如果你對索尼足夠了解，肯定知道它在遊戲、電影等行業都有涉足；如果你對最近幾年索尼的發展有所瞭解，也應該知道它開始惦記汽車領域的事兒。
早在2020年的CES上，索尼釋出過一臺VISION-S 01的純電概念車，2022年釋出了VISION-S 02。電氣化時代的來臨，看似把造車門檻降低了，原有的發動機、變速箱不再是純電車型的必要條件，門檻低就低在了這裡，取而代之的是高續航的電池、感知裝置和算力來展示產品的“肌肉”。
兩屆CES、兩臺概念車，但我們依然對索尼造車的具體資料知之甚少。但透過兩臺車釋出的資訊來看，我們似乎也已經看清索尼造車的核心亮點。
VISION-S 02身上，我們該關注什麼？
索尼VISION-S 02與VISION-S 01一樣，沒公佈電池資訊、量產資訊，核心的內容放在了40個感測器和索尼自己研發的CMOS感光元件上。可以肯定的，電池不是VISION-S系列的核心亮點；留一個疑問，VISION-S系列真的會量產麼，或者是索尼可能想做Tier 1？
先來了解VISION-S 02的資訊：
索尼VISION-S 02車型定位有別於VISION-S 01，是一款7座SUV，整車電動化平臺依舊由麥格納提供；
VISION-S 02依舊是全輪驅動，每個車輪配備268馬力電機；
VISION-S 02與VISION-S 01一樣，沒有公佈電池容量以及續航里程資訊；
與VISION-S 01上的33個感測器有所區別，VISION-S 02的感測器增加到了40個；
VISION-S 02具有車載5G能力，應該是冗餘設計，為了以後的V2X互聯。
VISION-S 01、02兩款車型除了用了索尼自家的攝像頭、雷達等產品，供應商還有博世、黑莓、高通、英偉達、大陸等品牌，高精地圖供應商是HERE，軟體供應商是Elektrobit。這些供應商從車載作業系統、晶片再到高精地圖已經把整車大部分核心零部件覆蓋，剩下可見的亮點就剩下索尼的攝像頭、雷達和ToF鏡頭產品。
說白了，我們對於索尼造車的關注點應該放在它自研的這些產品中代號為“IMX459”的產品。
代號IMX459，索尼用在車上的黑科技
今年釋出的索尼VISION-S 02全車用了40個不同的感測器，包括高畫質攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達以及鐳射雷達等不同的感知裝置。其中鐳射雷達有4個，攝像頭有18個，而且以上都是採用索尼自研的車載級裝置，還有CMOS感光元件。
在索尼官網的示意圖裡，表示了大部分攝像頭的型號，例如IMX390、IMX456和IMX490等，但鐳射雷達標識依舊只是簡單的以“LiDAR”這樣的形式來標註搭載具體位置。在鐳射雷達之後，我們應該關注的是IMX459的SPAD鐳射雷達感測器。
最近幾年，鐳射雷達行業的技術革新非常快，包括雙稜鏡、OPA、Flash、FMCW多種技術路線不斷加入行業之中，但本質上其實沒有進行升級。但索尼的IMX459在最底層的鐳射接收和訊號處理層，做出了改變：
採用對光感知更敏感的SPAD（單光子雪崩二極體）技術，可以檢測到非常低的訊號強度；
感測器畫素數量達到了11萬級，優於普遍市面上的感測器畫素；
感測器微型化，尺寸約為10平方毫米。
雖然現行大部分鐳射雷達的感光方案也能做到清晰、精準，但如果進光量不足或者干擾光線也進入其中，那麼鐳射雷達感測器的成像中就會出現噪點。對於“噪點”需要透過額外的AI晶片去處理，所以存在噪點的鐳射雷達最終的成像會有一定的延時產生，噪點雖然沒了但延時有了。
相比於傳統鐳射類的感測器，索尼的IMX459感測器有兩個優勢，第一個是感光能力更強，相當於使用相同的鐳射發射器的情況下，SPAD能感知到更弱的光，而且感知距離也更遠。最大測量距離300米，能以15釐米作為一個單位範圍進行測量。第二個是計算距離的延遲更低，只用6納秒，用到的技術是光子飛行時間（ToF）、被動淬滅。
理解SPAD的感光邏輯，相機就是最好的例子。現在的數碼相機的CMOS的畫素呈現需要透過接受大量光子，感知到光線強度再控制光子進入的數量才能形成最終正確的曝光成像。應用到鐳射雷達上也一樣，每個畫素點都需要進入特定的波長和大量光子，最終形成鐳射雷達影象，距離的感知透過另一顆計算晶片來測距。
噪點能透過AI晶片做預處理，但實際根本的問題沒有得到解決。但SPAD在接受的光子數量極少的情況下仍然能完成成像，也就意味著SPAD感測器具有非常高的信噪比。信噪比越高也就說明鐳射雷達最終成像更清晰、質量更高，從而提升的是車輛輔助駕駛上的安全性。
無論是SPAD還是ToF都是技術難點，那為什麼又要把SPAD引入到ToF中？因為ToF需要檢測出納秒級的光訊號，所以對光的要求非常高，所以在接收端索尼的鐳射雷達選擇了SPAD（單光子雪崩二極體）來解決用光需求。此外，ToF 本身電路設計複雜，會佔據更大的尺寸，SPAD作為ToF的關鍵技術，目前頁只有意法半導體、索尼和英飛凌等公司在做。
感測器堆疊，解決響應速度
所謂的感測器堆疊，其實是索尼打磨很久的“雙層影象感測器堆疊”技術，除了能縮小體積之外，這項技術還能讓感知響應速度變得更快。而這項技術，也是索尼之前利用在CMOS影象感測器開發中的技術，例如背照式畫素結構、堆疊結構和Cu-Cu連線。
這樣，就能成功構建一種將SPAD畫素和測距處理電路封裝在單個晶片的元器件架構。
關於這個感測器堆疊的技術路線，索尼做過一次較為詳細的介紹。底層是邏輯電路，每個畫素尺寸為10x10毫米，感測器表面也並非完全平整，每個畫素點被做成一個凸透鏡，這樣就能實現更高的光折射率，從而提升鐳射的接受效果。
根據索尼官方的測試資料來看，鐳射雷達感測器資料在905nm波長的光源條件下，檢測效率能達到24%。而且由於每個SPAD畫素都能和底層的邏輯電路連結，所以從感知到光子到轉換成數字訊號，整個過程只需要6納秒，再匹配索尼開發的數字時間轉換器省略了二次計算的時間。
索尼IMX459使用的ToF測距方式，能讓SPAD捕捉到精確的時差、精確的深度解析度，精確程度甚至能達到毫米級別。但唯一的弊端，就是ToF的測距方式感知距離短，在移動裝置上只有5米左右的測距能力。5米的測距能力放到汽車上實現自動駕駛，確實不夠用。
由於堆疊架構提升了效率，讓SPAD技術得以彌補ToF的劣勢，SPAD具有微弱光線也能成像的優勢，而且依託於堆疊架構能有更好的傳輸速度，最慢的響應時間為7納秒。以上的技術難點就在於感測器的堆疊架構，但好在索尼有之前做堆疊式CMOS的處理經驗；另外，松下也正在研發堆疊式SPAD的ToF影象感測器。
總結
索尼的IMX459在今年3月份才能推出樣品，這項技術對於高階駕駛輔助系統（ADAS）的普及和自動駕駛（AD）的實現會有很大幫助。道路狀況以及車輛和行人等物體的位置、形狀會變得越來越複雜，所以目前除了攝像頭和毫米波雷達等感測裝置之外，我們更需要能高精度檢測、識別、追蹤的鐳射雷達。
結合索尼在兩次CES上都沒有對旗下汽車產品的續航、電池、晶片算力做出過多的解讀，把我們所關注的重點推向了IMX459這種感測器技術，背後的邏輯就是應用SPAD+ToF技術並配以雙層堆疊架構解決響應時間的問題。
