國內(nèi)激光雷達用于激光雷達接收端的16通道集成放大器芯片研發(fā)成功

2018年5月18日，國內(nèi)激光雷達標(biāo)桿企業(yè)鐳神智能正式對外宣布，鐳神首款用于激光雷達接收端的16通道集成放大器芯片研發(fā)成功，經(jīng)專業(yè)測試完美滿足設(shè)計指標(biāo)的技術(shù)要求，可用于單線、4線、8線、16線、32線、48線、64線及MEMS固態(tài)、OPA相控陣固態(tài)激光雷達中。

這將是國內(nèi)外首創(chuàng)的16通道集成放大器芯片，實行量產(chǎn)后該枚擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片將會使TOF激光雷達成本降低3成。同時該款芯片的研發(fā)成功，大幅度縮短中外在激光雷達專用核心芯片之間的技術(shù)差距！

同日，鐳神智能在嘉善的工廠正式落成開業(yè)，此處位于嘉善歸谷15000平米的生產(chǎn)廠房已投入了近百條自動化及半自動化產(chǎn)線，將全面量產(chǎn)鐳神4線、8線、16線、32線及48線激光雷達。

這將大幅度提升多線激光雷達產(chǎn)品產(chǎn)能，大面積解決全球激光雷達市場需求供需失衡、價格昂貴以及供貨周期漫長等問題。

隨著自動駕駛行業(yè)的的發(fā)展，車用激光雷達的市場在國內(nèi)外逐漸打開，在傳統(tǒng)機器人激光雷達市場占有一席之地的鐳神智能，于2017年開始了車用激光雷達的研發(fā)，短時間內(nèi)就研發(fā)成功了C1系列的車用激光雷達，以及CX系列多線激光雷達。

目前鐳神智能正在加緊研發(fā)固態(tài)激光雷達，預(yù)計年中就會推出3D FLASH 和MEMS固態(tài)激光雷達。

選擇合適的時間點切入車用激光雷達，一直是鐳神智能創(chuàng)始人/董事長胡小波看重的，胡小波此前告訴《高工智能汽車》，公司已經(jīng)積累了激光雷達的基礎(chǔ)核心技術(shù)，自動駕駛是一個長遠的發(fā)展過程，選擇在2017年才進入車用激光雷達市場，是一個合適的時間點。

鐳神智能于2017年年底完成融資，并迅速推出多線束激光雷達，研發(fā)固態(tài)激光雷達，在他看來是踩對了時間點。

始于機械，終于固態(tài)

針對車用市場，鐳神目前已經(jīng)研發(fā)了兩個系列的產(chǎn)品：C1系列和CX系列激光雷達。其中C1系列是TOF車用激光雷達，采用TOF（Time of Fight）原理設(shè)計，對周邊環(huán)境進行360°二維掃描探測。

該系列激光雷達根據(jù)探測距離的不同分為多個型號。此系列產(chǎn)品主要應(yīng)用在汽車輔助駕駛(ADAS)、無人駕駛，配合鐳神智能汽車輔助駕駛軟件使用，可實現(xiàn)車輛前向間距預(yù)警、車輛雙側(cè)間距預(yù)警、車輛轉(zhuǎn)向盲區(qū)預(yù)警、車輛車道偏離預(yù)警等功能。

產(chǎn)品依據(jù)車規(guī)等級標(biāo)準(zhǔn)制造，IP防護等級高，可根據(jù)場景及用戶需求的不同進行定制。分不同型號，產(chǎn)品的測量量程覆蓋10m~200m的范圍。雷達誤差小，全程數(shù)據(jù)誤差在±3cm以內(nèi)，其中70%的數(shù)據(jù)誤差在±1cm以內(nèi)，95%的數(shù)據(jù)誤差在±2cm以內(nèi)。角度分辨率為0.18 ° ，可根據(jù)用戶需求定制。

CX 系列多線激光雷達能夠?qū)χ車h(huán)境進三維掃描探測。該系列激光雷達按掃描線數(shù)分4線、8線、16線、32線、48線。此系列產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，可應(yīng)用亍汽車輔劣駕駛(ADAS)、無人駕駛、工業(yè)自動化、安防、地圖測繪、災(zāi)害檢測、科研等領(lǐng)域。

CX系列是傳統(tǒng)的機械式激光雷達，目前在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有多家公司在做。但由于本身機械構(gòu)造復(fù)雜，價格昂貴，難以滿足車規(guī)要求，因此無論OEM還是雷達廠商，都將車用量產(chǎn)激光雷達的注意力放到了固態(tài)激光雷達之上。

因此在追求機械式旋轉(zhuǎn)激光雷達的線束方面，鐳神智能并沒有盲從潮流，而是定在了48線的上限。

胡小波表示，自動駕駛使用的機械式激光雷達，48線已經(jīng)可以滿足要求，盲目跟風(fēng)追求過高線束并無太大實際意義。雖然機械式激光雷達有其優(yōu)劣特性，但他認為未來在固態(tài)雷達技術(shù)沒有成熟之前，低線束激光雷達在限定場景下，還是有一定的市場。

全套自動駕駛解決方案

針對自動駕駛和ADAS，鐳神智能提供了不同的解決方案。

鐳神智能的ADAS方案，是基于單線激光雷達實時輸出數(shù)據(jù)與視覺算法交互并行的運算方式，當(dāng)車輛因駕駛員疏忽，疲勞等原因無意識偏離車道、離前車距離過近，側(cè)方有車輛近距離超車時，系統(tǒng)能夠自動發(fā)出警告，直至駕駛員糾正行駛方向或主動控制安全距離。具體應(yīng)用包括車輛輪廓及車型檢測、鐵路線路異物入侵檢測等。

鐳神的自動駕駛方案，采用了多傳感器融合的方式，除了激光雷達以外，還適配了單目相機、雙目相機，以及毫米波雷達。

通過多傳感器對周圍的道路環(huán)境進行檢測，可實現(xiàn)傳感器功能的互補；通過數(shù)據(jù)融合算法處理提取出道路的車道線信息、障礙物屬性以及障礙物運行狀態(tài)信息，綜合分析給出預(yù)警信息提醒駕駛員對車輛做出相應(yīng)的控制，保證車輛安全行駛。

鐳神針對自動駕駛的應(yīng)用，包括單線激光雷達加攝像頭的道路實測，基于多線激光雷達的道路環(huán)境重構(gòu)、基于多傳感器融合的行人檢測、道路檢測。

建廠擴能，普及激光雷達

激光雷達可以大幅提高測量精度，在構(gòu)建高精地圖，探測障礙物方面擁有不可替代的優(yōu)勢。但從2004年上車以來，激光雷達一直沒有大規(guī)模普及應(yīng)用，核心問題就是價格高昂。

放眼全球，急速攀升的市場需求量和超低的供應(yīng)量嚴重制約了激光雷達的產(chǎn)業(yè)突破。

以美國激光雷達廠商Velodyne為例：自2016年開始擴建工廠并企望量產(chǎn)，但迄今為止鑒于激光雷達生產(chǎn)高度依賴手工裝配，生產(chǎn)難度大，面對激光雷達需求市場的爆發(fā)性增長，Velodyne的缺貨問題并沒有得到緩解。

在公開市場上，線下渠道商甚至對其多線激光雷達的價格采取了加價銷售策略。激光雷達量產(chǎn)能力成為了產(chǎn)業(yè)突破的最大瓶頸。

同時由于精密的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，激光雷達的量產(chǎn)實現(xiàn)難度大，國內(nèi)外激光雷達企業(yè)很少選擇自建產(chǎn)線而選擇交由代工廠代工，造成了激光雷達量產(chǎn)良品率低下，成本高昂的局面。

而為了打破這一局面，鐳神選擇了自研自建自動化產(chǎn)線。選擇自建產(chǎn)線的做法，是少有人走的路，因為自建產(chǎn)線意味著負擔(dān)更多的成本。

但是胡小波認為激光雷達是硬件、軟件、算法等綜合性的產(chǎn)品。在制作的過程當(dāng)中涉及很多訣竅，如果單純交付給代工廠負責(zé)，相互之間的配合很困難。自建工廠在很大的程度上保證了量產(chǎn)良品率，同時把控生產(chǎn)成本，解決激光雷達產(chǎn)品價格高昂等問題。

鐳神嘉善工廠的開業(yè)，將大大補充目前鐳神多線激光雷達產(chǎn)能，解決全球多線激光雷達產(chǎn)能不足及價格高昂等問題。

目前，鐳神位于深圳的3000平方米生產(chǎn)廠房內(nèi)，TOF單線激光雷達產(chǎn)能達700臺/天；三角法激光雷達則達1000臺/天。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于機器人自主導(dǎo)航、AGV防撞預(yù)警、無人駕駛、輔助駕駛、工業(yè)自動化、智能安防以及測繪等領(lǐng)域。

得益于高效的產(chǎn)能保證，三角法激光雷達以及TOF單線和16線激光雷達的成本下降，客戶從而得以最優(yōu)的性價比用上激光雷達，大大降低了采購成本。

激光雷達也有芯之痛

相較其他激光雷達廠家，鐳神智能走在行業(yè)前端的背后除了資深的光學(xué)器件研發(fā)能力，還有強大的核“心”芯片開發(fā)能力。

目前，鐳神是國內(nèi)唯一一家自主研發(fā)出激光雷達集成電路芯片的企業(yè)。繼鐳神于2017年底實現(xiàn)了激光雷達接收端芯片的流片，此次518鐳神嘉善工廠開業(yè)，胡小波還重磅發(fā)布了國內(nèi)首創(chuàng)多線及固態(tài)激光雷達核心芯片。

這款ASIC封裝芯片比指甲蓋還小，鐳神智能技術(shù)總監(jiān)郭豐收表示，采用SIP系統(tǒng)級封裝的芯片的處理能力最高支持160線的激光雷達產(chǎn)品。

此款芯片與傳統(tǒng)激光雷達芯片最大的不同是集成了接收模擬信號處理的多種功能和配置控制，支持多種TOF激光雷達的設(shè)計應(yīng)用。

此前，激光雷達的接收模擬信號處理大都采用多個分立元器件設(shè)計，鐳神智能將高頻高帶寬模擬晶體管、多級增益可配置低噪聲放大器、多路開關(guān)選擇器和功率控制單元等集成到比指甲蓋還小的芯片中，用單顆芯片就可以實現(xiàn)多線束激光雷達模擬接收處理，不僅極大的縮小激光雷達信號處理電路的體積，而且有效降低了模擬接收處理和整機的功耗。

據(jù)悉，國內(nèi)激光雷達信號處理所需的集成電路等核心元器件目前主要依賴進口，這在一定程度上抬高了激光雷達的生產(chǎn)成本。

這款新的集成芯片批量供應(yīng)以后，將把激光雷達的量產(chǎn)成本牢牢控制，僅用原先5%-10%的價格實現(xiàn)此前相同的功能。

國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)一直比較薄弱，各行各業(yè)都有所體現(xiàn)，尤其是在高科技領(lǐng)域。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，不僅可以保證供貨量，同時成本也會得到大幅度降低。

鐳神在激光雷達領(lǐng)域馳騁多年，對此深有體會，因此才下決心攻堅芯片難題，為未來車用激光雷達的大規(guī)模應(yīng)用鋪平道路。