力策故事：OPA激光雷达的坚守者！
2019-11-29 16:23:19 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
麦姆斯咨询采访了力策科技创始人兼首席执行官张忠祥博士。让我们一起来倾听全球首款双轴独立控制、大视角、高速扫描OPA芯片诞生的“力策故事”！
微访谈：力策科技创始人兼首席执行官张忠祥
采访背景：深圳力策科技有限公司（以下简称“力策科技”）是国际领先的光学相控阵（OPA）芯片产品与方案提供商，同时是国内最早研发并销售飞行时间（ToF）激光雷达（LiDAR）的企业之一。其单线和4线机械式激光雷达已经成功投入服务机器人、工业自动导引运输车（AGV）、智慧交通等行业。从2014年开始，力策科技着手研发全固态激光雷达，2019年其OPA芯片已完成三次流片，OPA激光雷达的实现也提上日程，未来将推向高达数千亿的辅助驾驶和自动驾驶市场。
在此背景下，麦姆斯咨询采访了力策科技创始人兼首席执行官张忠祥博士。让我们一起来倾听全球首款双轴独立控制、大视角、高速扫描OPA芯片诞生的“力策故事”！
麦姆斯咨询：张总，您好！我们开门见山，听说力策科技的OPA芯片已经按计划完成了三轮流片，成功开发出全球首款双轴独立控制、大视角、高速（>3MHz）扫描的OPA芯片。大家都很希望知道这款OPA芯片的具体情况，可以讲讲吗？
张忠祥：您好。三轮流片其实是原先计划以外的情况了，我们在2017年的时候没有预料到流片会这么漫长。“全球首款”这个表述所表达的是我们在这条技术路线上的领先性，同时也想表达我们这款OPA芯片的一个差异性（两个轴向控制原理一样，而且可以适配不同测距方案）和两方面性能的突破（扫描速度>3MHz、插入损耗<30%）。第三轮流片我们基本验证了两点：（1）芯片结构的物理基础没有问题；（2）设计性能与实际性能基本符合预期。
力策科技与国外研究机构/高校的OPA芯片性能对比
麦姆斯咨询：三轮流片结束后，你们的下一步计划是什么？
张忠祥：刚刚我们用了比较保守的“性能基本符合预期”来描述三轮流片结果，是因为某些方面的性能与仿真值还是有差距，我们还在优化。这些优化方面包括损耗降低到15%以内，降低相位调制导致的幅度调制副作用。我们预期在2020年春节前后完成。
麦姆斯咨询：OPA芯片是OPA激光雷达的“咽喉”，你们团队成功突破了这一难题。可以介绍力策科技的团队情况吗？
张忠祥：我本科就读于中国科学技术大学，专业是偏计算机方向的信息安全专业，而博士学位是在香港中文大学电子工程系拿到的，专业是光电子，主要研究从近红外到远红外的电磁波的调制器件，期间去哈佛大学Capasso组访问了半年，主要研究中红外量子级联激光器和中红外0-2pi相位调制器件。同时我还先后两次访问过台湾清华大学黄衍介教授研究组，主要从事一些光电晶体和非线性光学相关的研究课题。博士毕业后，我在香港生产力促进局工作了两年多，主要负责MEMS传感器和半导体镀膜工艺开发。我的搭档杨丁宁博士是我的大学同班同学，本科毕业后保送中科院攻读博士，专业方向一直保持在计算机方向。博士毕业后任职工信部泰尔实验室，然后参与力策科技的创建。力策科技的人员规模虽然不大，但我们是激光雷达老兵了。我们从2014年6月起步，这几年团队非常稳定而且配合默契，在计算仿真、微纳米加工、光、机、电、软件等各个领域基本都有能够独当一面的成员。
麦姆斯咨询：从OPA芯片完成，到OPA激光雷达样机完成，还有哪些问题需要解决？你们对此有什么计划和准备？
张忠祥：首先是芯片在刚刚提及的两方面进行优化。另外就是1550nm测距系统的制作。我们目前的时间表是在2020年3~4月输出点云，同年7~8月给客户送工程样机测试。因为我们OPA产品线定位在200m以上的远距离车载应用，而且是1550nm波长，我们需要三到五个月的时间将一些905nm产品的工程经验迁移过来。
麦姆斯咨询：您预计力策科技的OPA激光雷达会在哪一年实现量产？量产价格在什么范围内？
张忠祥：我们争取在2020年内实现完全的定型量产，彻底定型前样机会先送测。售价主要受限于1550nm的器件，例如激光器，而不是OPA芯片。按照目前OPA芯片小批量的加工成本，我们基本能把OPA芯片单价控制在100元（人民币）以内。1550nm的光源是成本最大的组成部分，我们都在和上游伙伴一起合作，努力把光纤激光器和半导体激光器的成本降下来。另外电学系统里面还包含一些射频芯片，也会是成本比较重要的构成部分。综合之下，两年内的小批量（>1000台）价格预期在6000~8000元左右。
麦姆斯咨询：激光雷达量产前，都是“烧钱”的过程。这几年你们如何“维持生计”？请介绍下目前力策科技的机械式激光雷达产品情况和主要应用领域，谢谢！
张忠祥：这几年力策科技的研发策略一直都坚持“双腿走”，对单线和4/8线机械式激光雷达的研发也在不断推进。短期内机械式激光雷达的销售主要由我们的单线ToF产品来贡献，而我们针对的市场主要是服务机器人、商用和工业用AGV（自动导引运输车）这些较为成熟的市场，替代德国和日本的进口激光雷达，而我们的价格仅仅是进口产品的五分之一到八分之一。单线激光雷达的市场足够支撑力策科技现有规模的团队实现盈利和持续的研发投入。但是我们的产品还不够好，我们在过去两年花了大量的时间去打磨细节。为了保证量产品质，我们也选择了自建装配线，标定、测试、品控也是在我们自有场地完成。我们近期会发布两款单线产品的最新测试报告，我们的短期目标是单线产品可以接近甚至某些方面超越国外的产品。
力策科技的机械式激光雷达产品
麦姆斯咨询：今年8月，Velodyne正式起诉禾赛科技和速腾聚创侵犯其拥有的美国专利US 7,969,558。随着中国激光雷达初创企业的崛起，专利之争是难以避免。您对此事有何看法？也请谈谈力策科技在专利保护方面的准备情况。
张忠祥：激光雷达，特别是车载激光雷达，是一个全球竞争的市场，知识产权是一个必然绕不过去的话题。Velodyne的专利主要针对多线堆叠的360度旋转结构的激光雷达，而多线堆叠的结构被普遍认为是一个暂时性的过渡方案，诉讼需要走冗长的程序，因此对国内厂商的短期影响还比较有限。而长期来说，包括Velodyne自身也在寻求最终的解决方案，在新的方案竞争中，鹿死谁手还是个未知数。这几年力策科技在单线机械式激光雷达和OPA激光雷达方向上，从器件到系统结构都有一些专利布局。OPA芯片的结构和系统设计也是在今年陆续提交的发明专利、PCT、美国专利，我们的芯片结构具有非常明显的自主创新特征和区分度。
麦姆斯咨询：我们的感受是在2016~2017年期间，激光雷达技术披着神秘面纱，被资本过度追捧，激光雷达初创企业一度炙手可热。从去年开始，趋于理性。Quanergy作为OPA技术流派的代表企业，也曾被资本追逐过，后续又传出一些负面新闻；算是同一“技术战壕”的中国初创企业，力策科技是否经历了类似的被热捧又被质疑的过程？你们又有怎样的心路历程可以与读者分享？
张忠祥：首先，虽然同是OPA的物理底层，但是力策科技的OPA方案和Quanergy、麻省理工学院（MIT）的方案也有非常大的差异，我们希望在充分理解大家熟知的硅光OPA的基础上，解决其中的一些核心物理问题。其次，我认为Quanergy的技术尝试对激光雷达领域是非常有益的，也描绘了激光雷达的美好未来，走类似技术路线的还有MIT的Analog Photonics。所谓的负面新闻，我觉得主要是因为高估值的资本节奏与技术产品研发进度的不匹配引起的。新技术是必然存在风险的，无论是创业者还是投资人，都会平衡收益和风险。力策科技一直以来坚持最低成本试错，融资估值也维持在一个理性合理的区间，产品在追赶国际前沿的同时耕耘目前能落地的市场。
麦姆斯咨询：我记得去年采访的时候，您提到希望今年能自建微纳米生产线，实现OPA芯片非标工艺的自主化。现在进展如何了？
张忠祥：我们在深圳宝安区建立的用于OPA芯片生产的百级和千级洁净车间已经建成，设备会在未来四个月陆续进场。加上机械式激光雷达的装配和测试标定所用的洁净度为万级的车间，力策科技一共拥有2100平米的生产场地，以保证研发进度、生产效率和品质。后续我们会根据市场的情况跟进更大规模的量产生产线，目前也在跟深圳以外的一些地方政府洽谈，保障场地的同时推进一些半导体工艺中有毒气体的使用审批。
麦姆斯咨询：在OPA激光雷达的激光器和探测器方面，你们如何选择？目前国内有合适的供应商吗？
张忠祥：目前力策科技的OPA激光雷达还是基于1550nm波长的，这个波段的工艺难度相对较低，材料体系也成熟。力策科技的OPA芯片不依赖特定的测距方式（例如调频连续波），所以我们制作中的样机还是基于脉冲测距机制的。但是调频连续波这种相干测距方式可以提供更高的信噪比，高信噪比可以缩小接收端的孔径，降低芯片成本。所以我们一直在关注调频连续波测距方式，而且早在2016年就做过一些初步的尝试工作。目前1550nm的脉冲激光器非常成熟，而且性能非常优越，应付几百米的测距绰绰有余。主要问题还是在于成本。而我们也在国内发掘了2~3家1550nm脉冲半导体激光器的潜在合作单位，采用半导体激光器会大大降低系统成本。如果采用调频连续波测距，窄线宽可调谐激光器是关键零部件，目前我们还没在国内找到合适的供应商。
麦姆斯咨询：恭喜力策科技成功完成了两轮融资。今明年还有融资计划吗？如果有，可以谈谈资金的主要用途吗？
张忠祥：Pre-A轮融资是在2018年10月完成的，由高捷资本领投，我们天使轮投资人元禾原点跟投。2019年7月已经启动了新一轮融资，目前进展顺利，预计明年春节前全部完成。本轮融资主要用途是OPA激光雷达系统的落地和机械式激光雷达的持续迭代，同时支持我们将应用拓展到光通信领域，研发方面将OPA芯片拓展到1um波长以下的红外波段，探讨OPA芯片在消费电子领域落地的可能性。
麦姆斯咨询：2019年被业界称为“自动驾驶的冬天”，您是否感觉到了“寒气”？这会对激光雷达企业未来几年的发展有什么影响？
张忠祥：相信今年只要出来融资的团队都会首先感受到资本的寒冷。自动驾驶的冬天不过是资本寒冬下的一个直接结果，投资人和创业者都回归理性，产品落地为王，现金流为王，投资人再也不相信故事。我认为这种“寒气”对行业来说有着非常积极的一面，大家都回归产品，踏踏实实地去做创新和研发，行业才有未来。
麦姆斯咨询：最后，非常感谢您将再次出席『第二十八届“微言大义”研讨会：激光雷达技术及应用』，也非常期待您在研讨会上与全国观众分享力策科技这一年的进展！
张忠祥：谢谢，非常感谢麦姆斯咨询一直以来对力策科技的支持。麦姆斯组织的活动对行业内和上下游都是非常有益的互动。祝愿本次研讨会获得圆满成功。
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