瞄准固态激光雷达市场！这家济南公司的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》记者近日从济南J9集团直营换热器有限公司（下称：“J9集团直营公司”）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，济南J9集团直营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J9集团直营公司的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。
J9集团直营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。J9集团直营公司相关负责人则向记者透露，采用J9集团直营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，J9集团直营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J9集团直营公司OPA专利授权，目前J9集团直营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J9集团直营公司在国内申报。
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J9集团直营公司外，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。
J9集团直营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J9集团直营公司的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。