近日洛微科技受邀参加“跨界融合,智算未来!”为主题的iFOC2024   第22届讯石光通信市场暨技术专题研讨会。洛微科技创始人兼CTO孙笑晨博士带来《硅光子FMCW激光雷达技术和商业化》主题报告,与行业同行和专家就硅光子、激光雷达、智能驾驶、光电芯片等多个热门话题展开热烈讨论,共同探讨光电融合与光电互联新趋势。

现场最引人瞩目的成果为,洛微科技向外界发布全球首个单片全集成发射、接收和光路功能的硅光芯片(后简称“全集成硅光芯片”),该芯片产品方案有望彻底改变FMCW激光雷达技术和产品化进程,大幅度提前激光雷达的商业化落地时间。洛微科技将成为国内首家对外提供FMCW激光雷达核心集成硅光芯片产品方案和设计服务的供应商。

调频连续波相干探测(FMCW)激光雷达,因其独特的相干测距方式,正逐步成为自动驾驶和激光传感领域的优选产品技术方案。FMCW激光雷达具备直测速度场、抗环境干扰能力强、测距精度高、测量距离远等显著优势,能够真正实现四维感知数据,高可靠性和置信度的感知质量,为自动驾驶感知、决策控制提供真正的安全冗余能力,有效保障驾乘安全。

随着硅光子集成芯片技术在激光雷达的应用, FMCW激光雷达的技术突破和规模化量产成为现实。但是并非所有的硅光FMCW方案都可以实现规模化量产,只有全集成硅光芯片方案才是实现FMCW激光雷达规模化商用的唯一路径,且有望让FMCW激光雷达的成本达到千元量级。

洛微科技采用国际领先的基于异质集成的全集成芯片化解决方案,创造性地将激光雷达的核心模块高度集成于单一芯片上,实现收发一体的设计,进一步推动激光雷达的轻量化、小型化和低成本目标实现。下图是全球首个单片全集成FMCW 激光雷达硅光芯片架构示意图。

全球首个单片全集成激光雷达硅光芯片

●该芯片在毫米级尺度范围内集成了调频连续波相干探测(FMCW)激光雷达的核心光电功能单元,单片硅光芯片内部集成包括Chirp激光器、多通道的光放大器、相干混频平衡探测器阵列、多通道偏振分离共轴光路、固态扫描收发天线阵列等FMCW激光雷达全部发射、接收和光路等。相比自研上一代集成接收和光路的硅光芯片,器件数量和集成度提升数倍,并去掉独立激光和光放大芯片,成本节省80%。

●该芯片采用国际领先的III-V和硅光异质集成芯片技术和工艺平台,有效解决了片上Chirp激光器设计、有源无源的耦合的工程化问题,将传统上只能由外置激光器或共封装多芯片的方案变为SoC的单片方案,极大提高了产品的集成度和良率,极大降低了产品的成本和能量效率。该芯片设计中,激光器可实现大于10GHz的调频带宽,低于0.2dB的波导耦合损耗,支持8到16通道的FMCW接收同时工作,每通道功耗比洛微上一代基于硅光和激光器芯片共封装的SiP型光引擎降低50%,进一步扩大对基于外置光纤激光器等传统方案的优势。

●该芯片将激光雷达核心发射、接收、光路功能集成于单颗芯片,有望让FMCW激光雷达终极方案成为现实,同时也有能力实现车载激光雷达成本的千元机目标。FMCW激光雷达样品虽然已经开始陆续在市场上出现,但是并非所有FMCW方案都可以实现有竞争力的产品化,我们认为基于异质全集成芯片方案将是唯一实现路径。

本次会议,洛微科技CTO孙笑晨博士,也介绍了洛微科技在硅光子芯片研发与FMCW激光雷达领域多年积累的产品成果,分享了FMCW激光雷达取得的商业化进展。   会议期间,孙博士明确提出未来洛微科技在车载激光雷达领域的商业合作模式,洛微科技将始终致力于光芯片和光引擎类产品的开发和设计,并可以扩展为更多光传感和其他光电领域的核心光子芯片供应商,为市场提供相关的光子芯片以及整机参考方案,赋能传感器系统集成商,合作推动光电产业升级。

洛微科技将面向车载和工业市场推出LuminWave   RaptorTM系列光引擎芯片产品线,包括面向车载应用的多通道类产品,和工业高精度类产品,以及芯片评估套件、底层DSP算法IP、模组和整机参考方案等,帮助客户快速实现产品化。同时,洛微科技基于自身在光子集成芯片方面超过20年的产品研发经验,愿为客户提供光子芯片和光引擎的定制设计服务,既包含当前标准的无源以及有源的硅光芯片(包括光路、探测、交换、调制等功能),也包括新一代异质集成的硅光芯片(增加激光器、SOA、EAM等功能)。

洛微科技新技术和新产品的发布和推出,将会为光传感、激光雷达以及光互联通信市场带来全新的可能。