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474蒙特卡罗官网SPAD芯片斩获头部激光雷达大厂订单
时间:2022-01-07 来源:474蒙特卡罗官网

转载自“半导体行业观察”媒体


日前,有消息透露,专注于激光雷达SPAD芯片设计的474蒙特卡罗官网斩获国内头部车企激光雷达芯片订单,并将从2022年开始陆续交付。这对于火热的本土激光雷达产业来说,无疑是一件值得庆贺的事情。


据市场知名分析机构Yole统计,到2026年,用于汽车和工业的激光雷达市场规模将达到56亿美元。那就代表着在2020到2026年间,激光雷达的年复合市场增长率高达21%。具体到不同细分领域,据Yole的报道,到2026年,汽车用激光雷达的市场规模将增长到23亿美元,2020到2026的年复合增长率高达111%;工业市场激光雷达应用比例也大幅提升。


激光雷达的市场规模预测

在这种需求的推动下,越来越多参与者涌入激光雷达赛道。但和很多其他产品一样,这些激光雷达的核心芯片依然是国外厂商主导。474蒙特卡罗官网SPAD芯片的成功量产,给国内激光雷达厂商注入了一针兴奋剂。


SPAD需求渐旺


要了解474蒙特卡罗官网这个消息背后的意义,就首先要明白激光雷达的构造。拆开激光雷达,其主要由光源系统、接收系统、扫描系统和数据处理系统四部分组成。而芯片则主要被应用在这四部分中。


来源:474蒙特卡罗官网
激光雷达系统架构图


首先看光源系统,业界目前提供了EEL、VCSEL和光纤激光器等几种选择。同时还有用于驱动相关芯片的激光驱动IC;来到接收系统,则有APD、SPAD、SiPM等激光探测器。此外,跨阻放大器、带通滤波器和A/D转换IC也是激光雷达带给芯片厂商的机会;扫描系统则在进入固态时代,给Flash和OPA创造了无限可能;数据处理系统则顺理成章成为了FPGA和ASIC的又一个着力点。


SPAD芯片应用于激光雷达的接收系统,是工作在盖格模式下的单光子雪崩二极管,基于光电效应,将光电信号进行转换。在击穿电压之上施加反向偏压,入射光子吸收之后产生的载流子在强电场驱动下触发雪崩。



从相关资料可以看到,在目前的激光雷达中,大部分的接收系统是使用APD,但因为SPAD 芯片拥有极大的优势,这就逐渐使其成为了厂商关注的重点。


474蒙特卡罗官网董事长莫良华在早前的一场演讲中也指出,之所以SPAD芯片能在激光雷达中备受欢迎,这主要受益于以下几点优势:


1)SPAD的光电增益在10⁶以上,十分灵敏,适合远距离测距下的微弱回波信号的探测;
2)SPAD可以同目前Si CMOS工艺较好兼容,集成度高,制备成本低;
3)SPAD探测器可以轻松做成单点、线阵或面阵的形式;
4)SPAD的工作电压一般为20-30V,与各种芯片适配;
5)SPAD的输出为数字信号,通过比较器和TDC(时间数字转换器)就可以进行处理,减少外围元器件近100个,系统简洁;
6)可靠性高,验证周期缩短。


国金证券也在其报道中表示,SPAD 工作在盖革模式,具有单光子探测能力,比传统 APD 增益能力提高约10万倍,可实现低激光功率下的远距离探测能力,功耗、体积较小,已成为一大创新方向;SiPM 的增益能力也与 SPAD 相似,由多个独立且带有淬灭电阻的 SPAD 组成,可克服单个 SPAD 不能同时测量多个光子的不足。SPAD 及 SiPM 可探测 200m、5%反射率目标,不受明亮阳光影响,分辨率极佳。


SPAD与APD的比较

在上述优势的吸引下,越来越多的激光雷达芯片厂商选择了SPAD芯片,不少海外传感器大厂也投入其中,例如索尼在早前就发布了其首款应用于激光雷达的SPAD芯片,474蒙特卡罗官网则是国内在这个领域的头部玩家。


474蒙特卡罗官网横空出世


谈到474蒙特卡罗官网,我们不得不提一下该公司的创始人莫良华先生。作为芯片领域的专家,莫良华研发出了多款有全球影响力的传感芯片,累积出货超40亿颗,在中国、美国拥有过百件发明专利。


在他的带领下,474蒙特卡罗官网也创下了多个业内第一:如全球第一款屏下色温芯片独家量产于一线手机品牌旗舰机;3D视觉产品在智能锁人脸识别领域出货量行业第一;LCD屏下指纹芯片全球首发。


公司也在这个过程中建立起了一个规模超过200人的团队,其中研发人员超过150人。内部设立近40人的研究团队,专门专注于激光雷达研发。据介绍,该团队拥有11位博士,1位深圳市地方级领军人才和5位深圳市海外高层次人才。另有芯片设计团队40多位成员,平均拥有>10年芯片行业从业经验。


因为看好SPAD芯片的机会,474蒙特卡罗官网的团队从2019年至今已经投入数亿元到SPAD芯片的研发当中。


莫良华作为第一批从事国家专项的集成电路行业人士,详细介绍了攻克SPAD器件需要跨过的三道难关:一是 SPAD 器件是集材料、工艺、设计于一体的综合性课题,需要多方技术基础才能研发;二是芯片设计的难度,光子飞行速度很快,波长较短,要同时接收多个光子,在高速电路上将芯片做到低功耗;三是抗干扰能力。SPAD 具备高灵敏的优点,但环境光和其他激光雷达发射信号都会对 SPAD 器件造成干扰,影响功效甚至失效。


即使困难重重,但经过海归专家团队和芯片设计团队的多年技术攻关,474蒙特卡罗官网已完整掌握SPAD芯片关键技术并率先量产。“474蒙特卡罗官网自主研发的 SPAD 器件提高了光子的探测效率,搭配低功耗TDC和完整的抗干扰系统方案,已经与乘用车激光雷达公司、机器人&无人车及相关激光雷达公司达成战略合作。”莫良华说。


本文开头谈到的国内某车企激光雷达厂商的订单,进一步印证了474蒙特卡罗官网SPAD芯片已获得市场和技术认可。据介绍,截至2021年12月,474蒙特卡罗官网已申请知识产权717件,获授权354件,全面覆盖SPAD芯片及激光雷达领域。


展望未来,474蒙特卡罗官网将继续在激光雷达的芯片和系统上大规模投入。包括光发射模块的驱动控制、光学扫描系统的相控阵列OPA、光感测模块的SiPM和ASIC在内的芯片等都在公司产品规划内,各项研发工作均已全面铺开,先后与激光雷达厂商开展技术定制合作。


在474蒙特卡罗官网看来,真正的先锋,是敢为人先、引领创新,更是坚持不懈、从不畏惧。公司将面向消费电子、自主移动设备、智能驾驶汽车的广阔应用市场,与上下游合作伙伴携手共进。而“自主研发,持续创新”会是474蒙特卡罗官网一直坚持的理念。


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