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With the R&D of vehicle Lidar and consumer Lidar, ABAX SENSING is dedicated to exploring the future of optical 3D modeling sensor

Time:2021-04-01 Reading times:5468

芯片的國產(chǎn)替代可以帶來短期利好,但就長線發(fā)展而言,研發(fā)掌握核心技術(shù)、擺脫技術(shù)跟隨者角色,是國內(nèi)芯片廠商的必由之路

 

2016年被譽(yù)為車載激光雷達(dá)元年,相比于超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭,激光雷達(dá)兼具測距遠(yuǎn)、角度分辨率優(yōu)、受環(huán)境光照影響小等優(yōu)勢,且無需深度學(xué)習(xí)算法,可直接獲得物體的距離和方位信息。


固態(tài)激光雷達(dá)被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高級別自動(dòng)駕駛的核心傳感器,國內(nèi)外多家自動(dòng)駕駛廠商及激光雷達(dá)公司都在這一時(shí)間段推出過自己的固態(tài)激光雷達(dá)。

 

目前固態(tài)激光雷達(dá)的技術(shù)路徑按發(fā)射方式大致分為MEMS、OPA、Flash三類,但考量其技術(shù)可以發(fā)現(xiàn),大部分公司至今依然以掃描方案為主,最為常見的便是MEMS及OPA方案。

 

這其中,MEMS作為當(dāng)前較為普遍的混合固態(tài)式激光雷達(dá),其器件對于振動(dòng)較敏感、一致性差,在激光反射導(dǎo)致的抗干擾問題上表現(xiàn)一般。


OPA雖為固態(tài)方案、無任何機(jī)械結(jié)構(gòu),但其存在陣列數(shù)較小、發(fā)散角、旁瓣干擾等問題,技術(shù)成熟度低,未來發(fā)展具有不確定性,作為固態(tài)激光雷達(dá)方案的適配程度尚有待進(jìn)一步驗(yàn)證。


這些早期產(chǎn)品在精度、使用壽命、尤其是抗干擾能力上均顯現(xiàn)出不盡如人意的一面,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)也有一定距離。

 


那么在車載激光雷達(dá)領(lǐng)域,是否有同時(shí)具備高可靠性、遠(yuǎn)距離、大動(dòng)態(tài)范圍及同類設(shè)備間強(qiáng)抗干擾的能力的面陣型方案?

 

飛芯電子創(chuàng)始人&CEO雷述宇就這一問題持肯定態(tài)度。自博士畢業(yè)以來,他在AMCC、Power-One等國際知名光電通信企業(yè)任職多年,回國后作為技術(shù)總負(fù)責(zé)人和其他投資人一起創(chuàng)建了北方廣微(原北京廣微積電)科技有限公司,擔(dān)任公司的技術(shù)總監(jiān)。其研究領(lǐng)域包括數(shù)?;旌霞呻娐吩O(shè)計(jì)、MEMS探測器的設(shè)計(jì)和工藝、微系統(tǒng)集成和封裝技術(shù)等。

 


“這里更多要強(qiáng)調(diào)實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新,從原理性上進(jìn)行創(chuàng)新,才可能獲得數(shù)量級的提升?!崩资鲇钊缡钦J(rèn)為。


對于車載激光雷達(dá)而言,同類設(shè)備之間干擾是設(shè)計(jì)的最難點(diǎn),而提升抗干擾能力從本質(zhì)上來說要提升探測積累的信息熵,即需要通過對接收端焦平面?zhèn)鞲衅鞯母脑?,?shí)現(xiàn)像素級測距技術(shù),進(jìn)而解決測距短、抗干擾性差、信噪比低等問題?!?/span>

 

從原理性創(chuàng)新入手,飛芯電子(寧波飛芯電子科技有限公司)于2016年底正式成立,致力于從創(chuàng)新型Flash方案入手,成為業(yè)內(nèi)一流的長距離、抗干擾的光學(xué)三維建模傳感器研發(fā)供應(yīng)商,同時(shí)也是業(yè)界少有的可同時(shí)布局車載端、消費(fèi)端LiDAR的公司。



基于Flash發(fā)射體系,飛芯“創(chuàng)新式”3D Flash車載雷達(dá)解決方案通過對焦平面接收器的設(shè)計(jì),采用直接探測,同時(shí)配合偽隨機(jī)序列的調(diào)制機(jī)制,實(shí)現(xiàn)串?dāng)_和背景光消除、抗干擾;利用像素級信號卷積技術(shù),區(qū)分出己方信號與非我信號間的差異,提升系統(tǒng)信噪比,實(shí)現(xiàn)高精度長距離探測。


與此同時(shí),通過對接收端焦平面?zhèn)鞲衅鞯母脑?,飛芯產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)像素級測距技術(shù):同時(shí)解決測距短、抗干擾性差、信噪比低等問題。



而在此之前,索尼、AMD、AMS等廠家已將3D Flash激光雷達(dá)方案成熟應(yīng)用于其消費(fèi)類產(chǎn)品端。這些廠家之所以在車規(guī)級方向上進(jìn)展緩慢,主要原因有二。


首先,全固態(tài)Flash無法區(qū)分信號跟信號的差異,如果同類設(shè)備比較多或背景光較強(qiáng)便很難形成探測;同時(shí),這些方案雖然實(shí)現(xiàn)了全固態(tài)系統(tǒng)的高可靠性,但也因接收視場角增大及發(fā)射光功率密度降低,導(dǎo)致了全固態(tài)Flash探測距離不理想及抗干擾能力低等問題。

 

采訪中雷述宇透露:飛芯電子在研的二代激光雷達(dá)方案將在接收端采用相干探測,力求發(fā)揮出相干探測的極限靈敏度。傳統(tǒng)方案中也會(huì)用到相干探測,但其接收端的電路復(fù)雜,需要高速的AD電路及FFT算法支持。


如何在有限的面陣范圍下優(yōu)化接收端電路、選出合適的探測機(jī)理,同時(shí)解決退相干的問題,是飛芯電子當(dāng)前研發(fā)的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上,飛芯電子發(fā)射、接收端相控陣的研發(fā),接受端合成孔徑的迭代也將不斷推進(jìn),不斷推進(jìn)傳感器接收端抗干擾性及靈敏度的數(shù)量級提升。

 

除了原理性創(chuàng)新,架構(gòu)創(chuàng)新和指標(biāo)創(chuàng)新也是飛芯在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)的重要原因——飛芯電子同時(shí)布局車載端、消費(fèi)端LiDAR,而這樣的齊頭并進(jìn)在業(yè)內(nèi)并不多見。


2021年,其一代產(chǎn)品將推出demo版,覆蓋汽車、工業(yè)和手機(jī)、門鎖、掃地機(jī)器人等消費(fèi)類應(yīng)用。


區(qū)別于傳統(tǒng)國內(nèi)公司多做的是國外芯片的國產(chǎn)化替代,飛芯電子iToF產(chǎn)品與飛芯車載激光雷達(dá)同原理衍生,通過列級共模噪聲雙采樣技術(shù),有效降低固有噪聲和暗電流噪聲,且采用多頻率、多種積分時(shí)間的運(yùn)作方式保證良好的測量精度,并進(jìn)行非線性自身校準(zhǔn)。該線即將推出3.5微米的BGA。

 


在dToF產(chǎn)品方面,飛芯電子對標(biāo)蘋果、索尼的dToF方案,采用激光紅外點(diǎn)陣成像技術(shù)。


但蘋果、索尼長期面臨的一大問題在于背景光——以dToF背景光的傳統(tǒng)方案作對比,要形成探測需滿足兩個(gè)必要條件:在信號脈沖回來之前,背景光觸發(fā)概率要遠(yuǎn)低于1,同時(shí)在信號回來的時(shí)刻,信號功率還要高于的背景功率。滿足這兩個(gè)條件才能實(shí)現(xiàn)spad的dToF傳感器。

 

飛芯電子的原理架構(gòu)設(shè)計(jì)突破這兩個(gè)條件,基于片內(nèi)高頻觸發(fā)與粗細(xì)直方圖統(tǒng)計(jì)技術(shù),芯片內(nèi)部采用68ps高精度時(shí)鐘,使測距精度優(yōu)于1cm,可在10萬lux(室外場景光照強(qiáng)度)的條件下的有效測距,并以低數(shù)據(jù)量傳輸,降低后級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與處理壓力。這也是公司的核心技術(shù)之一,預(yù)計(jì)2021年將向客戶開放試用。

 


作為上游的傳感器芯片供應(yīng)商,飛芯電子與模組供應(yīng)商長期合作,由后者組裝滿足車或消費(fèi)類的模組,供給下游的汽車、安防和消費(fèi)類客戶。


公司現(xiàn)有員工近80人,其中技術(shù)研發(fā)人員占比較大,核心團(tuán)隊(duì)成員多來自于北京大學(xué)、西安交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等,行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富。當(dāng)前公司總部位于寧波,并在西安設(shè)有研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

 

截至目前,飛芯電子已完成多輪融資,累計(jì)融資金額超1億元人民幣,歷史投資方包括廣發(fā)信德、聯(lián)發(fā)科、燕園資本、金沙江聯(lián)合資本、博世創(chuàng)投、奧比中光、中科創(chuàng)星等多家風(fēng)投機(jī)構(gòu)。其中博世創(chuàng)投、金沙江聯(lián)合資本等多家機(jī)構(gòu)曾多輪跟投。


據(jù)了解,飛芯電子當(dāng)前已開放B輪融資,尋找合適的產(chǎn)業(yè)資本加持,本輪預(yù)計(jì)融資額一億元人民幣。


雷述宇表示:本輪融資將主要用于產(chǎn)品研發(fā),搭建完善測試生產(chǎn)線、超凈間并采購測試機(jī)臺,與此同時(shí)公司還將進(jìn)一步完善海外專利布局,拓展更廣闊的市場銷售渠道。


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