接收单元之变：SPAD-SoC如何重构激光雷达的“视网膜”

本文将从应用的角度出发，深入探讨SPAD-SoC在激光雷达中的技术原理、核心优势、面临挑战以及最新的产业化进展，论证为何SPAD-SoC是未来激光雷达接收单元不可逆转的发展方向。

01 接收单元技术谱系：从APD到SPAD-SoC

在深入讨论SPAD-SoC之前，我们有必要先厘清当前车载激光雷达接收单元的技术分类和演进逻辑。目前主流的探测单元主要有三种类型：APD、SiPM和SPADs（本文特指SPAD阵列）。

1. 分类与基本定位

根据工作物质和波长的不同，接收单元的选择路径也分化为两支：

• APD（雪崩光电二极管）：主要用于1550nm激光雷达。APD工作在线性模式，提供一定的内部增益，但需要较高的偏压。其优势在于对人眼安全且可以通过高功率激光补偿探测器本身的灵敏度不足，但成本较高，且难以集成大阵列。

• SiPM（硅光电倍增管）与SPADs：主要用于905/940nm激光雷达。这两种技术均基于硅基CMOS工艺，得益于半导体产业链的成熟，具有巨大的成本和集成潜力。根据Yole的统计与预测，SPADs的市场份额正在迅速增长，并逐步取代SiPM，成为905nm波段的主流选择 。

2. SiPM：模拟融合的“多声道收音机”

SiPM的本质是由成百上千个SPAD单体（工作在盖革模式的APD）与淬灭电阻并联组成的像素单元。当光子击中任何一个SPAD单体时，该单体就会发生雪崩，产生一个微观的数字脉冲。但在SiPM中，所有这些单体的输出电流被模拟地累加在一起，形