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炬光科技:专注光子技术产业化,深耕激光雷达发射端

发布时间:2020.12.06

以下文章来源于MEMS ,编辑麦姆斯咨询王懿

微访谈:炬光科技汽车事业部副总经理李勇

访谈背景:炬光科技成立于2007年9月,是一家专业从事高功率半导体激光器、激光光学元器件、光子应用模块和系统的研发、生产和销售的国家级高新技术企业。目前,炬光科技已发展成为国内实力最强的高功率半导体激光器品牌,被中国光学学会激光加工专业委员会授予“高功率半导体激光器产业先驱”称号。2017年炬光科技成功收购了德国LIMO企业。LIMO企业是全球微光学技术的领导者,其技术在行业处于领先地位,LIMO至今保持着微透镜阵列的尺寸和精度的世界纪录。近期,麦姆斯咨询采访了炬光科技汽车事业部副总经理李勇,带领大家深入了解炬光科技在车载光子应用解决方案的布局情况。

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麦姆斯咨询:首先,请您概述炬光科技企业情况,以及汽车事业部的主要技术和业务。

李勇:炬光科技是一家专业从事高功率半导体激光器、激光光学元器件、光子应用模块和系统的研发、生产和销售的国家级高新技术企业。企业专注于光子技术的研究和应用开发,围绕“产生光子、调控光子和提供光子技术应用解决方案”进行产品布局,现已形成半导体激光、激光光学、汽车应用和光学系统四大核心产品与业务领域。

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炬光科技自2017将以激光雷达(LiDAR)应用为主的汽车应用市场作为企业战略市场方向,基于炬光科技半导体激光器和微光学领域的多年技术与产品积累,向汽车客户和市场提供独特的微光学元件、激光发射模块、发射光学组件、整机代组装服务等。经过三年多的持续研发和市场投入,大家在汽车业务方面取得了一定的成果。炬光科技已经与亚洲、北美、欧洲多家行业领先激光雷达厂商达成合作意向,成立了多个研发或量产合作项目。企业自2016年起开始研发的高峰值功率固态激光雷达光源模块,已于2019年与德国某Tier 1企业签订批量供应合同,2020年完成自动化产线建设、产品可靠性验证等开发工作,进入量产爬坡和交付阶段,为行业内首次实现固体激光雷达发射模块的规模化量产。今年7月大家也正式通过了IATF16949质量体系认证(包括设计与制造),同时通过了德国汽车工业协会VDA 6.3过程审核,为未来的业务发展打好了质量体系基础。

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麦姆斯咨询:然后,请您先容炬光科技管理团队,以及企业核心技术与竞争力。

李勇:炬光科技于2007年由刘兴胜博士归国在西安创办。从彼时没有一个员工到今天五百多名员工分布在全球多个地区(例如大家在德国有一百多名员工,以研发人员为主),业务遍及世界各主要经济体,可以说取得了不错的成绩。这和炬光科技优秀且多元化的管理团队有关。炬光科技CTO Chungen Zah(石钟恩)博士是在美国Bellcore、Corning等企业研发部门工作了几十年的半导体激光资深科学家。企业营销副总Kenneth Ferree之前在Newport / MKS等企业负责市场销售管理工作。企业激光光学事业部总经理Sinclair Vass之前在美国Viavi企业负责市场营销与产品线管理。企业汽车事业部总经理由在汽车行业多家外企和民营企业有着二十多年工作经验的朱国巍朱总担任。这个强大且多元的管理团队是企业管理致胜、市场成功的基础。

炬光科技的核心技术是围绕着“产生光子、调控光子和提供光子技术应用解决方案”建立的共晶键合技术、热管理技术、热应力控制技术、界面材料与表面工程技术、测试分析诊断技术、线光斑整形技术、光束转换技术、光场匀化技术和晶圆级同步结构化激光光学制造技术九项核心技术。这些核心技术加上大家拥有的批量低成本生产制造能力与车规级的质量体系构成了大家的核心竞争力。当然,最终还是企业优秀的团队和“客户第一”、“质量优先”的理念使大家在新兴市场拥有了强大的竞争力。

麦姆斯咨询:炬光科技车载光子应用解决方案主要有哪些?产品定位如何?

李勇:炬光科技汽车应用相关产品与服务可划分为三个层次,即微光学元器件、发射端光源模块、组装制造服务和解决方案:①作为微光学元器件供应商,为包括激光雷达在内的多种汽车行业应用提供独特的微光学元器件,主要包括长焦快轴准直透镜系列、线光斑光场匀化器系列、光束匀化扩散器等,同时也包括根据客户需求定制的微透镜阵列等;②作为光源模块和模组供应商,为汽车行业多家客户和合作伙伴提供基于边发射半导体激光器(EEL)、垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)等光源技术的模组,主要包括应用于半固态线扫描式激光雷达技术路线的线光斑光源模组和应用于闪光式固态激光雷达技术路线的面光斑光源模组;③作为解决方案和服务提供商,为客户提供激光雷达发射端光源模块、激光雷达整机的批量组装制造服务等。

大家的产品目录中一个典型产品是Flash面光源激光模块AL01产品系列。这个发射模块拥有高峰值功率、大视场角、高集成度、车规级可靠性等独特优势,其峰值功率可达百千瓦至兆瓦级,是闪光式汽车激光雷达系统的核心组件。同时,针对1D线扫式激光雷达技术路线大家推出了基于905nm EEL LE01线光斑发射模块,并正在进行产品系列的迭代升级。除标准化线光源模组外,大家还可根据客户系统需求提供定制化的激光合束、拼接、分区等不同工作方式的发射端光源模组。

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炬光科技Flash面光源激光模块AL01

需要指出的是炬光科技服务的汽车市场不止是激光雷达,针对新一代智能舱内驾驶员监控系统(DMS)大家已经发布大视场角VCSEL光源模块AT01/02系列产品,拥有车规级玻璃光束匀化扩散器(diffuser)组件和高功率VCSEL芯片,支撑客户新型的基于VCSEL光源的DMS系统开发。

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炬光科技VCSEL光源模块AT01/02系列产品

麦姆斯咨询:请您详细讲解炬光科技的车载激光雷达发射端一站式解决方案及优势。

李勇:大家所谓发射端一站式解决方案,主要是指大家可以提供从通用型微光学元件(例如:FAC透镜、光束匀化扩散器)、定制型微光学元件(例如一体化FAC透镜和定制光场匀化器)、激光雷达发射模组、整形光学组件、整机组装制造服务等全系列产品与服务。大家的优势主要是基于独特的微光学设计与制造技术以及多年经验,向客户提供超越客户期待的独特的发射端解决方案。需要强调的是,炬光科技向激光雷达客户提供整机组装制造服务,但大家没有任何计划进行激光雷达整机的设计和开发。

麦姆斯咨询:上述解决方案涉及哪些类型车载激光雷达?例如机械式、MEMS、Flash、OPA……

李勇:大家目前针对市面上各种激光雷达方案都有相应的产品或服务提供。例如:针对面向Robotaxi市场的机械式激光雷达,大家主要是向客户提供性能优越的快轴准直镜、快慢轴一体镜等标准微透镜元件;针对面向ADAS乘用车市场的MEMS或转镜扫描类激光雷达,大家提供创新性的905nm EEL线光斑发射模块,可以取代传统的单点或多点光源,配合新型线列探测器实现等效高线束;针对Flash激光雷达大家主要是提供基于固体激光的超高峰值功率AL01激光发射模块以及基于VCSEL光源的300W面光斑模块;针对采用OPA、FMCW等激光雷达技术路线的客户,大家主要是提供定制微光学组件以及组装制造服务。

麦姆斯咨询:另外,炬光科技的驾驶员监控解决方案进展情况如何?

李勇:近几年在欧洲和国内的法律法规的要求和牵引下,舱内驾驶员监控系统(DMS)已经逐渐成为商用车和乘用车的主流配置。目前市场现有的技术是基于摄像头的DMS方案,但采用VCSEL光源的DMS方案也已经逐渐成熟,2021将会有车厂发布基于此DMS系统的量产车型。DMS对VCSEL光源最主要的要求是特定的强度分布FOV和车规可靠性。炬光科技紧扣市场需求,已经发布了AT01/AT02系列VCSEL光源模块,集成了车规级的VCSEL芯片和炬光独有的车规级玻璃光束匀化扩散器,正在在向欧洲、亚太地区的Tier 1客户和DMS集成商客户送样验证,预计在2022或2023年进入量产。

麦姆斯咨询:您能否先容一下炬光科技车载光子应用解决方案的典型客户案例?

李勇:炬光科技在汽车行业采用了“高起点”的市场战略。前两年大家的合作客户大多是欧洲、美国的Tier 1客户,目前大家与德国Tier 1的Flash激光雷达项目已经进入量产阶段,还有一些项目也进展比较深入。这几年大家产品技术逐渐成熟并系列化,也开始密切与初创型激光雷达客户展开合作,启动了很多创新型的产品项目,期待在未来2~3年内能和初创型激光雷达客户有首个产品量产机会。大家开始加大国内市场开拓,也热切期待和国内的Tier 1与初创型激光雷达企业密切合作。

麦姆斯咨询:您认为目前国内产业链在车载激光雷达发射端方面存在哪些不足?炬光科技如何应对?

李勇:国内激光雷达行业目前的主要现状是,在整体方案上倾向于采用稳妥的有成熟市场需求、可以快速出样的机械旋转式雷达方案,在发射端则为了控制成本经常采用标准的EEL芯片配合低成本柱镜进行光斑整形。也有不少初创企业提供创新型的激光雷达方案,但整体来看,从光电器件端开始投入研发、采用高性能器件的动力不足。炬光科技希翼能够借助在激光雷达发射端领域的技术与经验积累,将高性能、标准化、成本合理的微光学透镜产品及光源模块产品推广给国内的合作伙伴与客户,实现与客户共赢,推动国内激光雷达行业的加速发展。

麦姆斯咨询:在车载激光雷达光源方面,您看好哪种类型激光器?VCSEL、EEL……

李勇:由于EEL的峰值功率密度最高,激光器标准化程度高,供应链相对成熟,所以目前是激光雷达行业旋转式激光雷达和MEMS激光雷达中的主流光源技术。

VCSEL作为近年来在智能手机被广泛采用的激光器技术,应用于激光雷达具有波长稳定性好、可靠性高、成本低等优势。但是目前成熟的VCSEL芯片方案更多是为结构光、iToF等应用而开发,用于激光雷达峰值功率需要提高、车规可靠性需要验证,因此当前用于激光雷达的VCSEL属于老技术升级后用于新应用。炬光科技推出的AX01模块采用多结高峰值功率VCSEL芯片+车规级diffuser,集成了短脉冲电源易于客户测试使用,是dToF闪光式短距雷达的首选光源。

麦姆斯咨询:炬光科技看好哪些类型车载激光雷达的发展前景?为什么?

李勇:炬光科技认为,从L3/L4自动驾驶工程化商业化进程的整体趋势来看,车载激光雷达在未来三到五年能在成本和性能上取得较好平衡并最有可能进入量产的技术路线是:前向使用1台EEL线光斑一维扫描式激光雷达,实现200m以上120~140° x 25°远距探测,侧向、后向使用3~5台基于VCSEL大视场角的低成本Flash激光雷达实现短距探测(补盲、防撞、防追尾等)。随着VCSEL技术的进步和亮度的提升,基于VCSEL的线光斑一维扫描激光雷达以后可能取代基于EEL的线光斑一维扫描雷达。另外,为了增加侧向和后向的探测距离,电子扫描的VCSEL多区拼接Flash激光雷达可能取代VCSEL大视场角激光雷达。炬光科技的产品开发技术路线正是基于这一市场趋势做出的规划。

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麦姆斯咨询:炬光科技是否有融资或IPO计划?如果有,请简单先容一下。

李勇:炬光科技正在准备IPO。2020年7月,大家与中信建投签署上市辅导协议,并于近日在陕西证监局备案,上市地点暂未公布。

此次IPO企业拟募资约7亿元,投向用于微光学器件扩产、激光雷达产业化以及光学研发中心建设等项目,另外将补充与主营业务相关的营运资金。

麦姆斯咨询:近期,炬光科技是否有新产品发布?如果有,能否剧透一下?

李勇:炬光科技近日已发布基于VCSEL的300W峰值功率面光斑产品AX01,特别适合作为短距Flash激光雷达光源。12月中下旬大家还要发布一款峰值功率和光斑性能均有较大升级,但模块体积大幅度减小的905nm线光斑模块LE02。已经有多个客户提出希翼预计样品进行测试,目前大家正在为客户制作首批样品,进行产品发布准备,请大家期待。

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炬光科技基于VCSEL的300W峰值功率面光斑产品AX01

麦姆斯咨询:最后,请谈谈炬光科技(汽车事业部)未来五年的发展规划吧。

李勇:汽车行业历史悠久,相较之下,激光雷达、DMS等在汽车行业里还是很年轻的新技术。炬光科技汽车事业部也刚刚成立不久,将紧跟市场趋势,在未来五年里持续投资新产品和新技术研发,同时巩固大家的IATF16949质量体系,建设和发展事业部核心团队,继续向市场和客户提供优质高质量的产品和服务。2021年市场上将会有多个搭载了不同类型激光雷达的L2+或L3型高端乘用车上市,2022至2023年会有更多车型上市并逐渐向中低端切入,这一波车型将推动激光雷达批量商用,也会对激光雷达技术路线带来洗牌。炬光科技也会在激光雷达发射端持续投入研发支撑客户技术路线的落地与量产,与客户合作共赢。炬光科技有志于在未来五年成长为全球最具知名度的激光雷达发射端厂家。

关于炬光科技:

威尼斯城娱乐官方平台-威尼斯最新网址成立于2007年,是一家全球领先的专业从事高功率半导体激光器、激光微光学元器件、光子技术应用解决方案的研发、生产及销售的国家级高新技术企业。企业围绕光子技术及应用领域,致力于为全球客户提供高功率半导体激光器与激光微光学核心元器件及光子技术应用解决方案,形成了全面、完善的研发、生产及销售服务体系。

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