微访谈：宇称电子CTO许鹤松
访谈背景：杭州宇称电子技术有限公司（简称：宇称电子）成立于2017年，位于浙江杭州高新区（滨江），致力于研发与设计基于直接飞行时间（dToF）技术的单光子敏感探测器，即硅光电倍增管（SiPM）和单光子雪崩二极管（SPAD），以及高精度微电子信号处理芯片专用集成电路（ASIC），产品广泛应用于消费类电子、3D传感、激光雷达、医疗影像、工业检测等创新领域。经过多年技术积累与发展，宇称电子已经成为单光子探测领域全球领先的集成电路设计公司，同时也是高能物理、航空航天及核工业等领域的射线探测、半导体探测器和专用集成电路重要供应商。
近期，宇称电子受邀参加在2024年9月中国国际光电博览会（CIOE）期间举办的『第37届“微言大义”研讨会：激光雷达及3D传感技术』，分享《单光子传感技术及其行业应用》的主题演讲。在本次研讨会即将召开之际，麦姆斯咨询有幸采访了宇称电子CTO许鹤松，就公司发展情况及单光子探测技术等话题展开交流。
宇称电子CTO许鹤松
麦姆斯咨询：许总，您好，感谢您接受麦姆斯咨询的采访。首先请介绍一下您的职业背景以及宇称电子的核心团队情况。
许鹤松：我之前在瑞士ams公司担任单光子传感器设计师，主导设计了包括3D堆叠工艺在内的多款SPAD产品，目前这些产品都已经大规模量产。另外，之前在意大利FBK研究院期间也为客户定制了SiPM产品，我主导设计的SiPM芯片目前也已经大规模量产，并成为目前市场上最主流的SiPM产品之一。
宇称电子的核心团队来自于欧洲顶级高校研究所和核心传感器大厂，除了我之外，拥有10年以上产业经验的专家超过20人，例如大家熟知的我们的首席科学家沈炜博士，他之前在基尔霍夫研究所担任团队负责人，是直接飞行时间（dToF）读出电路ASIC领域全球顶尖专家之一，在国内外单光子探测领域享有盛名。
麦姆斯咨询：宇称电子成立至今已有七年，我们见证了你们的蓬勃发展。请您回顾一下公司的关键里程碑事件，以及这些事件对公司发展战略的影响？
许鹤松：成立七年以来，我们确实保持了高速发展，也经历了非常多的关键时刻，可以说是机遇与挑战并存，我们一路披荆斩棘，才取得了技术、产品、业务、融资多层面的巨大成功。2019年，公司在工业医疗领域遇到了国际半导体大厂博通（Broadcom）的挑战，共同竞标某定制项目，最后我们成功赢下该项目，目前该产品已经批量出货。2020年，我们自主IP的SPAD芯片在多家Fab代工厂完成流片并验证成功，开启了我们从单点到多点，再到面阵的SPAD产品迭代之路。2021年，我们与合作客户开始SiPM+ASIC车载激光雷达方案的搭建，目前该方案已经成为行业最主流的方案，从市场反馈来看，我们当时的决策非常具有先进性和前瞻性。2022年，我们获得了来自全球顶尖光通信模块厂商中际旭创的投资，他们是光通信领域的产业专家，对于传统光电探测器和单光子探测器都非常了解，他们高度认可我们在SPAD和SiPM单光子探测器方面的技术和产品实力。2023年，我们又获得了来自武岳峰科创和长城汽车的投资，他们看重的是我们是国内少有的同时拥有SPAD、SiPM像素设计能力和dToF读出电路ASIC芯片设计及量产能力的公司。这些芯片是激光雷达能够朝向车载自动驾驶以及其它各个领域全面普及的基础。2024年，我们也有非常多革命性的技术和产品会推出，具体细节将会在“微言大义”研讨会上发布。
麦姆斯咨询：宇称电子具有dToF传感全链路设计能力，请您就此能力展开介绍。此外，还布局了哪些关键专利？
许鹤松：是的，我们是国内少有的同时具备单光子敏感探测器SiPM、SPAD及高精度微电子信号处理芯片ASIC设计能力的团队，这个已经成为行业内大家的共识。国内有些公司有能力开发SiPM，但是无法开发ASIC；有的公司有能力开发SPAD，但是SiPM和ASIC又不涉及。宇称电子既有探测器像素自主IP设计能力，又有dToF读出电路自主研发能力，同时又有量产经验，放眼望去，国内同时具备这些能力的公司屈指可数。至于关键专利，这些都是属于公开信息，大家可以去检索一下，不在此逐一展开了。
宇称电子dToF传感全链路设计能力
麦姆斯咨询：围绕单光子探测技术，宇称电子布局了哪大几类产品方向？目标应用领域有哪些？
许鹤松：其实我们产品布局方向非常明确，就是基于CMOS平台的SPAD芯片和SiPM+ASIC芯片或组合套片两个大类。从像素上来说，又包含了单点和阵列探测器，具体产品样态根据不同领域的场景需求可以提供非常多样灵活的选择。目标的应用领域主要包括工业、医疗、汽车激光雷达、消费电子以及科学研究等。
麦姆斯咨询：近期，宇称电子发布了多款新品，例如高精度ToF信号处理ASIC芯片MPT2082、高精度激光测距传感器MPX105、NIR系列和Blue系列SiPM产品等。请问这些产品在性能上有哪些突破？市场前景如何？
许鹤松：MPT2082芯片是一款高精度ToF信号处理ASIC芯片。该芯片共有8个并行的数据采集和处理通道，每个通道搭载的高精度TDC对飞行时间进行测量。该芯片可兼容SiPM、APD等光电探测器，支持各种激光雷达信号处理和工业测量中的高集成、低成本应用。MPX105是我们最新推出的一款SPAD产品；NIR系列SiPM主要是针对近红外应用领域，特别是车载和工业激光雷达领域开发的新品；Blue系列SiPM则面向PET-CT医学成像和工业精密检测等光子探测领域。
宇称电子高精度ASIC芯片MPT2082
麦姆斯咨询：宇称电子的单光子探测技术和产品已经有哪些成功的应用案例？包括医疗、工业、汽车及消费电子等领域。
许鹤松：目前在高端医疗影像领域我们的芯片助力客户实现整机性能全球领先；在工业领域，我们助力中国高端SiPM读出ASIC芯片国产化进程；在航空航天领域，我们助力“天格计划”实现紧凑型伽马射线探测器载荷Reapmp Board升级；在汽车激光雷达领域，我们已经获得合作主机厂的激光雷达芯片优先供应以及多家激光雷达厂商的量产需求。
麦姆斯咨询：宇称电子与瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）合作开发出全球最小的1.8 µm像素尺寸SPAD阵列。这一突破具有哪些重要意义？
许鹤松：这是我们在2024年ISSW上发布的最新革命性成果，这一成果推动了单光子雪崩二极管（SPAD）技术的发展，实现了像素尺寸的进一步缩小，有望在生物医学成像、量子信息、光通信等领域带来革命性的应用。这一成果的实现得益于宇称电子与瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）在单光子探测技术领域多年的技术积累和强大研发实力。
宇称电子发布全球最小的1.8 µm像素尺寸SPAD阵列
麦姆斯咨询：车载激光雷达市场竞争激烈，宇称电子为此推出了单光子探测芯片全栈方案，请您谈谈该方案的优势及市场竞争力。
许鹤松：正因为目前车载激光雷达市场竞争激烈，激光雷达整机降低成本已经成为行业共识。宇称电子的SiPM+ASIC和SPAD方案大幅降低了车载激光雷达的成本，基于我们的SiPM+ASIC的量产车载激光雷达能够率先降至千元人民币以内。这个方案自我们2021年提出以来，经过3年的技术研发和产品迭代，已经获得多家头部客户的订单，从技术和市场层面而言，我们已经取得了先发优势。
麦姆斯咨询：我国单光子探测技术与产业发展迅速，但与全球领先企业（例如滨松、索尼）仍有差距。您认为这些差距主要体现在哪些方面，如何缩小这些差距？
许鹤松：如果是在两三年前，我会认可这个看法，但现在国内单光子探测技术与产业发展的速度真的已经超出我们的预想了，现在我们中国在单光子探测技术方面与海外的厂家其实并没有特别明显的差异，而且我们凭借性能和成本优势已经在市场方面形成了超越。如果一定要说哪些方面还有需要我们学习的地方，我认为一是产品的丰富度还有待提高，这个需要研发的时间积累；二是市场渠道以及客户认知，这需要我们投入更多精力去建立渠道并培育市场。
麦姆斯咨询：展望未来，您认为单光子探测技术发展趋势如何？可能带来哪些革命性的应用？
许鹤松：单光子探测技术是光电探测芯片化和高速化的必然趋势，传统的光电探测器都将被单光子探测器取代，只是时间问题，这个趋势已经在各个领域开始显现。例如，在工业医疗领域，光电倍增管（PMT）已经被高集成、高分辨率的SiPM+ASIC方案所取代；在近红外激光雷达领域，最开始大家都在用APD，现在车载激光雷达已经都切换到SiPM和SPAD方案，工业激光雷达也正在跟进这个趋势；在可见光波段，暗光下低噪声高动态范围的SPAD已经崭露头角；而在高能射线波段，基于单光子探测技术的光子计数探测器会取代闪烁体积分式探测器。总而言之，单光子探测技术能够为产业带来非常多的革命性应用，包括应力检测、探伤、光子计数CT、超高速相机等。
麦姆斯咨询：请您畅谈宇称电子接下来的目标里程碑或未来五年规划设想。
许鹤松：一直以来，宇称电子专注于单光子探测技术前沿探索和商业落地。在前沿探索方面，我们会围绕未来5-10年的远期目标为核心，在一些高精尖领域进行技术攻关和突破，例如高能射线波长的光子计数探测器和ASIC，以及可见光波长的基于背照式（BSI）工艺低照度SPAD大面阵。在商业落地方面，我们会把重心放在一些有明确需求和价值的市场机会上，我们在工业、医疗、汽车激光雷达、消费电子等领域已经有了非常好的产业基础，在这个基础上我们会不断做产品创新和迭代。
麦姆斯咨询：2024年9月，您将参加『第37届“微言大义”研讨会：激光雷达及3D传感技术』并发表主题演讲，届时您将为观众带来哪些方面的技术分享与交流？
许鹤松：这次会跟大家分享一下宇称电子在工业、医疗、消费电子和汽车激光雷达等领域取得的广泛应用成果，以及各领域的不同应用诉求，分析不同路线的单光子器件，包括SiPM和SPAD的选型、像素设计、信号链处理芯片等问题。同时分享单光子探测技术在非可见光，例如高能射线和近红外领域的新应用方向。最后，我将简要介绍一下我们目前已经量产和即将量产的产品。
