飞电子技术应用同步面向车载和消费市场，「飞芯电子」预计下半年发布Flash激光雷达芯片|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

同步面向车载和消费市场，「飞芯电子」预计下半年发布Flash激光雷达芯片

随着自动驾驶技术的发展，以及苹果iPhone 12 Pro搭载了激光雷达，让激光雷达在市场又火了一把。其实早在两年前激光雷达就已经是竞争异常激烈的赛道了，国内外的初创企业众多，技术路径和产品方向也是五花八门，用从业者的话说“产业还处在军阀混战的阶段，最终行业选择的技术方案还没有定下来。如果不把一家激光雷达公司的产品拆开看，还真不知道用的什么方案”。

iPhone 12 pro的dToF模组及其完整发射阵列

激光雷达经过几年的发展，产业链从芯片、模组和系统方案商、客户领域都逐渐完备，上市公司从2020年底逐渐增多，各个企业都在广积粮。领域主要分为四大类：消费类、车载类、工业类、安防类，消费类和车载类的客户都是追求最新技术、最高性价比、且最能够迅速起量，是各家的必争之地，竞争也最激烈。

相关激光雷达芯片厂商分为传感器芯片、光源芯片（微振镜MEMS和OPA芯片这些光束操纵元件不在此描述）：传感器芯片有用线性雪崩APD或者硅光子倍增管SiPM单点测量的，需要加扫描的dToF；有用盖格雪崩二极管SPAD生成点云不需要加扫描的dToF，属于全固态Flash；还有用图像传感器CIS生成点云不需要加扫描的iToF，也属于全固态Flash；在以上基础上增加FMCW调制抗干扰，分为扫描或者直接生成点云。光源芯片分为水平腔面发射HCSEL、垂直腔面发射VCSEL、边发射EEL、以及LD。

除了大厂全产业链覆盖，专门的系统方案商一般只采购芯片做模组和系统：有用机械扫描的系统方案商；有用微振镜MEMS做扫描方案的系统方案商；还有用OPA做扫描方案的系统方案商；以及面阵激光雷达一次生成点云的系统方案商，例如苹果。

飞芯电子的车载激光雷达方案——基于Flash体系的长距离、抗干扰的车载激光雷达芯片

飞芯电子创始人雷述宇博士向36氪记者表述；“2016年前后因为业务往来频繁接触到一些车企和tier 1厂商，在了解各方需求后更坚定车载激光雷达将是未来汽车市场的一条主赛道。激光雷达自二战以来进展缓慢，目前仍然是发射-接收测量飞行时间的ToF原理，从这一点切入，飞芯要在激光雷达领域进行革新，推动激光雷达的发展，让激光雷达能够在各种领域得到应用”。

车载激光雷达路线图【图片来源：ISSCC2021】

从上图不难看出，不论是纯机械转动扫描或者MEMS微机电扫描，虽然具有更好的发射条件（单位时间单位视场角内最大的光功率密度），但以不提高收发信道技术为前提，单一以增大回波能量实现远距离探测已经很难满足在未来复杂场景下同类设备抗干扰，以及机械结构的长时间可靠性问题。与此同时，全固态Flash虽然实现了全固态系统的高可靠性，但接收视场角的增大以及发射光功率密度的降低，又导致全固态Flash在长距离探测及抗干扰能力的问题。因此，2016年底飞芯电子成立的时候，团队在与BOSCH Stuttgart等技术团队共同反复论证后，明确飞芯只做全固态、非扫描的雷达芯片和系统方案，同时要解决传统全固态Flash碰到的问题。

传统Flash激光雷达无法解决同类设备干扰及视场角过大带来的回波光功率密度严重退化问题

为此飞芯电子采用独有专利[CN110389351A、WO2019200833A1]，实现了一种基于伪随机序列的Flash体制长距离、抗干扰激光雷达技术。接收焦平面探测器阵列的像素单元中集成了一种与发射体系相匹配的电荷域共模信号消除技术，像素会将发射端的伪随机序列码中有效激光回波信号与像素内共模消除机构同步，确保“自我”有效回波信号产生的光电子收集以及对背景光与其他设备干扰信号产生的光生电子无法被有效“积分”，这样就实现了在电荷域实现信号区隔与处理，大幅抑制了由模拟处理，数字量化再到系统级算法处理引入的噪声及失真对于微弱有效信号的影响；同时像素级折叠积分技术扩展了动态范围，解决了传统像素单元阱容较小无法实现大范围积分的能力。

飞芯电子的车载、消费类激光雷达同步研发

与此同时，基于对激光雷达技术的深度理解，飞芯也将产品降维延伸到消费领域，在车载激光雷达芯片的基础上往消费类扩展，需要考量差异化的细节，例如车载激光雷达要求距离远、动态范围大、抗干扰，正因为这些需求导致了复杂的像素级处理技术，因此研制的面阵里面的像素有3000多个管子；而消费端产品要求成本低、功耗低，因此面阵里面的像素设计只需要30-40个管子，相差甚大。

飞芯在iToF产品逐渐完善的同时也同步开发dToF产品，从产品技术到市场领域拓展应用覆盖面。参考芯片方案，飞芯激光雷达芯片系列有：

方案1. iToF接收焦平面阵列+diffuser+读出电路硅基单片集成芯片，如果是消费类加上940nmVCSEL光源做发射，如果是车载类加上905nmVCSEL光源做发射;

方案2. dToF接收焦平面阵列SPAD+TDC+高速读出硅基单片集成芯片，加上940nmVCSEL光源做发射，在消费类适用。

消费类dToF芯片、消费类iToF芯片、车载类iToF芯片、车载类iToF模组

针对消费类产品，飞芯iToF与目前主流厂商产品主要技术特征区别在于：

具有独创的像素单元结构，该结构在保证近红外量子效率的前提下，实现了动态调制机构低寄生负载的能力，便于在未来集成更高分辨率的itof阵列规模；

列级动态比较器技术与相关采样技术的加持，进一步降低共模噪声并降低读出电路功耗；

独创的高低功耗自适应模式解决了高速串行接口的功耗问题。

而其dToF技术则采用了与苹果类似的spot发射体系，但不同之处在于：

独创的像素级快速复位及淬灭电路，进一步降低了像素的死区时间；

动态时间数字转换电路架构，解决了高频与高功耗的冲突并降低了片内存储空间；

多触发系统实现技术，实现了100lux背景光条件下的探测。

据创始人雷述宇博士透露，飞芯全线产品将于今年下半年陆续发布，且已经和车载端、消费端等头部客户展开合作，预计2021年出货量近百万颗（套），销售收入约为5000万人民币以上。雷述宇博士透露，飞芯同时还在研发下一代方案，要在像素里做FMCW硬件调制，用像素内的模拟电路而不是ADC后的数字域来解决，这需要解决退相干效应，最终目标是市场所有摄像头都能够实现2D和3D融合。

FMCW相干测距原理

基于对汽车产业的深刻认知，博世创业投资有限公司（以下简称博世创投）对外投资曾先后于2017年和2018年两次投资飞芯电子。博世创投合伙人认为：“激光雷达在硬件方面最有技术空间，博世创投要投的是从事下一代纯固态技术的公司，而飞芯电子则是专注于研发和制造用于机器人和无人车固态激光雷达的优秀投资标的。即便是L4或是L5级自动驾驶尚未落地，激光雷达依然有其市场存在空间，投资飞芯电子就是在寻找科技的拐点。” 据悉，飞芯已于近期启动B轮融资，主要用于后期产品研发、产线测试、流片量产、海外专利布局、团队扩充以及后期的市场拓展等方面。

飞芯电子震撼亮相CIOE，以技术创新破局，抢占市场高地

近日，为期三天的第二十五届中国国际光电博览会（以下简称CIOE）在深圳国际会展中心圆满落幕。作为光电领域最具权威性和影响力的年度盛会，CIOE吸引了来自超过30个国家和地区的3700余家优质企业参展，汇聚了海量专业观众，共同见证光电科技的最新进展与未来趋势。众多参展企业中，业内前沿的光学3D传感器提供商飞芯电子惊艳亮相6C41展位，迅速成为全场焦点。

市场竞争白热化，激光雷达产业加速崛起

近年来，激光雷达行业迈入了高速增长的快车道。

在自动驾驶与智能交通领域持续升温的背景下，激光雷达行业正以前所未有的速度迅猛发展。权威数据显示，中国激光雷达企业已在全球市场中占据举足轻重的地位，2023年的销量占比已突破80%，并有望在2024年进一步攀升至90%以上。这一令人瞩目的成绩不仅彰显了中国激光雷达产业的强大实力，也预示着全球激光雷达市场即将迎来更加激烈的竞争与变革。

然而，行业前行并非一路坦途。随着城市NOA（导航辅助驾驶）技术的日益成熟，智驾传感器配置策略的调整给激光雷达市场带来了新的挑战与机遇。如何在保证技术创新的同时，有效应对市场竞争的变化，成为激光雷达企业亟待解决的核心问题。

在此背景下，飞芯电子勇立潮头，深耕相干探测技术领域，成功研发出相干4D FMCW无人机探测激光雷达这一里程碑式的产品。该产品以卓越的探测精度、超远的探测距离以及出众的抗干扰能力，在无人机侦测领域树立新的标杆，为行业提供了全新的解决方案。

四大展区齐发力，全方位展示技术实力

展会首日，飞芯电子CEO雷述宇博士接受了媒体的现场采访。他深入阐述了公司的发展历程、技术优势及未来战略规划，并表达了飞芯电子对光电技术创新与发展的坚定承诺。雷述宇博士重点介绍了相干4D FMCW无人机探测激光雷达及集成光源等系列产品，并对这些产品在自动驾驶、智能交通、无人机侦测等领域的应用前景与市场潜力进行了展望。

期间，飞芯电子精心布局了四大展区——测距类、激光雷达类、相干传感器类以及集成光源及芯片类，全方位、多角度地展示企业在光电领域的深厚底蕴与创新能力。

在相干类传感展区里，相干4D FMCW无人机探测激光雷达作为重头戏展出，在现场大放异彩。该产品采用相干探测技术，可精准锁定并追踪2.5KM无人机目标探测，甚至对大型目标实施最远8KM范围探测；其独特的抗干扰设计，可有效抵御环境光及同频段设备的相互干扰，确保其在复杂多变的环境中依然能够稳定工作。

不仅如此，产品依托光多普勒效应，实现高精度瞬时测速，摒弃传统多帧数据推算的繁琐过程，显著提升测速的即时性和精确度，为无人机监控与反制领域树立了新的技术标杆。

飞芯电子不断地创新、集成、应用，使得相干4D FMCW无人机侦测激光雷达目前在智能感知领域的地位，几乎无可撼动。这一新品吸引了众多与会者驻足飞芯电子展区前探讨交流，工作人员也耐心讲解，气氛热烈而有序。

测距类展区的表现同样引人注目，飞芯电子自主研发的ABAX-DD系列工业级高精度300米激光测距仪以毫米级的高精度测量、低误差、高性能稳定等特点赢得现场阵阵赞叹。该产品设计紧凑、安装便捷、操作直观，并支持软硬件深度定制，满足不同用户的个性化需求，现已应用于工业自动化、机器人导航等领域。另ABAX-CJ系列激光测距仪产品，测距范围从2KM到17KM不等，专为专业测绘及环境监测、特种行业等领域研制开发，备受市场认可。