索尼与佳能SPAD传感器技术路径对比：硬件极限突破与算法创新的双轨演进

引言：SPAD传感器的技术分化与融合趋势

单光子雪崩二极管(SPAD)传感器作为新一代光电探测技术，正在重塑成像领域的性能边界。在这一技术演进过程中，索尼与佳能代表了两种截然不同却互补的发展路径：索尼通过材料掺杂优化和结构设计创新在像素尺寸、光子探测效率(PDE)和暗计数率(DCR)控制上取得突破；而佳能则通过算法与信号处理创新在动态范围和能效上表现突出。这两种技术路线反映了当前SPAD发展的两大方向——硬件极限突破与信息处理优化，未来将趋向融合以实现更全面的性能表现。

本文将深入解析两家企业的核心技术方案，对比分析其设计理念、实现方法和应用场景差异，并探讨SPAD传感器技术未来的融合发展趋势。通过这一对比研究，我们不仅能够理解当前SPAD技术的前沿进展，还能把握其未来发展方向。

索尼的硬件创新：掺杂工程与结构设计的极限突破

像素尺寸与掺杂优化：10μm像素的物理实现

索尼在SPAD传感器领域的突破始于对n-p型SPAD结构的深度优化。通过精确的掺杂工程，索尼首次实现了10μm像素尺寸，并在3V过偏压下实现了940nm波长42.5%的PDE(光子探测效率)。这一成就背后是三个关键创新点的协同作用：

电荷收集效率(CE)优化方面，索尼采用**梯度反型深N阱(Retrograded DNW)**设计，通过渐进变化的掺杂浓度形成内置电场，引导光生载流子向雪崩区定向移动。模拟数据显示，这种设计使电荷收集效率从传统结