全球首個(gè)全集成硅光芯片發(fā)布，FMCW激光雷達迎來(lái)新曙光

  ICC訊 近日，洛微科技受邀參加“跨界融合，智算未來(lái)！”為主題的iFOC2024 第22屆訊石光通信市場(chǎng)暨技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì )。洛微科技創(chuàng )始人兼CTO孫笑晨博士帶來(lái)《硅光子FMCW激光雷達技術(shù)和商業(yè)化》主題報告，與行業(yè)同行和專(zhuān)家就硅光子、激光雷達、智能駕駛、光電芯片等多個(gè)熱門(mén)話(huà)題展開(kāi)熱烈討論，共同探討光電融合與光電互聯(lián)新趨勢。

  現場(chǎng)最引人矚目的成果為，洛微科技向外界發(fā)布全球首個(gè)單片全集成發(fā)射、接收和光路功能的硅光芯片（后簡(jiǎn)稱(chēng)“全集成硅光芯片”），該芯片產(chǎn)品方案有望徹底改變FMCW激光雷達技術(shù)和產(chǎn)品化進(jìn)程，大幅度提前激光雷達的商業(yè)化落地時(shí)間。洛微科技將成為國內首家對外提供FMCW激光雷達核心集成硅光芯片產(chǎn)品方案和設計服務(wù)的供應商。

  調頻連續波相干探測（FMCW）激光雷達，因其獨特的相干測距方式，正逐步成為自動(dòng)駕駛和激光傳感領(lǐng)域的優(yōu)選產(chǎn)品技術(shù)方案。FMCW激光雷達具備直測速度場(chǎng)、抗環(huán)境干擾能力強、測距精度高、測量距離遠等顯著(zhù)優(yōu)勢，能夠真正實(shí)現四維感知數據，高可靠性和置信度的感知質(zhì)量，為自動(dòng)駕駛感知、決策控制提供真正的安全冗余能力，有效保障駕乘安全。

  隨著(zhù)硅光子集成芯片技術(shù)在激光雷達的應用， FMCW激光雷達的技術(shù)突破和規?；慨a(chǎn)成為現實(shí)。但是并非所有的硅光FMCW方案都可以實(shí)現規?；慨a(chǎn)，只有全集成硅光芯片方案才是實(shí)現FMCW激光雷達規?；逃玫奈ㄒ宦窂?，且有望讓FMCW激光雷達的成本達到千元量級。

  洛微科技采用國際領(lǐng)先的基于異質(zhì)集成的全集成芯片化解決方案，創(chuàng )造性地將激光雷達的核心模塊高度集成于單一芯片上，實(shí)現收發(fā)一體的設計，進(jìn)一步推動(dòng)激光雷達的輕量化、小型化和低成本目標實(shí)現。下圖是全球首個(gè)單片全集成FMCW 激光雷達硅光芯片架構示意圖。

全球首個(gè)單片全集成激光雷達硅光芯片

  01 該芯片在毫米級尺度范圍內集成了調頻連續波相干探測（FMCW）激光雷達的核心光電功能單元，單片硅光芯片內部集成包括Chirp激光器、多通道的光放大器、相干混頻平衡探測器陣列、多通道偏振分離共軸光路、固態(tài)掃描收發(fā)天線(xiàn)陣列等FMCW激光雷達全部發(fā)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，器件數量和集成度提升數倍，并去掉獨立激光和光放大芯片，成本節省80%。

  02 該芯片采用國際領(lǐng)先的III-V和硅光異質(zhì)集成芯片技術(shù)和工藝平臺，有效解決了片上Chirp激光器設計、有源無(wú)源的耦合的工程化問(wèn)題，將傳統上只能由外置激光器或共封裝多芯片的方案變?yōu)镾oC的單片方案，極大提高了產(chǎn)品的集成度和良率，極大降低了產(chǎn)品的成本和能量效率。該芯片設計中，激光器可實(shí)現大于10GHz的調頻帶寬，低于0.2dB的波導耦合損耗，支持8到16通道的FMCW接收同時(shí)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裝的SiP型光引擎降低50%，進(jìn)一步擴大對基于外置光纖激光器等傳統方案的優(yōu)勢。

  03 該芯片將激光雷達核心發(fā)射、接收、光路功能集成于單顆芯片，有望讓FMCW激光雷達終極方案成為現實(shí)，同時(shí)也有能力實(shí)現車(chē)載激光雷達成本的千元機目標。FMCW激光雷達樣品雖然已經(jīng)開(kāi)始陸續在市場(chǎng)上出現，但是并非所有FMCW方案都可以實(shí)現有競爭力的產(chǎn)品化，我們認為基于異質(zhì)全集成芯片方案將是唯一實(shí)現路徑。

  本次會(huì )議，洛微科技CTO孫笑晨博士，也介紹了洛微科技在硅光子芯片研發(fā)與FMCW激光雷達領(lǐng)域多年積累的產(chǎn)品成果，分享了FMCW激光雷達取得的商業(yè)化進(jìn)展。會(huì )議期間，孫博士明確提出未來(lái)洛微科技在車(chē)載激光雷達領(lǐng)域的商業(yè)合作模式，洛微科技將始終致力于光芯片和光引擎類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設計，并可以擴展為更多光傳感和其他光電領(lǐng)域的核心光子芯片供應商，為市場(chǎng)提供相關(guān)的光子芯片以及整機參考方案，賦能傳感器系統集成商，合作推動(dòng)光電產(chǎn)業(yè)升級。

  洛微科技將面向車(chē)載和工業(yè)市場(chǎng)推出LuminWave RaptorTM系列光引擎芯片產(chǎn)品線(xiàn)，包括面向車(chē)載應用的多通道類(lèi)產(chǎn)品，和工業(yè)高精度類(lèi)產(chǎn)品，以及芯片評估套件、底層DSP算法IP、模組和整機參考方案等，幫助客戶(hù)快速實(shí)現產(chǎn)品化。同時(shí)，洛微科技基于自身在光子集成芯片方面超過(guò)20年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，愿為客戶(hù)提供光子芯片和光引擎的定制設計服務(wù)，既包含當前標準的無(wú)源以及有源的硅光芯片（包括光路、探測、交換、調制等功能），也包括新一代異質(zhì)集成的硅光芯片（增加激光器、SOA、EAM等功能）。

  洛微科技新技術(shù)和新產(chǎn)品的發(fā)布和推出，將會(huì )為光傳感、激光雷達以及光互聯(lián)通信市場(chǎng)帶來(lái)全新的可能。