微訪談：靈明光子聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官賈捷陽

采訪背景：2020年3月，蘋果（Apple）公司發(fā)布了新款平板電腦：iPad Pro，搭載了基于dToF（直接飛行時間法）原理的激光雷達。這對于消費電子產(chǎn)業(yè)界來講無疑是一場強烈的視覺“地震”！而“震中”則是索尼（Sony）為蘋果定制生產(chǎn)的dToF傳感器，其基于SPAD（單光子雪崩光電二極管）陣列，分辨率達到3萬像素，相比意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics，以下簡稱STM）的256像素和艾邁斯半導(dǎo)體（ams）的128像素，直接將dToF傳感器功能從“簡單測距”跨越至“距離成像”！

蘋果新款iPad Pro激光雷達中的SPAD探測器、VCSEL及其驅(qū)動芯片

在單芯片上集成SPAD陣列和測距電路的光電探測解決方案，可實現(xiàn)低激光功率下的遠距離探測能力，降低整體系統(tǒng)的功耗和成本，以及減小體積。但無論是對設(shè)計能力，還是對制造工藝和封裝技術(shù)，要求都非常高，因此，全球具有上述綜合能力的廠商寥寥無幾。

據(jù)麥姆斯咨詢調(diào)研，在中國能提供此技術(shù)的設(shè)計企業(yè)可謂鳳毛麟角。深圳市靈明光子科技有限公司（以下簡稱“靈明光子”）是一家專注于為智能硬件所需的深度傳感應(yīng)用設(shè)計并制造高效率SPAD芯片的初創(chuàng)企業(yè)，成立于2018年5月。靈明光子為激光雷達設(shè)計制造的硅光電倍增管（SiPM）已經(jīng)出貨，而面向消費電子應(yīng)用的dToF單光子成像陣列（SPADIS）于2020年第二季度開始出貨。我們聯(lián)系到靈明光子聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官賈捷陽博士，并邀請其團隊在『第二十九屆“微言大義”研討會：激光雷達技術(shù)及應(yīng)用』和『第三十屆“微言大義”研討會：3D視覺技術(shù)與應(yīng)用』兩場研討會上與大家見面。在此之前，麥姆斯咨詢采訪了賈捷陽博士，以下是采訪內(nèi)容的整理。

麥姆斯咨詢：賈博士您好，非常感謝您接受麥姆斯咨詢的采訪！我們了解到，在靈明光子團隊中，不僅創(chuàng)始成員實力雄厚，核心團隊也是人才濟濟。請您先向大家簡要介紹靈明光子的團隊情況，然后談?wù)勅绾卧诙虝r間內(nèi)吸納技術(shù)和管理背景如此強大的人才并組建團隊。

賈捷陽：靈眀光子創(chuàng)始團隊由四位海歸博士以及美國工程院院士、斯坦福大學(xué)電子系教授James Harris組成。其中我、臧凱（董事長兼首席技術(shù)官）、李爽（首席開發(fā)官）都是James Harris的學(xué)生，在共同創(chuàng)立靈眀光子之前曾在斯坦福大學(xué)同一實驗室共事六年之久。另外一位創(chuàng)始人張超（研發(fā)副總裁）畢業(yè)于荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，師從SPAD領(lǐng)域宗師級教授Edoardo Charbon。我們在創(chuàng)業(yè)前各自都有工作經(jīng)驗：我在Solar Junction和Mojo Vision，臧凱在微軟Hololens，李爽在Quantumscape，張超在NVIDIA（英偉達）。我們背景各不相同，但有著同樣的創(chuàng)業(yè)理念：希望能用自己擅長的技術(shù)打造一家有著成為業(yè)界龍頭潛力的芯片公司。大家最初萌生創(chuàng)業(yè)想法是在2016年，很快便確定了以SPAD技術(shù)為基礎(chǔ)，但用了兩年左右時間探索不同的SPAD應(yīng)用領(lǐng)域，最終在激光雷達以及消費類3D視覺領(lǐng)域找到了機會。2018年，我們共同成立了靈眀光子。

靈明光子核心團隊成員合影

自成立之初，靈眀光子便堅持“學(xué)術(shù)精英 + 業(yè)界老兵”的團隊構(gòu)建方式。雖然對于芯片行業(yè)來講，經(jīng)驗非常重要，但SPAD/dToF這個領(lǐng)域非常新，技術(shù)更新非常迅速，我們認為隊伍中必須有充足的核心技術(shù)掌握者。靈眀光子目前近40名成員中有10名都有著國外一流大學(xué)博士學(xué)位，覆蓋了dToF所有相關(guān)技術(shù)方向，有著扎實的核心技術(shù)根基。同時靈眀光子研發(fā)團隊大部分成員有著五年以上工作經(jīng)驗，有六名成員工作經(jīng)驗在15年以上，其中包括了來自ams、意法半導(dǎo)體的業(yè)界老兵，保證了我們產(chǎn)品的迅速成熟落地。這樣的團隊構(gòu)成也注定了靈眀光子產(chǎn)品方向主要著眼于新概念產(chǎn)品和高端產(chǎn)品，以產(chǎn)品研發(fā)速度和性能作為公司的核心競爭力，這與很多把進口替代作為主要方向的芯片公司形成了明顯區(qū)別。

構(gòu)建這樣的團隊不只非常考驗管理團隊的綜合能力，更加考驗的是整個團隊是否有明確的技術(shù)思路。吸納業(yè)界老兵加入可以依靠獵頭和各種人脈關(guān)系，但對學(xué)術(shù)精英的發(fā)掘則需要團隊深度了解整個行業(yè)的學(xué)術(shù)發(fā)展脈絡(luò)和先進趨勢方向，才能針對性地鎖定全球各大高校實驗室里的人才。這一方面，由于我們創(chuàng)始團隊里的臧凱、張超都是SPAD領(lǐng)域核心技術(shù)的引領(lǐng)者，我們團隊具有與生俱來的優(yōu)勢。

麥姆斯咨詢：單光子探測技術(shù)在當前和未來有巨大的發(fā)展前景。靈明光子專注于高效率單光子探測芯片的開發(fā)，目前面向消費類和汽車類應(yīng)用分別布局了哪些產(chǎn)品？開發(fā)進展如何？

賈捷陽：靈眀光子目前有兩條產(chǎn)品線：（1）硅光子倍增管（SiPM），主要面向激光雷達客戶，旨在取代目前在各種激光雷達上廣泛采用的雪崩光電二極管（APD）；（2）單光子圖像傳感器（SPADIS），主要面向消費電子客戶，也就是業(yè)界俗稱的“dToF”芯片，未來會逐漸替代現(xiàn)在已經(jīng)普及的“iToF”芯片。靈眀光子已經(jīng)有成熟的量產(chǎn)型SiPM產(chǎn)品，包括了單點和線陣等不同形態(tài)，同時主要參數(shù)已經(jīng)達到了業(yè)界領(lǐng)先水平，目前已有多家激光雷達客戶正在采購或評測。SPADIS已經(jīng)小范圍開放demo（演示），并向主要客戶開始供樣，當前主要滿足客戶的dToF技術(shù)驗證需要，將結(jié)合客戶需求在2021年推出量產(chǎn)型產(chǎn)品。

靈明光子打造基于SPAD技術(shù)的兩大產(chǎn)品線：SiPM和SPADIS

這里強調(diào)一點：SiPM可適用于各種不同形態(tài)的激光雷達，并不僅局限于車載應(yīng)用。靈眀光子SiPM同樣可以滿足包括用于掃地機器人在內(nèi)的各種非車載激光雷達的需求，并且有多家非車載客戶正在積極評測。

麥姆斯咨詢：若要將硅光電培增管（SiPM）應(yīng)用于汽車激光雷達，符合車規(guī)級標準是“敲門磚”。靈明光子在設(shè)計、制造、封裝、測試以及認證等各個環(huán)節(jié)如何保證SiPM滿足車規(guī)級要求？

賈捷陽：一般我們所說的“車規(guī)”包括了ISO9000、TS16949和AECQ三項認證。靈眀光子SiPM產(chǎn)品的合作代工廠均有TS16949認證，并且我們將于今年年內(nèi)認證ISO9000。至于AECQ認證，我們更傾向于與車載激光雷達客戶深度合作，待客戶確定具體產(chǎn)品需求之后再進行針對性的認證工作。如前所述，靈眀光子的SiPM也有不少非車載應(yīng)用客戶，因此我們并不需要讓每一款產(chǎn)品都通過車規(guī)認證。即便如此，靈眀光子極為重視SiPM測量與校準，并已做了大量的工作。我們擁有自主、完整的參數(shù)測量和可靠性實驗?zāi)芰Γ瑵M足客戶對產(chǎn)品性能和可靠性的需要。

麥姆斯咨詢：目前SiPM核心技術(shù)主要掌握在國外幾家大廠手中，如安森美（收購SensL）、濱松、Princeton Lightwave等，并且已與汽車激光雷達廠商開展了深度合作。作為一家初創(chuàng)企業(yè)，靈明光子會采用何種戰(zhàn)略打入汽車激光雷達產(chǎn)業(yè)鏈？你們的技術(shù)優(yōu)勢有哪些？

賈捷陽：汽車激光雷達當前仍然處于早期發(fā)展階段。不論是汽車廠商對于激光雷達系統(tǒng)的需求，還是激光雷達廠商對于零部件的需求，都有三個主要特點：需求變化快、對性能敏感、供應(yīng)鏈安全需求迫切。因此我們認為只要我們產(chǎn)品性能足夠先進，這個領(lǐng)域反而能成為我們很好的機會：（1）首先，作為初創(chuàng)公司，我們迭代速度快、定制靈活性高，能夠滿足客戶需求；（2）其次，比起產(chǎn)品單價，客戶更在乎性能或全系統(tǒng)成本，使得我們有利潤空間；（3）同時，我們作為國內(nèi)目前唯一一家有量產(chǎn)能力的SiPM供應(yīng)商，在增強國內(nèi)客戶供應(yīng)鏈安全方面有先天性優(yōu)勢。當然，以上結(jié)論的前提是我們在技術(shù)上足夠領(lǐng)先。目前，靈眀光子采用光子捕捉技術(shù)的SiPM已經(jīng)成功量產(chǎn)，905nm PDE（光子探測效率）達到了15%以上，高于OnSemi（安森美）同類型貨架產(chǎn)品，此外DCR（低暗計數(shù)率）、Recovery time（恢復(fù)時間）等參數(shù)也大幅度領(lǐng)先。我們也觀察到，靈明光子的產(chǎn)品對于大多數(shù)已經(jīng)采用國外競品的客戶來講，依然具有充足的吸引力。

靈眀光子SiPM實物圖及性能對比。公司現(xiàn)有單點及1x16兩個規(guī)格的產(chǎn)品，與市場上當前出貨量最大的安森美RB10020相比，各方面性能都有大幅度提升。

麥姆斯咨詢：針對市售SPAD組件在近紅外波段（850~1000nm）光子探測效率（PDE）不足的問題，靈明光子有什么獨特的解決方案？PDE可以達到多少？

賈捷陽：靈眀光子的核心技術(shù)之一就是能夠大幅度提升PDE的光子捕捉技術(shù)。這項技術(shù)的原理說起來十分簡單，便是讓進入器件的光子不再是以單一路徑通過器件光敏區(qū)域，而是在器件上下表面之間形成一定的諧振，大大增強了器件對光的吸收。但其工程實現(xiàn)非常復(fù)雜，需要攻克三大難題：一是復(fù)雜的納米光學(xué)設(shè)計以實現(xiàn)大幅度的PDE提升；二是圍繞著光子捕捉對整個器件電學(xué)結(jié)構(gòu)重新進行創(chuàng)新式設(shè)計，能最大發(fā)揮出光子捕捉技術(shù)的核心優(yōu)勢的同時，同時避免影響低暗計數(shù)率、恢復(fù)時間等其它參數(shù)；三是工藝設(shè)計，需要讓全新設(shè)計的器件能夠與CMOS工藝兼容。

能提升PDE的光子捕捉技術(shù)的器件結(jié)構(gòu)示意圖

我們團隊不僅有著扎實的學(xué)術(shù)積累（這項工作最有影響力的學(xué)術(shù)成果則由臧凱發(fā)表在《自然·通訊》，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00733-y），并且有著一般芯片公司不具備的全堆棧器件和工藝設(shè)計能力，因此能在相對短的時間內(nèi)解決上述三個問題。在公司成立不到兩年的時間內(nèi)，靈眀光子出貨的第三代量產(chǎn)SiPM已經(jīng)實現(xiàn)15%以上的可用PDE，超過歐美公司經(jīng)過十多年打磨出的產(chǎn)品性能。而我們的實驗室研發(fā)樣片的PDE已經(jīng)超過了20%，這也是靈眀光子下一代產(chǎn)品希望實現(xiàn)的目標。

麥姆斯咨詢：dToF方案的優(yōu)勢深受3D視覺業(yè)界認可。iToF（間接飛行時間法）方案所需光電探測器可采用基于CCD和CMOS圖像傳感器制造工藝實現(xiàn)，但基于SPAD的單芯片集成解決方案實現(xiàn)難度很高，實現(xiàn)大陣列的難度也非常高。這主要受限于哪些因素？請您向大家進行詳細講解，謝謝！

賈捷陽：SPAD芯片實現(xiàn)大陣列的技術(shù)難點有很多，總體來說還是由于產(chǎn)品太新、設(shè)計和工藝都有待成熟而導(dǎo)致的。這其中有器件物理層面的問題，比如提升小像素的PDE；有電路設(shè)計方面的問題，比如TDC（時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器）如何設(shè)計、數(shù)據(jù)如何高效傳出；也有工藝工程方面的問題，比如散熱。

目前最直觀的兩個問題：其一是TDC等電路部分占用面積過大，如果陣列較大的話電路部分會占用太多芯片面積，也造成走線和信號讀出方面的困難；其二是dToF直方圖數(shù)據(jù)量太大，如果想減少數(shù)據(jù)量則必須增加片上DSP（數(shù)字信號處理），這又帶來了芯片面積的壓力。隨著時間的推移，整個業(yè)界對于dToF量產(chǎn)產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、使用的經(jīng)驗不斷增加，我們認為上述問題都會逐漸得到解決。CMOS圖像傳感器（CIS）也是經(jīng)歷了一個漫長的分辨率爬坡過程才到達今天的“億像素”級別，iToF傳感器由于采用了大量CIS成熟工藝，大大縮短了這一過程。但是dToF傳感器由于電路和工藝與CIS相關(guān)性很小，因此不得不重新開始分辨率爬坡過程。我們認為dToF陣列規(guī)模提升最重要的一個轉(zhuǎn)折點是3D堆疊工藝的采用。3D堆疊能大幅節(jié)省芯片面積，同時也使SPAD和電路可以采用不同的工藝節(jié)點，幫助實現(xiàn)高速DSP。采用3D堆疊后dToF芯片有望實現(xiàn)超過iToF的陣列規(guī)模。

SPAD陣列：從2D集成到3D集成

麥姆斯咨詢：您認為未來智能手機采用的ToF技術(shù)會如何發(fā)展？是dToF逐步取代iToF，還是雙方“勢均力敵”？

賈捷陽：單從技術(shù)方面看，dToF取代iToF存在很強的邏輯必然性。現(xiàn)在iToF實際應(yīng)用中暴露出三個自身難以解決的問題：一是全系統(tǒng)能耗太大（因為采用連續(xù)波或?qū)捗}沖激光），二是準度易受干擾（如透明物體干擾、多光路干擾、反射率對比度干擾），三是抗環(huán)境光能力差限制了戶外應(yīng)用。這三個問題顯著限制了iToF的應(yīng)用。而dToF則從根本上解決了以上三個問題，實際應(yīng)用的性能天花板要遠高于iToF。然而任何一項新技術(shù)的發(fā)展都不只取決于技術(shù)原理，產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度、全產(chǎn)業(yè)鏈成本、可靠性等因素以及市場的宏觀局勢都會影響技術(shù)演進。當前的dToF產(chǎn)業(yè)鏈成熟度尚不如iToF，因此未來dToF是否取代iToF會取決于很多因素。3D ToF的應(yīng)用場景非常多，對于某些特定應(yīng)用場景，iToF跟dToF也會各自有一些優(yōu)勢。

麥姆斯咨詢：請您評價索尼為蘋果新款iPad Pro激光雷達所定制的SPAD探測器，它有哪些亮點？

賈捷陽：我們不方便評價我們競爭對手的產(chǎn)品。但我可以評論的是，iPad Pro的dToF模組全套方案非常精妙，專門為手機等移動設(shè)備AR（增強現(xiàn)實）和3D建模應(yīng)用設(shè)計，對整個業(yè)界有很好的指導(dǎo)意義。我們分析iPad Pro的方案要從整體系統(tǒng)角度看待，而不應(yīng)只關(guān)注SPAD這一個元件。

麥姆斯咨詢：傳言蘋果新款iPad Pro激光雷達也會用于2020年即將發(fā)布的iPhone 12 Pro Max。消費電子市場空間巨大，蘋果這項應(yīng)用為dToF產(chǎn)業(yè)鏈帶來了哪些訊息？靈明光子是否已經(jīng)準備好迎接dToF時代的開啟？

賈捷陽：首先，我們無法回應(yīng)其它廠家未經(jīng)證實的產(chǎn)品消息。我們的產(chǎn)品規(guī)劃是基于自己的市場和技術(shù)分析而非業(yè)界傳聞，相信其它dToF友商也是如此。我們相信對于手機而言，dToF技術(shù)的核心價值在于其根本性地改善了手機的3D傳感能力，使其能耗、抗環(huán)境光能力和精準度達到了AR大規(guī)模應(yīng)用于手機、平板電腦以及AR眼鏡等所需的水平。就像手機生物識別技術(shù)賦能了移動支付一樣，dToF也會促使手機3D技術(shù)賦能手機AR應(yīng)用市場。因此，靈眀光子不僅要在dToF產(chǎn)品研發(fā)進度上保持領(lǐng)先位置，更要建立從芯片/器件到系統(tǒng)再到消費者的全價值鏈的深入了解。我們有信心能在最短的時間讓我們的dToF產(chǎn)品找到3D傳感市場中最長遠的一條價值鏈，并成為其中最堅固的一環(huán)。

靈眀光子SPADIS芯片及dToF模組

麥姆斯咨詢：智能手機等消費類產(chǎn)品對價格非常敏感。該產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商在追逐性能達標的同時，必須保證成本合理且具有持續(xù)下降的空間。對此，作為一家無晶圓廠（fabless）設(shè)計公司，靈明光子將如何管理供應(yīng)鏈，以滿足消費電子市場所追求的高性價比產(chǎn)品？

賈捷陽：雖然我們是Fabless公司，但我們有自己全堆棧的SPAD工藝設(shè)計能力，我們在與代工廠合作方面有著其他Fabless公司不具備的優(yōu)勢。我們在封裝以及模組方面選擇與頭部模組封裝公司進行深度合作，依靠他們的成熟量產(chǎn)資源控制模組產(chǎn)品的成本，我們則把更多精力集中在芯片本身的性能和質(zhì)量上。我們也會跟客戶和合作伙伴一起打造dToF應(yīng)用算法，發(fā)揮出我們芯片的優(yōu)勢。

麥姆斯咨詢：中美貿(mào)易戰(zhàn)愈演愈烈，是否會對靈明光子造成負面影響？你們已經(jīng)提前采取哪些措施以減少或規(guī)避中美貿(mào)易戰(zhàn)對靈明光子業(yè)務(wù)的影響？

賈捷陽：靈眀光子高度重視合規(guī)工作。由于公司2018年正式開始運營時，中美貿(mào)易戰(zhàn)已經(jīng)開始，我們從成立之日起便對公司各項涉及合規(guī)和知識產(chǎn)權(quán)的工作做了最高等級的規(guī)范，目前核心知識產(chǎn)權(quán)跟技術(shù)都是歸屬于深圳靈明光子。因此，當前中美貿(mào)易戰(zhàn)的加劇對公司運營并沒有直接負面影響。

麥姆斯咨詢：您對靈明光子未來五年的發(fā)展目標和規(guī)劃有何設(shè)想？

賈捷陽：首先我們要在產(chǎn)品性能和質(zhì)量上全面超越OnSemi、ams、意法半導(dǎo)體等國外競爭對手，給客戶交付性能最優(yōu)、質(zhì)量最好的SPAD芯片產(chǎn)品。這是靈眀光子創(chuàng)立以來的核心價值。其次我們要建立起一支能夠支持公司持續(xù)創(chuàng)新并持續(xù)攻克業(yè)界尖端問題的團隊。借此我們也希望能夠推動SPAD、dToF整個領(lǐng)域的進步，逐漸成為行業(yè)趨勢的引領(lǐng)者。

麥姆斯咨詢：近期靈明光子是否有融資計劃？如有，請談?wù)勝Y金的用途。

賈捷陽：目前靈眀光子財務(wù)狀況比較健康，不過由于手機dToF產(chǎn)品研發(fā)進入了發(fā)力期，我們近期擬開啟新一輪融資以加速手機產(chǎn)品研發(fā)和客戶design-in（設(shè)計導(dǎo)入）的過程。融資的資金將主要用于研發(fā)和產(chǎn)品化（包括流片）。

麥姆斯咨詢：今年很榮幸邀請到靈明光子在『第二十九屆“微言大義”研討會：激光雷達技術(shù)及應(yīng)用』和『第三十屆“微言大義”研討會：3D視覺技術(shù)與應(yīng)用』兩場研討會上分享車載激光雷達和消費電子應(yīng)用的單光子光電探測技術(shù)。此時，您想向觀眾說些什么呢？

賈捷陽：從激光雷達到3D實時成像，都代表了市場對深度感知技術(shù)的渴望。從學(xué)術(shù)界到工程界，在過去近百年時間內(nèi)不斷嘗試，尋求突破，最終在今天，我們看到了一種極具潛力的技術(shù)方向——dToF。盡管針對單光子技術(shù)和dToF方案還存在很多不足，但是我們有信心通過我們和客戶的共同努力，一起推動這項技術(shù)的最終落地。在此過程中，我們有能力為我們的合作伙伴提供業(yè)界最領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)靈明光子的愿景：中國的芯片產(chǎn)業(yè)不再缺芯少魂！我們掌握核心技術(shù)，我們鍛造“中國芯”。我們作為一家中國的芯片企業(yè)，可以為人類的智能未來創(chuàng)造慧眼。