下一个时代的CMOS：阜时科技计划2027年实现单芯片SPAD-RGBD

电子发烧友网综合报道  伴随物理 AI、自动驾驶、人形机器人产业高速落地，纯二维摄像头因无法直接获取空间深度，在逆光、无纹理墙面等场景容易出现距离误判，难以满足高安全、低容错的终端需求。
 
RGBD 传感器凭借同步采集 RGB 色彩信息与 Depth 深度数据的能力，成为下一代机器视觉核心硬件，目前禾赛、速腾聚创等头部激光雷达厂商都已经公布了RGBD激光雷达的产品规划。
 
而阜时科技依托全自研 SPAD 芯片与全固态光扫描技术，同样打造了从分立双摄到单芯片原生融合的全谱系RGBD产品。
 
相比传统的摄像头+激光雷达方案，RGBD传感器的优势在于，RGBD 传感器在芯片或光路层面一体化设计，色彩与深度像素一一对应，数据天然同步，不存在后期软件配准偏差，大幅降低算法开发难度。
 
区别于纯视觉依靠算法从二维画面估算深度，RGBD 依靠激光飞行时间物理测算空间距离，厘米级深度精度，在黑夜、强光、纯白墙面等极端工况稳定测距，规避纯视觉感知失效带来的安全隐患，契合 L3 及以上自动驾驶、精密机器人抓取的法规安全要求。
 
单芯片RGBD将成像与测距电路集成在单颗半导体芯片，相较分体式双硬件方案，整机体积缩减 50% 以上、功耗下降 40%，硬件物料成本向普通 CMOS 摄像头靠拢，打破传统激光雷达高昂成本难以大规模普及的行业瓶颈。
 
在数据融合上，RGBD传感器可同步输出带色彩纹理的三维点云，融合语义信息与空间坐标，AI 算法可直接依托完整三维数据做环境建模、障碍物分类，大幅降低端侧 AI 算力消耗。
 
阜时科技 RGBD 系列以SPAD（单光子雪崩二极管）为核心感光单元，融合分光光学架构与 dToF 直接飞行时间测距原理，分双芯片、单芯片两种光路实现逻辑。

 
阜时科技RGBD的多种路线  图源：阜时科技

 
双芯片方案即分光镜光路，在单镜头入光后经内置分光镜做波段分离，可见光波段透射至图像芯片生成彩色画面，940nm 红外反射至 SPAD 深度芯片测算距离，两套芯片共用同一镜头，从光学层面解决空间错位问题。
 
单芯片方案在同一颗 SPAD 芯片像素层集成复合滤光膜，R/G/B 像素捕捉自然光生成彩色图像，D 专用像素接收红外激光完成深度测算，依靠晶圆堆叠工艺实现 RGB 与 Depth 像素同面排布，真正像素级原生融合，光学串扰率控制在万分之一级别。、
 
值得一提的是，传统Flash全固态激光雷达视场大但测距仅二三十米，远距离方案视场狭小；阜时科技具备自研万向光控全固态光扫描技术，依靠电压调控电光晶体光栅改变激光出射方向，无机械运动部件，激光利用率从行业普遍 5% 提升至 80% 以上，低成本光源即可实现 200 米远距离 + 大视场角扫描，补齐 RGBD 远距离车载应用短板，也是阜时 RGBD 区别同行的底层专利壁垒。
 
RGB视觉和激光雷达的融合，将会彻底解决纯视觉估算距离的准确性瓶颈。未来车载、机器人、消费电子三大赛道将迎来感知硬件升级浪潮，RGBD传感器有望成为下一个时代的CMOS，掀起彩色成像的技术革命。