聚芯微电子：聚国际顶尖技术，造业界一流芯片
2020-09-16 15:40:18   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

微访谈：聚芯微电子联合创始人兼首席营销官孔繁晓

采访背景：武汉市聚芯微电子有限责任公司（以下简称“聚芯微电子”）成立于2016年1月，是一家专注于高性能模拟与混合信号芯片设计的高科技公司。公司总部位于武汉，在欧洲、深圳和上海设立有研发中心。聚芯微电子由多位国际一流的半导体归国专家创立，其核心团队来自于荷兰、比利时和德国等飞行时间法（ToF）技术和智能音频技术的发源地，在传感器芯片设计、智能音频解决方案等领域拥有领先的技术创新能力和十余年丰富的产业化经验。聚芯微电子拥有3D光学和智能音频两大产品线，主要应用于智能手机、人工智能（AI）、增强现实和虚拟现实（AR/VR）、自动驾驶等领域。截至2020年6月，聚芯微电子已获得行业一线风险投资基金及知名手机产业链基金累计数亿元的投资。

今年9月24日，聚芯微电子将参加『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』并发表演讲，在此之前我们采访了其联合创始人兼首席营销官孔繁晓先生，提前进行了深入的交流。

聚芯微电子联合创始人兼首席营销官孔繁晓

麦姆斯咨询：首先，恭喜聚芯微电子前不久完成上亿元的B轮融资。贵司近两年的发展非常迅速，请先介绍贵司的核心团队成员，谢谢！

孔繁晓：聚芯微电子背靠欧洲产学研数十年的沉淀，核心团队拥有荷兰、比利时、法国、德国、瑞士等顶尖高校和研究所的教育背景，在欧美一线的芯片公司从业多年，有着丰富的混合信号芯片开发及量产经验。在过往的经历中，聚芯微电子的团队拥有多项业界“第一”：开发出国内首款基于BSI（背照式）工艺的高分辨率ToF图像传感器；开发并量产了业内第一款模拟输入的智能音频功放产品，以及行业最低噪声的传感器信号调理芯片。

我本人和聚芯微电子核心团队的其他成员大多毕业于荷兰代尔夫特理工大学和比利时鲁汶大学，这两所高校在模拟与混合信号芯片设计领域有着很高的声望。在校期间，大家就有从事ToF传感器、高性能时间数字转换器/模拟数字转换器（TDC/ADC）、音频功放（PA）/编码译码器（CODEC）的相关研究，一直走在学术界的前沿。毕业后，我们更是加入恩智浦半导体（NXP）、博通（Broadcom）、艾迈斯半导体（ams）、比利时微电子研究中心（IMEC）等全球知名的芯片设计公司及研究所，进一步在光学传感、移动音频领域深耕，并创造出一系列行业佳话。

我们的团队曾深度参与并发展了NXP的移动音频产品线，实现了商业上的巨大成功，推进NXP成为全球智能音频功放领域的领导者。我们也曾主导开发并量产了全球第一款车规级高速以太网芯片，并作为技术专家深度参与车载激光雷达和音频CODEC的研发。在高端车用市场已经规模化量产的高分辨率间接飞行时间（iToF）芯片以及行业首款可产业化的面阵式直接飞行时间（dToF）芯片的背后，都有着我们团队的付出和努力。在这些领域，我们发表过数十篇ISSCC论文，以及多篇美国专利。可以说，在智能音频和光学传感领域，不论是iToF还是dToF，聚芯微电子的团队有着极强的创新能力和丰富的产业化经验。

当然，芯片公司的成功不仅依赖于研发团队，更因为我们汇聚了市场、销售、运营各领域的顶尖人才，共同推动聚芯微电子的核心产品在市场上形成商业闭环。

麦姆斯咨询：聚芯微电子主要布局了两大类产品线：3D光学和智能音频，目前发布的量产产品有哪些？分别面向哪些应用？两大产品线营收情况如何？

孔繁晓：诚如所言，聚芯微电子未来将持续围绕着3D光学和智能音频两大领域进行战略布局。在3D光学方向，我们在今年上半年发布了第一代iToF产品SIF2310，这款产品的优异性能使得其可以被广泛应用于消费电子、工业类以及安防类应用，目前正在被多个客户Design In。而第二代产品SIF2610也将在年内如期和大家见面，与上一代相比，这款产品具有更高的分辨率和更小的像素尺寸（VGA，5um）、更高的精度（全局噪声<0.2%）、极低的系统功耗以及系统兼容性。SIF2610将会为智能手机以及电子支付领域带来全新的体验。

而在智能音频方向，我们已经在头部智能手机客户量产了一系列的智能音频功放芯片。目前，聚芯微电子的智能音频解决方案已经服务于数千万台智能手机，预计今年的营收会达到数千万元，明年超过1亿元。

智能音频芯片SIA8109

麦姆斯咨询：聚芯微电子的智能音频功放解决方案的“实力”不可小觑。请您先简单介绍下这款产品的情况，谢谢！

孔繁晓：聚芯微电子的智能音频功放解决方案包括智能音频芯片和算法两部分。其中，智能音频芯片集成了振幅保护、温度保护和升压模块，具有高性能、高性价比、小尺寸、简单易用等特点。芯片配合我们自研的Sound Intelligence™音质增强和喇叭保护算法，可提供业界一流的听音体验及品质保障，在音质上，让低音更加清脆干净，高音不刺耳；在安全方面能保护喇叭，延长喇叭寿命。目前，该智能音频解决方案凭借优异的性能和可靠性得到了行业一线手机品牌的认可，已服务于数千万部一线品牌手机。

麦姆斯咨询：接下来，我们主要聊聊3D光学——ToF技术和相关业务开展情况。今年3月，虽然武汉处于封城状态，但聚芯微电子还是如期发布了国内首颗自主研发的背照式、高分辨率ToF图像传感器芯片SIF2310，并引起了业界的广泛关注。你们是如何最小化降低武汉封城对贵司产品研发计划的影响？可以分享下那段时间的经历吗？

孔繁晓：我们能够尽可能地降低疫情对公司产品研发的影响，得益于两个方面。一是疫情初期迅速对形势研判，及时启动远程办公。1月23日武汉“封城”后，我公司管理层立即召开线上会议，研判短期内武汉将受到较大影响，并在正月初六正式启动了全员线上办公。由于聚芯微电子是一家芯片设计公司，除了部分对办公环境要求较高的版图、测试、硬件等岗位外，线上办公效率达到70%以上，各项研发任务基本按照先期设定目标推进。二是公司和员工能够互相理解、扶持，共克时艰。疫情发生时我们比较担心的一个点是员工的心理状态，所幸员工比我们预想得更冷静，大家通过线上沟通，及时分享疫情动态和辟谣，相互鼓励，相互打气。公司也考虑到大家生活上的困难，坚持以人为本，承诺“不降薪、不裁员”，让员工安心、放心，全身心地投入研发。

封闭期间员工远程办公

公司组织全员核酸检测

麦姆斯咨询：请谈谈SIF2310的亮点？目前，是否给客户送样？如果有送样，客户评价如何？

孔繁晓：对于ToF应用而言，用户最关注的通常是分辨率、精度、功耗、成本等几个方面。SIF2310目前达到了HVGA（480 x 360）的分辨率，足以满足绝大多数的应用场景，而7μm的像素尺寸又大幅减小了芯片的面积和尺寸。另一方面，信噪比（SNR）是决定ToF精度的关键因素。SIF2310采用了全球领先的BSI工艺，实现了像素背面的全感光，在小尺寸像素下依然能够提供足够的进光量。同时，聚芯微电子和晶圆代工厂深度合作，开发出的近红外增强技术可以显著提高硅基CMOS芯片对红外光的吸收率。我们把SIF2310在940nm处的量子效率（QE）推到了30%的水平，这是传统CMOS图像传感器（CIS）的四倍。而聚芯微电子自主知识产权的独特像素结构，又大幅改善了光生电子在像素内部的转移效率，降低了因高速调制带来的噪声。SIF2310高信噪比的优势带来最显著的特点就是积分时间和光源能量的降低。在同样的精度下，SIF2310可以采用更低功率的激光器或者是更短的积分时间，这是从根本上降低系统功耗，解决发热和人眼安全的手段。与传统的ToF图像传感器相比，SIF2310的系统功耗（传感器 + 激光器 + 驱动电路）只有原有的几分之一。

SIF2310目前已经给各行业多个客户送样评测以及Design In，在精度、动态范围、黑体目标检测等方面，得到了客户的一致好评。

麦姆斯咨询：SIF2310计划何时量产？希望在哪些应用上发力？

孔繁晓：现在，我们已经可以向客户提供SIF2310的样片及评估套件，并进入小批量产状态。送测的行业和领域包括消费类3D人脸识别、客流统计、体积检测、避障、安防闸机等领域。目前，从精度的角度，SIF2310已经可以满足支付级人脸识别的需求。

SIF2310拍摄的大卫雕像点云图像

（1x2W 940nm VCSEL，室内环境光，100MHz调制频率）

麦姆斯咨询：ToF解决方案主要分为直接飞行时间法（dToF）和间接飞行时间法（iToF）。SIF2310属于iToF技术，是否对标索尼DepthSense系列ToF图像传感器？未来，聚芯微电子是计划继续深耕iToF技术，还是有意涉足dToF技术开发？请谈谈你们的ToF技术路线规划，谢谢！

孔繁晓：的确，SIF2310及接下来的2610还是以CW-iToF为主要技术路线，与索尼、英飞凌的产品有着类似的应用领域和场景。聚芯微电子也将持续加大对iToF技术的投入，为行业带来更高分辨率、更高精度、更低功耗的产品，并提供与之配套的标定与量产以及图像解决方案。而在dToF领域，特别是在小尺寸像素、高分辨率面阵式dToF方向，聚芯微电子有着丰富的技术积累且已经研发了很长一段时间，在这个方向上，我们对聚芯微电子的技术领先性和进展充满信心。未来，我们将围绕着基于ToF技术的3D光学领域进行布局，包括用于近距离3D人脸识别、3D建模、手势识别、动作捕捉等应用的高分辨率、高精度的iToF传感器，以及用于AR/MR（增强现实/混合现实）、SLAM（即时定位与地图构建），乃至自动驾驶等应用的远距离、低系统功耗的dToF传感器。

麦姆斯咨询：请谈谈dToF和iToF两种技术在设计、制造、封测方面的差异，以及聚芯微电子在dToF领域的技术储备情况。

孔繁晓：相比于iToF，dToF产品产业化的历史更短。在苹果（Apple）推出激光雷达扫描仪（LiDAR）系统前，在消费电子领域并没有真正意义上在量产的面阵式dToF产品。相较于iToF，基于SPAD的dToF面阵芯片不论是从器件、系统设计、算法及标定方式都有着显著的不同。从工艺和器件的角度，可以说，Apple是业内第一家将光学CMOS图像传感器工艺与dToF技术结合起来的公司，并给整个行业带来了变革。消费类dToF系统的技术挑战来自多个方面，首先是工艺，当单光子雪崩光电二极管（SPAD）像素走向小尺寸时，会面临着低PDE（光子探测效率）、严重的串扰、较差的均匀性等问题，这都给高分辨率SPAD阵列的实现带来了巨大的挑战；功耗是另一个不能被忽视的问题，传统dToF系统中的TDC阵列受限于工艺和架构，功耗开销巨大，无法适用于消费类电子；片上数据处理也是一大难题，如何平衡存储器需求、数据的吞吐量、结果的实时性和精准度，都将影响到dToF能否适应于消费类电子。而Apple推出的点阵激光投影dToF方案，又给系统、算法、光学及标定带来了很大的挑战。可以说，适用于消费电子的高分辨率dToF系统仍然需要一段时间才能够成熟。

聚芯微电子核心团队在dToF领域有着深厚的技术积累。如之前所介绍的，聚芯微电子的核心团队成员大多来自荷兰代尔夫特理工大学，而该校在dToF学术领域有着很重要的地位，代表了在dToF方向很重要的一个技术流派，聚芯微电子dToF的核心团队曾在这里开发出用于车载激光雷达的面阵式SPAD系统。同时，聚芯微电子拥有一个完整的像素开发与工艺整合团队，这将有效地帮助我们实现SPAD阵列从传统工艺向先进工艺的转移。比如，我们曾对不同工艺下多种SPAD结构进行过开发和优化；有过多种学术前沿的TDC架构的设计经验以及创新的片上数据处理算法专利，可以解决当下大分辨率dToF的痛点。凭借在iToF领域的多年积累的经验，聚芯微电子的算法和光学团队也已经初步完成了点阵投影式ToF系统的研究与开发，同时基于我们iToF的量产经验，也为我们开发高效率的标定与测试系统带来了丰富的经验，可以预先解决大规模生产和应用时可能遇到的问题。后续我们也将和系统厂商一起来推动dToF技术在手机端的落地。

麦姆斯咨询：前年和去年，我们还在谈论ToF解决方案与结构光、多目视觉解决方案优劣势和未来发展前景；今年，话题热点已经转移到iToF和dToF。市场发展如此神速，可以分享你们这两年开拓市场的感受吗？

孔繁晓：随着3D技术的发展和应用的逐步成熟，我们看到ToF技术开始在各个领域逐步落地。较远的测量距离、良好的环境光适应性、较低的系统算力要求、紧凑的模组尺寸以及逐步走低的系统成本，使得ToF技术可以被更广泛地应用于各种需要3D成像和传感的场景，甚至于创造出很多新的应用，而随着技术的进步，传统ToF技术存在的分辨率较低、功耗偏高的问题也得到了大幅的改善，并有着进一步优化的空间，所以在我们看来，凭借高度的灵活性与广泛的适应性，ToF技术有潜力成为未来最主流的3D感知技术。

而iToF和dToF也并不是竞争关系，iToF分辨率更高、近距离精度较高、成本更低廉、技术更成熟、系统简单，上述优势使得其非常适合于人脸识别、物体建模、手势操作等应用。而dToF提供相对较远的工作距离，以及高帧率的优势，更适合于SLAM、空间重构、避障类的应用。所以在未来很长一段时间内，iToF会和dToF共存。针对不同的应用和市场，有着各自的空间，互为补充。

麦姆斯咨询：CMOS图像传感器霸主索尼（Sony）已经强势进入ToF传感器产业，不论是iOS阵营还是安卓阵营的智能手机厂商都热衷于采用索尼的产品。您如果看待国产ToF芯片厂商在目前兴起的一波智能手机ToF热潮中的机遇和挑战？

孔繁晓：目前Sony确实是整个ToF传感器行业的领军者。但值得注意的是，Sony也是在2015年通过收购SoftKinect获得了ToF相关的技术与知识产权。从这个角度来说，国内的ToF公司起步并不晚并且正在快速地成长。Sony的另一个优势在于其独特的BSI CIS（背照式CMOS图像传感器）工艺，而聚芯微电子则是国内乃至全球极少数可以拿到不逊色于Sony CIS工艺的ToF设计公司，并且凭借和晶圆厂的深度合作，我们把像素在近红外波长处的QE推到了行业领先的水平。从系统的角度，经过多年的积累，聚芯微电子目前可以向行业提供从高性能ToF传感器芯片、量产标定系统，到3D图像测量算法与系统集成的一站式解决方案。另一方面，作为中国本土公司，聚芯微电子拥有着从像素设计到工艺开发的能力，所有的知识产权全部自有。这样的核心竞争力，使得聚芯微电子能够面向客户推出一系列符合市场需求的产品，并持续进行产品创新与迭代。本地化的支持与服务团队，又能够为各行业的应用提供全面的支持，推动ToF技术的落地。当然，挑战与机遇并存，聚芯微电子仍然还是创业公司，在品牌与体量上与国际巨头还有差距，这也是国内ToF芯片厂商普遍面临的问题。但这也同样也给了我们机会，凭借技术的领先，可靠的品质和优质的服务，国产ToF传感器芯片厂商大有可为。

麦姆斯咨询：安卓智能手机厂商似乎从3D传感的热潮中冷静下来，部分高端旗舰智能手机从“3D人脸识别”切换到“屏下指纹识别”，您如何看待这一现象？

孔繁晓：相较于屏下指纹，3D人脸识别技术还是具有用户体验更佳、无接触、抗油污等特点，同时安全性也得到了充分的验证，而且可以应用于异形LCD屏。同时，Apple会坚持前置人脸识别（Face ID）的技术路线，这是海外消费者的用户习惯，经过充分的教育，3D人脸识别也已经成为海外消费者对于高端手机的必然需求之一。目前，前置3D摄像头的挑战在于其对于异形屏或打孔屏的需求与工业ID设计之间的冲突，但随着技术的发展，基于ToF技术的3D摄像头有潜力做到全屏下，那么凭借更好的用户体验，3D ToF摄像头有望成为最主流的生物识别技术并得到广泛的应用。

麦姆斯咨询：您如何评价中国ToF产业的生态系统现状？是否存在缺失环节亟待完善？

孔繁晓：从器件的角度，ToF产业从传感器到VCSEL以及驱动芯片都已经实现了国产化并不逊于国际大厂，但是从生态构建与应用的角度，依然还有很多的工作可以去做。ToF系统是一套复杂的光学测量系统，需要有很强的系统整合能力，才能够发挥出技术自身的最大价值。ToF技术的发展，需要类似于线下人脸支付这样的创新应用的出现来带动。

麦姆斯咨询：请您畅谈聚芯微电子未来五年发展规划及公司发展愿景吧！

孔繁晓：一直以来，聚芯微电子致力于成为行业领先的光学感知与智能音频芯片提供商。在接下来的日子里，我们将践行“以客户为中心、以质量为本、创新驱动发展”的核心价值观，为客户和行业带来更高品质、更具创新性的产品。在iToF产品方面，SIF2610将在年内和大家见面，它拥有VGA分辨率，极低的系统功耗与噪声，丰富的数字功能以及与国际竞品的高度兼容，适用于手机前置、人脸支付、3D建模等场景的应用。在dToF方向，基于已有的工艺平台，我们将整合BSI、逻辑电路和3D堆栈的工艺流程，结合我们的系统与算法积累，为行业提供基于点阵激光投影的3D解决方案，以适用于低功耗和长距离的应用场景。

聚芯微电子的智能音频产品线将围绕移动智能终端，不断完善和丰富产品组合, 基于聚芯微电子独有的SI Tune™微型扬声器保护和音效增强算法上的积累和专利，我们将为手机和各类IoT产品带来更好的音质体验。

展望未来五年，我们将持续深度布局光学感知和智能音频领域的核心技术，推进聚芯微电子成为相关细分领域有行业竞争力和影响力的本土公司。为了实现这样的目标，我们将不断吸引全球顶尖的优秀人才，紧跟行业创新的步伐，为中国芯片产业的发展贡献一份力量。

麦姆斯咨询：非常荣幸地邀请到聚芯微电子参加今年9月24日即将在上海举办的『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』！第一次亮相“微言大义”研讨会，此时您有什么想法希望与大家分享？

孔繁晓：首先感谢麦姆斯咨询的邀请，很荣幸有机会通过“微言大义”这个平台和大家交流我们对于行业的看法，介绍聚芯微电子的进展和目前的工作。作为ToF技术的核心器件供应商，聚芯微电子抱着开放与合作的心态，期待与业内同仁的交流，交换看法，共同努力来突破3D视觉行业目前的局面，推动行业的进一步发展！