簡單解讀激光雷達(dá)“車規(guī)”可靠性認(rèn)證要點

伴隨著我國科技水平的飛速發(fā)展和5G時代的到來，汽車自動駕駛功能在現(xiàn)實中得到了日益廣泛的應(yīng)用。

激光雷達(dá)由于具有高精度與高適用性以及高環(huán)境感知力等特點，成為自動駕駛與高級駕駛輔助系統(tǒng)中的核心硬件，同時獲得新的發(fā)展機遇。從有關(guān)資料來看，激光雷達(dá)的整個市場正面臨著一個高速的增長，預(yù)計2025年全球市場規(guī)模將達(dá)到135.4億美元(約合870億元人民幣)，前景十分可期。

激光雷達(dá)光電組件

激光雷達(dá)由激光發(fā)射，掃描系統(tǒng)，激光接收以及信息處理4大系統(tǒng)組成。激光發(fā)射與激光接收作為激光雷達(dá)光電組件組成部分。

其中，發(fā)射模塊內(nèi)激光器發(fā)射脈沖激光并經(jīng)過光束控制器，發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光照射至目標(biāo)物體，常見的激光發(fā)射器包括邊發(fā)射激光器（Edge Emitting Laser，EEL）、垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）。

以及接收系統(tǒng)，用于將所述目標(biāo)對象反射回的激光轉(zhuǎn)換為接收信號，主要包括雪崩二極管（Avalanche Photo-Diode，APD）、單光子雪崩二極管（Single Photon Avalanche Diode，SPAD）、硅光電倍增管（Silicon photomultiplier，SiPM）。

激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)拆分（資料來源：麥姆斯，長江證券研究所）

08nm VCSEL Diodes(2-10W)_新亮光子（brightphoton.cn） 雪崩二極管（APD）_光傳感器

車規(guī)AEC-Q可靠性的要求

根據(jù)激光雷達(dá)在車輛上的使用場景以及車輛本身高可靠性的需求，激光雷達(dá)及各部件進(jìn)入車用供應(yīng)鏈需要經(jīng)過苛刻的可靠性驗證。

AEC-Q102是公認(rèn)、通用的光電半導(dǎo)體國際可靠性驗證標(biāo)準(zhǔn)，可為相關(guān)產(chǎn)品提供全面詳盡的驗證方案。

中國作為世界第一新能源汽車大市場，其產(chǎn)品力持續(xù)增強，推動產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈持續(xù)重塑和優(yōu)化，為國內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新機遇。而對激光雷達(dá)核心光電部件（激光器、探測器）進(jìn)行車規(guī)驗證，則是論證其質(zhì)量和可靠性的一種重要方法。

AEC-Q102驗證可有效解決國產(chǎn)元器件不敢用、怎么用的問題，幫助其扎根車規(guī)供應(yīng)鏈。

AEC-Q102激光雷達(dá)組件可靠性需求分為環(huán)境應(yīng)力加速實驗，加速壽命仿真實驗，封裝完整性檢測，電氣特性校驗實驗，腔封裝完整性校驗實驗等。測試要求為零失效，并經(jīng)過對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的所有測試項目后，供應(yīng)商才可宣稱產(chǎn)品已經(jīng)過對應(yīng)AEC-Q認(rèn)證。

AEC-Q102流程圖（來源：AEC-Q102 Rev A標(biāo)準(zhǔn)）

技術(shù)難點

近幾年激光雷達(dá)光電組件制造商逐漸出現(xiàn)于國內(nèi)市場，元器件制造技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷更新?lián)Q代，這對元器件核查技術(shù)手段提出了新的需求。

目前針對激光雷達(dá)組件AEC-Q102環(huán)境應(yīng)力與壽命試驗主要有批次或批量驗證一致性，施加應(yīng)力的過程監(jiān)測、應(yīng)力條件不滿足規(guī)范或器件故障模型要求，對規(guī)范條款的適用性進(jìn)行了詮釋等。例如VCSEL的短脈沖加電試驗、APD光照下HTRB、應(yīng)力試驗前后功能驗證問題。