看一看激光雷达的CMOS传感器之战

五连环画

N于2022年发布的NSI1000是一款性价比很高的CMOS图像传感器芯片，采用了N独特的ETOF(增强TOF)技术，拥有321024像素阵列，支持远近距离的3D深度图像捕捉。消费电子产品升级，新技术导入和 5G 应用将提升单一产品的被动元件使用量，进一步扩大元器件市场规模。

CMOS图像传感器可以说给现代3D成像带来了转型的创新，甚至激光雷达市场的兴起也不例外。F固态激光雷达中使用了许多SPADCMOS传感器，特别是在自动驾驶应用要求越来越高的前提下，一些主要从事消费者AD5664RBRMZ-3图像传感器的制造商也进入了激光雷达市场。


N I


N I是一家成立于2022年的半导体，致力于开发3DCMOS图像传感器。传感器芯片的制造由同一以色列的塔半导体负责。N于2022年发布的NSI1000是一款性价比很高的CMOS图像传感器芯片，采用了N独特的ETOF(增强TOF)技术，拥有321024像素阵列，支持远近距离的3D深度图像捕捉。N还推出了基于该传感器芯片的ETOF固态激光雷达参考设计，采用MEMS的纯固态方案，可现02至100米的测量范围。


比较近，新的NSI9000CMOS图像传感器I9000CMOS图像传感器，用于深度感知和激光雷达应用的低成本传感器。NSI9000没有采用堆栈式设计，而是选择了单芯片设计，芯片包装尺寸只有127127。该传感器可提供491(1024480)的像素分辨率，比较高支持帧率为130。在N给出的信息中，这种性能的图像传感器只需要1800日元的样品价格。


与NSI1000相比，NSI9000不仅进一步提高了像素分辨率，而且将全分辨率下的检测距离提高到200米，精度也高于1%。不仅如此，NSI9000还遵循基于事件驱动成像的设计，采用事件感知的特征电路，可以通过电路连接到每个像素。


在N发布的公开信息中，还使用了竞争产品芯片作为对比，指出其像素分辨率是竞争产品的5倍，甚至详细到竞争产品的价格-15万日元。显然，这个目标是日本工厂。经过信息比较，不难看出这家工厂是图像传感器大工厂索尼。


索尼


索尼作为一家大型CMOS制造商，近年来也开始涉足汽车行业，特别是在自动驾驶领域。在展示了这款概念车之后，索尼终于在今年的CES2022年宣布成立索尼移动，以探索电动汽车市场。摄像头作为纯视觉解决方案的重要组成部分，虽然索尼在汽车摄像头上的市场份额并不高，但索尼的CMOS业务可以通过多年的技术积累创造一个秀的汽车传感器。


然而，索尼似乎对摄像头并不满意，也想进入激光雷达市场。去年，索尼半导体推出了IMX459堆叠SPAD距离传感器，用于探测和识别汽车激光雷达的DTOF。IMX459将10平方微米的SPAD像素和测距处理电路封装在单个芯片上，用129尺寸的传感器提供100K（597168）左右的有效像素，现高精度、高速的距离测量。


在激光雷达的测距方案中，SPAD像素可用于DTF传感器的探测器，通过测量光源反的时差来完成距离测量。该传感器充分利用了索尼在CMOS图像传感器上积累的技术，如背光像素结构、铜连接等，在对角线长度仅为625的传感器尺寸下，非常适合小尺寸要求高的固态雷达。索尼计划今年3月开始提供样品，但目前只提供机械激光雷达的参考设计。


据索尼介绍，IMX459还采用不规则规则的光入面来折入光，从而提高传感器的吸收率。在激光雷达常用的905波长光源下，也能达到24%的光子探测率，因此分辨率和反率表现异，300米的探测范围比较高可达15的精度。索尼还在CES上展示了这款传感器的首次亮相。


总结


在激光雷达仍在探索不同技术路线的前提下，另一种选择并不是一件坏事。比较终，市场将根据成本、产量和性能决定谁将离开。CMOS传感器的突破和创新疑给了激光雷达一条低成本的路线，CMOS传感器制造商也在为自动驾驶开发新的设计方案，这样的内部卷疑对未来的汽车市场越好。