海创光电凌吉武：小型化、低成本光器件 助力车载LiDAR大规模部署

  ICC讯 4月8日，2022讯石直播：激光雷达对话光通讯线上会议成功举办，吸引了光通讯、光电子产业和激光雷达行业合计900余人观看，观众累计提问120个次，充分体现光通讯行业对激光雷达市场的高度关注。

  在本次会议上，激光雷达光电器件提供商福建海创光电技术股份有限公司董事长凌吉武发表了《激光雷达器件发展》在线报告，介绍在激光雷达( LiDAR)市场起量的趋势下，光器件技术如何在激光雷达上实现应用。

  随着汽车自动驾驶、测风测距、光学测绘、安防和智慧城市等领域快速发展，激光雷达(LiDAR)技术趋于成熟，制造成本不断下探，应用价值快速上升。在全球汽车市场上，丰田、奔驰、宝马、大众、吉利、比亚迪、蔚来、理想、小鹏等知名汽车品牌纷纷开始在最新车型上部署激光雷达或进行相关的投资布局，推动商用激光雷达有望在2022年迎来量产。Yole预测，2022年汽车激光雷达市场将达4.21亿美元，而到2026年底将增长至28.95亿美元。

LiDAR技术应用市场预测（来源：Yole报告）

  凌吉武表示，海量级的汽车市场对于元器件的可靠性、大批量和低成本要求很高，尤其是激光雷达装置，这与光通讯产业，特别是光器件、光学元器件环节存在共性。在技术类型方面，1D Range Finder LiDAR主要由发射器和接收器组成，其拓扑结构本质就是一只光通讯常见的光模块产品，而当LiDAR从1D向2D演变时，LiDAR系统实际上是增加了一个扫描器(Scanner)并形成以机械式、MEMS、OPA、Galvo等为代表的技术类型。

  再从技术类型来看，尽管市场发展迅速，但机械式LiDAR仍以66%最大份额继续引领激光雷达市场，MEMS(17%)和Flash LiDAR(10%)快速崛起，它们紧随其后并被业内看好有望超越机械式LiDAR。从LiDAR波长来看，905nm仍然是主流，但是1500nm波长发展势头强劲，这得益于其人眼安全和产业链持续下降的制造成本优势。

  凌吉武认为，从最近1-2年的车载激光雷达市场的发展来看，多种LiDAR技术皆有应用，但其中三类LiDAR产品会率先上量。

  第一种是基于TOF的1550nm LiDAR，其优势在于发射端光源采用1550nm波长和多波束，功率非常高，探测距离也更长。在同等功率下，1550nm也比905nm对人眼视网膜的安全性更高，符合汽车道路严苛的安全规范和人眼安全要求。在接收端采用APD探测器，可以使用单个或阵列式探测器芯片。海创光电推出1550nm mini光纤激光器。作为激光雷达系统的发射光源，此产品具有高光束质量和高峰值功率的特点，从而提高了探测距离和探测精度。经过三年的不断升级迭代，引领产品不断往高性能、高可靠性、低成本、量产化方向提升，如今已经可以符合TOF LiDAR市场对成本下探的需求，真正实现了车规级产品进入汽车定点供应体系。

  第二种是905nm MEMS激光雷达，这类LiDAR发射端采用905nm波长和多模光源，接收端探测器芯片采用APO或SiPM，其对小型化、紧凑型的发射器有更高要求。海创光电研制出了具有专利(CN208707074U)的波束赋形紧凑级发射器，其体积仅有10*25mm，可在慢轴方向上的将光斑折叠以提高输出功率，从而使得光强度和光斑质量大幅度提升，最符合MEMS 固态混合LiDAR对高耦合效率的要求。目前海创此类产品已经被国内头部LiDAR公司采用并已经量产进入车载供应链。

  第三种是Flash LiDAR，其发射端可使用905nm或850nm，接收端采用APD, SiPM或SPAD，可以采用线性或2D阵列形式。而海创光电的Flash激光雷达接收模组是依托自身的技术平台，将高分辨率光学镜头、高隔离度窄带滤波和高灵敏光学探测器装配成一体结构。用于激光雷达系统中的光学信号接收，具有低噪声和高灵敏度的特点，提高了客户激光雷达的接收性能。

  展望未来激光雷达技术，FMCW(调频连续波)LiDAR具有广阔的应用前景，业内预计这类技术将在2025至2030年之间实现突破。FMCW LiDAR采用硅光集成和相干技术，其光源使用窄线宽1550nm激光器，而接收端使用平衡接收机，并且搭载硅光芯片，推动LiDAR朝更小型化的光模块形态发展，进而满足未来汽车空间的要求。

  总体而言，具有小型化、低成本和高可靠性优势的光器件产品是率先在激光雷达市场应用的基本条件。而这些条件恰恰是光通讯器件产业的优势，在更广阔的汽车自动驾驶、测风测距、光学测绘、安防和智慧城市领域，光通讯技术产业可以发挥其强大的规模制造和雄厚的研发能力，以助力激光雷达实现更具性价比的商业部署。

  视频回放 | 2022讯石直播：激光雷达对话光通讯（点击）