? ? ? 目前，主流的 dToF 激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)從早期的純機(jī)械式激光雷達(dá)，逐漸轉(zhuǎn)向半固態(tài)與全固態(tài)激光雷達(dá)。由于半固態(tài)與全固態(tài)激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，在使用壽命、小型化設(shè)計(jì)以及成本控制上具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此在更長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)，它們將成為車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)乃至機(jī)器人用激光雷達(dá)的主流技術(shù)路線。
? ? ? 一、激光雷達(dá)技術(shù)路線以及光源技術(shù)的演進(jìn)
? ? ? 在半固態(tài)激光雷達(dá)中，掃描部件通常采用 MEMS 或棱鏡/轉(zhuǎn)鏡的方式，而激光的光源也逐漸從光纖激光器或 EEL 切換至 VCSEL。自 2024 年起，VCSEL 在半固態(tài)激光雷達(dá)中的出貨量已經(jīng)接近50%。隨著 VCSEL 在新一代激光雷達(dá)系統(tǒng)中展現(xiàn)出的低溫漂系數(shù)、窄線寬、低功耗等優(yōu)勢(shì)，采用 VCSEL 的激光雷達(dá)比例將會(huì)逐步上升。
? ? ? 在全固態(tài)激光雷達(dá)中，光源部分與掃描部分已經(jīng)完全通過芯片固化（采用 VCSEL 的 1D 或 2D 電子陣列掃描），因此 VCSEL 激光芯片在全固態(tài)激光雷達(dá)中的占比達(dá)到了 100%。
? ? ? 2024 年量產(chǎn)上車的激光雷達(dá)中，除了來自海外廠商（如 Lumentum）的 VCSEL 產(chǎn)品外，國(guó)產(chǎn) VCSEL 芯片也已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)前裝上車。例如，某友商的 VCSEL 芯片被應(yīng)用于華為系的 D3 主雷達(dá)，而睿熙科技的 VCSEL 芯片則被用于圖達(dá)通系Robin-W靈雀W廣角激光雷達(dá)。邁入 2025 年，搭載國(guó)產(chǎn) VCSEL 芯片的全固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品也將逐步在量產(chǎn)車型上得到應(yīng)用。
? ? ? 二、光源技術(shù)的挑戰(zhàn)與睿熙芯片的特點(diǎn)
? ? ? 針對(duì)激光雷達(dá)用的 VCSEL 光源，有三個(gè)核心指標(biāo)：? ?
? ? ? 在相同激光照射距離下，更高的 PCE 可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，或者在相同距離下實(shí)現(xiàn)更低的功耗。得益于睿熙的重構(gòu)多結(jié) SOMJ 架構(gòu)，在同等測(cè)試條件下，睿熙 VCSEL 芯片能夠相較友商提升 28%。
? ? ? 對(duì)于基于 dTOF 原理的激光雷達(dá)而言，更高的重頻意味著 a) 更好的測(cè)距精度（更多的光子信號(hào)）；b) 更高的刷新幀率（更靈敏），因此在與國(guó)產(chǎn)SPAD搭配時(shí)，對(duì)激光雷達(dá)方案搭建方更加友好。得益于睿熙的重構(gòu)多結(jié) SOMJ 架構(gòu)，睿熙 VCSEL 芯片的可靠性更強(qiáng)，能夠達(dá)到 2MHz 以上的重頻，均能滿足AEC-Q102車規(guī)級(jí)可靠性驗(yàn)證（而同等條件下，通常水平僅能達(dá)到500kHz）。
? ? ? 低發(fā)散角有助于簡(jiǎn)化激光雷達(dá)的光路設(shè)計(jì)并提升激光雷達(dá)的測(cè)距范圍。得益于睿熙的重構(gòu)多結(jié)架構(gòu)，睿熙 VCSEL 芯片已經(jīng)可以做到 8°~10°的發(fā)散角，並且呈現(xiàn)高度集中化的高斯光斑分布，這將大大簡(jiǎn)化光學(xué)設(shè)計(jì)并提升激光雷達(dá)的測(cè)距能力。
? ? ? 面對(duì)即將爆發(fā)的車規(guī)級(jí)、機(jī)器人用激光雷達(dá)市場(chǎng)，睿熙積極布局在車規(guī)級(jí)芯片 VCSEL產(chǎn)品，除參與編寫《機(jī)器人用激光雷達(dá)通用技術(shù)條件》等標(biāo)準(zhǔn)、布局超【20】項(xiàng)發(fā)明專利，也在線陣與面陣平臺(tái)做了超【10】款產(chǎn)品的充分準(zhǔn)備。
