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前言

Foreword

宇称电子在国产高端医疗分子影像专用ASIC量产落地后,将相关技术和产品向消费领域拓展,近日又推出了新型dToF单点测距SPAD芯片。该芯片完全基于国内半导体产业链配套,适用于LDS(单线激光雷达)和PMS(接近传感器)等场景,具有高集成度、高性能、低成本的特点,达到了业界先进水平,为下游方案集成和应用客户提供了更多选择。


芯资讯丨超高集成度!宇称电子推出钱塘系列dToF单点测距SPAD芯片


宇称电子是致力于推动单光子探测器件和相关ASIC芯片国产化的集成电路设计公司。继今年7月初携手国内医疗影像头部企业共同发布分子影像专用ASIC芯片后,宇称电子近日再次推出新型dToF单点测距专用SPAD芯片——钱塘系列
这是其在工业、医疗特定领域完成芯片量产落地后,将相关技术和产品降维向消费领域拓展的重要布局。该SPAD芯片完全基于国内半导体产业链配套,适用于LDS(单线激光雷达)和PMS(接近传感器)等场景,具有高集成度、高性能、低成本的特点,达到了业界先进水平,为下游方案集成和应用客户提供了更多选择。

芯资讯丨超高集成度!宇称电子推出钱塘系列dToF单点测距SPAD芯片

钱塘系列SPAD模组 – LDS 
基于dToF(直接飞行时间测量法)原理的高精度距离测量系统,尤其是采用单光子探测器件的方案有着高灵敏度、高精度的优势,同时相对于传统的摄像头,ToF模式的传感器也有着更好的隐私保护。
也正是因为如此,这个方案在车载激光雷达、PMS接近传感器、移动设备辅助对焦、扫地机器人LDS单线激光雷达、智能家居、无人机测高等领域的应用中,呈现持续而显著的增长。但作为这项技术的核心——SPAD接收芯片的设计技术却长期掌握在国际一线半导体大厂的手中。
国芯国造,以底层技术研发推动自主产业发展和产品升级
长期以来,SPAD芯片市场由ST、AMS、SONY等欧美半导体供应商垄断,其制造能力也严重依赖于境外半导体配套产业链。据报道,ST的单点测距器件已经实现十多亿颗的出货,但是国产器件的占比非常的低。
宇称电子研发团队来自于欧洲顶尖粒子物理和单光子探测研究机构,以及头部半导体厂商,掌握了高性能SPAD像素结构、大规模数模混合多通道信号采集读出电路、高精度计时电路、复杂测距算法和系统集成等核心技术,并具备相关产品的大规模量产经验。
自展业伊始,宇称电子就树立了国芯国造、以底层技术研发推动自主产业发展和产品升级的决心
与严重依赖于境外Foundary产能和生产工艺的部分design house不同,宇称电子不依赖外部的IP,凭借技术优势在迭代过程中与国内半导体产业链配套厂商紧密配合,协作优化器件工艺完善厂家PDK。宇称电子可向客户提供在PDE、暗噪声系数(DCR)、时间抖动、抗串扰、像素一致性等指标上比市售SPAD芯片更优的产品。并能为客户提供更灵活的定制化需求,和在当前特殊形势下更可靠的交付量产能力。 

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宇称电子为下游公司设计的LDS模组

高集成度,助力最小化的系统级解决方案
作为一种特殊的距离探测系统核心器件,可实用产品化的SPAD芯片不仅仅是一颗高性能的光电转换芯片。其完整的工作能力还需要高低压供电、TDC计时、主控MCU、深度解算、温度传感、甚至光源驱动等模块的支持。
目前其他产品还采用与大量外围分立器件配合的方式,增加了外围电路的复杂性,不仅提高了用户使用成本,还会带来可靠性下降,供应链依赖性上升的问题。
宇称电子凭借自身对数模电路设计优化的深刻理解和丰富系统产品设计经验的积累,在最新的钱塘系列芯片上实现了以上模块和功能的全集成,并可根据用户需求裁剪。同时借助于高于其他产品的先进制程,钱塘依然实现了相对较小的芯片面积,在芯片自身与系统两个层级为客户极大的压缩了成本。还能够适配多种封装形式,适用于不同行业的应用产品。
作为宇称医疗级别分子影像产品技术的下放和领域延拓,钱塘系列芯片在实现以上优点的同时,还保持了极高的可靠性和稳定性。
钱塘系列dToF单点测距SPAD芯片亮点

高系统集成度:钱塘系列SPAD片上集成了电源模块DC-DC,无需片外分立器件多路供电,大大简化系统设计;片上集成高性能TDC,SoC和数字深度解算电路,可直接输出高精度的结构化深度数据,便利芯片使用和后期开发;集成SPI、I2C等接口实现灵活的数据传输和指令通信;集成片上LD驱动电路可直接驱动激光光源,实现高度集成化的PMS传感器(0-3m),亦提供同步接口以适配外部激光器驱动电路,提供中近距离(>12m)测距能力。是当前国内产业界集成度最高的单点测距SPAD量产芯片,帮助客户实现了最小化和最低成本的应用系统设计。

最优化的器件性能:钱塘系列SPAD芯片具备极高的工作稳定性和通道一致性。芯片功耗、发热低,灵敏度(PDE)高,结合高精度的TDC(优于50ps)和片上固化的多种深度解算算法和抗阳光补偿策略,可实时提供高帧率(>4KHz)的高精度结构化深度数据输出。

高兼容性和灵活性:芯片裸die尺寸较小,适应多种封装形式,应用于PMS接近传感器,扫地机LDS单线激光雷达、沿边传感器、无人机定高等应用。其片上SoC还支持多种工作控制模式并为特殊需求提供算力储备。

全国内半导体产业链:钱塘系列芯片完全基于国产化半导体产业链,在当前特殊形式下,产能与交付能力具备更高的可靠性。
 

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来源:杭州宇称电子


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  杭州国家“芯火”双创基地(平台)
Hangzhou  National  Xinhuo  Platform for Innovation  and  Entrepreneurship
2018年3月,国家工信部批复依托杭州国家集成电路设计产业化基地建设杭州国家“芯火”双创基地(平台),从而成为全国第五家国家“芯火”平台。平台对接江苏、安徽、上海等周边地区的优势产业资源,打造环杭州湾集成电路产业创新带,建立立足杭州、覆盖浙江、辐射周边的集成电路产业创新创业服务平台,积极融入长三角一体化国家发展战略。

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杭州国家“芯火”双创基地(平台)抱有“打造环杭州湾集成电路产业创新带、融入长三角一体化国家发展战略”的愿景,对接上海等周边地区的产业资源,推动芯片领域双创与整机应用替代计划,建立立足杭州、覆盖全省、辐射周边的集成电路产业创新创业服务平台,努力建成全国领先、具有全球影响力的集成电路创新创业中心和产业聚集区。
杭州国家“芯火”双创基地(平台)建有浙江省集成电路设计公共技术平台、公共EDA服务平台、IP应用服务平台、MPW服务平台、验证与测试服务平台、人才培训及孵化等平台。
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原文始发于微信公众号(杭州国家芯火):芯资讯丨超高集成度!宇称电子推出钱塘系列dToF单点测距SPAD芯片

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作者 ab