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一径科技:车规级前装MEMS激光雷达,加速量产商业化落地

2021年09月13日09:37|麦姆斯咨询王懿 MEMS

微访谈:一径科技创始人兼首席执行官石拓

采访背景:北京一径科技有限公司(以下简称:一径科技)成立于2017年11月,是一家专注于固态MEMS激光雷达(LiDAR)产品和技术开发的高科技公司,以先进的技术出发,紧密结合市场需求,提供高性能、小型集成化、可量产的车规级固态激光雷达产品,赋予无人驾驶汽车、机器人等人工智能应用可靠稳定、宽视角、远距离及高分辨率的三维深度视觉能力。

成立不到四年,这家核心团队由清华大学优秀博士校友组成的激光雷达厂商表现相当亮眼:获得了英特尔资本和创新工场联合领投的B轮融资,其在江苏常熟自建的国有化MEMS激光雷达自有产线已进入稳定量产阶段,与京东物流、赢彻科技、元戎启行等国际一流汽车主机厂和自动驾驶厂商展开了深入合作。麦姆斯咨询有幸邀请到一径科技出席『第三十一届“微言大义”研讨会:3D视觉技术及应用』,在此之前我们采访一径科技创始人兼首席执行官石拓博士。


一径科技创始人兼首席执行官石拓


麦姆斯咨询:您好!首先,请您向大家介绍一径科技的基本情况,谢谢!

石拓:我本科是在清华大学的基科班(基础科学班),研究生的时候进入电子工程系(EE),做半导体光电芯片。博士期间的科研经历大大提升了我的技术开发和科研能力。博士研究的方向是基于磷化铟(InP)的高速探测器芯片,这在我们实验室是一个新方向,需要独立开拓和探索。在做研究的过程中,培养了我独立学习,独立思考,围绕目标探究问题本质,分析和解决问题的能力;我也很荣幸能与老师、师兄弟一起努力,在短短几年之内,在底层探测器的载流子输运机理模型、芯片设计方面都取得了突破。这样的经历为我毕业后的集成光电芯片研发工作以及创业做激光雷达打下了扎实的基础。

博士毕业后,我在硅光领域的世界领先公司SiFotonics做硅光芯片。短短五年时间,开发并量产了25G Ge/Si雪崩光电二极管(APD)以及400G单片集成相干接收芯片。从早期追赶到领先市场,再到现在已经累计卖出了数千万颗芯片、过百万颗高端芯片,至今仍能保持技术领先。不过在个人看来,光电通信行业已经持续发展了二十多年,相对成熟和饱和,我想要找一个更有挑战、更具成长的新方向。

2016年自动驾驶的概念刚开始兴起,我看到了这个行业的巨大发展空间。另外吸引我的一点是,这个方向还没有成熟的大公司出来做。我认为光电领域是一个相对特殊的行业,过去十年里的技术突破大多是初创公司或中小公司提出来的。光电方案的组合方式会有很多可能,最核心的就是如何找到最佳的技术路径,在先进性、可行性、成本、可量产等方面平衡。这是一个快速试错和迭代的过程,我坚信初创公司不惧风险,会有很多机会。因此我就决定出来创业。

很幸运,我找到了与我志同道合并且在这个领域深耕多年的联合创始人校友:李云翔博士和夏冰冰博士,他们分别担任产品副总裁和研发副总裁。其中,李博士是中国5G通信的早期探索者,任职爱立信期间先后负责5G无线基站测试前沿技术研究、爱立信TDD无线射频产品定义和市场导入。夏博士则在激光雷达高速、高精度时间测量芯片方面研究十余年,在相关领域积累十余项SCI期刊论文和发明专利。

除此之外,我们的合伙人兼光学总监刘佳尧博士是资深光学设计专家;全球销售和市场副总裁邵嘉平博士有超过20年半导体及LED行业经验;财务副总裁沈鑫曾担任紫光存储首席财务官。经过近四年的厉兵秣马,目前我们已经拥有一支近二百人的团队,到2021年年底这个数字还会增加。公司研发人员比例接近三分之二,博士比例达15%,核心团队来自清华大学、复旦大学、马德里理工大学、加州理工大学、康奈尔大学等国际知名高校,以及欧司朗、博世、Autoliv等国际知名光电半导体、Tier 1企业。可以说,我很骄傲能拥有这样一支顶尖人才队伍,也真诚希望越来越多的优秀伙伴加入我们,一起为自动驾驶行业赋能,让出行更安全。

麦姆斯咨询:您是光电探测器专家,2014年开发出世界首个25G Ge/Si雪崩光电二极管(APD)产品,2016年带领SiFotonics团队成功开发行业领先的100G/400G硅光集成相干接收芯片产品。在硅光子器件研发积累的经验,对您开发固态激光雷达所用的光电探测器有哪些帮助?

石拓:光电探测器,无论哪种材料体系、应用场景,其物理原理的本质是相通的。我在博士期间研究的是铟镓砷/磷化铟(InGaAs/InP)基的高速集成光电芯片;工作之后开展Ge/Si、硅基集成光电子芯片开发。其背后都是半导体物理、能带结构、载流子输运、光电相互作用等物理原理在各种材料体系的运用。

一径科技在集成光电器件的长期探索,不但使公司在早期探测器的开发上具有先发优势,同时提供了对各种技术路线优势区间的深入理解及整个行业技术趋势的深刻洞见力。

麦姆斯咨询:固态激光雷达路线有多种,如光学相控阵(OPA)、微机电系统(MEMS)、闪光式(Flash)等。一径科技在创立之初就坚定执着地选择了MEMS激光雷达技术,其中的原因是什么?

石拓:既然决定投身激光雷达,过去的市场经验和技术积累告诉我,不能走会被快速替代、难以车规量产的机械旋转式路线,也不能走一个Me-too(编者注:模仿、追随)的技术路线,要以前瞻性的眼光看市场需求和技术路线的发展,所以一开始技术路线就锁定在固态激光雷达方向。我们在团队内部做了大量分析和探讨,对比Flash和OPA技术后,我们认为MEMS技术是未来十年车规量产的最佳技术路线,既能够满足自动驾驶技术对高性能的要求,又能够实现车规级可靠性和低成本。当时,我在产业界已经做了五年,有了一些行业经验教训,也看到了市场上一些成熟稳健的方案反而占据了大量的市场,一些看似轻巧、但是技术成熟度不够的方案,往往很难成为主流。比如在数据中心或者通讯行业里,目前还是传统三五族半导体(III-V)技术占主流,硅光芯片仍处于上升阶段、占比还没有达到预期。所以我们决定先做MEMS激光雷达。

麦姆斯咨询:在激光雷达光源方面,请您谈谈对905nm近红外和1550nm短波红外两种光源的看法。

石拓:光源的选择,直接影响到技术路线和应用场景的选择。从技术上讲:905nm光源,无论是激光器本身还是对应接收芯片都相对成熟,但其自身功率和人眼安全要求的限制都决定了其更适合中短距离场景,即便在接收端使用SPAD(单光子雪崩光电二极管)和SiPM(硅光电倍增管),但单个像素对应角度的限制仍对光束的扫描形成了巨大的挑战;反观1550nm光源,由于该波长不会在人视网膜中成像,极大提高了在人眼安全要求中功率的限制,故而从技术本身来讲更适合长距离激光雷达应用。从成本上来说,1550nm光源方案收发器件成熟度不高,短期成本较高,未来还有很大的降本空间。

麦姆斯咨询:在MEMS微镜驱动原理(压电式、静电式、电磁式、电热式)的选择方面,你们有何理解和选择?

石拓:压电、静电、电磁、电热,实际上指的都是MEMS微镜摆动的驱动原理。激光雷达对MEMS微镜的机械角、谐振频率、可靠性和温度稳定性都有较高要求;压电MEMS微镜由于材料本身对温度敏感,难以满足车规温度范围内的性能一致性;电热式MEMS微镜受限于频率响应、功耗、温漂,也同样不适用于高性能激光雷达。目前激光雷达中比较常见的MEMS驱动方式为静电和电磁式。电磁式MEMS微镜由于需要外围线圈,其体积往往较大,相对容易实现更大的面积,但电磁式MEMS微镜对温度比较敏感,需要做相应的温度校准和补偿。静电式MEMS微镜拥有更好的稳定性和更小的封装体积,能够耐受更高的机械和温度冲击。

麦姆斯咨询:可以谈谈您对国内激光雷达核心元器件供应链的看法吗?比如MEMS微镜、光电探测器、激光器等。

石拓:对于激光雷达的核心器件,国外公司起步的相对较早,国内对集成光电芯片的产业投资快速增加,促进了行业的高速发展。在MEMS微镜、APD和激光器方面,部分国内供应商的产品已经达到能导入量产的阶段。相信在未来,激光雷达关键器件的供应会呈现百花齐放的状态。

麦姆斯咨询:一径科技非常重视激光雷达底层关键元器件的掌握,可以谈谈你们已经和正在布局哪些核心元器件吗?

石拓:目前我们产品里面用到了自研开发的接收端芯片,以及专有的ASIC芯片。这些都是直接影响整机性能、功耗和成本的关键因素,也是固态激光雷达商业化道路上的必经之路。未来,我们还会投入更多的人力和资源在相关核心芯片的研发上。

麦姆斯咨询:我们观察到,一径科技的产品布局与其他激光雷达厂商有所不同。你们只有两个系列:近场覆盖MEMS激光雷达系列ML-30s和长距前向MEMS激光雷达系列ML-Xs,这是出于哪些方面的考量?目前这两个系列经过了几轮迭代?

石拓:一径科技的产品主要是面对前装量产的激光雷达。在前装量产的这个方向上,一径科技的产品线其实是最全的,不单单有针对前向长距的ML-Xs,而且面向近场覆盖的ML-30s。能够灵活满足不同前装量产应用场景的需求。


一径科技MEMS激光雷达产品线


我们的ML-30s已经相对成熟,部署在大量的应用领域,同时ML-Xs也在和关键客户进行测试导入工作。这两款产品均会在近两年内实现量产商业化落地。

麦姆斯咨询:未来还有计划推出其它系列的MEMS激光雷达或其他类型固态激光雷达吗?

石拓:一径科技在短期内会聚焦在MEMS激光雷达的落地,会根据市场的动态和客户的最新需求,推出相应的二代产品或者全新的产品,还请期待。

麦姆斯咨询:在激光雷达智能化方面,一径科技做了哪些工作?

石拓:激光雷达的智能化其实涵盖很多个维度,终极目的是使激光雷达能够更好地与整车系统集成,提供更智能化的服务。

我们在脏污检测、雷达告警以及基于激光点云的感知算法上都有深入的产品开发,大部分功能目前均直接集成在激光雷达硬件中,为客户提供更加智能的传感器输出。比如,带有感知算法模块的激光雷达硬件,已经部署在客户的应用场景,能直接输出相关的感知结果,为客户提供更加鲁棒的场景输入。

麦姆斯咨询:一径科技在创立之初就具有独到的国际视野,着眼于全球自动驾驶市场。请介绍你们的全球合作伙伴,以及在自动驾驶不同场景的商业化进展,谢谢!

石拓:目前我们的客户群其实涵盖了自动驾驶落地的各个主要场景,可以说是“多点开花”的态势。一径科技目前已经与多家企业建立了商业合作关系。在物流配送方面,与京东物流达成战略合作,主要是服务于园区物流配送业务。去年8月我们也官宣了与嬴彻科技就干线物流卡车自动驾驶解决方案商业化达成的战略合作消息,我们旗下的短距补盲雷达系列激光雷达ML-30s会供应于嬴彻科技干线物流的量产自动驾驶车型,目前正在稳定交付中。环卫方面,我们也与于万智驾达成了合作,共同赋能环卫车无人驾驶落地步伐。Robotaxi方面,一径科技也已获得国外顶级高级辅助驾驶系统(ADAS)解决方案提供商的青睐,更与国内排头企业展开深度合作,未来业务会在全球进行布局。

麦姆斯咨询:请您展望一径科技未来发展规划和愿景!

石拓:今年6月18日,我们也官宣了我们的B轮融资消息,该轮融资由英特尔资本和创新工场联合领投。接下来,我们将集中精力推动一径科技常熟工厂产线生产自动化及产能提升的实现,加大核心芯片的研发投入,加速长距激光雷达等新产品的相应开发,进一步推动乘用车前装量产等应用普及,同时我们未来也会加大全系列产品的市场推广。



一径科技苏州运营中心


我们始终坚持“做最好的智能驾驶基础设施”这一愿景,期待我们的激光雷达能携手更多生态伙伴,让智能驾驶真正从梦想照进现实,让出行更安全。

麦姆斯咨询:9月16日~17日,即将在深圳国际会展中心举办的『第三十一届“微言大义”研讨会:3D视觉技术及应用』上,一径科技将发表主题演讲。届时贵司将分享哪些方面的经验和心得呢?

石拓:这次我们的全球市场副总裁邵嘉平博士将代表一径科技出席,向大家分享我们对MEMS激光雷达技术路线的理解以及一径科技的量产进展和商业化落地情况。



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