第二屆“光”+智能駕駛技術(shù)高峰論壇于2019年9月6日舉辦，本次論壇邀請了政府部門、咨詢機構(gòu)、整車企業(yè)、激光雷達制造商、紅外夜視、攝像頭等傳感器重點企業(yè)及知名科研院所等到會研討，共話光與汽車電子行業(yè)市場前景。以下為艾邁斯半導(dǎo)體市場與業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)金安敏現(xiàn)場演講實錄：

艾邁斯半導(dǎo)體市場與業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)金安敏

大家下午好！今天很高興參加這個峰會，剛才大家聽到了廣汽的郭總提到自動駕駛對激光雷達的要求，QQmented非常領(lǐng)先的企業(yè)介紹了MEMS關(guān)鍵的MEMS陣鏡的發(fā)展。艾邁斯半導(dǎo)體是光電類半導(dǎo)體全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)，我們在激光雷達當中有比較多的技術(shù)的積累，會帶來激光雷達當中光源、光源驅(qū)動和接收上相關(guān)的技術(shù)發(fā)展的介紹。

ams是現(xiàn)在是全球化的公司，在全球都有全面的布局。我們在中國是上海、深圳都有布局，其他全球主要工業(yè)國家都有我們的研發(fā)中心和商業(yè)的辦事處。全球大概是接近1萬名員工，我們的主要生產(chǎn)地是在新加坡和奧地利。我們的業(yè)務(wù)市場主要是兩塊：一塊是CCC，主要是消費及通信類的業(yè)務(wù)。二是AIM，主要是汽車、醫(yī)療和工業(yè)上的業(yè)務(wù)。

剛才講到光電類比較領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)，我們非常專注做傳感器，尤其是光電類相關(guān)的傳感器，一大塊是光學(xué)類的傳感，一大塊是成像類的傳感。另外還有消費電子上面用的耳機上的傳感器的半導(dǎo)體方案，比如抗噪耳機。專業(yè)的還有位置傳感、環(huán)境傳感和流量傳感，都是有比較多的行業(yè)的應(yīng)用產(chǎn)品和經(jīng)驗。

傳感器的技術(shù)、產(chǎn)品的經(jīng)驗主要是得益于這幾年我們比較多的并購。最近幾年我們并購了多家企業(yè)，有3D軟件方面的還有光學(xué)傳感比較領(lǐng)先的企業(yè)，還有CMOSIS做高性能成像，主要是機器視覺方面的成像。Heptagon還做光學(xué)，半導(dǎo)體晶圓層面的器件。我們過往做了很多技術(shù)上比較領(lǐng)先的企業(yè)的并購，充分整合、充分吸收來推廣到不同市場，不管是消費級還是汽車級。我講其中一部分技術(shù)在汽車上應(yīng)用的案例。

成像和光學(xué)的產(chǎn)品和技術(shù)在近幾年得到飛躍式發(fā)展，特別是應(yīng)用層面，消費層面3D發(fā)展是最近幾年非常熱的，最近一年以來出的高端手機都應(yīng)用于3D傳感方面，涉及相應(yīng)的半導(dǎo)體的技術(shù)，包括光源、接收和晶圓級別的光源器件等。我們是全球唯一提供全套關(guān)鍵半導(dǎo)體技術(shù)的公司。3D這塊技術(shù)從消費業(yè)界會慢慢往其他方面遷移，有一塊是從手機遷移到智能家居、智能樓宇、安防這塊，涉及到手勢識別，也是可以用3D技術(shù)實現(xiàn)。包括我們說個性化的家居的功能，也可以對主人的身份識別，包括對于屋內(nèi)具體物件的距離檢測等等來實現(xiàn)。從消費級往工業(yè)級推，逐漸就到3D應(yīng)用到汽車上會有哪些應(yīng)用。

剛才郭總提到的，在自動駕駛方面L3，特別是L4級以上，激光雷達變成不可缺少的系統(tǒng)，但是問題現(xiàn)在挑戰(zhàn)很多，因為要過車規(guī)，二是成本還要下來，這樣還要大規(guī)模使用車上。如何做到這點，業(yè)界還沒有已經(jīng)做好的答案給到主機廠，我們這里也介紹一下我們提出的半導(dǎo)體方案來賦能純固態(tài)激光雷達，能比較低成本的過車軌大規(guī)模使用車上的方案，現(xiàn)在我們和不少業(yè)界的做激光雷達的系統(tǒng)的公司做全面的合作。

3D應(yīng)用到車上，除了激光雷達了解環(huán)境的信息、測序，包括艙內(nèi)駕駛員的監(jiān)控和識別，還有駕駛員手勢的檢測等等，這些也是2D和3D的應(yīng)用。另外還涉及到投射，汽車上面增加酷炫感的應(yīng)用就是智能投射，在地面投射比較大范圍的清晰度很高的圖案，可以用作歡迎主人上車的迎賓性質(zhì)的應(yīng)用，也可以用于安全上，比如投射一個轉(zhuǎn)彎的圖案或者投射倒車的圖案來警示相關(guān)道路的使用者，我這個車要做變化或者轉(zhuǎn)彎等。這是我們車上幾個典型的，通過已有的3D技術(shù)往車上的應(yīng)用做開發(fā)的例子。

總結(jié)下來，ams半導(dǎo)體業(yè)務(wù)主要集中于四大塊的應(yīng)用：一是激光雷達上的關(guān)鍵的光源和光學(xué)技術(shù)；二是人機交互方面，駕駛員監(jiān)控、駕駛員識別方面的；三是相對專業(yè)化的傳感領(lǐng)域，位置傳感，位置傳感在新能源的趨勢當中也會有些新的應(yīng)用，譬如電機的位置傳感器，電流的傳感器用于電器管理，這是新四化、新能源帶來的一些應(yīng)用，我們比較好的技術(shù)也能得到應(yīng)用。最后一塊是投射照明，剛才我提到的。這是我們比較關(guān)注的四塊，未來會有巨大發(fā)展、巨大潛力的應(yīng)用。

今天我會比較詳細介紹雷達相關(guān)，今天主題也是自動駕駛相關(guān)，激光雷達是自動駕駛不可或缺的部件。雷達上面我們會相應(yīng)用到ams的方案，VCSEL陣列技術(shù)和相應(yīng)的驅(qū)動。我簡單介紹下激光雷達，我想在座的對激光雷達比較了解，激光雷達在L3級以上，特別是L4以上的自動駕駛是不可或缺的系統(tǒng)，在應(yīng)用上面有幾大應(yīng)用，包括高速公路上的自動駕駛，城市車輛比較堵塞時的輔助，包括停車時的自動停車。還有城市里面的自動駕駛等等，這幾大應(yīng)用都是對L3、L4自動駕駛中比較典型的應(yīng)用，會需要激光雷達。但是至今為止并沒有一款成本比較低，過車規(guī)的激光雷達系統(tǒng)，像郭總提到的一些產(chǎn)品都還沒有達到這樣的水平。

激光雷達比較普遍看到的，現(xiàn)在測試車上都用的，機械式旋轉(zhuǎn)鏡的雷達，原理剛才介紹過，它就是通過有旋轉(zhuǎn)鏡來源把光源掃描到整個視場，接收反射市場的信息，來判斷整個市場有人等等。這是測試車上大規(guī)模應(yīng)用。但是量產(chǎn)車沒有辦法應(yīng)用，因為成本很高，也很難過車規(guī)。

第二類是針對短距離的，短距離可以有Flash這樣的激光雷達系統(tǒng)，原理是通過光源陣列來打量整個市場，通過接收陣列，可能很多用SPAD的陣列來接收信息，實現(xiàn)信息的捕捉，只能針對短距離的，如果150米、200米以上的，針對前方的應(yīng)用是沒有辦法通過這種方式實現(xiàn)的。

第三種是做純固態(tài)的激光雷達，它要實現(xiàn)低成本還要實現(xiàn)過車規(guī)，我們提出的方案是用可尋址VCSEL陣列光源技術(shù)，原理是光源還是類似Flash光源，它是正面的基礎(chǔ)上做逐行、逐列的尋址，通過逐行發(fā)射光源來做空間的掃描。它正面發(fā)出的光的功率是非常大的。我們有高功率的VCSEL技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射，然后接收信息，通過這個方法實現(xiàn)純固態(tài)的激光雷達。這樣可以降低成本和降低難度，這是我們提出非常關(guān)鍵的底層技術(shù)來實現(xiàn)固態(tài)激光雷達。

提到做固態(tài)激光雷達，我們有相應(yīng)的技術(shù)。針對其他激光雷達，整個激光雷達行業(yè)大家提出不同的方案，有固態(tài)激光雷達、MEMS激光雷達，整個基本架構(gòu)是有一個發(fā)光源，還有對光源的控制還有對發(fā)射的驅(qū)動等。發(fā)射光源這里普遍有兩種方式：一是邊發(fā)射器，二是VCSEL，現(xiàn)在機械式旋轉(zhuǎn)的激光雷達里面是邊發(fā)射器用得比較多。但是未來因為邊發(fā)射器相應(yīng)有些比較難克服的障礙，譬如說裝配比較困難，然后它的效率要大幅度提升，這方面會有些障礙。VCSEL是比較好的能實現(xiàn)光源陣面進行規(guī)模化生產(chǎn)、規(guī)?；_到汽車等級的方式，所以這是光源上的選擇。我們ams半導(dǎo)體主要是做VCSEL的方案。

接收，比較傳統(tǒng)的是AIR這種PIN方式，還有機械式APD方式，還有SPAD也是比較好的方式。純固態(tài)激光雷達就沒有光源掃描的部件，這個部件完全拿掉了。如果機械式激光雷達或者MEMS的激光雷達還有光速掃描的部件，不管是通過MEMS陣鏡還是機械式陣鏡實現(xiàn)。不同的激光雷達用的組合不一樣。我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)固態(tài)的激光雷達，認為用VCSEL和相應(yīng)的結(jié)合SPAD然后有合適的驅(qū)動可以實現(xiàn)固態(tài)激光雷達。我們可以用VCSEL替代普遍的邊發(fā)射器的技術(shù)。這是典型的VCSEL技術(shù)和邊發(fā)射激光技術(shù)的比較在激光雷達的應(yīng)用。從做大的角度VCSEL有明顯的優(yōu)勢，包括過車規(guī)VCSEL明顯好于發(fā)射器。同時人眼安全，這在應(yīng)用上面必須要有的人眼安全，VCSEL相對比edge Emitter有明顯優(yōu)勢。我們和激光雷達的廠家、系統(tǒng)的生產(chǎn)廠都有比較緊密的合作來用VCSEL作為光源。

實現(xiàn)固態(tài)激光雷達很關(guān)鍵的底層技術(shù)是可尋址的激光VCSEL陣列，如果有VCSEL面陣，單一的陽極作為驅(qū)動，那就是不可尋址的，整個面陣同時發(fā)光。接收也是同時接收，這是Flash，相對適合短距離的。如果做成Addressable，每行、每列都有陽極，可以按逐行、逐列來打量光源，每行、每列的光源的功率足夠高，打得夠遠，來實現(xiàn)激光雷達應(yīng)用所需。從逐行掃描和逐列掃描可以做到兩地可尋址，可能按區(qū)塊點量，甚至一個點一個點的點亮，充分利用可尋址的優(yōu)勢，實現(xiàn)每點每個小區(qū)塊的信息單獨捕捉、單獨分析。底層技術(shù)大概的解釋是這樣的。

聽起來是比較直觀的方式，以前沒有實現(xiàn)，因為這和VCSEL比較難做到高功率有關(guān)系，因為它以前用在光通訊和手機上，以前功率比較低，很難達到汽車和激光雷達遠距離的要求。ams收購了Princeton Optronics，它擁有高功率VCSEL技術(shù)，可以把功率做到很高。發(fā)射角比較小，射的距離在100米以上，現(xiàn)在最好做到150米到200米的距離，符合到遠距離激光雷達的應(yīng)用。同時一個面陣VCSEL的點可以做到5萬個點，每個點做到0.1W到1W，甚至1.5W都可以做到，一個點1W或者1.5W，整個面陣發(fā)出的功率很高。所以整個發(fā)出去的功率很高，逐行發(fā)出去，假設(shè)100行，每一行發(fā)出去也有很高的功率。有這些優(yōu)勢以后，實現(xiàn)固態(tài)激光雷達沒有陣鏡，都是純固態(tài)，然后成本大幅度下降。

幾個月前我們有新聞發(fā)布，和Ibeo和ZF在激光雷達上全面合作，在2021年前會有量產(chǎn)的產(chǎn)品出來。同時我們在其他激光雷達的合作伙伴都有一些深入的合作，不管是國內(nèi)還是國外，我們相信這個技術(shù)是非常關(guān)鍵的革新，能夠比較好的低成本可過車規(guī)的激光雷達實現(xiàn)。

除了激光雷達我們還做艙內(nèi)的光學(xué)、成像上的傳感器，一大塊是駕駛員監(jiān)控，除了駕駛員監(jiān)控還涉及手勢識別，還有單點距離檢測，單點距離檢測可以做比較有趣的應(yīng)用，能夠了解到駕駛員的頭部位置在哪里。如果有交通事故產(chǎn)生，那么安全氣囊的啟動是如何知道駕駛員的頭部準確位置，安全氣囊的準確效果做到最好，這是很有趣的通過單點距離檢測的應(yīng)用。第二塊是我們對駕駛員狀態(tài)的監(jiān)測，這個是現(xiàn)在方向盤上添加相應(yīng)的光電傳感器可以。還有駕駛員生命體征的檢測，還有駕駛員離手檢測。剛才廣汽郭部長提到，Tier 1或者供應(yīng)商要提供系統(tǒng)比較準確知道駕駛員的狀態(tài)，離手檢測是很重要的指標，駕駛員的手控制在方向盤上還是駕駛員的手完全脫離方向盤，整個ADAS系統(tǒng)需要做啟動還是做調(diào)整，這是很重要的傳感器輸入。

智能投射是車外用車燈（裝飾燈）的方式投射大片圖案，關(guān)鍵技術(shù)是晶圓級的技術(shù)，微透鏡系列Micro Lens Arrays，在1×1的方塊上幾十個一模一樣的圖案，然后把一模一樣的圖案投射到地面上互相疊加，保持整個圖案在大面積的時候非常清晰，均勻度非常好，然后效果都很好，不管是白天還是黑夜，比較適合應(yīng)用在比較酷炫的迎賓光攤或者大面積投射轉(zhuǎn)彎角或者投射倒車的范圍或者投射一輛車，行人過馬路的時候，那時候沒有斑馬線，投射斑馬線讓行人過去，這都是可以應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)的比較好的智能駕駛或者先進的下一代智能車上的應(yīng)用。

我今天主要介紹到這里。謝謝大家！

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