Voyant Photonics获1540万美元投资，以扩大芯片级激光雷达生产规模
2022-01-01 17:12:06   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

来源：Voyant Photonics

激光雷达（LiDAR）的未来充满了不确定性，除非像Voyant Photonics所期望的那样——其价格和尺寸大幅下降。如果激光雷达的价格仍是数千美元，尺寸仍保持三明治大小，可能会无人问津。所以Voyant Photonics近期募集了1540万美元资金，以将更小、更便宜、更易制造，但功能依然强大的激光雷达投入生产。

据麦姆斯咨询介绍，Voyant Photonics首席执行官（CEO）Peter Stern在2019年筹备该公司的种子轮融资时，目标是使用硅光子技术将激光雷达从三明治大小缩小到指甲大小。但几乎每一家激光雷达公司真正面临的挑战都是如何降低价格。在性能强大的激光器、探测器、光束操纵单元或光学装置的要求下，想要制造出像LED或触摸屏这样足够便宜的激光雷达，并可以在一辆售价不到3万美元的汽车上轻松安装数个激光雷达，这并不容易。

Peter Stern加入Voyant Photonics时，突遇新冠肺炎（COVID-19）爆发，他们当即开始寻找一种方法——可将联合创始人Chris Phare和Steven Miller开发的前景看好的原型变成一款可制造、可销售的产品。依据基本原理，他们最终研制出了一种基于光子学的调频连续波（FMCW）激光雷达系统，该系统可在现有的商业晶圆代工厂生产制造。

Peter Stern说道：“目前，很多激光雷达系统都有很多昂贵的组件——我们的愿景是有一款如同任何寻常产品一样的可大规模生产的激光雷达芯片。”他表示出对可降低成本、能节省大量空间，并且性能强大的精密激光器的渴求。Peter Stern接着说：“人们使用的激光源通常成本很高，且需要组装和校准，还有镜头需求等问题。我们使用了稍微翻新过的数据通信激光器，这种已经过时的只有芝麻大小的激光源每个售价5美元，激光路径需花费30美元。”

为此，Voyant Photonics采用了毫米波雷达常用的调频连续波方法，并结合硅光子技术以降低尺寸和成本。该方法利用可识别的数据模式编码并不断调整其频率的连续光束，避免了传统激光雷达的飞行时间（ToF）方法的许多问题。Voyant Photonics使用的方法可将激光雷达规模化量产成本降至100美元以下——所有光学、光束操纵和传感等功能都集成于芯片上。

在激光雷达芯片上的一些光波导的特写图（来源：Voyant Photonics）

但是，Voyant Photonics不会与Velodyne或其它新兴的激光雷达公司（如Luminar和Baraja）在汽车领域展开竞争。Peter Stern表示：“我们资金不足，无法完成汽车开发周期。”事实上，进入这一市场的成本相当高。“由于我们的成本更低，故可以将其应用于机器人、移动设备、工业安全等领域。在非汽车领域，我们的产品可以很快取代Velodyne的Puck激光雷达。”

人们很可能会想“这与我们智能手机上的激光雷达有什么不同？”当然，我们可以制造这种规模和尺寸的激光雷达单元，但它们的能力极其有限。只适合扫描客厅，在超过几米远，或有阳光照耀及天气恶劣的情况下都不可靠。Voyant Photonics的目标并不是汽车，但它的激光雷达仍具备自动驾驶级规格：100米的距离误差可精准到毫米级别，这是汽车时速达70英里时需要的性能。

调频连续波技术（也用于感知系统领导厂商Aeva的激光雷达）产生的点较少，致使分辨率较低，但它提供瞬时多普勒速度。无需计算或花费额外的扫描功能，就可判断光束击中的物体的移动速度，这是一个很大的优势。

调频连续波技术在竞争中的另一个有益优势是，它不仅能够识别距离和速度，而且在一定程度上能够识别物体材质。这种方法使用了偏振测量，偏振是光束受到不同表面不同方式影响的一个因素。因此，从单个数据点来看，Voyant Photonics的激光雷达应该能够分辨出物体是金属、沥青、木材、皮肤、衣服还是毛皮或者其它材质。这对辨识物体类别的方法非常有用，如果某物体上有毛皮，它可能不是一棵树或一辆车。

“云雀（Lark）”激光雷达开发套件框图（来源：Voyant Photonics）

此次1540万美元的A轮融资由UP. Partners领投，LDV Capital和Contour Ventures跟投。Voyant Photonics计划通过将其开发套件交付到合作伙伴手中以获得认可，并将这笔资金用于生产。“云雀（Lark）”是两种型号中更传统的一种，通过振镜反射激光信号，而“麻雀（Sparrow）”则使用二维光束操纵技术，进一步减少了对机械部件的需求。

Peter Stern表示，他们将在2022年为合作伙伴生产约200个激光雷达，然后将在2023年开始接受商业订单。届时可能会引起汽车界的广泛关注，但如果Voyant Photonics的战略成功了，其将挤占工业市场一块很好的份额，并且是那些生产更大尺寸、更昂贵激光雷达的公司无法企及的。

延伸阅读：

《激光雷达产业及核心元器件-2020版》

《自动驾驶汽车、机器人出租车及其传感器-2021版》

《传感应用的VCSEL技术及市场-2021版》

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