全球首個全集成硅光芯片發(fā)布，F(xiàn)MCW激光雷達迎來新曙光

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

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

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

  隨著硅光子集成芯片技術在激光雷達的應用， FMCW激光雷達的技術突破和規(guī)模化量產(chǎn)成為現(xiàn)實。但是并非所有的硅光FMCW方案都可以實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，只有全集成硅光芯片方案才是實現(xiàn)FMCW激光雷達規(guī)?；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先的基于異質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，實現(xiàn)收發(fā)一體的設計，進一步推動激光雷達的輕量化、小型化和低成本目標實現(xiàn)。下圖是全球首個單片全集成FMCW 激光雷達硅光芯片架構示意圖。

全球首個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(nèi)集成了調(diào)頻連續(xù)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(nèi)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(shù)量和集成度提升數(shù)倍，并去掉獨立激光和光放大芯片，成本節(jié)省80%。

  02 該芯片采用國際領先的III-V和硅光異質集成芯片技術和工藝平臺，有效解決了片上Chirp激光器設計、有源無源的耦合的工程化問題，將傳統(tǒng)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，激光器可實現(xiàn)大于10GHz的調(diào)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%，進一步擴大對基于外置光纖激光器等傳統(tǒng)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(xiàn)實，同時也有能力實現(xiàn)車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)開始陸續(xù)在市場上出現(xiàn)，但是并非所有FMCW方案都可以實現(xiàn)有競爭力的產(chǎn)品化，我們認為基于異質全集成芯片方案將是唯一實現(xiàn)路徑。

  本次會議，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)化進展。會議期間，孫博士明確提出未來洛微科技在車載激光雷達領域的商業(yè)合作模式，洛微科技將始終致力于光芯片和光引擎類產(chǎn)品的開發(fā)和設計，并可以擴展為更多光傳感和其他光電領域的核心光子芯片供應商，為市場提供相關的光子芯片以及整機參考方案，賦能傳感器系統(tǒng)集成商，合作推動光電產(chǎn)業(yè)升級。

  洛微科技將面向車載和工業(yè)市場推出LuminWave RaptorTM系列光引擎芯片產(chǎn)品線，包括面向車載應用的多通道類產(chǎn)品，和工業(yè)高精度類產(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，幫助客戶快速實現(xiàn)產(chǎn)品化。同時，洛微科技基于自身在光子集成芯片方面超過20年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，愿為客戶提供光子芯片和光引擎的定制設計服務，既包含當前標準的無源以及有源的硅光芯片（包括光路、探測、交換、調(diào)制等功能），也包括新一代異質集成的硅光芯片（增加激光器、SOA、EAM等功能）。

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