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激光雷達(LiDAR)傳感器曾經被認為是高度自動化車輛不可或缺的部件,但在過去幾年中,尤其是在西方,其聲望有所下降。
這一逆轉讓汽車領域的一些人開始思考,西方激光雷達供應商是否還有第二次生命。
克萊門特·努維爾(Clement Nouvel )曾是法國一級汽車零部件供應商法雷奧公司的“激光雷達先生”。他現在是紐約Voyant Photonics公司的首席執行官。他認為,像基于硅光子模塊的調頻連續波(FMCW)激光雷達這樣的新技術,可能會改變全球激光雷達的格局。
Nouvel 認為,成立六年的初創公司 Voyant 可以開辟許多新的激光雷達應用領域,包括倉庫中的叉車、自動導引車 (AGV) 和自主移動機器人 (AMR)。
嘗試轉向
盡管許多激光雷達公司都嘗試將激光雷達應用于汽車以外的領域,但結果卻令人失望。問題在于,一旦你承諾為汽車OEM廠商提供激光雷達服務,你就幾乎沒有余力去做其他事情了。
傳統的基于飛行時間 (ToF) 的激光雷達雖然取得了進步,但眾所周知,它在可靠性(串擾和光暈)、集成限制和成本方面存在問題。
市場力量也導致了激光雷達行業的劇烈波動。例如,受自動駕駛汽車熱潮的推動,激光雷達領域的投資熱潮催生了特殊目的收購公司(SPAC)的興起。另一個因素是禾賽光電、RoboSense和華為等中國激光雷達供應商的發展勢頭,這些供應商推動了中國國內電動汽車市場的快速增長。
稍縱即逝的機會之窗
Nouvel強調,像Voyant這樣的西方激光雷達公司超越中國競爭對手的機會“非常小——可能只有幾年時間”。
事實上,Yole Group 發布的 2025 年報告顯示,目前中國激光雷達供應商占乘用車市場的 93% 和整個激光雷達市場的 89%。
“西方廠商試圖將激光雷達技術引入中國市場的嘗試已經徹底失敗了,”努維爾說。“我認為中國汽車市場不是我們任何人能夠進入的地方。”
然而,努維爾認為,中國的激光雷達公司“落后于”西方,因為“他們主要投資于飛行時間(TOF)激光雷達,而沒有使用硅光子學”。
他補充道:“所以,現在正是轉向采用基于硅光子學的FMCW激光雷達并引領市場的最佳時機。”
Yole Group 汽車半導體首席分析師 Pierrick Boulay 警告說,盡管中國專注于開發足夠好的 ToF LiDAR 以滿足中國 OEM 的需求,但這并不意味著他們沒有關注 FMCW LiDAR。
“像 LuminWave 和 LightIC Technologies 這樣的公司正在從事這方面的研究。像 Hesai 和 RoboSense 這樣的領先企業也在開發這項技術,以期為下一代激光雷達做好準備。
加入 Voyant 的兩個條件
Voyant 的聯合創始人來自哥倫比亞大學著名的 Lipson 納米光子學小組實驗室,該實驗室由硅光子學研究領域的領軍人物 Michal Lipson 教授領導。
Voyant成立于2018年,目前已擁有六代硅光子技術。其目標是為自動駕駛汽車和機器人等應用領域打造小型、價格親民的激光雷達傳感器。
然而,當努維爾受聘領導Voyant時,他提出了兩個條件。首先,他明確表示:“如果你們想開發下一代汽車激光雷達,那我不會加入。”其次,他說:“如果Voyant想成為一家汽車一級供應商,為下一代激光雷達提供產品,那我也沒有興趣加入。”
他強調:“只有當我們開發出適用于更廣泛應用范圍的激光雷達技術,包括在這個新的物理人工智能世界中的這些機器人時,我才會加入。”
盡管激光雷達潛力巨大,但它被賦予了解決汽車領域一些最棘手難題的任務,例如高速自動駕駛以及將激光雷達應用于無需人工干預的個人車輛。許多投資者并未意識到,當前激光雷達的技術、成本和規模限制使得這些解決方案幾乎無法實現。
為什么選擇硅光子學?
FMCW激光雷達通常被認為優于傳統的ToF激光雷達。
FMCW激光雷達可直接測量速度,具有天然的抗陽光/干擾能力,提供更高的距離分辨率,并且能更好地處理反射光。并非所有FMCW激光雷達都采用硅光子技術。Voyant公司正依靠其硅光子模塊的卓越品質,在FMCW激光雷達市場中脫穎而出。
當被問及硅光子技術在激光雷達中的優勢時,Yole Group 的光子學首席分析師 Eric Mounier 解釋說:“硅光子技術在激光雷達中的主要優勢之一在于其集成度。光子封裝可以集成激光器、調制器、光束控制和探測器。”
其他主要優勢包括“降低成本的機會”。他表示,硅光子技術“利用標準半導體工藝,從而在規模化生產中實現極低的單芯片成本和高度可重復性”。硅光子技術也更加可靠。
他解釋說,好消息是激光雷達“將受益于數據中心光收發器的發展”。這項技術與之類似,硅光子器件可以與驅動電子器件和DSP引擎進行共封裝。
Voyant 的路線圖
Nouvel解釋說,Voyant的重點是“開發[硅光子]芯片,并不斷改進公司如何設計出良率和性能都合適的芯片,同時又不依賴成本過高的硅工藝”。
從長遠來看,努維爾并不一定將 Voyant 定位為激光雷達供應商。它的目標是成為硅光子模塊領域領先的技術開發商和供應商,就像索尼已成為更廣泛的數字視覺/相機市場中占據主導地位的 CMOS 成像傳感器公司一樣。
Voyant在2025年國際消費電子展(CES)上發布了其Carbon系列FMCW激光雷達產品。Carbon系列采用硅光子模塊,其芯片能夠以128個通道掃描垂直線。Nouvel稱之為“純粹的創新”,因為用于人工智能數據中心的硅光子芯片“大多只能在少數幾個通道之間切換——可能只有四到八個”,而不是32、64或128條線,他解釋道。“硅光子技術的關鍵在于我們能否讓芯片按照我們想要的方式運行。”
Carbon 系列產品預計將于 2026 年第二季度開始批量生產。
預計 Voyant 將在 2026 年 CES 展會上發布一款先進的解決方案,該方案具有 2D FMCW 架構和 4D 點云數據功能。
競爭格局
據 Yole 公司的 Boulay 稱,雖然基于硅光子技術的 FMCW 激光雷達仍是新興技術,但已有 15 到 20 家公司正在研發生產。
他指出,“美國公司非常活躍”,其中包括Aeva、Analog Photonics、Aurora、SiLC Technologies和Voyant。
在Voyant的競爭對手中,SiLC憑借其在FMCW開發領域的成熟度脫穎而出。Nouvel對此表示贊同,并說道:“我們認為我們的優勢在于集成式片上波束控制,這對于消除現有傳感器中復雜的機械部件至關重要。”他認為,“Voyant在片上實現一維或二維波束控制方面領先于其他競爭對手和市場其他公司,而這種集成水平正是滿足日益增長的市場需求所必需的。”
汽車行業:不在考慮范圍內?
Voyant 是否會繼續專注于非汽車應用領域,而不是追逐汽車 OEM 廠商,仍然是個問題。
Yole 的 Boulay 懷疑 Voyant 可以向集成商出售封裝好的光子芯片,并幫助他們設計整個激光雷達,模仿 SiLC 或 Lumotive。
Voyant在硅光子模塊方面的經驗是其優勢所在。Boulay表示:“我認為Voyant進軍汽車市場的最佳方案是向歐洲激光雷達制造商(或其他任何制造商)銷售這種封裝好的光子芯片。硅光子技術和FMCW技術并不容易獲得,如果現有的激光雷達制造商希望朝這個方向發展,那么這個方案對Voyant和汽車激光雷達制造商來說都將是雙贏的。”
事實上,就在本月初,另一家 FMCW 激光雷達供應商 Aeva 宣布與一家未透露名稱的“歐洲頂級乘用車 OEM”達成設計合作。
根據公告,Aeva將成為Voyant全球量產車型平臺的獨家激光雷達供應商,以實現L3級自動駕駛。Boulay認為,這是Voyant可以發展的方向之一。
硅光子學:集成挑戰
Yole 的 Mounier 認為,硅光子學并非易事,尤其是在集成方面。
“封裝仍然是硅光子學面臨的一大挑戰,”他說道。“激光雷達模塊的每個環節都存在測試和集成方面的挑戰。”
其中包括:
將激光器和/或光電二極管集成到光子芯片上,
光子芯片的封裝,
將封裝好的光子芯片集成到激光雷達模塊中。
穆尼爾指出,除了集成問題之外,散熱管理也是一個重要因素。飛行時間激光雷達也面臨類似的挑戰,但對于硅光子學而言,散熱管理不善會嚴重影響激光雷達的效率和性能。
https://junkoyoshidaparis.substack.com/p/silicon-photonics-revive-lidar-battle?utm_source=post-email-title&publication_id=3619921&post_id=181332038&utm_campaign=email-post-title&isFreemail=true&r=1ss8wj&triedRedirect=true&utm_medium=email
(來源:編譯自junkoyoshidaparis)
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