全固態激光雷達,成為法雷奧、Ouster的新戰場_風聞
芯世相-芯世相官方账号-芯片电子元器件IC半导体分销教科书式必读公众号02-23 17:54

2022年是激光雷達量產交付的元年,各大造車新勢力均推出搭載激光雷達的車型,而今年,補盲激光雷達將開啓上車之路。
去年下半年,禾賽、速騰等激光雷達企業紛紛推出了純固態補盲激光雷達產品,和半固態相比,純固態方案容易集成,具備成本和可靠性優勢,能補充主激光雷達視場角的不足,完成360度水平視場的覆蓋。

阜時科技CTO王李冬子
“全固態雷達已經成為行業熱點,性能優異、成本空間巨大,整車4-8顆基本局面形成。從成本,體積,可靠性等綜合因素看,補盲雷達的最佳選擇是全固態激光雷達方案,包括法雷奧在內的巨頭都在分析和進軍這個市場。”阜時科技CTO王李冬子在芯智庫年度大會同期舉辦的分論壇上對激光雷達的市場以及補盲激光雷達的核心部件進行了分析。
01
純固態成主流
整車需求4-8顆
傳統激光雷達部件成本高、可靠性低、供應商特別分散,使得企業成本居高不下,供應鏈冗長。傳統激光雷達系統裏包括相當多的零部件,從存儲、控制到光學系統,數字和模擬器件數量非常多。現在的全固態激光雷達系統就分成驅動和控制兩大模塊,所有數字端都集成進接收端內。

現階段,半固態雷達還是主流需求,尤其是在中長距離方面,半固態雷達佔據主導地位,但是很多公司也在開發全固態雷達。

全固態激光雷達對比傳統激光雷達的優勢在於,體積小,便於外觀設計,便於集成;不含運動部件,滿足可靠性測試要求;成本優勢明顯;新晉玩家眾多,技術迭代迅速。王李冬子認為最大的優勢還是在於沒有“歷史包袱”,很多做雷達的人都是出身于飛機和地理測繪,他們有自己的圈子、客户和上下游,並不一定能夠接受汽車領域出現一些新的玩家。但是在全固態領域裏,大家都是從零開始做起,像智能機一樣從零開始,無非是蘋果成了領頭羊,機會才會變大,如果只是做功能機,很多人都進不去這圈子。
除了汽車,機器人、AGV領域也有相當潛力,中短距離雷達在低速領域能夠滿足自動駕駛的要求。一台機器人使用的激光雷達數量會在4-10顆,但勝在成本低。雖然阜時科技只提供光電接受的單元,但是佔到約20%-30%的成本,降低價格也是公司努力的目標。

全固態雷達已經成為行業熱點,性能優異、成本空間巨大,整車4-8顆基本局面形成。國內有很多優秀的企業在開發,但是不容忽視日本企業,尤其豐田和本田開發了非常多優秀的芯片,不過沒有在國內大批量推廣,現在國內能看到的就是索尼,去年索尼發佈了一款全固態芯片,但只有極少數的頭部雷達企業才能用上。
02
巨頭湧入
純固態補盲雷達成新戰場
全固態激光雷達的市場機會在於補盲雷達,目前的半固態甚至高端的毫米波是能夠滿足主雷達應用的,但補盲激光雷達需要對一些非常細小的物件作出反應,所以在近距離寬廣的視場角下,補盲雷達是最好的選擇。

補盲激光雷達的核心部件是面陣發射芯片和麪陣接收芯片。發射光源需要全新設計,在功率-效率-角度-散熱之間進行平衡。近兩年,光學器件取得突破,配合面陣接收成為可能。現在VCSEL發射器可以做到100個分區,採用尋址方式,單個分區光功率在75W以上等,可以滿足市面上所有主流補盲雷達的需求。

線陣接收芯片,無論發射端如何複雜,都只能完成極有限FOV的接收任務,無法滿足補盲需求,需要大像素面陣接收芯片。而大像素面陣接收芯片需要調整光學設計,追求大FOV。因此,面陣接收芯片是發展趨勢。
王李冬子表示,現在處於下圖所示的“芯片化2.0”階段,即是用驅動IC加SoC來完成設計,但市場上目前還沒有出現面陣的驅動芯片,所以何時能夠進入3.0階段還無法下定論,這是一個市場機會。

綜合來看,全固態激光雷達要求光源、光掃描和接收無任何運動部件。從接收端來看,面空間+固定鏡頭成像也是一個面空間,必然要求面陣傳感器。其他技術路線如APD/ SiPM做不了面陣芯片,還是以單線/多線為主要形態。全固態沒有現成的零部件可以閉環整個設計,需要更新雷達設計思路,開發全新的關鍵部件。

從成本、體積、可靠性等綜合因素看,補盲雷達的最佳選擇是全固態激光雷達方案,包括法雷奧在內的巨頭都在分析和進軍這個市場。