三大技术路线、四种主流方案！盘点国内外激光雷达芯片厂商

近年激光雷达技术如雨后春笋般萌芽。激光雷达显然并非如此完美，亦有其弱点所在，例如易受雨雪等极端天气影响，但是整体来看，其市场潜力依然可观。根据调研机阿构Yole 预测，全球激光雷达市场应用规模将在2023年达到63亿美元。

我爱方案网认为，随着入局企业增多，资本市场已从狂热期进入理性期，行业正从靠概念吃饭转向靠品质吃饭，这要求激光雷达企业必须更注重技术的创新与突破。此外，玩家增多也必然会带来惨烈的竞争，这将导致激光雷达的价格进一步下行，而这个惨烈的过程对企业的生存是极大的考验。激光雷达企业必须牢牢把握成本和技术两个维度，才能迎来自动驾驶大规模商用的时代。

激光雷达三大主流技术路线、四种主流方案

激光雷达是自动驾驶技术中至关重要的传感器，工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。

我爱方案网总结出激光雷达三大主流技术路线、四种主流方案。

三大主流技术路线：

一、扫描式雷达。这类产品方案是目前主流方案，被认为会被批量的使用，但主要是用在商业车队、RobotTaxi等场景下，主要原因：一是成本比较高很复杂，可靠性难以达到车规要求。二是不美观，私家车不容易接受。

二、MEMS激光雷达。作为机械旋转扫描式激光雷达的升级换代，MEMS激光雷达这种固态雷达，也被大量布局。这个方案将会走向量产，因为这是现在大多数厂家都会做的技术方案，并且不同于扫描式雷达，MEMS固态激光雷达有可靠性和可制造性的优势，会在乘用车中被量产，预测很快会有带有这种雷达的乘用车宣布量产。

三、闪光式雷达（Flash Lidar）。这一类雷达现在的市面上并不太多，不是现在最主流的方案，但是做这个产品的公司都是大公司或创新性很强的公司，因为Flash Lidar对能量要求比较高，在技术上有很多的挑战，但是有它天然的优势，即高分辨率和无时延。当然，Flash Lidar并不是要取代前两种方案，而是一种补充技术，是一个新的技术方向。”

四种主流方案：

一、905nm脉冲激光二极管（PLD）。这是目前最主流的方案，激光器本身的可靠性和大批量生产交付没有问题，现在在激光雷达中也得到了批量使用，扫描式激光雷达基本采用这一方案。

二、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。苹果手机从10代开始用VCSEL做人脸识别，自此VCSEL产业被带动起来，激光雷达也开始使用VCSEL作为光源，VCSEL可以实现905、1550等一系列波长，由于其价格相对便宜、可靠性高，并且产能比较充足，预计未来会成为激光雷达的主流方案之一。

三、光纤激光器（Fiber laser）。光纤激光器工业市场需求非常大，产线链比较成熟，但是主要应用做工业加工。目前国内外已有一些企业用光纤激光器，但是这一方案对于激光雷达车载应用而言比较复杂，成本较高，只有个别厂家采用。这一方案可能不会成为未来主流，也许不会量产。

四、固体激光器。固体激光器是各激光器类别中最成熟的技术，虽然它同样比905nm PLD以及VCSEL复杂，不过由于有Flash Lidar这一技术路线，而固体激光器能提供Flash Lidar所需要的高能量、高功率，所以固体激光器一定会在技术和市场上有一席之地，而且会成为一个主流的技术路径。

国际激光雷达芯片厂商

激光雷达市场百花争鸣，我爱方案网盘点了国际上具有一定代表性的激光雷达芯片厂商，分析各厂商是如何通过各自的技术解决应用难题的。

DARPA

美国DARPA于2015年发布了芯片式激光雷达Sweeper技术，其对该技术的形容为Wide-Angle Optical Phased Array Technology（广角光学相控阵技术）。该技术将激光雷达的机械扫描方式改进为光学相控阵扫描，有望实现小型化、低成本、高可靠的目标。

英飞凌

2016年10月，英飞凌全资收购了荷兰的IC设计公司Innoluce，目的是利用Innoluce的技术专长，为高性能激光雷达系统开发芯片和组件，同时降低激光雷达的成本。Innoluce是从飞利浦公司剥离出来的，成立于2010年，该公司在MEMS领域拥有技术积累，其模块集成了硅基固态MEMS微反射镜，可用于汽车灯光探测和测距系统中的激光束调整。

Luminar Technologies

2018年，汽车激光雷达系统开发商Luminar Technologies收购了芯片设计公司Black Forest Engineering，后者专门研究高性能InGaAs接收器。据悉，该接收器能够提供创纪录的光子效率和动态范围。Black Forest Engineering公司之前曾参与过多项旨在提高焦平面阵列（FPA）性能的小型企业创新研究（SBIR）计划。Luminar公司和大多数激光雷达传感器供应商之间的主要区别在于：前者使用的是在磷化铟（InP）晶圆上制造的1550nm波长的激光器。其优势在于，能够在更远的距离感测到低反射率物体（例如黑色汽车），这意味着自动驾驶汽车在高速行驶时会有更多时间来进行减速操作，以避免危险的发生。

瑞萨电子

2018年初，瑞萨电子宣布与初创公司Dibotics合作，共同开发车规级嵌入式激光雷达处理器，低功耗的激光雷达处理器可以进行实时的3D绘图系统开发。这两家企业将各自的优势进行了结合，即瑞萨的R-car系列芯片与Dibotics的3D SLMA技术，最终推出一款SLAM on Chip的方案。所谓SLAM on Chip，就是在一块SoC芯片上部署3D SLAM技术，一般来说，要实现高性能实时的SLAM，需要在一台PC上完成，如果这两家能够将这个方案实现车规级并量产，那么对于激光雷达制造商和使用激光雷达的企业来说，都是个好消息。

Lumotive

2019年，由比尔盖茨资助的激光雷达初创公司Lumotive推出了一种新型光束控制技术，该技术使用的是LCM——基于超材料光弯曲原理引导激光脉冲的芯片，在激光雷达领域，Lumotive是第一家将这种技术商业化的企业。Lumotive的 LCM 不仅具有可提高激光雷达感知能力的大孔径，同时还能借助于半导体制造的经济性来降低系统成本。Lumotive的 LCM 芯片不含移动部件，采用成熟的CMOS制程工艺，具有实现低成本、高可靠性和小尺寸激光雷达的可行性。

Aeva

2019年12月，由前苹果公司工程师Soroush Salehian和Mina Rezk创立的公司Aeva，发布了调频连续波（FMCW）激光雷达系统Aeries，将激光雷达传感器的所有关键元件都集成于一颗微型光子芯片内，被称为4D激光雷达芯片。该公司的4D激光雷达芯片系统的尺寸和能耗大幅减小，而覆盖范围却大幅提高，能探测300米以外的低反射率物体，并能测量每个点的瞬时速度，这在自动驾驶汽车行业尚数首次。此外，该激光雷达芯片系统的价格不到500美元。该激光雷达不受其他传感器或阳光的干扰，此外，不同于其他FMCW方式，Aeva的产品可以每秒为每束光提供数百万个点，从而产生超高保真度数据。Aeva联合创始人Mina Rezk表示，“并非所有FMCW 激光雷达都是一样的。我们方案的关键优势在于，打破了最大探测距离和点密度之间的依赖关系，这一直是飞行时间（ToF）和FMCW激光雷达的障碍之一。我们的4D激光雷达将多个光束集成在一颗芯片上，每个光束都能够每秒测量超过200万个300米以外的点。”

Draper

在从机械式激光雷达向固态激光雷达的演变过程中，一些企业选择直接进入全固态激光雷达，也有许多企业深耕于混合固态技术路线——MEMS激光雷达。2019年12月，美国非盈利性研发组织Draper发布了一种采用全数字MEMS光开关进行光束转向的芯片级激光雷达。

Draper创新地将光开关、MEMS和集成光子器件全部整合在一颗单芯片上，使其在探测距离和分辨率上优于当前的竞争产品。这种高分辨率固态激光雷达可以在50米处对物体进行成像，探测距离可达数百米，同时提供了小于0.1度的角分辨率。不仅如此，Draper还展示了损耗低至1dB/cm的低损耗波导，以及寿命超过100亿个周期的MEMS光开关。据麦姆斯咨询此前报道，Draper曾宣称这款固态激光雷达传感器在规模量产后，成本仅需50美元。采用Draper的激光雷达技术，激光通过光开关矩阵发射并通过相同的光开关收集，几乎不会收集到环境光，因此使其实现了更高的信噪比。

LeddarTech

2019年，提供固态激光雷达关键元件的LeddarTech宣布向汽车厂商交付3D固态激光雷达SoC芯片（LeddarCore LCA2）的首款A样，随后实现批量供应。LCA2采用了LeddarTech的LeddarSP信号处理算法，能够提供诸如距离、位置及回波强度等激光雷达原始数据。为了能够加快合作伙伴的开发进度，LeddarTech的生态合作伙伴将可以为产品开发提供包括激光器、探测器等在内的核心零部件，并提供降低成本的解决方案。

恩智浦

恩智浦是汽车电子半导体的行业老大，自然不会放过激光雷达这一商机。而中国的广大市场自然也是其重点关注的。2019年4月，恩智浦与南京隼眼电子(Hawkeye)签署投资与战略合作协议，以扩大其在中国汽车雷达市场的份额。

智浦全球资深副总裁兼首席技术官Lars Reger表示，从高识别率、高分辨率、高精度的成像雷达发展趋势来看，一定程度上它可以作为激光雷达目前高成本情况下对市场的补充。换言之，在某些Level 3、Level 4、Level5应用场景，可以采用成像雷达作为补充，无需采用达到64线高分辨率的激光雷达，而采用16线相对成本较低的激光雷达方案，以达到近似效果，这也是一种平衡的考量。

安森美

目前，安森美是汽车用CMOS图像传感器领域的行业老大，在此基础上，该公司也在毫米波雷达、激光雷达用芯片方面进行着拓展。安森美于2019年推出了一款激光雷达芯片，叫做Pandion，是矩阵型的。固态光源Flash可以感知三米内的深度，扫描式的波速控制 (Beam Steering)，则可以感知到100米左右的深度。因为它采用了矩阵型感光点，形成400×100的矩阵。区别于传统的点云（point cloud）。0.1lux（勒克斯，照明单位）的环境光肉眼几乎看不到，但通过该公司的Super  Depth技术就可以看到。为此，安森美收购了一家公司。该公司多年开发的图像传感技术可以融合到激光雷达的开发上。把激光雷达矩阵化，变成图像，这是该公司的第一步。传统的激光雷达采用APD技术，其感光率普遍较低，安森美采用的SPAD技术是一个光子回来会有超过百万甚至上亿倍数的增益，所以感光的效果非常好。

国产激光雷达提供商

目前，中国市场上的激光雷达芯片，特别是信号处理所需的元器件主要依赖进口，这在一定程度上抬高了激光雷达的生产成本。因此，多家国内的芯片企业都在争取通过各自的优势技术，填补上国内的这块空白。我爱方案网罗列了以下值得关注的国产激光雷达提供商：

深圳镭神智能

2018年初，深圳镭神智能首款用于激光雷达接收端的模拟信号处理芯片研发成功。据悉，这是国内首款高集成度激光雷达接收端模拟信号处理芯片，量产后，将会使全行业成本降低3成。
这款芯片采用中芯国际制程工艺，芯片的处理能力可以最高支持160线的激光雷达产品。此款芯片与传统激光雷达芯片最大的不同是大量实现了功能集成。此前，激光雷达的模拟信号处理模块采用多个元器件的分立设计，镭神智能将高频高带宽模拟晶体管、放大器等集成到比指甲盖还小的芯片中，用单枚芯片实现激光雷达整体控制，大大缩小激光雷达信号处理电路的体积与功耗。

光珀智能

光珀智能是为数不多的选择3D Flash路线的激光雷达芯片企业。光珀已经推出了第一代ToF传感器芯片，基于这一代芯片推出了三个技术平台：GP001A、GP002A 和 GP003，分别满足不同距离（近、中、远），强阳光下（100Klux），大场景（70⁰），高精度（<1%），高空间分辨率（0.06⁰V）等三维感知需求。

光珀的核心技术是：用一个脉冲序列，代替一个单脉冲，降低每一个脉冲的峰值。光珀使用的是一个组合脉冲序列，这意味着每个脉冲的峰值被大幅压缩。压缩峰值后，可以使用半导体激光器作为光源，同时符合人眼安全，更不需要去使用像 1550nm 那样的特殊波长，因此，光珀的传感器可以用硅来设计。

地平线与禾赛科技

去年，地平线与禾赛科技达成战略合作，以推动高级别自动驾驶研发与应用。禾赛科技提供顶级的激光雷达传感器，地平线有Matrix视觉感知、Matrix激光雷达感知、NavNet众包高精地图采集与定位等方案，可提供高性能、低成饮冰科技本、低功耗的多类别环境感知方案。

饮冰科技

2019年12月，饮冰科技获数千万元Pre-A轮融资。该公司一直在做基于Flash技术的固态激光雷达研发。饮冰科技将分立的激光器和探测器通过半导体生产的工艺分别集成到了单芯片内，芯片化的解决方案是饮冰的一个亮点。

华为

华为智能汽车解决方案BU总裁王军表示，华为在武汉有一个光电技术研究中心，总计有1万多人，该中心正在研发激光雷达技术，目标是短期内迅速开发出100线的激光雷达。未来计划将激光雷达的成本降低至200美元（约1390元人民币），甚至是100美元（约695元人民币）。

除了以上企业，飞芯光电、佳光科技、瑞波光电、北科天绘等也都在进行着激光雷达芯片的研发。

我爱方案网上汇聚各种雷达、毫米波方案，推荐几个给大家：

室内低成本激光雷达方案

http://www.52solution.com/facs/6957

产品可360度环境扫描，主要用于智能机器人，实现室内建图，定位，导航，避障等功能；

高精度测距：测距范围6米，精度毫米级，角分辨率可达1°

360度无死角扫描： 扫描频率5—10赫兹，测量点1800点/秒

国际1级激光安全标准

倒车雷达控制板

http://www.52solution.com/facs/8928#

1、 bibi三级心跳提示音;

2、30CM～250CM,厘米级提示精度,精确提示障碍物的距离

3、Bi.Bi.Bi.蜂鸣声逐级报警提示,距离越近,报警声音越急促;

4、探头自检功能,探头异常状态提示,以避免因探头损坏而造成的倒车碰撞;         

防撞车用77GHz雷达系统方案

http://www.52solution.com/facs/1954

本方案采用的77GHz雷达系统支持带有或不带自动转向与制动干预功能的自适应巡航控制、防撞保护和碰撞警告系统。在碰撞警告系统中，雷达芯片组可以检测和跟踪目标，根据前方交通状况自动调整车辆的速度并控制与前车的距离，在即将发生碰撞时向驾驶员发出警告并启动紧急制动干预。

24Ghz工业毫米波雷达 测距雷达 感应雷达 智能马桶卫浴雷达

http://www.52solution.com/facs/5861

本文综合半导体行业观察、盖世汽车社区 、ofweek