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國科光芯:致力于可量產、低成本、全固態車載相控陣激光雷達芯片

2020年2月27日,受疫情的影響,由海寧市人民政府主辦,海寧市經濟開發區協辦的“芯”動潮城智創未來海寧(中國)泛半導體產業園欣奕華一期項目投產儀式在海寧(中國)泛半導體產業園以線上直播的形式召開,此次竣工投產的5個重大項目涉及智能裝備、關鍵零部件、新能源等多個領域總投資達50.3億元,達產后預計年產值101.2億元。    

作為本次活動召開的協辦方和入園方之一的國科光芯(海寧)科技股份有限公司是浙江省海寧經濟開發區泛半導體產業重點引進的企業。公司在整合原中科天芯科技(北京)有限公司和廈門市和奕華光電科技有限公司基礎上成立,在海寧、北京、廈門、深圳等地設有研發、生產及銷售機構。國科光芯立志為客戶提供從消費電子到自動駕駛等多種應用場景的基于核心硅基光子芯片技術的高性價比激光雷達產品及解決方案。

公司團隊出身于中科院,憑借20多年在硅光領域的研究,積累了大量的技術經驗和頂尖人才,是國內最早從事相關領域研究的團隊之一。從2017年起,公司與多家國內外頂級研發機構通過聯合實驗室等形式開展產學研合作并于2018年2月推出第一代光學相控陣技術固態激光雷達芯片A2。公司研發團隊在此基礎上不斷優化改進2019年8月完成新一代光學相控陣技術固態激光雷達芯片的流片,并組織了第三方專家對此次流片結果進行了評審,一致認可此次流片達到國內領先、國際先進的水平。

為適應車載相控陣激光雷達應用和量產的需求,國科光芯經過兩年時間的開發,搭建了全新的硅基材料體系,并與世界領先的科技企業進行流片及IP合作,解決了之前車載相控陣激光雷達中承載光功率不足、旁瓣干擾等若干國際性技術難題,完成了可大規模量產的相控陣激光雷達掃描芯片(芯片及封裝后的樣片如圖1和圖2),為真正車載相控陣激光雷達的應用掃清了關鍵性技術障礙。


 

圖1:相控陣激光雷達芯片樣品   



圖2:相控陣激光雷達芯片封裝模組


      技術路線上,國科光芯在國際上開創性地采用全新硅基材料體系波導,開發了可從780nm到1650nm進行定制的激光雷達掃描芯片。該款芯片借助低傳輸損耗、弱非線性等新材料技術優勢,與傳統的光子材料體系相比具有全面顯著的先進特性,從而保證在幾百納米寬的波導中可承載大于瓦級連續光或峰值功率千瓦級脈沖激光能量,為百米級甚至公里級探測距離的車載激光雷達應用提供了可行性。

      同時,由于新材料體系的采用,保證了小于1dB的耦合損耗和約0.1dB/cm的傳輸損耗。此外,采用獨創的硬件設計、智能適應算法的軟件開發,實現了可比傳統相控陣技術低一個數量級的旁瓣抑制比。封裝后,該芯片可實現寬掃描角度、高準直、大對比度的激光束掃描,并實現與光學集成相干檢測技術的理想組合。該芯片制造工藝與CMOS工藝兼容,具備規模化、低成本產業化可行性,大規模生產時成本可低于30美元。


    圖2:傳統相控陣雷達(左)和本芯片(右)旁瓣抑制對比


      除了激光雷達掃描芯片,國科光芯還在調頻連續波相干探測、波束控制等技術上取得顯著進展,并計劃在2020年內開發出基于相控陣掃描芯片的低成本全固態激光雷達模組。




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