炬光科技布局智能驾驶激光雷达领域

第四届炬光科技激光应用行业论坛在西安炬光科技股份有限公司园区成功举办。该论坛诞生于2015年，经过四届的精心打造，已成为国内高功率半导体激光器及微光学行业的重要产学研交流平台。

本届论坛以“创新·合作”为主题，邀请了来自中国、德国、韩国、美国等世界各地的300余位知名专家、企业代表和行业媒体，就激光行业技术发展动态、创新应用成果展开交流和探讨。论坛议程包括主论坛研讨、汽车和信息技术分论坛、医疗健康分论坛和先进制造分论坛，共分享二十余场精彩报告。作为高功率半导体激光器和微光学应用领域的年度盛事，本次活动再次聚焦全行业目光。

多传感器融合趋势下，激光雷达前景被肯定

本次论坛上，博世底盘控制系统中国区自动驾驶工程部产品经理韩卓伟在其演讲中指出：就L2级别自动驾驶而言，交通拥堵辅助、集成式自适应巡航以及高速公路辅助等常见的系统一般需要6个传感器，典型的传感器配置是五个雷达和一个摄像头；升级到了L3、L4，例如HWP(高速公路自动驾驶)等方案，传感器数量会增加到15个或者以上；而当进一步扩展到城市里面去做自动驾驶，他们所需要的传感器数量会大于40个。目前，一些做城市自动驾驶出租车的公司，他们所用的传感器数量一般也都会超过40个。

换言之，随着智能驾驶的不断推进，车载传感器数量正在快速增加。而值得注意的是，这里的传感器包括但不限于激光雷达。因为现实情况是，不同传感器有不同的优缺点，目前来看，没有一种传感器可以适用于任何使用环境。

针对此，韩卓伟进一步表示：在未来的自动驾驶感知领域，我们需要更安全、更可靠并且高性能的不同传感器进行融合，才能够对我们的环境建立比较好比较可靠的感知，这里面就包括摄像头、毫米波雷达以及激光雷达。

而对于这三种主要传感器，同济大学教授、汽车安全技术研究所所长朱西产表示，毫米波雷达的江湖地位肯定是没问题的，因为它可穿透尘雾、雨雪、不受恶劣天气影响，并且它很便宜；摄像头也是不可代替的，但是摄像头虽然有形状了，但它是二维的，识别的精确度不够；激光雷达探测距离较远，而且能够准确获取物体的三维信息，辨识能力、测量能力较强，而毫米波雷达和单目摄像头这两个方面都有欠缺。

不过，激光雷达显然并非如此完美，亦有其弱点所在，例如易受雨雪等极端天气影响，但是整体来看，其市场潜力依然可观。根据调研机构Yole 预测，全球激光雷达市场应用规模将在2023年达到63亿美元。针对这一预测数据，西安炬光科技股份有限公司汽车事业部副总经理李勇指出，这对于激光和光学行业是个巨大的市场机会，这是炬光科技把激光雷达定位为战略市场的重要原因。

激光雷达及其核心部件激光器的主流技术路线
激光雷达前景可期，主流的技术路线有哪些？炬光科技李勇指出，从2016年炬光科技开始布局车载激光雷达这一市场至今，这个在技术路线上百家争鸣的新兴市场领域同时也在快速优胜劣汰、去伪存真，如今，已经可以非常清晰的看到，这一市场有三大主流技术路线：

一、扫描式雷达。“这类产品方案是目前主流方案，我们认为一定会被批量的使用，但主要是用在商业车队、RobotTaxi等场景下，主要原因：一是成本比较高很复杂，可靠性难以达到车规要求。二是不美观，私家车不容易接受。”

二、MEMS激光雷达。作为机械旋转扫描式激光雷达的升级换代，MEMS激光雷达这种固态雷达，也被大量布局。“这个方案现在一定会走向量产，因为这是现在大多数厂家都会做的技术方案，并且不同于扫描式雷达，MEMS固态激光雷达有可靠性和可制造性的优势，会在乘用车中被量产，我们推测明年就会有带有这种雷达的乘用车宣布量产。”

三、闪光式雷达（Flash Lidar）。“这一类雷达现在的市面上并不太多，不是现在最主流的方案，但是做这个产品的公司都是大公司或创新性很强的公司，因为Flash Lidar对能量要求比较高，在技术上有很多的挑战，但是有它天然的优势，即高分辨率和无时延。当然，Flash Lidar并不是要取代前两种方案，而是一种补充技术，是一个新的技术方向。”

炬光科技作为激光器和微光学领域的领军企业，在此论坛上，重点介绍和探讨了激光器与光学作为激光雷达系统核心部件的技术路线对比。炬光科技李勇在演讲中指出，激光雷达用激光器目前主要有四种主流方案：

一、905nm脉冲激光二极管（PLD）。这是目前最主流的方案，激光器本身的可靠性和大批量生产交付没有问题，现在在激光雷达中也得到了批量使用，扫描式激光雷达基本采用这一方案。

二、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。苹果手机从10代开始用VCSEL做人脸识别，自此VCSEL产业被带动起来，激光雷达也开始使用VCSEL作为光源，VCSEL可以实现905、1550等一系列波长，由于其价格相对便宜、可靠性高，并且产能比较充足，预计未来会成为激光雷达的主流方案之一。

三、光纤激光器（Fiber laser）。光纤激光器工业市场需求非常大，产线链比较成熟，但是主要应用做工业加工。目前国内外已有一些企业用光纤激光器，但是这一方案对于激光雷达车载应用而言比较复杂，成本较高，只有个别厂家采用。这一方案可能不会成为未来主流，也许不会量产。

四、固体激光器。固体激光器是各激光器类别中最成熟的技术，虽然它同样比905nm PLD以及VCSEL复杂，不过由于有Flash Lidar这一技术路线，而固体激光器能提供Flash Lidar所需要的高能量、高功率，所以固体激光器一定会在技术和市场上有一席之地，而且会成为一个主流的技术路径。

激光雷达及其激光器技术路线愈加清晰，但要真正做出产品，还离不开上游产品及技术的支撑，例如用于激光整形的微光学。炬光科技李勇指出，不同的技术路线不同的光源需要不同的微光学，但不管哪一种技术路线，炬光科技德国子公司LIMO都有相应的解决方案。

据介绍，LIMO是世界领先的微光学供应商，为各种类型的激光器和激光系统提供折射微光学和光学整形系统。值得一提的是，其将3D自由面型的设计和生产能力应用在各种微光学产品制造中，生产出具有各种自由曲面形状类型的光学器件，满足客户在传感和成像领域以及各种激光应用中的需求。另外，其基于晶圆的批量生产来生产光学元件，在一个基板圆上可以加工生产数千个透镜，实现了经济高效的生产，并在生产过程引入数字控制系统，使产品的品质得到持续的保障。目前LIMO已经在支持多个激光雷达客户进行光学方案开发，部分项目已经在小批量试产状态。

2017年，炬光科技宣布完成对德国LIMO的收购，通过将炬光科技的半导体激光封装技术和LIMO全球领先的微光学与光束整形技术的结合，炬光科技可为客户提供高度定制的激光解决方案，多样化的产品组合和更多功能的定制服务。

而在本次论坛上，李勇重点介绍了炬光科技旗下一款创新型激光雷达光源产品-兆瓦级高峰值功率固体激光雷达光源产品技术，主要适用于Flash Lidar激光方案，同时配合不同的光学方案，也可用于其它类型雷达。

具体来看，炬光科技高峰值功率固体激光雷达光源产品能量为1.5mJ，波长1064nm，FOV为125°×25°，工作温度范围为：-40℃-85℃，封装采用陶瓷气密性封装＋蓝宝石光窗。

兆瓦级固体激光光源的独特优势有：兆瓦级高峰值功率激光脉冲，实现闪光成像每个脉冲生成上万像素点，超高分辨率；无移动造成的虚化和时延；人眼允许1064nm最大辐照量是905nm的6倍；高质量原始光束，易于转换为不同FOV；无移动部件，纯固态；连续像素阵列；不需要纳秒电源，百微秒电源即可实现ns级脉冲输出，封装寄生要求降低等。

而就应用场景而言，这一光源方案，通过不同的FOV，实现不同的能量密度，可实现近距和远距的探测，其中大FOV设计（125°×25°）非常适用于特定区域内中低速自动驾驶场景，这一场景被认为是最接近商业化的场景。

炬光科技正在以创新产品和技术推动激光雷达以及自动驾驶产业的发展，并在智能驾驶激光雷达领域做出了诸多布局，而这些布局将会带来怎样的后续表现？我们拭目以待！