从Yole报告看未来,揭示FMCW市场潜力,摩尔芯光如何技术

2024-07-11 07:04

  近日,国际知名咨询公司Yole旗下专注于半导体行业技术和市场发展的Yole Intelligence发布了《2024年汽车激光雷达市场和技术报告》(以下简称为《报告》)。在本次更新的《报告》中特别专设了多幅的FMCW LiDAR板块,深入的剖析了其技术革新与市场潜力。摩尔芯光作为下一代FMCW激光雷达赛道中的代表性企业之一,更是位列盘点阵容,为行业变革和市场发展增添了一份动力。

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  再次印证FMCW为市场带来了技术和功能上的提升Yole表示FMCW技术作为激光雷达领域的一项新兴力量,不仅引领了成本降低与体积缩小的趋势,更凭借其独特的相干检测机制,在实现与ToF相似甚至更高性能的同时,显著降低了所需的激光功率消耗。在激光雷达的产品发展中,ToF和FMCW都在追求芯片化。尤其是FMCW技术路线,由于其探测原理更为复杂,使芯片化、集成化成为FMCW激光雷达量产的必要条件。目前ToF通常采用VCSEL/EEL和SPAD/SiPM/APD技术,将激光发射和探测模块集成在多个分立的芯片上,芯片之间通过装配进行对准。而FMCW能够将激光发射、调制、分束、光开关、环形器、混频器、探测器等多个光学功能集成到单个硅光芯片上,通过在单个芯片上集成更多的光学功能,实现多通道发射、接收天然对准,实现更小的体积和更低的制造成本,进一步增加整机产品化上的优势。当下,摩尔芯光已经完成了在同一硅光芯片上集成多通道发射(Tx)、接收(Rx)及快速低损耗光路切换矩阵的硅光模块,提高了FMCW激光雷达的集成度。

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  目前市场上大多ToF激光雷达采用905nm光源,但却难以解决高阳光辐照值的弊端,存在背景光干扰带来的性能瓶颈。

  而摩尔芯光的FMCW激光雷达采用领先的硅光芯片集成技术,将1550nm光源集成在硅底上。该波长位于太阳光谱中辐照值较低的区域,因此即使是面对强光条件,也很难造成干扰,极大提高了激光雷达的信噪比和精度,让FMCW激光雷达在各种光照条件下都能保持出色的探测性能和稳定性。

  并且还利用硅在1550nm光源下会变透明的特性,在同一芯片上完成了光学对准和光路径设计,在提高光学系统稳定性的同时,减少了光被吸收的损耗。

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  更进一步,FMCW较之ToF在抗干扰性能上的提升不仅仅来源于1550nm光源的优势,还来源于FMCW本身技术原理上的先进性。FMCW通过本振光放大信号,当光信号进入芯片后被分为本振光保存和探测光输出。探测光被目标物体反射后,通过与本振光的相干识别,接收那些与自己发出的特定频率相同的光信号。这种性质让FMCW激光雷达能够无惧激光雷达间的对射,在激光雷达大规模普及的未来具有明显的优势。最重要的是,FMCW LiDAR的核心竞争力在于能够实时捕捉并输出高精度速度信息,这一特性远超传统ToF技术范畴。此外,FMCW技术展现出卓越的鲁棒性与性能优势,如远距离的探测能力、更低的发射器功率需求、对环境光干扰的高度免疫等,它们共同构筑了FMCW LiDAR在未来市场中的独特竞争力。

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  实现Hands-off,满足Eyes-off

  《报告》中指出,在中国市场上,大多数新型电动汽车普遍配备了1个或更多LiDAR,5个Radar,11个或更多摄像头的传感器方案。这些传感器配置让NOA功能(Hands-off)成为了OEM厂商的必备配置,在城市道路和高速公路上展现出卓越的驾驶体验。因此,在为了实现以无人驾驶(Eyes-off)为目标的高阶智驾方案中,更需要新一代的传感器及计算硬件。日前,北京经信局适时发布了《北京市自动驾驶汽车条例(征求意见稿)》,表示将拟支持自动驾驶汽车用于城市公共电汽车客运、网约车、汽车租赁等城市出行服务,并倡导发展、改造和升级智能化路侧基础设施,在坚守安全底线的基础上,为L3级及以上自动驾驶汽车市场主体提供清晰、透明、可预期的制度规范。这不仅彰显出政策层面对更高阶自动驾驶技术发展的坚定支持,更明确了车乘在出行安全方面最大限度的追求。无疑为采用FMCW激光雷达等前沿技术的智能驾驶系统打开了广阔的发展空间,预示着高阶智能驾驶系统将迎来更加蓬勃的发展机遇。

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  摩尔芯光的车载FMCW动态瞬识激光雷达-LARK,凭借其卓越的直接测速能力和抗干扰性能,可以直接判断物体动态。不仅只需要2-3个点就能识别到目标,而且仅需要1帧的数据就能实现对目标信息的探测。快速且稳定的响应“开门杀”“鬼探头”“AEB”等应用。有能力成为高阶智驾方案中,实现真正安全冗余的得力硬件。 

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  摩尔芯光FMCW激光雷达“开门杀”场景测试

  市场加速发展,国产抢先布局

  摩尔芯光作为专注于FMCW技术的实力玩家,始终坚信和发展着FMCW在解决corner case上的巨大潜能。目前,摩尔芯光的车载FMCW动态瞬识激光雷达LARK已经处于B样阶段,正在与多家主机厂开展POC和联合测试,预计将在2026年实现量产,积极的推动市场发展的进一步加速。在产品规划上,摩尔芯光基于强大的自研硅光芯片技术建立起了一套从FMCW硅光模块到FMCW激光雷达整机全面的产品路线,应用领域囊括从车载智能驾驶到无人驾驶,机器人技术,智慧仓储及物流、车路云一体化、低空经济及测绘测距等方向。同时在研发未来纯固态相控阵激光雷达技术上已颇有建树。不仅为合作客户提供了一条脱颖于市场同质化产品的前沿科技创新之路,而且为终端消费者打造了更加舒适和安全的使用体验。

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  积极应对供应链挑战,合作共赢促进量产落地

  Yole对FMCW技术路线讨论的增加,反映出市场对FMCW极大的兴趣和迫切的需求。然而,正如《报告》所言,FMCW LiDAR的量产面临着硅光芯片加工难、封装难和测试难,上下游供应链不稳定,以及成本管理等多层挑战。

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  然而,摩尔芯光正具备着迎接和应对这些挑战的实力。我们的核心研发团队拥有着丰富的硅光芯片研发及量产经验,在硅光子集成和封装领域获得了多项发明专利,掌握着从芯片设计到晶圆级测试封装的全栈能力。同时,我们围绕半导体硅光芯片和FMCW技术建立起一套稳定的供应链体系,与上下游客户通过投融资关系,战略合作关系,联合开发关系等多种模式打造一个强大而稳定的产品生态。在这个过程中,我们将持续推动FMCW技术的量产落地,加速其在自动驾驶、智能交通、工业检测等领域的广泛应用,为技术进步与产业升级贡献重要力量。

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  Yole作为半导体及相关行业市场的战略分析专家,本次《报告》通过详尽的市场调研和数据分析,为行业内外提供了FMCW激光雷达市场的最新动态、发展趋势及潜在增长点。有助于促进产业链各环节的紧密合作与资源整合,提升整个行业的竞争力和创新能力。

  未来,摩尔芯光将继续秉持开放合作的态度,与全球伙伴共同探索新技术、新应用,应对新挑战。我们相信,通过持续的技术创新、紧密的产业链合作以及高效的生产管理,摩尔芯光将实现FMCW技术在智能驾驶及其他前沿领域的广泛应用,共创智能科技的新未来。