苹果索尼押注3D传感，本土芯片团队如何攻克dToF？

虚拟与现实的数字化融合已成定局，但如何将真实物理世界精准映射至数字空间，3D 传感技术在其中扮演着决定性角色。

2020 年，苹果在 iPad Pro 和高端 iPhone 上搭载基于直接飞行时间（dToF）技术的激光雷达扫描仪；随后，传感器巨头索尼宣布量产车载 dToF 传感器。巨头的动作让 dToF 及 3D 传感行业迅速成为聚光灯下的焦点。与此同时，本土初创企业灵明光子先后获得小米、OPPO 和美团等机构投资，攻克了成熟 3D 堆叠 dToF 芯片的设计与制造工艺。

什么是 dToF？为何巨头重金押注

当前的 3D 传感主要承担测距、定位与建模三大功能。传统方案中，超声波波长较长，难以应对精细建模；双目视觉依赖被动环境光，在暗光下测距准确度受限；结构光虽精度极高，但多用于近距离人脸解锁。

在飞行时间法（ToF）路线中，主要分为间接飞行时间（iToF）和直接飞行时间（dToF）：

• iToF：发射连续光波，利用反射光与发射光的相位差间接推算距离。该方案沿袭传统 CIS 工艺，较为成熟，但在远距离测量、高光照户外环境下存在功耗高、误差大等瓶颈。
• dToF：发射纳秒级光脉冲，传感器直接记录光子往返的时间差。该方案对微观时间测量精度要求极高，接收端需要单光子探测器（SPAD）。其核心优势在于成像精度高、功耗更低且抗环境光干扰能力极强。

苹果在其硬件中全面转向 dToF 方案，索尼跟进车规级 dToF 传感器，均印证了这一技术在更远探测距离与全天候复杂环境下的战略价值。

诺奖启发的芯片创业：将单光子探测带入消费级

灵明光子的创业契机源自 2014 年的诺贝尔化学奖。当时获奖成果为「超高分辨率荧光显微镜」，核心是利用昂贵的单光子探测设备观察纳米级分子。

灵明光子团队意识到，如果借助标准 CMOS 兼容工艺，像生产 CPU 一样制造单光子雪崩二极管（SPAD），就能将此前动辄数十万元的单光子探测成本降至消费级水准。团队在将研究成果发表于《自然》系列期刊后，果断进入产业转化阶段。

目前，灵明光子形成了三条核心产品线：

1. 3D 堆叠大面阵 SPAD 芯片：面向手机、AR 眼镜及工业物流场景的深度成像核心芯片；
2. 硅光倍增管（SiPM）：经过红外增强改良，作为半固态/固态车载激光雷达的关键接收芯片；
3. 单点及有限点 dToF 模组：用于智能家电测距、笔记本离手感应和扫地机器人避障。

行业拐点与软硬协同壁垒

在芯片工程层面，单点技术 Demo 与大规模量产之间存在巨大鸿沟。车规级传感器不仅需要在 CMOS 工艺上实现高可靠性堆叠，更要求芯片内部直接集成深度算法以优化数据吞吐。目前全球具备 3D 堆叠 CIS/SPAD 量产能力的企业寥寥无几。

短期来看，iToF 凭借成本与成熟度在低门槛市场仍有生存空间，但随着 dToF 面阵像素规模持续提升，dToF 取代 iToF 的趋势已逐步显现。

更为核心的变化在于终端生态。手机、智能汽车与智能眼镜正在构成连接现实与虚拟的交互界面。未来的高精地图将由 2D 进化为 3D 空间网格，车端环境感知、VR/AR 空间建模都将高度依赖深度信息采集。预计在未来数年内，随着硬件规模化与空间计算生态的完善，具备底层 3D 堆叠芯片设计和量产工程能力的企业将构筑极强的商业壁垒。