微訪談：宇稱電子CTO許鶴松
訪談背景：杭州宇稱電子技術有限公司（簡稱：宇稱電子）成立于2017年，位于浙江杭州高新區（濱江），致力于研發與設計基于直接飛行時間（dToF）技術的單光子敏感探測器，即硅光電倍增管（SiPM）和單光子雪崩二極管（SPAD），以及高精度微電子信號處理芯片專用集成電路（ASIC），產品廣泛應用于消費類電子、3D傳感、激光雷達、醫療影像、工業檢測等創新領域。經過多年技術積累與發展，宇稱電子已經成為單光子探測領域全球領先的集成電路設計公司，同時也是高能物理、航空航天及核工業等領域的射線探測、半導體探測器和專用集成電路重要供應商。
近期，宇稱電子受邀參加在2024年9月中國國際光電博覽會（CIOE）期間舉辦的『第37屆“微言大義”研討會：激光雷達及3D傳感技術』，分享《單光子傳感技術及其行業應用》的主題演講。在本次研討會即將召開之際，麥姆斯咨詢有幸采訪了宇稱電子CTO許鶴松，就公司發展情況及單光子探測技術等話題展開交流。
宇稱電子CTO許鶴松
麥姆斯咨詢：許總，您好，感謝您接受麥姆斯咨詢的采訪。首先請介紹一下您的職業背景以及宇稱電子的核心團隊情況。
許鶴松：我之前在瑞士ams公司擔任單光子傳感器設計師，主導設計了包括3D堆疊工藝在內的多款SPAD產品，目前這些產品都已經大規模量產。另外，之前在意大利FBK研究院期間也為客戶定制了SiPM產品，我主導設計的SiPM芯片目前也已經大規模量產，并成為目前市場上最主流的SiPM產品之一。
宇稱電子的核心團隊來自于歐洲頂級高校研究所和核心傳感器大廠，除了我之外，擁有10年以上產業經驗的專家超過20人，例如大家熟知的我們的首席科學家沈煒博士，他之前在基爾霍夫研究所擔任團隊負責人，是直接飛行時間（dToF）讀出電路ASIC領域全球頂尖專家之一，在國內外單光子探測領域享有盛名。
麥姆斯咨詢：宇稱電子成立至今已有七年，我們見證了你們的蓬勃發展。請您回顧一下公司的關鍵里程碑事件，以及這些事件對公司發展戰略的影響？
許鶴松：成立七年以來，我們確實保持了高速發展，也經歷了非常多的關鍵時刻，可以說是機遇與挑戰并存，我們一路披荊斬棘，才取得了技術、產品、業務、融資多層面的巨大成功。2019年，公司在工業醫療領域遇到了國際半導體大廠博通（Broadcom）的挑戰，共同競標某定制項目，最后我們成功贏下該項目，目前該產品已經批量出貨。2020年，我們自主IP的SPAD芯片在多家Fab代工廠完成流片并驗證成功，開啟了我們從單點到多點，再到面陣的SPAD產品迭代之路。2021年，我們與合作客戶開始SiPM+ASIC車載激光雷達方案的搭建，目前該方案已經成為行業最主流的方案，從市場反饋來看，我們當時的決策非常具有先進性和前瞻性。2022年，我們獲得了來自全球頂尖光通信模塊廠商中際旭創的投資，他們是光通信領域的產業專家，對于傳統光電探測器和單光子探測器都非常了解，他們高度認可我們在SPAD和SiPM單光子探測器方面的技術和產品實力。2023年，我們又獲得了來自武岳峰科創和長城汽車的投資，他們看重的是我們是國內少有的同時擁有SPAD、SiPM像素設計能力和dToF讀出電路ASIC芯片設計及量產能力的公司。這些芯片是激光雷達能夠朝向車載自動駕駛以及其它各個領域全面普及的基礎。2024年，我們也有非常多革命性的技術和產品會推出，具體細節將會在“微言大義”研討會上發布。
麥姆斯咨詢：宇稱電子具有dToF傳感全鏈路設計能力，請您就此能力展開介紹。此外，還布局了哪些關鍵專利？
許鶴松：是的，我們是國內少有的同時具備單光子敏感探測器SiPM、SPAD及高精度微電子信號處理芯片ASIC設計能力的團隊，這個已經成為行業內大家的共識。國內有些公司有能力開發SiPM，但是無法開發ASIC；有的公司有能力開發SPAD，但是SiPM和ASIC又不涉及。宇稱電子既有探測器像素自主IP設計能力，又有dToF讀出電路自主研發能力，同時又有量產經驗，放眼望去，國內同時具備這些能力的公司屈指可數。至于關鍵專利，這些都是屬于公開信息，大家可以去檢索一下，不在此逐一展開了。
宇稱電子dToF傳感全鏈路設計能力
麥姆斯咨詢：圍繞單光子探測技術，宇稱電子布局了哪大幾類產品方向？目標應用領域有哪些？
許鶴松：其實我們產品布局方向非常明確，就是基于CMOS平臺的SPAD芯片和SiPM+ASIC芯片或組合套片兩個大類。從像素上來說，又包含了單點和陣列探測器，具體產品樣態根據不同領域的場景需求可以提供非常多樣靈活的選擇。目標的應用領域主要包括工業、醫療、汽車激光雷達、消費電子以及科學研究等。
麥姆斯咨詢：近期，宇稱電子發布了多款新品，例如高精度ToF信號處理ASIC芯片MPT2082、高精度激光測距傳感器MPX105、NIR系列和Blue系列SiPM產品等。請問這些產品在性能上有哪些突破？市場前景如何？
許鶴松：MPT2082芯片是一款高精度ToF信號處理ASIC芯片。該芯片共有8個并行的數據采集和處理通道，每個通道搭載的高精度TDC對飛行時間進行測量。該芯片可兼容SiPM、APD等光電探測器，支持各種激光雷達信號處理和工業測量中的高集成、低成本應用。MPX105是我們最新推出的一款SPAD產品；NIR系列SiPM主要是針對近紅外應用領域，特別是車載和工業激光雷達領域開發的新品；Blue系列SiPM則面向PET-CT醫學成像和工業精密檢測等光子探測領域。
宇稱電子高精度ASIC芯片MPT2082
麥姆斯咨詢：宇稱電子的單光子探測技術和產品已經有哪些成功的應用案例？包括醫療、工業、汽車及消費電子等領域。
許鶴松：目前在高端醫療影像領域我們的芯片助力客戶實現整機性能全球領先；在工業領域，我們助力中國高端SiPM讀出ASIC芯片國產化進程；在航空航天領域，我們助力“天格計劃”實現緊湊型伽馬射線探測器載荷Reapmp Board升級；在汽車激光雷達領域，我們已經獲得合作主機廠的激光雷達芯片優先供應以及多家激光雷達廠商的量產需求。
麥姆斯咨詢：宇稱電子與瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）合作開發出全球最小的1.8 μm像素尺寸SPAD陣列。這一突破具有哪些重要意義？
許鶴松：這是我們在2024年ISSW上發布的最新革命性成果，這一成果推動了單光子雪崩二極管（SPAD）技術的發展，實現了像素尺寸的進一步縮小，有望在生物醫學成像、量子信息、光通信等領域帶來革命性的應用。這一成果的實現得益于宇稱電子與瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）在單光子探測技術領域多年的技術積累和強大研發實力。
宇稱電子發布全球最小的1.8 μm像素尺寸SPAD陣列
麥姆斯咨詢：車載激光雷達市場競爭激烈，宇稱電子為此推出了單光子探測芯片全棧方案，請您談談該方案的優勢及市場競爭力。
許鶴松：正因為目前車載激光雷達市場競爭激烈，激光雷達整機降低成本已經成為行業共識。宇稱電子的SiPM+ASIC和SPAD方案大幅降低了車載激光雷達的成本，基于我們的SiPM+ASIC的量產車載激光雷達能夠率先降至千元人民幣以內。這個方案自我們2021年提出以來，經過3年的技術研發和產品迭代，已經獲得多家頭部客戶的訂單，從技術和市場層面而言，我們已經取得了先發優勢。
麥姆斯咨詢：我國單光子探測技術與產業發展迅速，但與全球領先企業（例如濱松、索尼）仍有差距。您認為這些差距主要體現在哪些方面，如何縮小這些差距？
許鶴松：如果是在兩三年前，我會認可這個看法，但現在國內單光子探測技術與產業發展的速度真的已經超出我們的預想了，現在我們中國在單光子探測技術方面與海外的廠家其實并沒有特別明顯的差異，而且我們憑借性能和成本優勢已經在市場方面形成了超越。如果一定要說哪些方面還有需要我們學習的地方，我認為一是產品的豐富度還有待提高，這個需要研發的時間積累；二是市場渠道以及客戶認知，這需要我們投入更多精力去建立渠道并培育市場。
麥姆斯咨詢：展望未來，您認為單光子探測技術發展趨勢如何？可能帶來哪些革命性的應用？
許鶴松：單光子探測技術是光電探測芯片化和高速化的必然趨勢，傳統的光電探測器都將被單光子探測器取代，只是時間問題，這個趨勢已經在各個領域開始顯現。例如，在工業醫療領域，光電倍增管（PMT）已經被高集成、高分辨率的SiPM+ASIC方案所取代；在近紅外激光雷達領域，最開始大家都在用APD，現在車載激光雷達已經都切換到SiPM和SPAD方案，工業激光雷達也正在跟進這個趨勢；在可見光波段，暗光下低噪聲高動態范圍的SPAD已經嶄露頭角；而在高能射線波段，基于單光子探測技術的光子計數探測器會取代閃爍體積分式探測器。總而言之，單光子探測技術能夠為產業帶來非常多的革命性應用，包括應力檢測、探傷、光子計數CT、超高速相機等。
麥姆斯咨詢：請您暢談宇稱電子接下來的目標里程碑或未來五年規劃設想。
許鶴松：一直以來，宇稱電子專注于單光子探測技術前沿探索和商業落地。在前沿探索方面，我們會圍繞未來5-10年的遠期目標為核心，在一些高精尖領域進行技術攻關和突破，例如高能射線波長的光子計數探測器和ASIC，以及可見光波長的基于背照式（BSI）工藝低照度SPAD大面陣。在商業落地方面，我們會把重心放在一些有明確需求和價值的市場機會上，我們在工業、醫療、汽車激光雷達、消費電子等領域已經有了非常好的產業基礎，在這個基礎上我們會不斷做產品創新和迭代。
麥姆斯咨詢：2024年9月，您將參加『第37屆“微言大義”研討會：激光雷達及3D傳感技術』并發表主題演講，屆時您將為觀眾帶來哪些方面的技術分享與交流？
許鶴松：這次會跟大家分享一下宇稱電子在工業、醫療、消費電子和汽車激光雷達等領域取得的廣泛應用成果，以及各領域的不同應用訴求，分析不同路線的單光子器件，包括SiPM和SPAD的選型、像素設計、信號鏈處理芯片等問題。同時分享單光子探測技術在非可見光，例如高能射線和近紅外領域的新應用方向。最后，我將簡要介紹一下我們目前已經量產和即將量產的產品。
