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CEO焦点访谈-LiDAR如何过车规?如何优化LiDAR的性能,达到降本的目的?

2020年12月24日17:40|智车行家

12+小时主题分享,6+小时互动交流,90+现场QA,500+ 一对一约见,伴随着260余位产业链客户在两个整天时间里的满满收获,2020激光雷达前瞻技术展示交流会于12月16日在上海成功落下帷幕。




作为本次大会最具看点之一的CEO焦点访谈,由重庆长安汽车股份有限公司高级副总工程师王代涵博士主持参与,杭州爱莱达科技有限公司董事长、首席科学家孙建锋;北京一径科技有限公司产品副总裁李云翔;西安炬光科技股份有限公司汽车事业部总经理朱国巍;常州纵慧芯光半导体科技有限公司CEO陈晓迟共同参与,围绕多个话题展开讨论,包括从实际效果和成本角度兼顾考量,激光雷达未来的一个发展业态会是怎样的?目前激光雷达量产面临的问题主要有哪些?从激光器等元器件角度而言,如何协助优化激光雷达的性能和降低价格?如何打造激光雷达国产化的生态链?从激光雷达专利战和解来看激光雷达行业如何良性发展?等多角度进行了深入的探讨,为现场嘉宾带来了深刻的启迪。以下是本次访谈的精彩看点。


提问

Qustions

&

解答

Answers

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重庆长安汽车股份有限公司高级副总工程师

王代涵

CEO焦点访谈主持人

Q1

激光雷达是百花齐放的状态,未来的发展趋势技术发展呈现什么形态?从各自经历和对行业理解谈谈看法?

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杭州爱莱达科技有限公司董事长、首席科学家

孙建锋

对未来车载激光雷达看法是不同体制的LiDAR要发挥各自的优势,对于相干雷达来说主要解决远距离和相对安全的问题,主机厂经常提到的问题是对于500米之外的重型集卡车不会引起车道误探的场景,这个场景也体现了爱莱达LiDAR产品的优势。

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北京一径科技有限公司产品副总裁

李云翔

需要去看不同场景,应用的LiDAR也不太一样,一径科技17年开始做MEMS激光雷达,大家早期对LiDAR路线充满争议,无论是机械式还是MEMS、OPA、 Flash的方式,但是我们其实最终还是要看落地场景和落地的速度,需要看清哪些技术可以满足你的场景应用的需求,是否满足性能和可靠性的要求,成本和落地的时间,传感器起到引导作用,需要比自动驾驶更早的落地,这就要求产品程度和量产线可靠性能达到落地的要求变得更关键,而不是选择哪方面技术。

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西安炬光科技股份有限公司汽车事业部总经理

朱国巍

现在LiDAR是百花齐放的阶段,炬光科技作为激光雷达发射端,如果技术落地不外乎通过车规的可靠性和成本平衡,作为光源模块和模组供应商,炬光科技提供前端远距离基于边发射半导体激光器(EEL),两侧或者后端的通过垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)做补偿,主要包括应用于半固态线扫描式激光雷达技术路线的线光斑光源模组和应用于闪光式固态激光雷达技术路线的面光斑光源模组;这也是我们一个重点,成本这块有些厂商提到整个雷达系统在200美金左右,发射端的价格要达到三分之一的价格,我们也有信心做到这个指标,另外考虑可靠性这块,炬光科技Flash激光雷达发射端模块已顺利通过车规级设计验证及小批量生产。

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常州纵慧芯光半导体科技有限公司CEO

陈晓迟

我们更偏重芯片的部分,属于激光雷达的一个元部件,从元器件角度把我们的VCSEL芯片的性能、可靠性、可量产性、成本做的更好,同时考虑场景落地,为LiDAR厂商提供更多的选择。VCSEL转成车载应用这块最主要技术难点包括单从芯片性能来说,第一个是功率密度,最近推出的多结的VCSEL产品来提高功率密度,第二个是整个车规和汽车行业交互层面是个挑战,我们在汽车电子是新兵,但是我们在消费电子有成熟产业链的优势,可以借鉴。

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重庆长安汽车股份有限公司高级副总工程师

王代涵

针对具体场景提出激光雷达设计需求,主机厂设计整套感知量产方案的时候,涉及到多种传感器,不会单独讨论激光雷达指标性能,通常会与其他传感器融合,共同达到目标。LiDAR在比如测距的精度和准确度相比其他传感器有着巨大的优势,现阶段先用上即可对性能产生较大的提升,比如最早的如奥迪,本田使用的是法雷奥四线的LiDAR,站在自动驾驶角度,线束比较低,但前装量产来说已经产生很大的作用,主机厂更关注的是稳定性可以满足车载,另外是成本可以达到接受的范围,有这样的产品先用起来结合其他传感器的产品相配合,对主机厂来说帮助很大。

Q2

前装量产主机厂和激光雷达厂商最关心的是怎么过车规的问题,挑战以及对后续的展望?

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常州纵慧芯光半导体科技有限公司CEO

陈晓迟

纵慧从15年就开始做Vcsel,前面几年以消费电子为主,实现批量量产同时可靠性也有很大的冗余度,从去年开始LiDAR和Tier1厂商找到我们用VCSEL做车载上的光源,重心也开始转移到汽车电子上面,在常州有外延产线,在激光半导体激光光源里面,外延材料的质量好坏直接影响最后芯片的性能和可靠性,加上之前消费电子的研发基础和外延产线我们可以实现技术快速迭代,年初的一款产品已经通过车规的认证。单从光源VCSEL元器件层面有信心做到车规。

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西安炬光科技股份有限公司汽车事业部总经理

朱国巍

产品需要满足主机厂要求,车规级不光仅仅说是满足IATF16949等认证体系和德国汽车工业协会VDA 6.3过程审核,除了设计还包括后面的交付,对安全有着极高的要求,从设计端包括寿命、性能可靠性、材料的选型都要考虑是否符合认证的需求,存在不断优化过程,也要考虑准时交付,避免导致下游端“开天窗”的情况出现,整个生产体系要建立完善。

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北京一径科技有限公司产品副总裁

李云翔

车规方面主机厂是否认可非常重要,车规其实包括体系上和芯片设计上等方面,要有成熟的产品把整套流程跑下来,可靠性指数比如震动、冲击、耐温性、寿命、老化程度(阳光下面)等,要有详细的数据证明,LiDAR是个很精密的仪器,涉及到车距和成像,怎样评估在恶劣的环境下传感器还可以正常的工作,性能是稳定的,这是非常关键的。同时在体系上怎么保证产品过了可靠性实验的情况下,大规模量产交付的及时性。

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杭州爱莱达科技有限公司董事长、首席科学家

孙建锋

车规是个伪命题,因为针对无人驾驶车具体长什么样子不知道,作为终端用户买车关注的是车是否好用,不管里面的产品部件,更关注的是最终车能否可以达到可靠性一致性可维修性等性能。如果其中产品都是达到车规级标准,性价比其实不是最优的,作为整车来说达到性价比最优不是苛求每个元器件达到某个水平,这是早期的观念。比如宇航产品很多取决于本身固有的可靠性。对于主机厂来说你很多产品性能可能根本达不到要求的范围,安装的位置、怎么协同和应用需要和主机厂共同探讨设计出可以最终满足终端用户需求的产品。

Q3

从电子元器件的角度来看如何优化LiDAR的性能,同时还能达到降本的目的?

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西安炬光科技股份有限公司汽车事业部总经理

朱国巍

炬光科技产品已经在供货,但是成本非常昂贵。在降本方面,比如发射端方面,包括芯片,光学元器件,欧美价格很难降下来,希望可以国产化,17年收购了全球做光学元器件领先的公司LIMO,最大程度的开发半导体激光器的市场应用潜力,围绕着“产生光子、调控光子和提供光子技术应用解决方案”建立的共晶键合技术、热管理技术、热应力控制技术、界面材料与表面工程技术、测试分析诊断技术、线光斑整形技术、光束转换技术、光场匀化技术和晶圆级同步结构化激光光学制造技术九项核心技术。这些核心技术加上我们拥有的批量低成本生产制造能力与车规级的质量体系构成了我们的核心竞争力,同时在东莞建立生产光学后端(切割、镀膜等)的生产基地,向激光雷达客户提供整机组装制造服务。

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常州纵慧芯光半导体科技有限公司CEO

陈晓迟

早期EEL是激光雷达行业旋转式激光雷达和MEMS激光雷达中的主流光源技术,没有考虑到大规模的量产和成本,随着行业成熟度提升,考虑量产落地,VCSEL应用于激光雷达具有波长稳定性好、可靠性高、成本低等优势。在消费电子大规模应用使得产业链比较成熟,帮助汽车电子把成本降下来,在性能方面VCSEL是贴合封装的方式,灵活性温度稳定性和可靠性高,但是同时大家也担心它的峰值功率密度最高是否可以达到EEL的水平,否则将导致芯片尺寸变大,在技术方面VCSEL芯片逐渐发展为多结的产品,本质上类似于把多个VCSEL在垂直方向堆叠起来,可以实现高峰值功率,我们现在最新的测试对于单孔可达到5000-1万W/ mm² ,对于阵列可以达到1000 W/ mm² 的功率密度。驱动足够好还可以继续上升,芯片面积和尺寸也可以下来,比如给手机厂商批量供货1mmX1mm的芯片可以做到400w的功率,成本和消费电子成本差不多,将来在芯片发射端这块我们有信心利用技术的迭代和消费电子供应链的优势把成本大幅度降下来。

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北京一径科技有限公司产品副总裁

李云翔

成本其实是上下游产业链共同制定的目标,技术决定成本有没有更大的空间,除了和供应商多合作在元器件成本上控制,还包括生产工艺的成本,一定是上下游共同合作达成的目标,一径科技从开始做全固态MEMS激光雷达就在培养产品的供应链,让合作伙伴满足自身未来的发展,LiDAR作为新兴发展的行业,合作伙伴能否应对未来量能增长是个问题。

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杭州爱莱达科技有限公司董事长、首席科学家

孙建锋

最终的成本取决于量产的能力,技术路线能否量产,量产后的瓶颈取决于供应链环节里是否有人工的成分的占比,像激光器、调制器还有接收相干探测这块全被集成在芯片上可以做到,难点是没有解决激光放大的问题,芯片和放大器之间要有连接是个问题,将来需要在技术上有所突破。

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重庆长安汽车股份有限公司高级副总工程师

王代涵

主机厂国内自主品牌在尝试新技术上还是比较激进的,受制于品牌定位,不可能像奥迪宝马对新技术成本不在意,国内普遍是敏感的,像本田可能整个装载LiDAR系统的价格在10万左右。现在考虑更多的是LiDAR第一步可以解决前方和侧方加强探测,目前设想的典型布置是前方一颗,侧面2-3颗一组,整个一套可以做到万元级别以内的话,对于后面感知系统的规划和LiDAR的采用上是可以接受的合理范围。

Q4

如何打造好国产激光雷达的生态链?

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常州纵慧芯光半导体科技有限公司CEO

陈晓迟

从去年下半年开始,受国际形势影响,做国产化的工作比较多,包括从设备开始,自建工厂,供应链开始往国内转移等,满足客户的需求。但是国产化不是市场化的结果,更多源于政治因素,本人更希望有更多的国际化厂商参与,可以在技术上互相交流,才能更好的进步,不希望因为国内厂商政策红利而在技术上停滞不前,更希望国际化竞争推动行业发展。

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杭州爱莱达科技有限公司董事长、首席科学家

孙建锋

希望在全球范围内寻找最优的合作伙伴,可以达到性能和性价比的最优,但是国产对比下来有优势的,比如成本,可以快速响应客户的需求支持,交互性强等优势。遇到的困惑包括产品的技术手册比较单薄,需要做很多的工作,需要行业共同合作打通技术壁垒。

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北京一径科技有限公司产品副总裁

李云翔

希望有越来越多的国产的厂商在产业链中扮演重要的角色,无论从芯片还是系统,LiDAR是很好的机会,和国外差距不大,需要有自我发展意识,争取在世界舞台有一席之地。


最后在激光雷达的专利知识产权和解后续如何建立良好的发展生态方面大家也纷纷表达了自己的观点。一径科技李总谈到专利知识产权事件其实是企业间希望可以把行业做大的结果,另外就是自身的核心竞争力如何打造, 最终怎么把技术落地的问题。爱莱达科技孙总说道专利战代表大家对知识产权的保护,每个领域都会有,大家也会习惯,也会形成尊重知识产权的氛围,对行业也是好事情。纵慧芯光陈总也表示芯片专利不像LiDAR这么明显,芯片更多的涉及到能耗,同时自身在Vcsel也开始做一些布局,建立壁垒,也是对自己前期研发的保护。


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