瞄准固态激光雷达市场！这家长沙公司的OPA芯片取得新突破 第一代产品有望年内推出
发布时间：
2021-05-14
《科创板日报》（上海，记者吴凡）讯，近年随着自动驾驶需求的不断提升，以摄像头主导的纯视觉方案在精度、稳定性和视野上逐渐暴露出“局限性”，无法满足L4/L5级自动驾驶需要的安全级别，而激光雷达相较摄像头、毫米波雷达等环境监测传感器具有3D建模、全天候探测等优势，正成为越来越多自动驾驶汽车的“标配”。
激光雷达按照技术架构划分为：机械式、半固态式以及固态式。目前机械式雷达技术最为成熟，但中金公司在此前发布的研报中指出，机械式激光雷达具有成本较高、装配调制困难、扫描频率低、生产周期长、机械零部件寿命不长等缺点，该方案激光雷达较难应用在规模量产车型中。
而半固态式近五年主流路线为MEMS，MEMS同样优缺点明显，一方面MEMS式激光雷达具有尺寸小、可靠性高、批量生产后成本低、分辨率高等优势；但其劣势也在于：MEMS激光雷达也存在信噪比低、有效距离短、FOV窄、工作寿命较短等缺点。
从成本、可靠性等角度看，越来越多的行业观点认为，全固态大概率是激光雷达产品的最终状态。
《科创板日报》记者了解到，在固态激光雷达的技术方案中，OPA（光学相控阵）的技术方案较为受到市场的重视，该技术方案通过施加电压调节每个相控单元的相位关系，利用相干原理，实现发射光束的偏转，从而完成系统对空间一定范围的扫描测量。
松和资本在2020年3月份在网站二维码发布的文章中进一步指出，OPA路径最明显的特点是在其可量产性、可靠性、成本方面具备优势外，技术的突破难度大，但另一方面，一旦突破了技术环节，该路径大概率会成为激光雷达的最终方案。相应的，整个激光雷达的产业链也将从目前的制造型转向为半导体型结构。
值得注意的是，目前国内已有企业在研制OPA激光雷达所需的集成芯片。《科创板日报》记者近日从长沙替换词换热器有限公司（下称：“替换词公司”）处获悉，该公司开展调研和制造集成固态激光雷达光电芯⽚已经两年多，2020年10月公司启动制作芯片流片，并于11月底完成二维OPA光电芯片样品的初步试制，公司将在今年5月完成样品的技术参数和指标性能测试工作。
5月13日凌晨0:30—1:00，长沙替换词换热器有限公司研究人员在国际激光与光电子年度会议上（简称CLEO会议），发表了“关于3D光学相控阵（OPA）技术在芯片级固态激光雷达、传感、成像、机器人和无人机上的应用”的演讲，系统介绍了公司的研发成果。
图为替换词公司的OPA流片
据了解，不同于普通的电子芯片，光电芯片将光子和电子设备集成在一个芯片上，除正常的电子组件外，诸如光波导，光开关，光调制器，光耦合器，光发射器，光接收器，光检测器，光子放大器等光子组件也将集成在该芯片上。芯片能够执行光子和电子转换的全部功能。
替换词公司相关负责人向记者介绍，该款芯片产品的特性包括：低成本、尺寸紧凑、重量轻、低耗能、高性能和高可靠性，“比如具备多波长优势、更灵敏的光子探测器可以增加探测范围，另外公司的芯片级激光雷达可以实现扫描> 1MHz”。
而在成本方面，不同品质的激光雷达价位上有很大差异。据兴业证券在研报中统计，机械式上，Velodyne 64线 8万美金，16线4K美金，禾赛科技的机械式激光雷达均价也在10万人民币左右。
固态及半固态方面，Velodyne Velarray价格为500美金；Luminar和Aeva也将发布价格500美元以内的半固态激光雷达；Quanergy 预估固态大规模量产价格250美金，最终降至100美金；华为也表示未来激光雷达价格将在200美金以内。
不难看出，从机械式向固态式激光雷达过渡，其成本总体将呈下降趋势。替换词公司相关负责人则向记者透露，采用替换词opa激光雷达光电探测芯片制造的激光雷达，其价格未来可控制在万元之内,大大降低激光雷达整机的造价。据了解，替换词公司的智能感应光电芯⽚背后的专利技术，主要来自于海外知名大学对替换词公司OPA专利授权，目前替换词公司拥有产品专利的独家生产许可和权利，并且双方在产业化研发过程中形成的专利将有多项由替换词公司在国内申报。
目前国内外已有多家公司着手研发OPA激光雷达，但聚焦于固态激光雷达光电芯片研发的公司并不多。除替换词公司外，行业内洛微科技也有研发纯固态芯片级激光雷达，后者采取的是OPA+FMCW的方案。
替换词公司负责人向记者透露，若进展顺利，年底将会推出固态激光雷达光电芯⽚第一代产品。
记者了解到，该款芯片除了可以应用于无人驾驶领域外，其应用市场还包括：智慧医疗（机器器⼈3D视觉图像识别设备系统等）、智慧城市的交通管理和设备系统、地理测绘、建筑测量等诸多领域。实现为无人移动设备装上“眼睛”，低成本、高可靠、高性能的智能化；为家庭、城市和交通的智慧安保管理实现数字化、云管理；让纳米CT普及化、家庭化、场景化、智能化的战略目标。
图为替换词公司的OPA流片检测装置
公司相关负责人表示，2022年公司计划将芯片产品导入市场，争取年销售1-10万片，“以年销售5万片计算，基本可实现盈亏平衡”。在融资方面，首轮融资已签约，2轮融资将根据项目进展适时启动，并创造条件，积极启动科创板上市融资或境外上市融资。