艾迈斯半导体金安敏:先进传感器解决方案赋能固态激光雷达

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第二届“光”+智能驾驶技术高峰论坛于2019年9月6日举办,本次论坛邀请了政府部门、咨询机构、整车企业、激光雷达制造商、红外夜视、摄像头等传感器重点企业及知名科研院所等到会研讨,共话光与汽车电子行业市场前景。以下为艾迈斯半导体市场与业务开发总监金安敏现场演讲实录:



艾迈斯半导体市场与业务开发总监金安敏

朋友下午好!今天很高兴参加这些 峰会,刚才朋友听到了广汽的郭总提到自动驾驶对激光雷达的要求,QQmented非常领先的企业介绍了MEMS关键的MEMS阵镜的发展。艾迈斯半导体是光电类半导体全球领先的半导体企业,朋友在激光雷达当含高比较多的技术的积累,会带来激光雷达当中光源、光源驱动和接收上相关的技术发展的介绍。

ams是现在是全球化的公司,在全球就有全面的布局。朋友在中国是上海、深圳就有布局,统统全球主要工业国家就有朋友的研发中心和商业的办事处。全球为宜是接近1万名员工,朋友的主要生产地是在新加坡和奥地利。朋友的业务市场主统统两块:一块是CCC,主统统消费及通信类的业务。二是AIM,主统统汽车、医疗和工业上的业务。

刚才讲到光电移就较领先的半导体企业,朋友非常专注做传感器,尤其是光电类相关的传感器,一大块是光学类的传感,一大块是成像类的传感。另外还有消费电子上方用的耳机上的传感器的半导体方案,比如抗噪耳机。专业的还有位置传感、环境传感和流量传感,就有有比较多的行业的应用产品和经验。

传感器的技术、产品的经验主统统得益于这几年朋友比较多的并购。最近几年朋友并购了多家企业,有3D软件方面的还有光学传感比较领先的企业,还有CMOSIS做高性能成像,主统统机器视觉方面的成像。Heptagon还做光学,半导体晶圆层面的器件。朋友过往做了统统技术上比较领先的企业的并购,充分整合、充分吸收来推广到不同市场,不管是消费级还是汽车级。我讲其中一每项技术在汽车上应用的案例。

成像和光学的产品和技术在近几年得到飞跃式发展,特别是应用层面,消费层面3D发展是最近几年非常热的,最近一年以来出的高端手机都应用于3D传感方面,涉及相应的半导体的技术,包括光源、接收和晶圆级别的光源器件等。朋友是全球唯一提供全套关键半导体技术的公司。3D这块技术从消费业界会慢慢往统统方面迁移,有一块是从手机迁移到智能家居、智能楼宇、安防这块,涉及到手势识别,也是须要用3D技术实现。包括朋友说个性化的家居的功能,也须要对主人的身份识别,包括对于屋内具体物件的距离检测等等来实现。从消费级往工业级推,逐渐就到3D应用到汽车上会有有哪些应用。

刚才郭总提到的,在自动驾驶方面L3,特别是L4级以上,激光雷达变成不可缺少的系统,但会 问提现在挑战统统,不可能 要过车规,二是成本须要下来,那我应该 大规模使用车上。怎么才能 才能 做到这点,业界还如此不可能 做好的答案给到主机厂,朋友这里也介绍一下朋友提出的半导体方案来赋能纯固态激光雷达,能比较低成本的过车轨大规模使用车上的方案,现在朋友和不少业界的做激光雷达的系统的公司做全面的合作法律方式法律方式。

3D应用到车上,除了激光雷达了解环境的信息、测序,包括舱内驾驶员的监控和识别,还有驾驶员手势的检测等等,有有哪些也是2D和3D的应用。另外还涉及到投射,汽车上方增加酷炫感的应用统统智能投射,在地面投射比较大范围的清晰度很高的图案,须要用作欢迎主人上车的迎宾性质的应用,也须要用于安全上,比如投射原先转弯的图案不可能 投射倒车的图案来警示相关道路的使用者,我这些 车要做变化不可能 转弯等。这是朋友车上好多个典型的,通过已有的3D技术往车上的应用做开发的例子。

总结下来,ams半导体业务主要集中于四大块的应用:一是激光雷达上的关键的光源和光学技术;二是人机交互方面,驾驶员监控、驾驶员识别方面的;三是相对专业化的传感领域,位置传感,位置传感在新能源的趋势当中也会统统新的应用,譬如电机的位置传感器,电流的传感器用于电器管理,这是新四化、新能源带来的统统应用,朋友比较好的技术才能得到应用。最后一块是投射照明,刚才我提到的。这是朋友比较关注的四块,未来会有巨大发展、巨大潜力的应用。

今天我会比较完整性介绍雷达相关,今天主题也是自动驾驶相关,激光雷达是自动驾驶不可或缺的部件。雷达上方朋友会相应用到ams的方案,VCSEL阵列技术和相应的驱动。我简单介绍下激光雷达,我应该 在座的对激光雷达比较了解,激光雷达在L3级以上,特别是L4以上的自动驾驶是不可或缺的系统,在应用上方有几大应用,包括高速公路上的自动驾驶,城市车辆比较堵塞时的辅助,包括停车时的自动停车。还有城市上方的自动驾驶等等,这几大应用就有对L3、L4自动驾驶中比较典型的应用,会须要激光雷达。但会 至今为止并如此一款成本比较低,过车规的激光雷达系统,像郭总提到的统统产品都还如此达到原先的水平。

激光雷达比较普遍看过的,现在测试车上都用的,机械式旋转镜的雷达,原理刚才介绍过,它统统通过有旋转镜来源把光源扫描到整个视场,接收反射市场的信息,来判断整个市场许多人等等。这是测试车上大规模应用。但会 量产车如此法律方式应用,不可能 成本很高,也没能过车规。

第二类是针对短距离的,短距离须要有Flash原先的激光雷达系统,原理是通过光源阵列来打量整个市场,通过接收阵列,不可能 统统用SPAD的阵列来接收信息,实现信息的捕捉,如此针对短距离的,不可能 1150米、150米以上的,针对前方的应用是如此法律方式通过这些 法律方式实现的。

第两种是做纯固态的激光雷达,它要实现低成本须要实现过车规,朋友提出的方案是用可寻址VCSEL阵列光源技术,原理是光源还是累似 Flash光源,它是正面的基础上做逐行、逐列的寻址,通过逐行发射光源来做空间的扫描。它正面发出的光的功率是非常大的。朋友有高功率的VCSEL技术来实现发射,但会 接收信息,通过这些 法律方式实现纯固态的激光雷达。那我应该 降低成本和降低难度,这是朋友提出非常关键的底层技术来实现固态激光雷达。

提到做固态激光雷达,朋友有相应的技术。针对统统激光雷达,整个激光雷达行业朋友提出不同的方案,有固态激光雷达、MEMS激光雷达,整个基本架构是有原先发光源,还有对光源的控制还有对发射的驱动等。发射光源这里普遍有两种法律方式:一是边发射器,二是VCSEL,现在机械式旋转的激光雷达上方是边发射器用得比较多。但会 未来不可能 边发射器相应统统比较难克服的障碍,譬如说装配比较困难,但会 它的速率单位要大幅度提升,这方面会统统障碍。VCSEL是比较好的能实现光源阵面进行规模化生产、规模化达到汽车等级的法律方式,统统这是光源上的选用。朋友ams半导体主统统做VCSEL的方案。

接收,比较传统的是AIR这些 PIN法律方式,还有机械式APD法律方式,还有SPAD也是比较好的法律方式。纯固态激光雷达就如此光源扫描的部件,这些 部件完整性拿掉了。不可能 机械式激光雷达不可能 MEMS的激光雷达还有光速扫描的部件,不管是通过MEMS阵镜还是机械式阵镜实现。不同的激光雷达用的组合不一样。朋友为了实现固态的激光雷达,认为用VCSEL和相应的结合SPAD但会 有为宜的驱动须要实现固态激光雷达。朋友须要用VCSEL替代普遍的边发射器的技术。这是典型的VCSEL技术和边发射激光技术的比较在激光雷达的应用。从做大的速率单位VCSEL有明显的优势,包括过车规VCSEL明显好于发射器。一块儿人眼安全,这在应用上方须要要有的人眼安全,VCSEL相对比edge Emitter有明显优势。朋友和激光雷达的厂家、系统的生产厂就有比较紧密的合作法律方式法律方式来用VCSEL作为光源。

实现固态激光雷达很关键的底层技术是可寻址的激光VCSEL阵列,不可能 有VCSEL面阵,单一的阳极作为驱动,那统统不可寻址的,整个面阵一块儿发光。接收也是一块儿接收,这是Flash,相对适合短距离的。不可能 做成Addressable,每行、每列就有阳极,须要按逐行、逐列来打量光源,每行、每列的光源的功率足够高,打得够远,来实现激光雷达应用所需。从逐行扫描和逐列扫描须要做到两地可寻址,不可能 按区块点量,甚至原先点原先点的点亮,充分利用可寻址的优势,实现每点每个小区块的信息单独捕捉、单独分析。底层技术为宜的解释是原先的。

听起来是比较直观的法律方式,原先如此实现,不可能 这和VCSEL比较难做到高功率有关系,不可能 它原先用在光通讯和手机上,原先功率比较低,没能达到汽车和激光雷达远距离的要求。ams收购了Princeton Optronics,它拥有高功率VCSEL技术,须要把功率做到很高。发射角比较小,射的距离在1150米以上,现在最好做到1150米到150米的距离,符合到远距离激光雷达的应用。一块儿原先面阵VCSEL的点须要做到20万个点,每个点做到0.1W到1W,甚至1.5W须要做到,原先点1W不可能 1.5W,整个面阵发出的功率很高。统统整个发出去的功率很高,逐行发出去,假设1150行,每一行发出去就有很高的功率。有有有哪些优势原先,实现固态激光雷达如此阵镜,就有纯固态,但会 成本大幅度下降。

好多个月前朋友有新闻发布,和Ibeo和ZF在激光雷达上全面合作法律方式法律方式,在2021年可不可以 有量产的产品出来。一块儿朋友在统统激光雷达的合作法律方式法律方式伙伴就有统统深入的合作法律方式法律方式,不管是国内还是国外,朋友相信这些 技术是非常关键的革新,才能比较好的低成本可过车规的激光雷达实现。

除了激光雷达朋友还做舱内的光学、成像上的传感器,一大块是驾驶员监控,除了驾驶员监控还涉及手势识别,还有单点距离检测,单点距离检测须要做比较有趣的应用,才能了解到驾驶员的头部位置在哪里。不可能 有交通事故产生,如此安全气囊的启动是怎么才能 才能 知道驾驶员的头部准确位置,安全气囊的准确效果做到最好,这是很有趣的通过单点距离检测的应用。第二块是朋友对驾驶员情况报告的监测,这些 是现在方向盘上换成相应的光电传感器须要。还有驾驶员生命体征的检测,还有驾驶员离手检测。刚才广汽郭部长提到,Tier 1不可能 供应商要提供系统比较准确知道驾驶员的情况报告,离手检测是特别要的指标,驾驶员的手控制在方向盘上还是驾驶员的手完整性脱离方向盘,整个ADAS系统须要做启动还是做调整,这是特别要的传感器输入。

智能投射是车外用车灯(装饰灯)的法律方式投射大片图案,关键技术是晶圆级的技术,微透镜系列Micro Lens Arrays,在1×1的方块上几五个一模一样的图案,但会 把一模一样的图案投射到地面上互相叠加,保持整个图案在大面积的原先非常清晰,均匀度非常好,但会 效果都很好,不管是白天还是黑夜,比较适合应用在比较酷炫的迎宾光摊不可能 大面积投射转弯角不可能 投射倒车的范围不可能 投射怎么才能 算油耗车,行人过马路的原先,那原先如此斑马线,投射斑马线让行人过去,这就有须要应用技术实现的比较好的智能驾驶不可能 先进的下一代智能车上的应用。

我今天主要介绍到这里。谢谢朋友!

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