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国科光芯:致力于可量产、低成本、全固态车载相控阵激光雷达芯片

据麦姆斯咨询报道,2020年2月27日,受疫情的影响,由海宁市人民政府主办,海宁市经济开发区协办的“芯”动潮城智创未来海宁(中国)泛半导体产业园欣奕华一期项目投产仪式在海宁(中国)泛半导体产业园以线上直播的形式召开,此次竣工投产的5个重大项目涉及智能装备、关键零部件、新能源等多个领域总投资达50.3亿元,达产后预计年产值101.2亿元。

作为本次活动召开的协办方和入园方之一的国科光芯(海宁)科技股份有限公司是浙江省海宁经济开发区泛半导体产业重点引进的企业。公司在整合原中科天芯科技(北京)有限公司和厦门市和奕华光电科技有限公司基础上成立,在海宁、北京、厦门、深圳等地设有研发、生产及销售机构。国科光芯立志为客户提供从消费电子到自动驾驶等多种应用场景的基于核心硅基光子芯片技术的高性价比激光雷达产品及解决方案。

公司团队出身于中科院,凭借20多年在硅光领域的研究,积累了大量的技术经验和顶尖人才,是国内最早从事相关领域研究的团队之一。从2017年起,公司与多家国内外顶级研发机构通过联合实验室等形式开展产学研合作并于2018年2月推出第一代光学相控阵技术固态激光雷达芯片A2。公司研发团队在此基础上不断优化改进,于2019年8月完成新一代光学相控阵技术固态激光雷达芯片的流片,并组织了第三方专家对此次流片结果进行了评审,一致认可此次流片达到国内领先、国际先进的水平。

为适应车载相控阵激光雷达应用和量产的需求,国科光芯经过两年时间的开发,搭建了全新的硅基材料体系,并与世界领先的科技企业进行流片及IP合作,解决了之前车载相控阵激光雷达中承载光功率不足、旁瓣干扰等若干国际性技术难题,完成了可大规模量产的相控阵激光雷达扫描芯片(芯片及封装后的样片如图1和图2),为真正车载相控阵激光雷达的应用扫清了关键性技术障碍。

图1:相控阵激光雷达芯片样品 图2:相控阵激光雷达芯片封装模组

技术路线上,国科光芯在国际上开创性地采用全新硅基材料体系波导,开发了可从780nm到1650nm进行定制的激光雷达扫描芯片。该款芯片借助低传输损耗、弱非线性等新材料技术优势,与传统的光子材料体系相比具有全面显著的先进特性,从而保证在几百纳米宽的波导中可承载大于瓦级连续光或峰值功率千瓦级脉冲激光能量,为百米级甚至公里级探测距离的车载激光雷达应用提供了可行性。同时,由于新材料体系的采用,保证了小于1dB的耦合损耗和约0.1dB/cm的传输损耗。此外,采用独创的硬件设计、智能适应算法的软件开发,实现了可比传统相控阵技术低一个数量级的旁瓣抑制比。封装后,该芯片可实现宽扫描角度、高准直、大对比度的激光束扫描,并实现与光学集成相干检测技术的理想组合。该芯片制造工艺与CMOS工艺兼容,具备规模化、低成本产业化可行性,大规模生产时成本可低于30美元。

图2:传统相控阵雷达(左)和本芯片(右)旁瓣抑制对比

除了激光雷达扫描芯片,国科光芯还在调频连续波相干探测、波束控制等技术上取得显著进展,并计划在2020年内开发出基于相控阵扫描芯片的低成本全固态激光雷达模组。

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