激光雷達的「相機時刻」：從線數走向像素

作者 |肖恩

編輯 |德新

4月下旬，速騰聚創舉辦的 Tech Day 上，一張灰度圖出現在大屏上。畫面里是一個普通的戶外場景：樓房的窗框、樹葉的層次、遠處招牌上的字。分辨率 2160×1900，接近 400 萬像素。

看上去像任何一張智能手機拍的近紅外圖。但，這張圖不是攝像頭拍的。

這是速騰剛剛發布的鳳凰芯片里的 SPAD 陣列直接感光成像的結果。

速騰 CEO 邱純潮在臺上說了一句話：「這大概是人類歷史上第一次展示由 SPAD 芯片拍攝的 2K 圖像。」

這句話的分量不在于分辨率高低，而在于「SPAD」和「成像」這兩個詞同時出現在一個句子里。

在過去，激光雷達輸出的點云，稀疏、沒有顏色、沒有紋理，只有自動駕駛系統看得懂，人類看一眼只覺得像一場正在下雪的夜晚。而鳳凰芯片出來的這張圖，有灰度，有層次，有窗框的直線、樹葉的形狀、行人的輪廓。

更關鍵的是，這張灰度圖里的每一個像素，都同步對應一組三維距離信息，是同一顆芯片在一次曝光里同時輸出的。

激光雷達，第一次像相機那樣成像。

鳳凰芯片里，同一組 SPAD 像素既能測距也能成像。距離和灰度同源、同步、同坐標系。融合不再是算法問題，是硬件給定的出廠狀態。

所以問題變成：當一個激光雷達能像相機一樣成像，它還算激光雷達嗎？

速騰自己給的答案是：不再是。 它是一種新的三維視覺傳感器。

這是激光雷達的 CMOS 時刻。

一、SPAD 怎么干掉模擬架構？

CMOS 時刻這個說法，不是速騰這回臨時起意的修辭。

去年 8 月，邱純潮在一次公開演講里就提到過：「1969 年 CCD 的發明開啟了影像的電子時代，但它依賴模擬工藝、功耗高、集成度低，最終被 CMOS 取代。CMOS 的成功在于其數字架構徹底掙脫了模擬架構的束縛。激光雷達行業現在手握同樣的劇本。」

要看懂這個類比，得先回到圖像傳感器那段真實發生過的歷史。

CCD 在 1969 年由貝爾實驗室發明，發明人 Willard Boyle 和 George E. Smith 后來因此拿了 2009 年的諾貝爾物理學獎。在之后的三十年里，CCD 幾乎壟斷了所有數字成像場景——專業攝影、天文觀測、醫學影像、工業檢測。那是一個參數至上的年代，討論相機性能就是討論 CCD 的動態范圍、信噪比、量子效率。

CMOS 圖像傳感器最早出現在 1990 年代初，由 NASA 噴氣推進實驗室的 Eric Fossum 團隊推出。Fossum 發明的是一種叫「主動像素傳感器」（Active Pixel Sensor）的結構，每一個像素里自帶放大器。這個設計在當時被 CCD 陣營嘲笑——像素里塞進了晶體管，開口率下降，靈敏度自然比不過。

一開始幾乎沒人看好 CMOS。它的噪點更大，暗光表現更差，專業攝影師碰都不碰。90 年代中期的行業評論里，CMOS 圖像傳感器幾乎是被當作「低端替代品」在討論的，目標市場是玩具相機和可視門鈴。

然后，CMOS 用一條完全不同的路徑贏了。

它贏的不是任何一個參數。它贏的是成本曲線、集成度曲線和量產良率曲線——三條曲線都跟著半導體主流工藝在往下走，每一代新制程出來都自動兌現一次紅利。CCD 沒有這個命，CCD 的產線是專用的，工藝步驟多、良率低，每一次改良都得重新燒錢。

2004 年，CMOS 的年度出貨量第一次超過 CCD。2007 年，銷售額反超。進入 2010 年代，幾乎所有新設計的成像設備都改用了 CMOS，從手機到監控，從汽車倒車影像到頂級的數碼單反。CCD 逐步退出主流消費市場，只在天文觀測、高端顯微鏡這些極少數專業領域里堅守。

CMOS 贏的不是參數，是制程紅利。

它和主流半導體芯片共用一條產線，可以直接上 12 寸晶圓。它可以把模數轉換、時序控制、信號處理集成到同一顆芯片上，做成 SoC。它的單電源供電邏輯帶來了數量級的功耗下降。更關鍵的是，它跟半導體工藝的每一次演進綁在了一起——28nm、14nm、7nm，每下一代制程都能讓像素更小、密度更高。

CCD 不是輸給了某一款具體的 CMOS 產品。它輸給了整個半導體行業的工藝演進節奏。

一旦數字架構跑起來，模擬架構就追不上了。

這個劇本放到激光雷達行業，幾乎是同一套邏輯在同一處換了角色。

過去十幾年，激光雷達主流的探測器是 APD（雪崩光電二極管），近幾年則升級到 SiPM（硅光電倍增管）。這兩種都是模擬器件——光信號進來，輸出模擬電壓，再由外掛的讀出電路放大、比較、計時。它們是激光雷達的 CCD：參數可以做得很漂亮，但工藝專用、成本與像素線性綁定、體積受限、難以 SoC 化。當行業要追求更高線數、更低成本、更小體積的時候，這條路的天花板肉眼可見。

SPAD 走的是另一條路。SPAD 本質上是工作在蓋革模式下的雪崩二極管，一顆 SPAD 像素就是一個數字化的光子計數器——單個光子進來，輸出一個數字脈沖。沒有模擬信號需要放大，沒有外掛讀出電路需要調參，也不需要復雜的模數轉換。它可以直接在標準 CMOS 工藝上流片，可以做 3D 堆疊，可以把 TDC（時間數字轉換器）、計算單元和 SPAD 陣列集成到同一顆硅片里，變成一顆完整的 SoC。

更重要的是，SPAD 和 CMOS 圖像傳感器是「同源同構」的。它們都是數字感光芯片，都以標準 CMOS 工藝制造，都把光電轉換、模數轉換和信號處理集成在單片硅上。這種同構性意味著，整個圖像傳感器行業過去三十年積累的工藝紅利——堆疊技術、微透鏡、像素級電路優化——可以相當大程度上被 SPAD-SoC 繼承過來。

這就是激光雷達的 CMOS。

一旦探測器從模擬走向數字，整條產業的規則就會改寫。分辨率不再被外掛電路的數量卡死，而是跟著半導體工藝一起往上走。成本不再和像素數線性綁定，而是享受標準產線每一次迭代的紅利。體積一路壓縮到一顆芯片上。

過去十年，激光雷達行業一直在卷三件事：線數、測距、價格。線數一路從 16 卷到了千線，測距從一百多米卷到了幾百米，價格從幾萬美金卷到了幾千塊人民幣。這些比拼都是工程化層面的，卷到最后，頭部玩家的差距只剩下百分之幾的參數數字。

真正的臨界點從來不在這些指標里。真正的臨界點，是探測器架構本身的一次切換——從模擬到數字。

這一步一旦走完，就是不可逆的代差。

邱純潮在 Tech Day 上把這個判斷總結成一句話：「數字化鑄底，圖像化定向，芯片定義未來。」

二、八年自研：一條最難的路

數字化這條路，速騰走了八年。

2014 年 8 月，哈工大（深圳）D 棟 205 的那間創業小屋里，邱純鑫、朱曉蕊、劉樂天三個人創辦了速騰聚創。邱純鑫是哈工大深圳的博士，朱曉蕊是他的導師，劉樂天是師弟。那時候激光雷達還是個小眾詞匯，國內連自動駕駛這個賽道都還沒熱起來，機械式 16 線、32 線的激光雷達主要賣給高校和研究機構做測試。

邱純潮是邱純鑫的胞弟，后來以執行總裁的身份加入，管商業化和戰略。速騰最早那幾年做的是機械式激光雷達，結構上靠一圈馬達帶動激光器和探測器旋轉掃描，典型的模擬時代產品。這是所有激光雷達公司的共同起點。

機械式激光雷達的問題所有人都清楚——可動部件多、車規壽命難保證、成本壓不下來、體積裝不進整車。行業一致共識是要往固態方向走，但在怎么走這件事上，早期的共識并不存在。一派押注 MEMS 微振鏡，一派押注 OPA 相控陣，一派押注 Flash 泛光式，還有一派押注轉鏡式半固態。再往下游一層，探測器用 APD 還是 SiPM 還是 SPAD，也是一個未解的問題。

速騰在這段混戰里做了兩個選擇。一是先用 MEMS 半固態把量產跑通，解決從 0 到 1 的車規上車問題；二是在看似主流的 APD 之外，暗線啟動 SPAD-SoC 的自研。

真正的分岔口出現在 2018 年。

那一年，速騰內部決定啟動一件當時在行業里被普遍認為不可行的事情——自研 SPAD-SoC。

不可行的理由很多。SPAD 本身作為一種光電器件，早在 1960 年代就被提出了，但長期只在學術研究和少數工業設備里出現。把 SPAD 做成面陣并且集成到車規級芯片里，此前全球沒有成熟先例。主流方案依然是 APD，量產路徑清晰，成本可控，車廠也認。在一個還沒人跑通的賽道上投入多年研發，等于賭一把架構級的押注。

更麻煩的是 SPAD 本身不好做。SPAD 工作在蓋革模式下，一個光子進來就觸發雪崩，像素之間的串擾、暗計數率、死時間都是死活要解決的老大難。放在面陣里，問題被放大若干倍。再往車規要求上推一層—— -40℃ 到 125℃ 的溫漂、十年壽命的老化曲線、ASIL 等級的功能安全冗余——每一項都要和工藝團隊、材料團隊、封裝團隊反復拉鋸。這不是一個算法問題，是一個工程問題的集合。

速騰押了。

兩年之后，公司組建了行業里第一個激光雷達專屬的芯片研發團隊。再兩年，2022 年，第一顆自研 SPAD-SoC 流片成功。

這顆芯片首裝在一款叫 E1 的全固態補盲激光雷達上。接收端用了 3D 堆疊工藝，SPAD 面陣超過 25 萬像元；發射端是速騰自研的二維可尋址 VCSEL 面陣，峰值功耗壓到了一維掃描方案的十分之一。沒有機械旋轉件，沒有分立式接收器，整顆激光雷達的核心光電鏈路都集成到了幾顆芯片上。

這是國內第一次有人把激光雷達做成了真正意義上的芯片產品。

E1 量產的意義不止于單款產品。它打通了一條完整的數字化鏈路：從 SPAD 芯片設計、流片、封測，到 VCSEL 光源的車規驗證，到整機的量產一致性控制，再到車規認證和車企定點。這條鏈路里的每一個環節，都是速騰自己打磨出來的。當后面的鳳凰和孔雀出來的時候，走的是同一條經過驗證的鏈路。

緊接著的兩年，是規模化兌現的兩年。

2024 年 1 月，速騰聚創在港交所主板上市，IPO 估值約 193 億港元，拿下港股激光雷達第一股。全年激光雷達交付量超過 54 萬臺，Yole Group 在 2025 年的報告里給出的數字是，速騰以 26% 的市占率拿下全球車載激光雷達市場第一。

2025 年 2 月，速騰下線了第 100 萬臺高線數激光雷達。那臺機器被送到了上海的「青龍」人形機器人項目。同年 10 月，速騰的 SPAD 和 VCSEL 雙芯片全球首家通過車規級 AEC-Q 認證。12 月，月度交付量首次突破 18 萬臺。

八年前那個反常識的賭注，變成了今天這組數字。

但八年的意義不止于此。真正的護城河，是在這八年里反復流片、反復跑產線、反復跟車企打磨車規需求的過程中，積累下來的芯片設計能力和工程經驗。車規級芯片的難度不在于單顆芯片本身，而在于批次一致性、長期可靠性、極端溫度下的參數穩定性。這些東西沒法靠一次流片解決，只能靠一顆顆芯片在產線上滾過去，每一次批量出問題再改回來。這套能力，才是創世架構出現的前提。

創世（Eocene）是速騰第五代自研芯片的系統化輸出。它不是一顆芯片，而是一套 SPAD-SoC 的母平臺——可以快速衍生出針對不同場景的差異化芯片家族。

架構由四層構成。

基礎工藝層，28nm 車規制程，第三代超敏 SPAD 感光層把光子探測效率（PDE）推到了全球最高的 45%，第二代 3D 堆疊工藝進一步壓低噪聲。

核心計算層，4320 核的異構計算陣列，支持每秒 4950 億次的點云采樣處理，片上高帶寬數據通道為千萬級像素感知提供算力底座。

算法加速層，硬件集成了抗干擾引擎，把抗陽光噪聲和抗對射串擾能力推到 99.9%。

安全與可靠層，內置 ASIL B 功能安全架構，保障芯片在 -40℃ 到 125℃ 的極端環境下穩定運行。

四層疊在一起，解決的是同一個問題：把激光雷達變成一顆標準的、可量產的、可迭代的數字芯片。

架構本身不是終點。它是一顆樹苗，未來每一款針對特定場景的差異化芯片都會從這棵樹上長出枝芽。車載主雷達、補盲雷達、機器人視覺模組、融合傳感器、手持掃描設備——每一個場景對線數、視場角、幀率、功耗、成本的要求都不一樣。創世架構的價值在于，讓速騰可以在同一套底層工藝和同一套 IP 復用的基礎上，快速出一顆針對新場景定制的衍生芯片，而不必每一次都從頭設計一個全新的硅片。

就像當年 CMOS 圖像傳感器的成功不在于某一顆具體的芯片，而在于它打通了和整個半導體工藝演進綁定的那條路。創世架構的意義，也在于此。

三、鳳凰與孔雀：線陣與面陣，兩條路一次鎖死

創世架構發布的同一天，兩款基于它的旗艦芯片同臺亮相。

一款叫鳳凰，一款叫孔雀。

兩個名字不是隨便取的。在速騰的定位里，鳳凰代表線陣的極致，孔雀代表面陣的極致——激光雷達過去幾年的兩條主要技術路徑，速騰用兩顆芯片一次封死。

鳳凰是一顆單芯片、單光路設計的 SPAD-SoC。它在一顆芯片里集成了 2160 個原生接收通道，是全球首顆原生單片 2160 線的車規級 SPAD-SoC。輸出的點云分辨率 2160×1900，細膩度超過了一顆 400 萬像素的攝像頭。最遠探測距離 600 米，能看清 150 米外 13×17 厘米的紙盒。

2160 線這個數字，放在幾年前是不可想象的。更關鍵的是這個 2160 線不是多顆芯片拼出來的，是一顆芯片原生給出來的。單片集成直接把激光雷達的系統復雜度往下拉了一個臺階，從芯片數量到整機體積，從裝配成本到批次一致性都受益。

鳳凰系列一共提供五種型號，可以支持從 2160 線一路向下到 240 線的產品設計，覆蓋主雷達到中距雷達的完整產品譜系。速騰在發布會上確認，基于鳳凰芯片的 400 萬像素激光雷達方案已經拿到了頭部車企的定點，2026 年內量產上車。

400 萬像素這個數字值得多說一句。過去激光雷達談規格，用的是「線數 × 每線點數 × 幀率」這樣一串參數，車企采購部門和消費者都很難直觀感受。鳳凰直接把這個換算成了「400 萬像素」——這是攝像頭行業通用的語言，也是消費者熟悉的語言。一款能像 400 萬像素攝像頭那樣成像、同時能出三維距離的激光雷達，在車企的產品定義會議上會是一個完全不同的議題。它不再只是「給攝像頭做冗余」的補充傳感器，而是可以主導感知架構的核心部件。

孔雀是另一條路。它不是超高線數的線陣，而是一塊 640×480 的高密度 SPAD 面陣——這是一塊 VGA 級分辨率的三維感光芯片。

孔雀的視場角是 180°×135°，超廣角。最近探測距離小于 5 厘米，意味著裝在車上可以做到近身零盲區。幀率 10 到 30 Hz，激光雷達第一次在時間維度上和攝像頭幀率對齊。芯片內置了高精度 TDC 和測距處理引擎，毫米級探測精度比上一代提升了 6 倍。

孔雀切的是三塊市場：車載固態補盲、機器人標準化視覺模組、以及一種全新的融合傳感器形態。邱純潮在現場直接宣布——孔雀「發布即量產」，2026 年第三季度規模化出貨。目前已有小批量交付客戶。

鳳凰讓激光雷達看得更遠更清，孔雀讓它看得更近、更廣、更像眼睛。

一個負責替代攝像頭的遠距感知能力，一個負責替代攝像頭的近距感知能力。兩顆芯片加在一起，指向的是同一件事——讓激光雷達不再只是激光雷達，而是一個可以覆蓋從主感知到補盲的完整三維視覺系統。

這件事在機器人賽道上的意義比車載還要直接。

車載激光雷達的客戶是車企，車企更看中的是可靠性和成本。機器人客戶的需求不一樣——機器人需要的是一個輕量、緊湊、近身、可嵌入的視覺模組，最好能直接替代多攝像頭方案。孔雀這種 VGA 級面陣的 SPAD-SoC，天然貼合機器人的需求曲線。

速騰在機器人市場的布局已經走在前面。宇樹科技的 H1、G1、Go2、B2-W 都標配了速騰的激光雷達；優必選、智元在人形機器人領域也是速騰的客戶；2025 年 2 月下線的第 100 萬臺，送給了上海青龍人形機器人項目。

這只是現在。孔雀量產之后，機器人的視覺模組市場還會重新洗一輪。

過去一年關于人形機器人視覺方案的討論里，最核心的問題之一是——機器人到底應該用多目攝像頭，還是激光雷達，還是兩者融合。

答案一直沒收斂，根本原因是激光雷達本身的成本、體積、功耗還沒做到能直接替代多攝像頭方案。

孔雀這種 VGA 級 SPAD-SoC 出來之后，這個天平會開始往激光雷達一側傾斜。尤其是在需要零盲區、需要毫米級近場精度的操作類任務上——抓取、裝配、人機協作——SPAD 的天然優勢會被放大。

Tech Day 的最后，邱純潮還拋了一個彩蛋——真正的 RGBD 傳感器，將在 2027 年底正式發布。

RGBD 的意思是 RGB（彩色圖像）加 Depth（深度信息），一顆芯片同時輸出彩色畫面和三維距離。這是 SPAD 復刻 CMOS 路徑的最后一步——當 SPAD 芯片不僅能出深度，還能原生出彩色，它就完成了對整個圖像傳感器市場的邏輯閉環。

到那一步，激光雷達和攝像頭這兩個概念在硬件層面會進一步合流。一顆芯片輸出的是一組包含距離、亮度、顏色的完整三維像素，下游的感知算法不再需要做復雜的跨模態對齊，可以直接當作一種升維的圖像數據來處理。對自動駕駛系統、具身智能系統、空間重建系統來說，這是一次基礎輸入層的重構。

這也是速騰在發布會上反復強調「空間智能」「物理 AI 感知標準」的底氣所在——當別的玩家還在優化點云精度的時候，速騰已經把鏡頭對準了數字世界和物理世界之間的那張翻譯層。

SPAD-SoC 如果真的成為那張翻譯層的底層硬件，它的市場空間遠遠超過今天的車載激光雷達。

結語

過去幾十年，CMOS 把攝像頭變成了基礎設施。所有需要視覺的場景，幾乎都繞不開它。

下一個幾十年，速騰要做的事情是讓 SPAD-SoC 也變成那樣的基礎設施——走進每一輛車，每一個機器人，每一個物理 AI 終端。

當激光雷達開始按像素賣，它就不再是激光雷達了——它是三維世界的相機。