2020年3月，苹果（Apple）公司发布了新款平板电脑：iPad Pro，搭载了基于3D dToF技术的激光雷达扫描仪。这对于消费电子产业界来讲无疑是一场强烈的视觉“地震”！而“震中”则是索尼为苹果定制生产的dToF图像传感器，其基于SPAD（单光子雪崩光电二极管）阵列，分辨率达到3万像素。根据全球多位分析师预测，2020年下半年苹果即将发布的iPhone 12 Pro Max很大可能后置激光雷达扫描仪，从而促使一些安卓智能手机从3D iToF转向3D dToF。拜苹果所赐，激光雷达从汽车电子领域蹿红到消费电子领域。
苹果平板电脑iPad Pro 2020及激光雷达扫描仪（LiDAR）
应用于iPad Pro 2020激光雷达扫描仪的索尼dToF图像传感器
在单芯片上集成SPAD阵列和测距电路的光电探测解决方案，可实现低激光功率下的远距离探测能力，并降低整体系统功耗和减小体积。但无论是对SPAD阵列芯片的设计能力，还是对制造工艺和封装技术，要求都非常高，因此，全球具有上述综合能力的厂商寥寥无几。受益于中国的创业环境和应用市场，一批具有创新能力的海归专家和本土精英投身于创业浪潮之中，撑起dToF传感一片天！据麦姆斯咨询调研，目前正在从事dToF传感器研发和生产的中国初创公司主要有芯视界（visionICs）、灵明光子（Adaps Photonics）、芯辉科技（Xilight）、飞芯电子（ABAX Sensing）、宇称电子（Microparity）、秉正讯腾等。
dToF传感器国内代表厂商产品（来源：麦姆斯咨询）
在实际的3D成像和传感应用中，外界环境复杂多变，会产生大量干扰和噪声，iToF技术面临着“多径干扰、飞行像素、精度随测量距离下降”等诸多挑战，因此并没有获得苹果的青睐。而dToF技术产生的误差在正常工作范围内不随距离变化，受多径干扰的影响小，并且功耗更低。因此，相比iToF，dToF在远距离、复杂环境的应用中具有优势，为智能手机增强现实（AR）及更广泛的3D传感应用领域提供新的技术选择。在这里需要强调一句：iToF和dToF各有自己的特点和优势，用户应该根据实际应用场景选择合适的技术路线。
SPAD自从被提出以来，就以其极快的响应速度和极高的灵敏度等特性，成为弱光探测和高速成像研究领域的一个热点技术。但是SPAD芯片实现大阵列的技术难点有很多，既包括器件物理层面的问题，例如提升小像素的光子探测效率（PDE），也涵盖电路设计和制造工艺方面的问题，例如TDC（时间-数字转换器）、淬火电路设计、跨阻放大器、3D堆叠工艺。
dToF传感器英文文献全球分布（来源：麦姆斯咨询）
汽车激光雷达将成为ToF市场的发力点
汽车激光雷达作为一种采用ToF原理的测距系统，其核心元器件包括光源、光束操纵元件和光电探测器。其中，光电探测器结合飞行时间测量电路（包括TDC、TIA等）可以将探测目标的距离信息由光信号转换为电信号，以便汽车ADAS或自动驾驶系统理解外界环境状况并及时操控驾驶行为。随着激光雷达核心元器件采用半导体技术，成本不断降低，而性能不断优化，激光雷达也将从价格昂贵、模拟信号输出、机械旋转式的初始阶段，逐渐过渡到价格亲民、数字信号输出、关键元件固态化的阶段，势必成为ToF市场的重要推动力量。
汽车激光雷达产业链代表厂商（来源：麦姆斯咨询）
例如，Ouster采用独特的数字技术、多光束闪光激光雷达架构，提供高分辨率、高可靠性、低成本的数字激光雷达，其核心芯片均是自主研发，包括一颗VCSEL阵列和一颗SPAD芯阵列；览沃科技（Livox）发布的Horizon（浩界）高性能激光雷达采用具有六个敏感单元的APD线阵，其由日本滨松公司定制生产。
汽车激光雷达发展路线图（来源：麦姆斯咨询）
