原標(biāo)題：《看懂這顆激光雷達(dá)芯片，就看懂了索尼汽車》

索尼造車的底氣，都在傳感器上。

作者 |  James

編輯 |  曉寒

索尼真要造車了？索尼在CES 2022發(fā)布會(huì)末尾一口氣展出了兩款概念車——一個(gè)是去年已經(jīng)露過面的純電轎車Vision-S，另一個(gè)則是嶄新的純電SUV Vision-S 02。與去年展示的概念車的內(nèi)外飾設(shè)計(jì)不同，今年索尼以視頻的形式著重展示了概念車型的智能座艙功能，比如UI設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以及手勢(shì)交互、人臉識(shí)別等具體功能。

▲索尼推出的兩款概念車

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，索尼CEO吉田憲一郎還表示在2022年春季會(huì)成立索尼出行公司（Sony Mobility），專注于“探索電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)的商業(yè)化”。

雖然索尼CEO沒有明說是否會(huì)推出索尼牌的智能汽車，但上述表現(xiàn)顯然預(yù)示著索尼的汽車業(yè)務(wù)已是箭在弦上。

作為全球消費(fèi)電子和娛樂領(lǐng)域巨頭，索尼的影響力和地位有目共睹。但一個(gè)關(guān)鍵問題是，索尼造車的底氣究竟在哪？

答案是傳感器。

早在2021年CES期間，索尼談到Vision-S時(shí)就表示，希望通過自身的CMOS傳感器、固態(tài)激光雷達(dá)、傳感器融合等成像、感知技術(shù)為消費(fèi)者帶來(lái)安全、可靠、舒適的出行體驗(yàn)。

2021年CES展出的Vision-S上有33個(gè)傳感器，其中大部分是索尼自研或使用了索尼的技術(shù)。今年CES上，傳感器數(shù)量升級(jí)到了40個(gè)。

這其中有一顆名為IMX459的SPAD（單光子雪崩二極管）激光雷達(dá)傳感器（激光接收芯片）。依托索尼的雙層圖像傳感器堆疊技術(shù)，激光雷達(dá)企業(yè)可以基于IMX459造出等效線數(shù)上千的超高清雷達(dá)，讓汽車看得更遠(yuǎn)、更清楚（300米的感知精度為15cm），并且還能以更快的速度計(jì)算出距離信息，生成3D點(diǎn)云圖像。

▲索尼IMX459

近幾年，激光雷達(dá)行業(yè)技術(shù)革新很快、雙棱鏡、MEMS、OPA、Flash、FMCW等各種技術(shù)路線不斷涌現(xiàn)，新產(chǎn)品層出不窮，但很多都還是圍繞光路設(shè)計(jì)做優(yōu)化——沒有從本質(zhì)上進(jìn)行升級(jí)。

索尼的IMX459顯然就突破了現(xiàn)在的創(chuàng)新困境，從最底層的激光接收和信號(hào)處理層面進(jìn)行徹底改變，為激光雷達(dá)行業(yè)發(fā)展提供了新的基礎(chǔ)。

IMX459只是索尼概念車上的四十分之一，如果其它39個(gè)傳感器也擁有類似的底層創(chuàng)新，再加上索尼在感知和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的投資布局，大法想造出來(lái)一臺(tái)智能電動(dòng)汽車根本不是問題。

可以說，看懂了IMX459，你就看懂了索尼造車的底氣。

1.采用SPAD技術(shù) 打造11萬(wàn)像素激光傳感器

激光雷達(dá)即將迎來(lái)大規(guī)模量產(chǎn)上車之時(shí)，索尼公布了首顆車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)接收傳感器IMX459。這顆傳感器最亮眼之處有兩點(diǎn)，其一是采用對(duì)光感知更敏感的SPAD（單光子雪崩二極管）技術(shù)，其二是這顆傳感器的像素?cái)?shù)量達(dá)到了11萬(wàn)，這是當(dāng)前量產(chǎn)產(chǎn)品難以比擬的。

從結(jié)構(gòu)上看，這顆激光雷達(dá)接收傳感器共有兩層，上層采用了SPAD（單光子雪崩二極管）技術(shù)，用于感知反射進(jìn)傳感器的激光；下層則是邏輯芯片，使用直接飛行時(shí)間（D-ToF）技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)測(cè)距。在性能上，索尼在1/2.9英寸的傳感器面積下放進(jìn)了11萬(wàn)個(gè)SPAD像素，其分辨率為189x600，呈現(xiàn)出一個(gè)矩形區(qū)域。而每一個(gè)SPAD像素的尺寸僅為10微米x10微米。

▲IMX459分為上下兩層

說到索尼IMX459的王牌，就是那11萬(wàn)像素的SPAD傳感器，它相較于傳統(tǒng)激光雷達(dá)傳感器共有兩大優(yōu)勢(shì)。其一是感光能力更強(qiáng)，也就是在使用相同激光發(fā)射端的情況下，SPAD傳感器能感知到更微弱的光，感知距離更遠(yuǎn)；其二是計(jì)算距離的延遲更低，索尼做到了6納秒。

要理解SPAD感光的邏輯，不得不提到照相機(jī)。數(shù)碼照相機(jī)CMOS上的一個(gè)個(gè)像素，通過接收大量光子，感知到光線強(qiáng)度，通過控制光子進(jìn)入的數(shù)量，最終實(shí)現(xiàn)正確的曝光并成像。

激光雷達(dá)傳感器的感光元件和數(shù)碼相機(jī)近似，每一個(gè)像素點(diǎn)需要進(jìn)入特定波長(zhǎng)的大量光子，才能形成激光雷達(dá)圖像，然后通過一顆計(jì)算芯片算出感知距離。