dToF單光子雪崩二極管（SPAD）傳感器技術是未來實現激光雷達（LiDAR）小型化、低成本、可量產的核心技術，其對光子飛行時間進行直接測量，進而轉換成光子飛行距離。相比于iToF，dToF主要通過像素的脈沖輸出直接進行簡單的模數轉換就可以得到反射回傳感器的光子時間和數量，減少了功耗和運算量；并且通過調整脈沖頻率和能量，可以達到比iToF更遠的測量范圍。dToF SPAD技術將會成為未來3D探測的主流技術，成為智能化無人系統的眼睛。

針對國家重大工程、航空航天、無人系統、消費電子等應用對遠距離三維感知的需求，西安電子科技大學朱樟明、楊銀堂教授研究團隊發布了dToF SPAD激光雷達傳感器芯片，單芯片上集成了核心感光器件SPAD 整理及精準測距電路、多種測距精度優化和抗背景光干擾算法等功能，具有32×32×4分辨率、超30fps的刷新率，在200mW功耗下可以實現12-15米的遠距離高精度探測，是目前報道中最遠的dToF SPAD探測距離。

該dToF SPAD激光雷達傳感器芯片由劉馬良教授負責，西安電子科技大學和寧波芯輝科技有限公司聯合研制，是國內首個沒有國外相關人員參與的情形下，實現了dToF SPAD激光雷達傳感器的全流程突破。

dToF SPAD激光雷達傳感器芯片照片

SPAD激光雷達樣機

SPAD激光雷達面陣點云圖

當前嚴峻的國際局勢對芯片全流程國產化提出了更高的要求，西安電子科技大學楊銀堂、朱樟明教授團隊始終堅持立足國內自主可控，面向國家重大工程、重點行業應用需求，團隊在模擬和模擬信號集成電路方向取得了系統性的創新成果，獲得了2019年國家技術發明二等獎和2016年國家技術進步二等獎。

團隊已經掌握了全集成線性模式和單光子模式激光雷達的傳感器、混合信號電路、系統架構、定制化工藝等全流程核心關鍵技術，在dToF SPAD、Si-PM、高動態TIA等方面處于業界領先位置，并在IEEE TCAS-I、IEEE TCAS-II、IEEE Sensors J、IEEE TI&M等期刊發表了10多篇激光雷達傳感器論文，是近年來國際上發表激光雷達IEEE期刊論文最多的團隊。

團隊技術負責人劉馬良教授介紹：“整個dToF SPAD激光雷達傳感器芯片立足國內自主可控工藝、團隊主要成員均由國內的博士和碩士構成，團隊從2014年就開始專注于芯片化激光雷達技術的研究，現在團隊已經掌握整個芯片化激光雷達全流程核心技術，能夠根據系統需求，結合芯片設計，全定制化面陣激光雷達芯片，技術水平完全不輸于國外最先進水平。2020年第四季度，還將推出QVGA分辨率的dToF SPAD激光雷達傳感器芯片。未來將向市場提供包括傳感器芯片、激光器驅動芯片、自動化標定系統及三維圖像算法的一站式解決方案。”

高性能全集成激光雷達芯片獲得了2017年第三屆全國“互聯網+”大賽金獎、2019年陜西省科技工作者創新創業大賽金獎，已經孵化了寧波芯輝科技有限公司，并獲得了千萬級天使投資。