一颗传感器芯片要想"看见"距离，本质上要回答一个朴素的问题：光飞出去、再弹回来，用了多久？dToF（直接飞行时间）技术走的正是这条路——发射一束激光，测量它往返的时间，时间乘以光速再除以二，就是距离。

道理简单，难做的是工程。光的速度是每秒约三十万公里，测三米的距离，往返只需要约二十纳秒（一纳秒等于十亿分之一秒）。要在这么短的时间里把光抓住、把时间读准，靠的是两颗"心脏"：负责接收光子的SPAD，和负责计时的TDC。锡产微芯在智能传感领域搭建起从芯片定制、像素设计、模拟电路、数字算法到系统架构的dToF全栈自研体系，i2001、M8001、R5001这三颗定位各异的芯片，正出自同一套底层技术。

dToF测距链路：激光发射后反射回芯片，SPAD接收光子、TDC记录时间，直方图算法从中算出距离

先抓住光子：背照式SPAD解决"弱光也看得见"

光打在物体上反射回来，能量已经极其微弱，远处或深色物体反射回的可能只剩寥寥几个光子。接收端用的是SPAD，全称单光子雪崩二极管——它的灵敏度高到哪怕只有一个光子飞回来，也能触发一次可被电路识别的"雪崩"信号。这就是dToF能在暗处、在远距离工作的底气。

但SPAD要真正发挥灵敏度，还有一道工艺关：光子得先顺利到达感光区。传统前照式结构里，金属走线层铺在感光区上方，像在窗户前挡了一层栅栏，入射光被遮挡、散射，能落到感光区的光子被打了折扣。背照式（BSI）工艺把感光区翻转到迎光面、把金属走线挪到底部，光子从背面直接长驱直入，光子探测效率（PDE）显著提升，同时暗计数率（DCR，即没有光子时的误触发噪声）保持在低水平。在940纳米波段、室温标准测试条件下，这一工艺可实现百分之二十以上的光子探测效率。

抓得住单光子，还要分得清"信号"和"噪声"。环境里的太阳光、室内灯光都会源源不断地产生光子，如果照单全收，真实回波就会被淹没。芯片用片上直方图算法解决这个问题：每个光子到达时都被TDC记下时间戳，成百上千次测量叠成一张"时间直方图"——真实回波总在同一个时间点反复出现，会堆成一个尖峰；环境噪声则随机散落在各处。尖峰所在的时间，就是光真正的往返时间。这相当于在嘈杂的人群里，靠反复出现的节奏听出那句话。

前照式结构中金属走线会遮挡入射光；背照式（BSI）把感光区迎向光，光子直达，探测效率更高

再读准时间：自研TDC实现皮秒级计时

抓光子靠SPAD，读时间靠TDC（时间数字转换器）。它的作用相当于一把极精密的秒表：光子一回来，立刻把"这是第几皮秒"记下来。计时精度直接决定测距精度——时间差一个皮秒（万亿分之一秒），距离就相差约0.15毫米。

锡产微芯采用自研高性能TDC架构，配合背照式SPAD，芯片实现皮秒级超高时间分辨率，兼具高光子探测效率与极低暗计数率。更关键的是，这套TDC与淬灭电路、直方图处理、抗阳光算法被一起集成进单颗芯片：以远距离芯片R5001为例，它在0.05到3米内误差小于1厘米、3到15米内小于2厘米，测距范围覆盖1厘米到60米，并集成905/940纳米滤光片与抗阳光算法，可在10万勒克斯强光下稳定工作。

把发射、接收、计时、算法全部片上集成，带来的不只是性能。单芯片高集成设计意味着整机厂不用再外挂放大电路、Flash和额外MCU，BOM更省、PCB占用更小，这对手环、指环这类内部空间以毫米计的设备尤其重要。

同一套技术，三种分工：矩阵怎么铺开

底层的SPAD与TDC是同一套，但不同场景对"测多远、测多快、耗多少电、占多大地方"的要求天差地别。把同一套核心工艺按场景调参、裁剪，就形成了覆盖近、中、远的芯片矩阵——客户按需求选型，不必为用不到的性能买单。

i2001主攻近距。测距范围1厘米到2米，封装仅4.5×2.9毫米，无需外接元器件即可独立完成人体靠近检测，工作电流低至微安级，闲置时自动休眠。它对应手环、指环这类对功耗和体积最敏感的设备，用来做佩戴检测、靠近唤醒，成本接近传统红外方案，却能给出真实距离。

M8001覆盖中距。测距范围1厘米到4米，帧率可达200赫兹，支持多目标检测与片上深度算法，封装4.8×2.6毫米。它面向中高端手表、AR/VR头显和手机，除了佩戴检测，还能靠高频测距提取人体微动，支撑隔空手势、对焦辅助等交互。

R5001面向远距。测距范围1厘米到60米，帧率最高7.2千赫兹，封装4.5×4.5毫米。它既能单点高频测距，也能装上转台变成旋转式2D激光雷达——每秒转十圈、每圈落点数百个，为扫地机、服务机器人、无人机和高级辅助驾驶提供建图与远距避障能力。

为什么矩阵能持续扩：全栈自研加IDM制造

能把三颗芯片做成一个矩阵，而不是零散的单点产品，前提是技术栈握在自己手里。从SPAD探测器、VCSEL发射器到内置深度算法，锡产微芯实现了全自研；在制造端，公司依托IDM模式与自有晶圆制造资源，把设计、专属工艺开发、系统适配和规模化量产串成一条自主可控的链路，供货稳定性与产品一致性更有保障。

这也解释了矩阵还会继续长大的原因：针对穿戴的多区dToF芯片正在研发，面向更复杂的空间手势与姿态追踪；面向水下、工业三维感知等场景的产品也在陆续铺开。技术底座相通，新场景就不必从零开始。

回到最初那个问题——光飞了多久。把光子抓住的SPAD、把时间读准的TDC，再加上片上算法与集成工艺，构成了dToF的核心壁垒。i2001、M8001、R5001不是三颗孤立的芯片，而是同一套"看清距离"的能力，在不同距离、不同设备上的三种回答。