灵明光子发布全球领先的采用3D堆叠工业的dToF面阵成像传感器,可用于激光雷达和3D传感

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2021年7月13日,深圳市灵明光子科技有限公司发布了自主研发、采用全球先进背照式3D堆叠工艺技术的dToF单光子成像传感器(SPAD image sensor, SPADIS),综合性能达到了国际一流水平,为高端消费电子、激光雷达,以及其它3D感知应用提供了划时代的解决方案。

搭载灵眀光子ADS3003的dToF 3D成像模组。该模组由灵眀光子与欧菲微电子联合研制开发

3D传感技术正扩展至消费电子、汽车电子和工业控制等尖端应用领域,而其中直接飞行时间(direct time of flight, dToF)技术作为3D传感领域的最前沿,其优越的测距能力、功耗经济性和抗干扰能力近年来受到产业界越来越多的瞩目。特别是在2020年Apple发布搭载dToF成像方案(LidarScanner)的手机生态系统,及Sony发布了搭载dToF方案的车载激光雷达方案之后,市场对于先进dToF成像芯片的需求开始了爆发。

此次灵明光子发布的代号为ADS3003的dToF单光子成像传感器,物理分辨率达到了240*160,面阵尺寸0.35英寸采用背照式3D堆叠工艺,室内环境下测量距离可达15米,室外环境下可达5米,帧率最高可达50fps,可实现全量程亚厘米级的测距精度和深度分辨力,充分满足从智能手机、AR设备,到扫地机、智能家居IOT,以及工业测量领域的需求。灵眀光子也与欧菲微电子同步推出了基于此款芯片的dToF模组解决方案。

左侧为灵眀光子ADS3003的人物成像,右侧为同一场景的RGB成像,供参考。可见ADS3003对于人脸、手势有着良好的传感质量,并对头发等低反射率物体有着卓越的细节捕捉能力。

据悉,灵眀光子ADS3003是国内首款采用3D堆叠技术的dToF传感芯片。3D堆叠技术允许将传感器芯片的光子探测器(SPAD)部分和逻辑电路部分分别在两片晶圆上加工,并通过金属混合键合合并成一块完整的芯片。这样的设计可使得芯片在不增加面积的前提下获得更大的电路面积,允许光子探测器和逻辑电路分别采用最适合的工艺节点,实现更高的SPAD光子检测效率PDE,更高的分辨力、更低功耗以及更好的综合性能。此前该项工艺技术仅见于Apple和Sony共同开发的、用于iPad Pro和iPhone 12 Pro的LidarScanner芯片。灵眀光子ADS3003在分辨力及测距能力上均已超过该款芯片的水平

“对比国际上dToF传感的尖端水平,我们发现3D堆叠技术是实现高性能、大分辨率、低功耗的关键,是充分发挥dToF传感潜力的先决条件。”灵明光子首席执行官臧凯表示,“灵明光子投入3D堆叠技术研发超过两年,是目前全球极少数,国内唯一可以提供基于背照式3D堆叠工艺的成熟高性能dToF芯片和整体方案的公司。我们看到越来越多的行业和产品对3D感知有了越来越明确的需求,灵明光子希望通过这款产品,利用我们的优势,帮助我们的客户真正开启从2D成像到3D感知的跨越。”

左侧为灵眀光子ADS3003的室内场景远距离成像,右侧为同一场景的RGB成像,供参考。最远的轮胎距离传感器达13米,轮廓依然清晰可见。可见ADS3003在保证低功耗和大市场角的前提下对于低反射率物体依然有良好的测距能力。

据悉,灵眀光子ADS3003芯片将于2021年7月开始向客户提供样片和测试套件。目前该款芯片已初步具备量产能力。未来灵眀光子将继续深耕先进dToF传感技术,不断为市场和客户提供国际一流水平的3D传感芯片产品。

关于灵眀光子

灵眀光子位于深圳南山和上海张江,于2018年5月由四位名校海归博士共同创立,致力于用国际领先的单光子探测器(SPAD)技术为手机、激光雷达、机器人、VR/AR设备等应用提供自主研发的高性能dToF深度传感器芯片。2018年至今,公司成功推出包括硅光子倍增管(SiPM)、单光子成像芯片(SPADIS)在内的多款产品关键,多项性能指标达到国内、国际的领先水平。2021年,公司通过持续自主研发,攻克了dToF芯片领域最为关键的3D堆叠技术,成为首家具备自主设计生产3D堆叠dToF芯片能力的国内芯片公司。截至发稿日,全球范围内已知的已推出3D堆叠dToF芯片产品的公司不足5家。

关于灵明光子dToF成像传感器及开发套件

灵明光子将于近期开放基于Woodpecker的芯片和评估套件的申请。