2022年@@，被称为激光雷达@@规模化生产的@@元年@@@@，根据@@Yole发布的@@@@《2022年@@汽车与工业领域激光雷达@@报告@@》显示@@，中国厂商已成为全球车载激光雷达@@赛道的@@重要玩家@@，预计@@2022年@@有超过@@20万台的@@激光雷达@@交付上车@@。随着激光雷达@@性能@@、成本@@、可靠性等@@不断优化@@，2023年@@激光雷达@@有望出现爆发性的@@增长@@。
作为激光雷达@@的@@重要组成之一的@@光源也随着各种技术@@路线的@@竞争@@，引发了广泛的@@关注和@@讨论@@，EEL、VCSEL和@@MOPA光纤激光器@@是当前三种主流激光器@@@@，在@@机械扫描@@、棱镜旋转扫描和@@@@MEMS扫描系统中@@，EEL覆盖了长中短距的@@各种应用@@，是最理想的@@光源@@。在@@全区域爆闪模式下的@@固态激光雷达@@@@，则根据@@距离的@@要求而@@选择@@VCSEL或@@EEL。而@@应用在@@分区控制@@等@@固态激光雷达@@应用则可以充分利用@@VCSEL的@@多发光孔的@@特性@@，实现@@1D/2D控制@@，在@@短距固态应用中成为优选@@。
来源@@：Yole, 观研天下等@@@@
综合@@Yole等@@机构的@@统计数据@@，当前激光雷达@@的@@光源仍然以@@EEL为主@@，占据@@55%的@@市场份额@@，VCSEL占有@@18%的@@份额@@。光源的@@制约因素主要有性能@@、成本@@、产业成熟度@@、人眼安全等@@因素@@，综合@@来看@@，905nm EEL仍是目前激光雷达@@应用综合@@性能的@@最优解@@，同时@@是市场的@@选择@@。
但是@@，常规的@@@@EEL也存在@@一些性能缺点@@，例如@@波长温漂系数通常为@@0.28 nm/K，远高于@@VCSEL的@@0.07 nm/K，这也成为限制@@EEL发展的@@重要因素@@，尤其在@@满足车规级的@@@@-40℃~125℃温度范围内@@，光源本身的@@波长变化率越小@@，探测器的@@带通滤波器的@@波长范围就可以设置得更窄@@。鉴于此@@，作为国内激光雷达@@发射芯片@@的@@领先供应商瑞波@@光电@@日前推出具备@@自主核心技术@@的@@新一代@@@@3J和@@4J的@@低温漂@@@@65W、135W、165W 905nm芯片@@系列@@，波长随温度变化系数小于@@0.09 nm/K，部分型号达到@@0.06 nm/K，在@@温度漂移特性已经接近甚至优于@@VCSEL，实现@@了国产@@905nm EEL芯片@@的@@重大技术@@突破@@，填补了国内空白@@，同时@@削弱了@@VCSEL的@@竞争优势@@。
瑞波@@光电@@新一代@@@@905nm EEL芯片@@系列@@有四个特点@@：
● 温漂系数低@@，即波长随温度的@@变化率低@@。一般市面上@@905nm的@@EEL激光器@@，波长随温度变化率在@@@@0.28 nm/K，而@@瑞波@@新一代@@@@65W、135W、165W 905nm芯片@@系列@@的@@温漂系数小于@@0.09 nm/K，部分型号的@@温漂系数为@@0.06 nm/K。光源本身的@@波长变化率越小@@，探测器的@@带通滤波器的@@波长范围就可以设置得更窄@@，对于激光雷达@@整体的@@抗噪性能和@@测量精度的@@提高@@都有很大帮助@@。
● 功率密度高@@、功率高@@。在@@3J 65W等@@级产品里面实现@@了@@110µm业界超窄的@@发光线宽@@，在@@3J 135W和@@4J 165W等@@级实现@@@@220µm业界超窄的@@发光线宽@@，有助于支持实现@@长距离测距和@@高精度测距@@。激光器@@本身的@@发光尺寸越窄@@，经过透镜之后得到的@@平行光斑就越小@@，光斑中心部分光强就越强@@，可以打得更远@@，测的@@精度也越高@@。3J芯片@@和@@@@4J芯片@@的@@斜率效率分别达到了@@3.5W/A和@@4.5W/A， 其中新一代@@@@4J芯片@@实现@@了量产芯片@@里最高的@@输出功率@@165W。
● 快轴和@@慢轴发散角@@得到优化@@。瑞波@@公司新一代@@@@905nm芯片@@快轴发散角为@@22°，慢轴发散角@@为@@10°，而@@常规@@905nm芯片@@的@@快轴发散角通常为@@30°，慢轴发散角@@17°，这样意味经过准直后的@@实际等@@效功率密度会得到大大提升@@。
● 高温下功率稳定性全球最佳@@。瑞波@@公司新一代@@@@905nm芯片@@在@@环境温度从@@25变化到@@125摄氏度@@，功率变化量小于@@30%，而@@该指标的@@行业普遍水平为@@40-50%。高温下功率稳定意味着高热负载下功率稳定@@。据评估@@，瑞波@@芯片@@在@@@@500kHz高重频下仍然有优秀的@@输出功率@@。
“我们认为激光雷达@@中的@@@@EEL和@@VCSEL技术@@，属于既竞争又补充的@@关系@@，就像@@VCSEL在@@不断提升光功率密度@@一样@@，EEL也在@@不断优化温漂特性@@、发散角特性等@@性能@@，同时@@不断降低成本@@@@，瑞波@@光电@@一直致力于开发高性能的@@@@EEL芯片@@，在@@保持高功率密度的@@前提下@@，不断提升光学性能和@@温度特性@@，为激光雷达@@的@@设计带来系统性革新@@。”深圳瑞波@@光电@@子有限公司市场负责人于占涛表示@@。
“EEL相比@@@@VCSEL的@@最大技术@@优势是光功率密度非常高@@，比@@VCSEL至少高@@1个数量级@@。目前瑞波@@光电@@开发的@@@@905nm EEL芯片@@的@@功率密度可以达到@@50 kW/mm²，而@@当前@@VCSEL通过多结@@工艺将功率密度最高提升到@@2 kW/mm²，但仍与@@EEL有很大的@@差距@@。”
低温漂@@EEL和@@VCSEL性能对比@@表@@（来源@@：瑞波@@光电@@）
从上述表中我们可以发现@@，多结@@VCSEL相比@@@@低温漂@@@@EEL，仍存在@@功率密度的@@短板@@，并且低温漂@@优势被追平@@，EEL可将温漂降系数低到@@0.06 nm/K甚至更低@@，VCSEL仅剩低成本@@@@、二维特性方面的@@优势@@@@，但是@@EEL仍可以通过性能改进和@@规模化制造@@，抵消@@VCSEL的@@优势@@。例如@@EEL可以通过规模效应和@@自动化制造技术@@将成本@@降低至@@VCSEL同等@@级别@@；EEL可以通过封装实现@@二维可寻址阵列@@；新一代@@EEL的@@快轴发散角宽度已经比@@上一代减少@@1/3，未来还有改善的@@空间@@@@；同时@@EEL有个优势是偏振态固定@@，而@@VCSEL的@@偏振态比@@较随机@@、影响测距的@@精度@@。另外@@，VCSEL阵列在@@高功率输出的@@同时@@工作电流需要达到数百@@A，这也对驱动电源形成很大的@@挑战@@。
未来瑞波@@光电@@将持续优化温漂系数@@，进一步做窄发射区尺寸@@，提升光功率密度@@，提升出光效率@@，继续巩固@@905nm EEL的@@技术@@优势@@。
在@@过去的@@@@2022年@@，瑞波@@905nm EEL激光雷达@@发射芯片@@通过车规@@AEC-Q102里四项测试项目@@，包括@@HTOL、WHTOL、PTC和@@ESD-HBM。瑞波@@还积累了超过@@500万器件小时的@@长期寿命测试数据@@，以此数据建立的@@寿命模型预测器件的@@寿命超过@@100万小时@@。凭借优异的@@性能和@@高可靠性@@@@，瑞波@@光电@@目前已经与国内多家头部激光雷达@@厂商展开深度合作@@，并实现@@批量的@@应用@@。
作为可以探测更远距离或@@更广视角并立体成像的@@传感器@@，车规激光雷达@@已经被证明是高级别辅助驾驶不可或@@缺的@@关键部件@@。随着像素密度愈来愈高@@，体积越来越小@@，成本@@越来越低@@，激光雷达@@在@@@@ADAS及自动驾驶传感器中的@@比@@重会越来越大@@，同时@@也对激光芯片@@提出更高要求@@，瑞波@@光电@@愿与业界同仁一起@@，开发出满足市场需求的@@高性能@@、高可靠性@@、低成本@@的@@激光雷达@@@@。
关于瑞波@@光电@@@@
深圳瑞波@@光电@@子有限公司是专业从事高端大功率半导体激光芯片@@研发和@@生产的@@国家高新技术@@企业@@，拥有半导体激光芯片@@外延设计@@、芯片@@制造工艺@@，芯片@@封装@@、表征测试等@@全套核心技术@@@@，可向市场提供高性能@@、高可靠性@@大功率半导体激光芯片@@@@，封装模块及测试表征设备@@@@，并可提供研发咨询服务@@。
公司芯片@@产品形式包括@@@@：①单管芯片@@@@（single-emitter）和@@bar条@@，功率从瓦级到数百瓦级@@，波长覆盖从可见光到近红外波段@@（635nm—1550nm），性能达到国内领先@@、部分国际领先水平@@，替代进口高端激光芯片@@@@；②封装产品包括@@@@C-Mount、COS（Chip on Submount）、TO/SF等@@；③表征测试设备@@种类齐全@@、自动化程度高@@，包括@@Bar条@@综合@@性能测试机@@@@、Full-bar 综合@@性能测试机@@、全自动@@COS综合@@性能测试机@@、半导体激光光纤耦合模块综合@@性能测试机@@@@、大功率半导体激光芯片@@器件老化@@/寿命测试机等@@@@。
公司产品广泛应用于激光雷达@@@@、医疗美容@@、工业加工@@、激光显示@@@@、科研等@@领域@@。瑞波@@光电@@的@@发展远景是成为世界一流的@@半导体激光芯片@@解决方案供应商@@，使命是@@“激光创造美好生活@@，用芯成就无限可能@@”。
文章来源@@@@：瑞波@@光电@@