在自動(dòng)駕駛技術(shù)向L3/L4級(jí)躍遷的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，激光雷達(dá)正經(jīng)歷一場(chǎng)由芯片化引發(fā)的感知革命。以SPAD-SoC(單光子雪崩二極管系統(tǒng)級(jí)芯片)為核心的全新架構(gòu)，通過(guò)將光子探測(cè)、信號(hào)處理與算法運(yùn)算集成于單顆芯片，不僅突破了傳統(tǒng)激光雷達(dá)的性能瓶頸，更以“芯片定義感知”的邏輯重塑了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的技術(shù)邊界。

從機(jī)械巨獸到車載“巧克力”的進(jìn)化

早期機(jī)械式激光雷達(dá)依賴旋轉(zhuǎn)部件完成掃描，體積龐大如“機(jī)械巨獸”，成本高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元。2022年，速騰聚創(chuàng)推出全球首款SPAD-SoC芯片，首次將單光子探測(cè)器陣列與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)集成于同一硅基平臺(tái)，標(biāo)志著激光雷達(dá)進(jìn)入“芯片化時(shí)代”。這一設(shè)計(jì)靈感源自CMOS圖像傳感器的顛覆性創(chuàng)新——正如數(shù)碼相機(jī)通過(guò)CMOS芯片取代膠卷與模擬信號(hào)，SPAD-SoC通過(guò)光子直采技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光電信號(hào)的全數(shù)字化處理。

禾賽科技第四代芯片平臺(tái)進(jìn)一步深化這一革命：其SPAD-SoC架構(gòu)集成發(fā)射端VCSEL陣列、接收端3D堆疊SPAD面陣及信號(hào)處理單元，形成“感存算一體化”系統(tǒng)。雙核CPU、8核APU與256核波形處理核的組合，配合1GHz主頻，使單芯片性能超越傳統(tǒng)分立式方案數(shù)十倍。以ATX激光雷達(dá)為例，其芯片化設(shè)計(jì)將體積縮減60%，功耗降低至11W，卻支持256線點(diǎn)云輸出，成為L(zhǎng)2級(jí)量產(chǎn)車型的性價(jià)比標(biāo)桿。

破解復(fù)雜環(huán)境感知難題

傳統(tǒng)激光雷達(dá)采用SiPM(硅光電倍增管)作為探測(cè)器，其模擬信號(hào)輸出需經(jīng)多級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真與信噪比衰減。SPAD-SoC則通過(guò)全數(shù)字化架構(gòu)實(shí)現(xiàn)“光子入射即數(shù)字脈沖”的直采模式，徹底消除數(shù)模轉(zhuǎn)換損耗。識(shí)光芯科SQ100芯片的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其信噪比較SiPM方案提升300%，在雨霧天氣下探測(cè)距離增加50%，10%反射率目標(biāo)的有效測(cè)距突破300米。

這一特性在復(fù)雜場(chǎng)景中尤為關(guān)鍵。以“高反污染”問(wèn)題為例，當(dāng)激光照射高反射率物體(如交通標(biāo)志)時(shí)，傳統(tǒng)1D尋址方案會(huì)導(dǎo)致整個(gè)掃描分區(qū)信號(hào)膨脹，形成“光暈效應(yīng)”。SQ100通過(guò)2D可尋址設(shè)計(jì)，將垂直方向分區(qū)精度提升至4像素，水平方向達(dá)8像素，使高反污染范圍縮小90%。配合其獨(dú)創(chuàng)的HIST專利壓縮技術(shù)，芯片可在保持高幀率的同時(shí)，精準(zhǔn)剔除膨脹點(diǎn)云，為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供無(wú)干擾的原始數(shù)據(jù)。

重構(gòu)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)架構(gòu)

SPAD-SoC的顛覆性不僅在于硬件集成，更在于其對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)的重塑。傳統(tǒng)方案中，激光雷達(dá)需通過(guò)FPGA/MCU進(jìn)行初步處理后再傳輸至域控制器，而識(shí)光SQ100的“衛(wèi)星方案”實(shí)現(xiàn)了算力上移：其內(nèi)置的智能測(cè)距引擎(IRE)可并行處理上千像素?cái)?shù)據(jù)，直方圖采集速率達(dá)每秒數(shù)十TB，直接輸出結(jié)構(gòu)化點(diǎn)云至域控。這種設(shè)計(jì)使激光雷達(dá)整機(jī)成本降低40%，體積縮小至傳統(tǒng)方案的1/5，同時(shí)為多傳感器前融合創(chuàng)造條件。

禾賽科技AT1440激光雷達(dá)的實(shí)踐印證了這一趨勢(shì)。其搭載的波形解碼引擎(IPE)以246億次/秒的采樣率實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)波形解析，可濾除99.9%的環(huán)境噪聲。在逆光條件下，IPE仍能穩(wěn)定識(shí)別200米外的黑色車輛，為L(zhǎng)4級(jí)Robotaxi提供厘米級(jí)感知保障。更關(guān)鍵的是，IPE的量化采樣誤差小于0.1ns，對(duì)應(yīng)測(cè)距精度達(dá)1.5厘米，滿足數(shù)字孿生系統(tǒng)對(duì)地形建模的嚴(yán)苛要求。

四、規(guī)?；慨a(chǎn)：從技術(shù)突破到生態(tài)革命

芯片化革命的終極目標(biāo)，是通過(guò)規(guī)?；慨a(chǎn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)普惠。速騰聚創(chuàng)全球首條車規(guī)級(jí)SPAD-SoC產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能百萬(wàn)顆，其E1全固態(tài)激光雷達(dá)憑借SPAD-SoC芯片，將1080線超高分辨率產(chǎn)品的成本壓縮至國(guó)際競(jìng)品的60%。2025年，滴滴自動(dòng)駕駛與廣汽埃安合作的L4車型將搭載6顆速騰E1激光雷達(dá)，成為業(yè)內(nèi)首款全固態(tài)激光雷達(dá)規(guī)模量產(chǎn)上車的車型。

這種生態(tài)變革正在重塑產(chǎn)業(yè)格局。禾賽科技通過(guò)平臺(tái)化戰(zhàn)略，基于第四代芯片衍生出AT、ET、FT、JT四大產(chǎn)品線，覆蓋從10萬(wàn)元級(jí)車型到L4級(jí)Robotruck的多樣化需求。其ETX激光雷達(dá)憑借光矢量芯片實(shí)現(xiàn)的400米超遠(yuǎn)測(cè)距能力，已獲歐洲頂級(jí)主機(jī)廠多年定點(diǎn)，預(yù)計(jì)2026年底批量交付。在機(jī)器人領(lǐng)域，JT系列激光雷達(dá)憑借360°×187°超半球視野，2024年12月單月交付量突破2萬(wàn)臺(tái)，印證了芯片化技術(shù)的跨場(chǎng)景適應(yīng)性。

從感知工具到空間智能基石

隨著SPAD-SoC與FMCW激光雷達(dá)技術(shù)的融合，下一代產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精度與動(dòng)態(tài)場(chǎng)景實(shí)時(shí)重建。速騰聚創(chuàng)的數(shù)字化激光雷達(dá)矩陣已展現(xiàn)這一潛力：其E1R定制版通過(guò)時(shí)空同步算法，使割草機(jī)器人導(dǎo)航精度提升至2厘米，重新定義了高端庭院設(shè)備的感知標(biāo)準(zhǔn)。而禾賽科技與滴滴的合作，則預(yù)示著激光雷達(dá)將成為城市智慧交通系統(tǒng)的“空間神經(jīng)元”，通過(guò)實(shí)時(shí)三維建模支持車路協(xié)同決策。

在這場(chǎng)由SPAD-SoC驅(qū)動(dòng)的革命中，激光雷達(dá)正從單一傳感器進(jìn)化為空間智能的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)芯片化技術(shù)將點(diǎn)云密度提升至每平方米百萬(wàn)級(jí)，當(dāng)算力上移使多傳感器融合成為現(xiàn)實(shí)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)終將突破“感知-決策”的線性邏輯，構(gòu)建起對(duì)物理世界的動(dòng)態(tài)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。這不僅是技術(shù)邊界的重構(gòu)，更是人類向智能移動(dòng)時(shí)代邁進(jìn)的里程碑。