，而未来等待SPAD像素密度迈入一个奇点后，则有望将多传感器融合的方案进一步简化，加速物理AI时代的到来。

邱纯潮透露，速腾聚创目前研发的RGBD传感器进展顺利，预计将在明年年底正式发布。“这款传感器极有可能成为下一代物理AI的超级传感器，通过提供像素级彩色和深度的双重信息，它将极大地提升机器和人类感知和记录世界的方式。”

SPAD将取代CMOS？这家激光雷达公司要颠覆图像传感器图8