近年隨著自動(dòng)駕駛需求的不斷提升，以攝像頭主導(dǎo)的純視覺(jué)方案在精度、穩(wěn)定性和視野上逐漸暴露出“局限性”，無(wú)法滿足L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛需要的安全級(jí)別，而激光雷達(dá)相較攝像頭、毫米波雷達(dá)等環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器具有3D建模、全天候探測(cè)等優(yōu)勢(shì)，正成為越來(lái)越多自動(dòng)駕駛汽車的“標(biāo)配”。
激光雷達(dá)按照技術(shù)架構(gòu)劃分為：機(jī)械式、半固態(tài)式以及固態(tài)式。目前機(jī)械式雷達(dá)技術(shù)最為成熟，但中金公司在此前發(fā)布的研報(bào)中指出，機(jī)械式激光雷達(dá)具有成本較高、裝配調(diào)制困難、掃描頻率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、機(jī)械零部件壽命不長(zhǎng)等缺點(diǎn)，該方案激光雷達(dá)較難應(yīng)用在規(guī)模量產(chǎn)車型中。
而半固態(tài)式近五年主流路線為MEMS，MEMS同樣優(yōu)缺點(diǎn)明顯，一方面MEMS式激光雷達(dá)具有尺寸小、可靠性高、批量生產(chǎn)后成本低、分辨率高等優(yōu)勢(shì)；但其劣勢(shì)也在于：MEMS激光雷達(dá)也存在信噪比低、有效距離短、FOV窄、工作壽命較短等缺點(diǎn)。
從成本、可靠性等角度看，越來(lái)越多的行業(yè)觀點(diǎn)認(rèn)為，全固態(tài)大概率是激光雷達(dá)產(chǎn)品的最終狀態(tài)。
記者了解到，在固態(tài)激光雷達(dá)的技術(shù)方案中，OPA（光學(xué)相控陣）的技術(shù)方案較為受到市場(chǎng)的重視，該技術(shù)方案通過(guò)施加電壓調(diào)節(jié)每個(gè)相控單元的相位關(guān)系，利用相干原理，實(shí)現(xiàn)發(fā)射光束的偏轉(zhuǎn)，從而完成系統(tǒng)對(duì)空間一定范圍的掃描測(cè)量。
松和資本在2020年3月份在微信公眾號(hào)發(fā)布的文章中進(jìn)一步指出，OPA路徑最明顯的特點(diǎn)是在其可量產(chǎn)性、可靠性、成本方面具備優(yōu)勢(shì)外，技術(shù)的突破難度大，但另一方面，一旦突破了技術(shù)環(huán)節(jié)，該路徑大概率會(huì)成為激光雷達(dá)的最終方案。相應(yīng)的，整個(gè)激光雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)鏈也將從目前的制造型轉(zhuǎn)向?yàn)榘雽?dǎo)體型結(jié)構(gòu)。
值得注意的是，目前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)在研制OPA激光雷達(dá)所需的集成芯片。
記者近日從揚(yáng)州群發(fā)換熱器有限公司（下稱：“群發(fā)公司”）處獲悉，該公司開展調(diào)研和制造集成固態(tài)激光雷達(dá)光電芯?已經(jīng)兩年多，2020年10月公司啟動(dòng)制作芯片流片，并于11月底完成二維OPA光電芯片樣品的初步試制，公司將在今年5月完成樣品的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)性能測(cè)試工作。
5月13日凌晨0:30—1:00，揚(yáng)州群發(fā)換熱器有限公司研究人員在國(guó)際激光與光電子年度會(huì)議上（簡(jiǎn)稱CLEO會(huì)議），發(fā)表了“關(guān)于3D光學(xué)相控陣（OPA）技術(shù)在芯片級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)、傳感、成像、機(jī)器人和無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用”的演講，系統(tǒng)介紹了公司的研發(fā)成果。
圖為群發(fā)公司的OPA流片
據(jù)了解，不同于普通的電子芯片，光電芯片將光子和電子設(shè)備集成在一個(gè)芯片上，除正常的電子組件外，諸如光波導(dǎo)，光開關(guān)，光調(diào)制器，光耦合器，光發(fā)射器，光接收器，光檢測(cè)器，光子放大器等光子組件也將集成在該芯片上。芯片能夠執(zhí)行光子和電子轉(zhuǎn)換的全部功能。
群發(fā)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者介紹，該款芯片產(chǎn)品的特性包括：低成本、尺寸緊湊、重量輕、低耗能、高性能和高可靠性，“比如具備多波長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)、更靈敏的光子探測(cè)器可以增加探測(cè)范圍，另外公司的芯片級(jí)激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)掃描> 1MHz”。
而在成本方面，不同品質(zhì)的激光雷達(dá)價(jià)位上有很大差異。據(jù)興業(yè)證券在研報(bào)中統(tǒng)計(jì)，機(jī)械式上，Velodyne 64線 8萬(wàn)美金，16線4K美金，禾賽科技的機(jī)械式激光雷達(dá)均價(jià)也在10萬(wàn)人民幣左右。
固態(tài)及半固態(tài)方面，Velodyne Velarray價(jià)格為500美金；Luminar和Aeva也將發(fā)布價(jià)格500美元以內(nèi)的半固態(tài)激光雷達(dá)；Quanergy 預(yù)估固態(tài)大規(guī)模量產(chǎn)價(jià)格250美金，最終降至100美金；華為也表示未來(lái)激光雷達(dá)價(jià)格將在200美金以內(nèi)。
不難看出，從機(jī)械式向固態(tài)式激光雷達(dá)過(guò)渡，其成本總體將呈下降趨勢(shì)。群發(fā)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人則向記者透露，采用群發(fā)opa激光雷達(dá)光電探測(cè)芯片制造的激光雷達(dá)，其價(jià)格未來(lái)可控制在萬(wàn)元之內(nèi),大大降低激光雷達(dá)整機(jī)的造價(jià)。
據(jù)了解，群發(fā)公司的智能感應(yīng)光電芯?背后的專利技術(shù)，主要來(lái)自于海外知名大學(xué)對(duì)群發(fā)公司OPA專利授權(quán)，目前群發(fā)公司擁有產(chǎn)品專利的獨(dú)家生產(chǎn)許可和權(quán)利，并且雙方在產(chǎn)業(yè)化研發(fā)過(guò)程中形成的專利將有多項(xiàng)由群發(fā)公司在國(guó)內(nèi)申報(bào)。
目前國(guó)內(nèi)外已有多家公司著手研發(fā)OPA激光雷達(dá)，但聚焦于固態(tài)激光雷達(dá)光電芯片研發(fā)的公司并不多。除群發(fā)公司外，行業(yè)內(nèi)洛微科技也有研發(fā)純固態(tài)芯片級(jí)激光雷達(dá)，后者采取的是OPA+FMCW的方案。
群發(fā)公司負(fù)責(zé)人向記者透露，若進(jìn)展順利，年底將會(huì)推出固態(tài)激光雷達(dá)光電芯第一代產(chǎn)品。
記者了解到，該款芯片除了可以應(yīng)用于無(wú)人駕駛領(lǐng)域外，其應(yīng)用市場(chǎng)還包括：智慧醫(yī)療（機(jī)器3D視覺(jué)圖像識(shí)別設(shè)備系統(tǒng)等）、智慧城市的交通管理和設(shè)備系統(tǒng)、地理測(cè)繪、建筑測(cè)量等諸多領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)為無(wú)人移動(dòng)設(shè)備裝上“眼睛”，低成本、高可靠、高性能的智能化；為家庭、城市和交通的智慧安保管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、云管理；讓納米CT普及化、家庭化、場(chǎng)景化、智能化的戰(zhàn)略目標(biāo)。
圖為群發(fā)公司的OPA流片檢測(cè)裝置
公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，2022年公司計(jì)劃將芯片產(chǎn)品導(dǎo)入市場(chǎng)，爭(zhēng)取年銷售1-10萬(wàn)，“以年銷售5萬(wàn)片計(jì)算，基本可實(shí)現(xiàn)盈虧平衡”。在融資方面，首輪融資已簽約，2輪融資將根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展適時(shí)啟動(dòng)，并創(chuàng)造條件，積極啟動(dòng)科創(chuàng)板上市融資或境外上市融資。
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