全球首個(gè)全集成硅光芯片發(fā)布，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)迎來(lái)新曙光

  ICC訊 近日，洛微科技受邀參加“跨界融合，智算未來(lái)！”為主題的iFOC2024 第22屆訊石光通信市場(chǎng)暨技術(shù)專題研討會(huì)。洛微科技創(chuàng)始人兼CTO孫笑晨博士帶來(lái)《硅光子FMCW激光雷達(dá)技術(shù)和商業(yè)化》主題報(bào)告，與行業(yè)同行和專家就硅光子、激光雷達(dá)、智能駕駛、光電芯片等多個(gè)熱門話題展開熱烈討論，共同探討光電融合與光電互聯(lián)新趨勢(shì)。

  現(xiàn)場(chǎng)最引人矚目的成果為，洛微科技向外界發(fā)布全球首個(gè)單片全集成發(fā)射、接收和光路功能的硅光芯片（后簡(jiǎn)稱“全集成硅光芯片”），該芯片產(chǎn)品方案有望徹底改變FMCW激光雷達(dá)技術(shù)和產(chǎn)品化進(jìn)程，大幅度提前激光雷達(dá)的商業(yè)化落地時(shí)間。洛微科技將成為國(guó)內(nèi)首家對(duì)外提供FMCW激光雷達(dá)核心集成硅光芯片產(chǎn)品方案和設(shè)計(jì)服務(wù)的供應(yīng)商。

  調(diào)頻連續(xù)波相干探測(cè)（FMCW）激光雷達(dá)，因其獨(dú)特的相干測(cè)距方式，正逐步成為自動(dòng)駕駛和激光傳感領(lǐng)域的優(yōu)選產(chǎn)品技術(shù)方案。FMCW激光雷達(dá)具備直測(cè)速度場(chǎng)、抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)、測(cè)距精度高、測(cè)量距離遠(yuǎn)等顯著優(yōu)勢(shì)，能夠真正實(shí)現(xiàn)四維感知數(shù)據(jù)，高可靠性和置信度的感知質(zhì)量，為自動(dòng)駕駛感知、決策控制提供真正的安全冗余能力，有效保障駕乘安全。

  隨著硅光子集成芯片技術(shù)在激光雷達(dá)的應(yīng)用， FMCW激光雷達(dá)的技術(shù)突破和規(guī)模化量產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。但是并非所有的硅光FMCW方案都可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，只有全集成硅光芯片方案才是實(shí)現(xiàn)FMCW激光雷達(dá)規(guī)模化商用的唯一路徑，且有望讓FMCW激光雷達(dá)的成本達(dá)到千元量級(jí)。

  洛微科技采用國(guó)際領(lǐng)先的基于異質(zhì)集成的全集成芯片化解決方案，創(chuàng)造性地將激光雷達(dá)的核心模塊高度集成于單一芯片上，實(shí)現(xiàn)收發(fā)一體的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步推動(dòng)激光雷達(dá)的輕量化、小型化和低成本目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。下圖是全球首個(gè)單片全集成FMCW 激光雷達(dá)硅光芯片架構(gòu)示意圖。

全球首個(gè)單片全集成激光雷達(dá)硅光芯片

  01 該芯片在毫米級(jí)尺度范圍內(nèi)集成了調(diào)頻連續(xù)波相干探測(cè)（FMCW）激光雷達(dá)的核心光電功能單元，單片硅光芯片內(nèi)部集成包括Chirp激光器、多通道的光放大器、相干混頻平衡探測(cè)器陣列、多通道偏振分離共軸光路、固態(tài)掃描收發(fā)天線陣列等FMCW激光雷達(dá)全部發(fā)射、接收和光路等。相比自研上一代集成接收和光路的硅光芯片，器件數(shù)量和集成度提升數(shù)倍，并去掉獨(dú)立激光和光放大芯片，成本節(jié)省80%。

  02 該芯片采用國(guó)際領(lǐng)先的III-V和硅光異質(zhì)集成芯片技術(shù)和工藝平臺(tái)，有效解決了片上Chirp激光器設(shè)計(jì)、有源無(wú)源的耦合的工程化問題，將傳統(tǒng)上只能由外置激光器或共封裝多芯片的方案變?yōu)镾oC的單片方案，極大提高了產(chǎn)品的集成度和良率，極大降低了產(chǎn)品的成本和能量效率。該芯片設(shè)計(jì)中，激光器可實(shí)現(xiàn)大于10GHz的調(diào)頻帶寬，低于0.2dB的波導(dǎo)耦合損耗，支持8到16通道的FMCW接收同時(shí)工作，每通道功耗比洛微上一代基于硅光和激光器芯片共封裝的SiP型光引擎降低50%，進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)基于外置光纖激光器等傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢(shì)。

  03 該芯片將激光雷達(dá)核心發(fā)射、接收、光路功能集成于單顆芯片，有望讓FMCW激光雷達(dá)終極方案成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也有能力實(shí)現(xiàn)車載激光雷達(dá)成本的千元機(jī)目標(biāo)。FMCW激光雷達(dá)樣品雖然已經(jīng)開始陸續(xù)在市場(chǎng)上出現(xiàn)，但是并非所有FMCW方案都可以實(shí)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品化，我們認(rèn)為基于異質(zhì)全集成芯片方案將是唯一實(shí)現(xiàn)路徑。

  本次會(huì)議，洛微科技CTO孫笑晨博士，也介紹了洛微科技在硅光子芯片研發(fā)與FMCW激光雷達(dá)領(lǐng)域多年積累的產(chǎn)品成果，分享了FMCW激光雷達(dá)取得的商業(yè)化進(jìn)展。會(huì)議期間，孫博士明確提出未來(lái)洛微科技在車載激光雷達(dá)領(lǐng)域的商業(yè)合作模式，洛微科技將始終致力于光芯片和光引擎類產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)，并可以擴(kuò)展為更多光傳感和其他光電領(lǐng)域的核心光子芯片供應(yīng)商，為市場(chǎng)提供相關(guān)的光子芯片以及整機(jī)參考方案，賦能傳感器系統(tǒng)集成商，合作推動(dòng)光電產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

  洛微科技將面向車載和工業(yè)市場(chǎng)推出LuminWave RaptorTM系列光引擎芯片產(chǎn)品線，包括面向車載應(yīng)用的多通道類產(chǎn)品，和工業(yè)高精度類產(chǎn)品，以及芯片評(píng)估套件、底層DSP算法IP、模組和整機(jī)參考方案等，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。同時(shí)，洛微科技基于自身在光子集成芯片方面超過20年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，愿為客戶提供光子芯片和光引擎的定制設(shè)計(jì)服務(wù)，既包含當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)源以及有源的硅光芯片（包括光路、探測(cè)、交換、調(diào)制等功能），也包括新一代異質(zhì)集成的硅光芯片（增加激光器、SOA、EAM等功能）。

  洛微科技新技術(shù)和新產(chǎn)品的發(fā)布和推出，將會(huì)為光傳感、激光雷達(dá)以及光互聯(lián)通信市場(chǎng)帶來(lái)全新的可能。