洛微科技FMCW OE和OPA OE
激光雷达量产已经进入倒计时,无论是对激光雷达供应商还是主机厂来说,近两年都是抢位的关键期。然而,车规认证、本钱低落空间、量产成熟度等诸多现实问题仍旧摆在行业所有从业企业的面前。
OPA+FMCW或将成为激光雷达终极路线

面对这些问题,洛微科技推出了成熟的自研硅光子OPA和FMCW芯片技能方案。OPA+FMCW方案量产的同等性高,可靠性好,本钱更低,被认为有潜力成为终极固态激光雷达的方案。同时可实现大视角和高分辨率的纯固态芯片级光扫描,办理传统机器式扫描和微机器扫描的本钱和可靠性难题,并避免Flash方案的人眼安全和高光功率问题。
洛微采取了具有自主知识产权的天线阵列单元优化排列办法,在芯片设计上,利用算法优化天线阵列数目和布局,较为空想地办理了分辨率和天线阵元数量的问题,同时在每个阵元相移器的设计上做了大量器件优化。终极,洛微的OPA方案可以在小于1W的功耗下实现小于0.1°的分辨率。
OPA芯片和模块化扫描光源
洛微科技坚信,未来的LiDAR将如摄像头一样到处可见,用于自动驾驶、机器人、聪慧城市、消费产品等各种场景,为边缘的AI算法和智能掌握供应直接、真实的3D信息,极大提高感知能力和打算效率。
但是,由于LiDAR是主动发光系统,未来各种LiDAR之间的滋扰将成为严重问题,影响性能乃至造成事件。而FMCW是一种利用相关事理过滤和放大旗子暗记的方法,从事理上对其他旗子暗记光和环境光的具备极强的抗滋扰能力。
FMCW芯片单个打算单元
其余,其包含的多普勒效应可以直接得到速率,这几个优点决定了FMCW在无线电波和毫米波的各种运用中成为终极的方案,该上风可以在LiDAR中完美复刻。
在光学波段,采取现有光通信的组件搭建一个FMCW系统并合营扫描平台进行点云丈量,并不是很困难的,但这类系统完备无法知足自动驾驶和ADAS行业对帧率、分辨率、本钱、可靠性和可生产性的哀求。
洛微科技认为,只有利用基于CMOS的硅光子集成技能,在单芯片上实现高密度、多通道的FMCW光打算引擎,才能推出真正适宜这个市场的办理方案。
然而,在硅光芯片上实现高集成度的FMCW SoC芯片是一项技能壁垒很高的事情。
FMCW的相关探测事理包含了比较繁芜的光学系统,须要进行光芒性调频、旗子暗记光和本振光的混频和平衡探测、以及非线性的一些纠正处理等。目前市情上存在的传统的FMCW光学系统都是基于光通信领域利用的宏不雅观光学或者微光学组件搭建系统,尺寸、本钱和可靠性都存在问题,更无法制作多通道的FMCW系统。
同时,FMCW相较于基于APD的d-ToF技能,单点须要较长的测试韶光,这和SPAD须要做多次探测提高探测概率和信噪比或者和i-ToF须要做积分韶光提高信噪比的情形类似,须要多通道阵列型的探测才能知足实用中对帧率的哀求。
而洛微的硅光子团队在光通信行业有多年的相关通信芯片的经历,积累了大量研发和量产的履历,在公司成立后便快速设计完成了两代的芯片迭代。
洛微科技第二代芯片晶圆
洛微的多通道FMCW SoC芯片集成了FMCW打算、调频、补偿、冗余等浩瀚功能,在单芯片上实现了很多个传统大型光学系统的功能,办理了测距的间隔、高角分辨率和抗滋扰等关键问题。旗子暗记光的扫描将由硅光芯片供应的另一个核心技能,光学相控阵(OPA)来完成,实现大角度、高扫描频率的能力。
其余,借助成熟的IC家当链来自研芯片,洛微科技已成功打破了行业内普遍面临的“核心部件卡脖子”问题,将激光雷达的零售价格降至数百美金。
第二代产品的技能进阶
洛微科技推出的第二代OPA OE(光引擎)和FMCW OE(光引擎)办理方案,采取自研新型的光封装形式,形成模块化,具备完全功能的光引擎,可以更加方便地利用在公司的各种LiDAR产品中。
个中,第二代OPA光扫描模块baseline设计实现了120度FOV的扫描和0.1度的角分辨率。比较于第一代OPA芯片,第二代芯片的专利设计具备更大的可扩展性,并采取了专利的相移器设计,在不捐躯任何性能下将降落功耗70%以上,使芯片对激光雷达(LiDAR)产品整体性能的提高将起到关键浸染。
洛微科技FMCW SoC芯片
而第二代FMCW SoC芯片比较去年完成的第一代芯片,并行的FMCW打算单元数目提高4倍,高达128通道,除FMCW的功能外,芯片上同时集成其他关键的光旗子暗记处理单元,如旗子暗记光调频、非线性补偿等,单个芯片集成数千个光学器件,单芯片实现传统光学系统须要上千倍尺寸和本钱才有可能达到的功能,是环球目前集成度最高的硅光芯片之一。
128通道FMCW SoC芯片
洛微CTO Andy强调,硅光子芯片是集成多通道最好的办理办法。
“我们认为,只有采取多通道、高集成的FMCW方案,才能真正实现具备绝对上风的产品方案,而FMCW系统的繁芜性决定这个方案必须是要采取硅光自芯片集成才能完成,这正是洛微多年来致力于研发硅光子技能和坚持自研核心硅光芯片的缘故原由。”
在本钱方面,繁芜光学系统的一大成本来源在于浩瀚独立光学组件及 其高精度对准封装,尤其对付多通道的设计,动辄数百上千个组件,而这正是光子芯片集成所要办理的问题,能从根本上成数量级的降落本钱。此外,洛微基于团队之前在光通信家当的履历,大量运用2.5D集成、光电共封装等新兴的芯片级光电集成技能,大大简化封装本钱和产品繁芜度。
目前,第二代的FMCW和OPA芯片和光引擎产品正在进行芯片级和系统级的光电测试,并完善下一步产品化的封装、掌握和系统集成等技能,将成为公司未来前向长距激光雷达(LiDAR)的核心技能。