现在是TOF,未来是什么?来看他们对激光雷达的发展预判

揭秘芯的事儿 2024-03-06 01:47:52

光领域,你需要了解这些应用场景

幻实(主播):欢迎大家关注芯片揭秘,我是主播幻实,本期我们邀请到来自成都光创联科技公司的首席执行官许远忠博士,许博士是一位拥有扎实技术背景的光领域的专家。首先请您给大家介绍一下光创联是一家怎样的公司?

许远忠(嘉宾):

成都光创联是一家专业从事研发、制造、销售光电集成器件及光引擎的公司,我们主要是针对光通信领域、光传感或者激光雷达领域做光电器件的解决方案。

我们面向的是下游客户,如光模块厂家、系统集成厂家、激光雷达厂家等。

成都光创联科技首席执行官许远忠

光电子行业有很多细分领域,光创联从事的领域从专业来讲叫做纤维光学(fiber optics),它在通信、传感领域有很多诸如光通信和激光雷达等应用。目前光创联的主营业务主要集中在光通信领域,这是最基础的,也是最大的应用。

幻实(主播):能请您科普一下光通讯从发现到提出到产业化的历程吗?

许远忠(嘉宾):从历史发展来看,光纤通信在上世纪60年代开始,但是真正的应用是在上个世纪80年代,现在光纤已成为主流的通信媒介。与大家相关的,比如说光纤到户、干线传输,都是大家都比较熟悉的。还有一些其他数据中心、海底光缆这方面的应用。

传输网的的发展历程

(图源:网络)

幻实(主播):

听说一条海底光缆建成成本非常高,传输距离很长,效果非常好,这都是光纤通讯的很好的应用场景。做光领域需要十分密切的上下游协同,您回国创业为什么选择应用方案设计这么细分的方向?

许远忠(嘉宾):

其实在1990年我大学一毕业就开始从事这个行业了。2000年左右我在美国硅谷新创待过一段时间,中间又回国,在2011年又去了一家美国公司,最后才归国创业。严格意义上说也不算是创业,因为我一直深耕在这个行业,所以想做一些自己熟悉的方向。

另一方面,我认为在整个光电行业里,光纤应用非常有前景。九十年代毕业的时候,我们从没想到光纤通讯在未来会有这么大的社会影响力,现在人们的生活基本离不开光纤,就像无线通讯里的核心传输媒介也是光纤,更不用说FTTR(全屋光纤)目前已经成为非常大的市场应用,我们已经从光纤到户发展到光纤到房间了。很幸运,我一毕业就进入了这个成长空间巨大的行业。

光创联科技许远忠(左)和芯片揭秘曹幻实(右)

TOF和FMCW谁会是激光雷达的未来?

幻实(主播):

芯片揭秘有一个“国货我们推”环节,希望借这个平台共创国潮芯生态,如果您有想要推广的产品可以介绍一下它的特点和优势。

许远忠(嘉宾):

光创联创立之初就形成专注光电集成封装领域的理念和坚持研制数一数二产品的原则。

光创联在不同的阶段,针对市场的需求,开发了不同的领先产品。比如,我们在Combo PON早期的阶段就开发并率先量产了OLT(光线路终端)光器件。在5G前传端,我们开发了基站里面用的发射接收发射器,在最严酷的天气条件下,比如黑龙江漠河的-45°或者海南的+85°,这种极端的温度区间都能够正常使用。温度范围大,能够支持工温户外工作,同时还符合调顶功能。在FMCW调频连续波的激光雷达方向,我们在光源的混合集成技术在业内也是比较领先的。

光创联部分产品图

(图源:光创联官网)

幻实(主播):

您说的最领先是在什么方面?你们想主推的是哪一款产品?有什么汽车方向的产品?

许远忠(嘉宾):不同领域我们有不同的产品,比如在通讯领域,我们目前有两个方向。一个是传输Telecom,我们是极少数能够提供100G全系列光组件产品并被业内普遍认可的主流供应商。特别地,我们的100G 长距离组件产品无论性能还是量产成品率业内领先。另外一个是光纤接入方向。去年我们针对海外光纤接入应用的在全球首发并率先量产了Combo PON ONU光器件。我们主打的产品无论在性能、量产能力还是成品率等指标的综合实力都比较领先。

在汽车方向,我们最近推出调频连续波的激光雷达应用,我们认为是下一代高性能激光雷达里的核心元件。它是一种硅基外腔激光器。

幻实(主播):您认为下一代车载雷达激光器是什么样的?

许远忠(嘉宾):激光雷达的应用突破面临很多挑战,目前激光雷达的主流应用技术TOF的成本相对较低,但它还有局限性——自走感应的距离受限,安全风险等。

ToF905nm方案和FMCW 1550nm方案对比

图源:(华创证券)

幻实(主播):

听说苹果很早就想采用TOF的方案,但是后面一直都没有在市场上普遍得到推广。原因可能就是您刚刚说的有局限性。

许远忠(嘉宾):从各方面数据来看,调频连续波技术的性能指标更好。当然我们也面临着一些挑战,它的技术更复杂,成本相对较高。我们也希望和激光雷达公司合作,把我们在光通信上积累的经验和量产的能力带到车载激光雷达里,助力FMCW雷达的快速量产。

幻实(主播):我们在做汽车零部件投资的过程中,发现激光雷达这两年正处在大投入大研发的阶段,真正能够量产的公司很难遇见。所以我想请您给我们稍微预判一下,你看好哪一个激光雷达的技术方向,你觉得这个赛道里什么方向有可能最先实现量产得到应用?

许远忠(嘉宾):现在激光雷达已经有量产方式了,就是905纳米的TOF方案,根据已经发布的数据,2022年已经上了13万颗激光雷达。

从技术发展来看,我们认为调频连续波是未来的发展方向,但是它还面临一些比较大的挑战。它的结构复杂,成本相对较高,这个是我们下一步需要解决的大问题。

幻实(主播):我相信大家应该能感受到您这种比较务实的态度了。所以我这里可以跟大家说,如果是做调频连续波器件的都可以来找您合作,您可以帮他们做到量产的模块化生产。

未来仍是“光”科技的时代

幻实(主播):

最后想问一下您创办光创联这家公司已经走过了几个年头?一路走来能不能给我们讲讲感受。

许远忠(嘉宾):

我们已经有7个年头了。

我在央企和合资企业都待过,比如我在武汉的光迅科技做过研发和市场的高管,光迅科技现在已经是国内龙头企业;2011年加入了当时还是美资企业的Source Photonics,任全球研发副总裁。总的来说自己创业基本上都要从头开始,从0到1过程很艰辛。

好的一面是,创业几年来,我们的客户和投资人对我们的支持很大,市场对我们产品的认可度也不错。公司目前已经进入了一个良性的发展阶段。现在回想起来,公司成长中经历了很多曲折,我们的运气可能会好一些。

幻实(主播):许博士很谦虚,不谈实力而是谈运气。您能不能做一个预判,您认为这个赛道5~10年后会发展成什么样?

许远忠(嘉宾):从光电子的应用来看,我认为这个行业还处在长期的发展阶段。我是华中科技大学(原名:华中理工大学)光电子专业第一届光纤班的毕业生,当年毕业的时候从没想到光纤通信会发展这么快,这三四十年以来每年都在增长。

我预判这后面一直都会增长下去,因为像每个人的智能终端的信息量在增长,这个需求在爆炸式扩展;还有,像人工智能数据中心、芯片算力的提升给我们行业带来了很大的增量。

光通讯应用

(图源:网络)

当然从我们本行业来看,除了这些应用以外,我们也看到像激光雷达、光纤传感,甚至下一代6G的星空通信等等正走向历史舞台,光电行业有很大的发展空间。

所以我认为在今后的5~10年之内,这个行业会持续的发展,前途是光明。虽然在中间可能存在一些短期波动,新的技术应用方面也可能面临各种挑战,但丝毫不会影响我看好整体的发展态势。

幻实(主播):

我记得以前我们芯片揭秘采访过上海工研院的硅光团队,他们的总工程师,也是一位纳米硅光子专家余明斌博士跟我说,他在北大读书的时候,他的导师认为21世纪就是光的世纪,他就奔着这句话加入了这个行业,听完您的描述,我认为21世纪确实现在到光的世界,无处不在的光传输、光通讯。

上海工研院总工程师、纳米硅光子专家余明斌博士

(点击图片可阅读艾新校友在工研院的交流会)

所以我们要致敬一直在赛道默默坚持的技术领域的专家,他们都在坚守主业,也祝福许总以及您的光创联公司能发展得更好,继续为我们国产化做贡献,谢谢。

激光雷达是自动驾驶的核心传感器之一。由于成本低和技术成熟,905nm 激光器的激光雷达系统目前已经成为主流方案。但1550nm FMCW调频连续波激光雷达的光纤激光器功率大,光束质量好,拥有更高的人眼安全阈值,抗干扰能力强,探测距离长,随着技术的不断进步,未来成本降低后,有望逐渐成为主流。

AI技术的发展背景下,汽车自动驾驶技术发展将受益,未来ADAS 市场渗透率将会进一步提升,从而使得激光雷达市场增长。据数据显示,预计2025年中国车载激光雷达市场规模和全球车载激光雷达市场规模分别为 22.6 亿美元、48.9 亿美元。2030 年中国车载激光雷达市场规模和全球车载激光雷达市场规模分别为 69.4 亿美元、135.7 亿美元。整体来看AI赋能智能驾驶国内可能面临技术迭代不及全球科技巨头的问题,高阶智能驾驶落地场景覆盖度不够也将会影响数据收集,AI算法迭代节奏慢,影响后续的技术更新和量产。聚焦于车载激光雷达,目前更高性能的激光雷达面临着量产化的难题,随着国内车企的应用,国内激光雷达厂商有弯道超车的机会,这也需要协同产业链推进产业的发展。

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采访 | 幻实 编辑 Buki | 审核 | 超超

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