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速腾聚创:激光雷达替代摄像头,必须先做高像素

“如果每个像素都同时提供精确的几何信息和对应的色彩信息,即RGBD。那么就可以从根本上解决不同数据源的融合难题。汽车可以自信的跨过有倒影的水坑,机器人可以自由拿起镜面反射物体,安防摄像头可以运作在极暗环境,它将打开无数的新应用空间,感知也会进入新的维度。"

对于激光雷达的未来,速腾聚创CEO邱纯潮明确表示。

同时文远知行韩旭也赞同这一点,他表示“当我们可以「光场」做出来的时候,没有人在讨论人的眼睛有多厉害,也可以不用再把眼睛与机器比”。

但在实现方式,邱纯潮认为高像素是实现RGBD的第一步,其次才是色彩。据悉,2027年底速腾聚创将发布RGBD传感器技术。

“这一切必须建立在SPAD芯片拥有足够高的分辨率之上。如果像素密度不足,强行集成滤光片阵列,首先会导致色彩信息的细节严重不足。同时光子利用率的降低,也会影响深度信息的整体质量和可靠性。即使实现RGBD,也难以产生真正的价值。”

为此,速腾聚创本次推出“创世”数字化架构和“凤凰” +“孔雀”两款高像素激光雷达芯片,迈出走向高像素雷达进程中的关键一步。

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01.

“创世”数字化架构,28nm工艺,PDE 45%

创世架构不是一款芯片,而是一种可快速演进、持续迭代的SPAD-SoC芯片级解决方案平台, 邱纯潮总结到。

“创世架构,则真正把我们对激光雷达的理解,特别是过去五年对数字化激光雷达的理解,结合未来几年的发展,固化为标准范式,让芯片从单点突破,变成可批量孵化芯片家族、快速响应市场、持续建立代差的核心能力。”

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其内部拥有四层核心体系。

第一层是基础工艺层。创世架构采用的是28nm工艺制程,配合车规级设计,对比索尼采用的40nm工艺制程,核心面积缩小40%以上,整体功耗降低约30%。这也为芯片的高计算密度与高可靠性奠定了基础。

同时,创世架构还采用了速腾聚创第三代超敏SPAD感光层,光子探测效率(PDE)提升至45%的全球最高水平,这也就意味着创世架构能够感知到微弱的光信号。相应的探测距离会更远,并且即使是反射率低的物体也能被探测到,比如远处卧倒的黑色轮胎。

除此之外,创世架构采用了基于晶圆级混合键合方案的第二代3D堆叠工艺 ,实现了感光单元和处理电路的高密度、超短路径垂直集成。这种高集成度的片上集成设计,在实现高性能、更低噪声的同时,还可充分享受半导体产业的摩尔定律红利。

第二层是核心计算层,包括三大核心模块。一个是可灵活配置的4320-Core异构计算阵列,专为激光雷达任务优化,可根据芯片定位灵活配置与缩放,实现算力与功耗的精准平衡。二是支持每秒4950亿次点云采样处理,确保每秒数亿点云数据高速、无阻塞流动。三是强大感知增强引擎,集成超距感知、高动态回波解析、皮秒级精度测量等功能,支撑高线数、高分辨率的感知需求。

第三层是算法加速层。硬件级集成了抗干扰与信号处理引擎,抗阳光噪声能力提升至99.9%、抗对射串扰能力提升至99.9% 。通过智能像素管理引擎,能够智能分配算力、提升感知效率。它能够支持光子合成、自适应分辨率、分区并行感知等先进算法和功能,让芯片可以智能分配算力,针对性优化激光雷达的感知效率与精度,适配车载、机器人等多场景的差异化需求。

第四层是是安全与可靠层。它严格遵循车规级可靠性标准开发,在芯片内部集成了符合ASIL B功能安全等级的架构,内置了芯片级的自检机制,确保在复杂的车载环境中的高可靠性与高稳定性,为系统筑牢安全底线。

02.

“凤凰”系列,最高超400万像素感知能力

基于创世架构打造的“凤凰”芯片,是当前最高规格的窄面阵 SPAD-SoC 芯片,主要用于汽车前向感知。

它最大的特点是仅通过原生单芯片、单光路,就实现了真实的垂直 2160 线探测,而非多颗小芯片的拼接。配合扫描部件,可输出 2160×1900 分辨率,达到超 400 万真实像素级前向感知。

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同时,凤凰芯片支持600米超远距离探测。在小物体探测方面,凤凰芯片可以支持在150米距离上检测到13*17cm的小物体探测。

“凤凰”芯片拥有5个型号,分别是2160线S9、1440线S7、720线S5、480线S3、240线S1。

目前凤凰系列中的S9和S7已获得头部车企定点,2026 年内就会量产上车。 

03.

孔雀系列,频率30Hz、毫秒级精度

孔雀系列是基于创世架构打造的旗舰级全固态超大面阵 SPAD-SoC 芯片,密度达到640*480,同样为行业最高,主要用于汽车补盲以及机器人感知。并且可以达到VGA级图像化标准。这也意味着激光雷达可以输出有语义,可被理解的三维图像信息。让激光雷达彻底告别“点云探测”时代,正式迈入真图像级的三维感知新时代。

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在视场角方面,相比于上一代固态激光雷达普遍的120°×90°的FOV,孔雀直接做到180°×135°。最近探测距离小于5cm,这也就意味着盲区、低矮障碍物、边缘物体,一次性清晰可见,无需多颗拼接。

帧率方面,可以实现最高30Hz,意味着激光雷达帧率可以实现和摄像头帧率高度对齐,保证动态环境的实时更新。

除此之外,通过内置高精度TDC和测距处理引擎,可实现毫秒级精度,而非厘米级。

孔雀芯片目前已经开始小批量交付客户,今年第三季度将会正式迎来规模化量产。

04.

自研芯片的内核是定义未来的能力

除技术本身外,高像素激光雷达以及未来的RGBD激光雷达还面临一个问题,那就是芯片是否有必要自研。

对此,邱纯潮明确表示,芯片必须自研。

当前激光雷达产业还在快速的发展过程中,企业真正的竞争力是如何判断激光雷达的发展趋势,并快速推出相应的产品。而这些正是第三方芯片企业最为欠缺的能力。

作为激光雷达整机企业,速腾聚创能够更快、更准确地判断激光雷达发展的方向。也正是由于深度了解整机趋势,才能更加坚定的定义未来芯片的技术方向。而“定义未来”才是速腾聚创竞争力的内核。

这也是速腾聚创能够率先将激光雷达带到高像素阶段的核心原因。这也是速腾聚创此前明确将数字化作为产品方向的核心原因。

SPAD可以直接复用生产CPU、手机芯片等主流半导体的生产设备,同时可继承CMOS行业已成熟的背照式(BIS)、3D堆叠等成熟工艺。这也就意味着可以从底层彻底打破高线数、高分辨率、高性能 = 高成本” 的行业误区。

对于自研芯片和成本的平衡。速腾聚创表示,当前来看初期受制于规模的原因,芯片成本较高。当从长期来看,随着规模的上升,而创世架构本身遵循摩尔定律,这也就意味着随着规模用量的上升,成本也会不断下探。

05.

写在最后

过去十年,在规模化应用之外,激光雷达证明了通过技术迭代可以实现成本的大幅下降。

如今激光雷达的未来已经逐渐明确,那就是RGBD技术,这也是被认为是激光雷达能够取代摄像头的关键所在。而制约RGBD应用的不仅是技术,更是成本。这也是本次创世架构的另一优势所在。通过数字化技术,速腾聚创正在探索出一条行之有效的针对高像素激光雷达的降本之路,这也为未来RGBD技术的前景提供了足够的想象空间。

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激光雷达速腾聚创

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