2026 年 9 月 4 日，北极芯微正式发布国内首款商用 320 万像素 SPAD 面阵图像传感器芯片 PCM7200。芯片采用北极芯微自研的第二代 3D 堆叠背照式架构，在 8 μm 像素尺寸下实现 2080H × 1568V 面阵规格，是目前行业最大SPAD面阵规模；结合自研 TunRes™ 可调谐响应像素技术，有效降低大面阵 SPAD 的感光功耗，并提升强光与高动态场景下的适应能力。PCM7200 的推出，填补了国内 SPAD 成像商用产品的空白，也标志着北极芯微正式开启光子计数成像商用的新篇章。

PCM7200 dieshot

 

拓宽成像边界｜从极弱光到强光的全光照场景成像能力

通过从底层器件、像素架构到系统集成的全栈自研和全链优化，PCM7200 实现了从日间强光到夜间极弱光的宽照度范围成像，显著提升 SPAD 在强光、高动态环境中的成像适应性，打破行业“SPAD 只能弱光成像”的固有认知，为视觉成像打开新的边界。

a. 室内拍摄，光源色温5000k，lens 25mm F16，曝光时间6.3ms

 

在自然光照的户外场景中，PCM7200 凭借TunResTM数字化像素架构提供的灵活曝光控制能力，可同时保留高光与阴影区域的细节，而在仅有微弱环境散射光的夜间场景中，PCM7200 依靠单光子级探测能力，仍能清晰呈现场景轮廓与画面细节。

b. 户外拍摄，拍摄时间约下午3点半，lens 25mm F16

 

c. 户外拍摄，无月晴天，拍摄时间夜晚21点左右，lens 50mm F1.4

 

在室内完全遮蔽自然光、照度控制在约 0.001 lux 的极端暗光环境下——约相当于无月无星光照度，人眼在该照度下已无法分辨画面细节——PCM7200 仍可按30FPS帧率输出灰阶连续、细节可辨的图像。测试卡上的灰度阶梯、字符与纹理特征清晰可见，展现出北极芯微在极暗光成像上的扎实能力。

d．暗室拍摄，光照强度0.001lux，lens 50mm F1.4，曝光时间28ms

 

e. 暗室拍摄，光照强度0.00015lux，lens 50mm F1.4，曝光时间28ms

 

打破60年成像范式 ｜光子计数架构重构图像传感器技术逻辑

自 1969 年 CCD 诞生以来，CCD、CMOS 图像传感器始终遵循电荷积分的底层逻辑：像素累积光子生成模拟电荷，再经放大、模数转换输出图像。经过近六十年的发展，这一技术框架已经高度成熟，但其性能提升仍受到读出噪声、满阱容量和转换增益效率等因素约束，在微光灵敏度、动态范围与成像帧率之间始终存在取舍。

PCM7200 所采用的 SPAD 光子计数架构，带来底层技术范式的跃迁：芯片不再累积电荷，也不依赖模拟信号放大，而是利用雪崩效应，将单光子事件转换为可计数的数字脉冲，以光的最小能量单位——光子——进行直接计数。由此，光子计数成像因此实现三大关键性能突破：

• 感光能力跃升：SPAD 单光子响应能力与光子计数架构在物理层面消除读出噪声；在同等工况下，感光灵敏度较传统 CMOS 提升 10 倍以上；
• 帧率能力突破：基于光子计数架构，模数转换在时域和空域均可分布式进行，摆脱电荷转移与集中 AD 采样的时序束缚，在高分辨率下依旧实现超高帧率输出；
• 动态范围拓宽：SPAD 非线性响应提供原生高动态范围，结合数字像素架构支持的算法级曝光自定义，最高支持 150 dB 以上超宽动态范围。

在北极芯微看来，SPAD 光子计数成像绝非“更高灵敏度的替代芯片”，而是一套全新的数字感知底层体系。它正在打通高感光、高动态、高帧率三大长期难以兼顾的核心性能，解锁传统成像技术难以抵达的应用空间。自公司成立起，北极芯微便将 SPAD 成像确立为核心战略方向，持续投入研发，构建从器件、工艺、架构到系统的全链条技术闭环。

 

四年四次跃升｜从线阵到 320 万面阵，打通全国产供应链

SPAD 成像芯片的研发，覆盖器件设计、工艺开发、数字架构、系统集成与光学集成等完整链路，需要持续的工程积累并与供应链协同发展。面对产业链基础薄弱的挑战，北极芯微始终坚持与供应链协作演进，逐代验证、持续积累技术数据与工程经验。过去四年，北极芯微走出了一条清晰而坚定的自主迭代路径。

2022 年 9 月，北极芯微推出国内首款线阵 SPAD 图像传感器 PCL7150。尽管它只是一颗一维探测能力的线阵芯片，却首次打通了北极芯微从像素设计、工艺验证、流片制造到系统集成的全链路能力，为后续突破奠定了基础。

PCL7150 光子计数线阵芯片

2023 年 9 月，北极芯微完成 260 × 200 像素前照式（FSI）SPAD 面阵图像传感器的内部验证。此阶段，北极芯微聚焦验证从线阵走向面阵后像素一致性的可控性；验证结果表明，面阵核心指标一致性均达到目标范围。基于这一关键验证，北极芯微正式启动 3D 堆叠工艺平台开发，为迈向百万像素级 SPAD 图像传感器建立工程地基。

2024 年 12 月，北极芯微首颗 3D 堆叠 SPAD 图像传感器 PCM7130 完成流片并成功点亮，成为北极芯微首颗基于国产供应链流片的面阵芯片，并于 2025 年 9 月深圳光博会期间展出。该芯片采用背照式（BSI）SPAD 技术，拥有 1280 × 720 有效分辨率、11.5 μm 像素间距，并基于晶圆级混合键合技术实现感光层和逻辑层的 pixel-to-pixel 互联，其互联规模较堆叠 CIS 提升三个数量级以上。PCM7130 的点亮标志着北极芯微在 BSI SPAD 设计、百万级像素集成与 3D 堆叠工艺平台上同步完成能力闭环，SPAD 图像传感器基础技术与工艺平台正式建立。

PCM7130 光子计数成像芯片

2026 年 4 月，PCM7200 流片完成并点亮。基于北极芯微第二代 3D 堆叠技术平台，从 PCM7130 流片完成到 PCM7200 流片点亮，仅用一年零四个月时间。这不是对上一代芯片的简单修补，而是基于 PCM7130 积累的工艺数据与器件模型，在一年半内完成工艺平台升级、器件迭代与架构优化的系统级跃迁：像素数量从 92 万跃升至 320 万，提升近 3.5 倍；像素间距从 11.5 μm 缩减至 8 μm；全分辨率帧率推至 1000 fps。在PCM7200北极芯微引入自研的 TunRes™ 可调谐响应像素技术，大幅优化芯片功耗，并显著提升在强光、高动态场景中的响应适配能力。与此同时，北极芯微围绕一致性与稳定性进行了深度优化，把决定产品商用价值的底层基本功做到极致。芯片经过了EMVA1288标准测试，结果显示关键的图像质量指标——灵敏度、动态范围等——显著优于传统CIS产品，其余指标也不存在短板，说明PCM7200是一颗实打实的面向大规模商用、可量产的SPAD图像传感器芯片。

四年四颗芯片，从线阵到面阵，从前照式到 3D 堆叠，从 1.5k像素到 320 万像素，从非国产供应链到全国产供应链——北极芯微完成了技术、平台与供应链的系统建设与持续积累，为 SPAD 图像传感器的规模化应用铺就坚实道路。

 

持续攻坚｜与上下游共建光子计数产业生态

在国内，SPAD 技术已在测距等方向形成产业应用，而 SPAD 成像这一重要分支，长期缺少成熟的产品与规模化产业实践。PCM7200 完成了国内 SPAD 成像领域从 0 到 1 的关键破冰。这一突破，源于北极芯微对技术路线的长期坚守、对产业化难题的持续攻坚，更源于北极芯微在关键阶段始终坚持重投入、做难而正确的事。

面向未来，北极芯微将以持续创新驱动 SPAD 光子计数成像产业加速发展，一方面是持续突破产品性能，向着物理极限逼近；另一方面携手下游客户及生态伙伴开展深度联合开发，打通“芯片—光学—ISP—终端应用”的完整成像链路，加速产业生态成型。