自动驾驶带火了激光雷达,激光雷达又带火了雪崩光电二极管?

2019-04-12 13:38:05 来源:MEMS
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据麦姆斯咨询介绍,光电二极管或光电探测器是能够将光能转换成电流的PIN半导体器件。雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)是一种高灵敏度光电探测器,具有内部增益机制和快速上升时间,可在高反向电压下工作。APD可用于那些需要高带宽/高调制频率、较少电子信号放大或低光信号强度,以及低电子噪声的高灵敏探测器和应用。

 

APD适用于高强度环境光照、需计算直接飞行时间(ToF)的长距离应用。此外,APD的高动态范围使其可满足物体探测、光学距离测量、遥感、扫描等需求,因而,APD的部分应用包括:物体/形状识别激光测量仪、激光测距仪、区域扫描以及激光雷达(LiDAR)等系统,广泛服务于军事、医疗、工业和汽车等行业。

 

由于高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶技术的高速发展,汽车行业从众多应用中脱颖而出,已被证明是APD最有前景的应用领域。自动驾驶领域的高增长需求,为APD制造商带来了巨大的市场机遇。在自动驾驶传感器领域,集成APD的LiDAR预计将斩获更大的市场份额,实现高速增长。

 

LiDAR在汽车领域的跨越式发展,推动了光电探测器/APD在汽车领域的应用。汽车LiDAR制造商的大批量、高成本效益、高可靠性需求,推动了该领域的创新和发展,也为APD供应商带来了巨大的压力。

 

除了APD之外,PIN光电二极管、单光子雪崩二极管(SPAD)和硅光电倍增管(SiPM)等其它探测器也可以在LiDAR系统中根据不同场景作为单颗元件或阵列应用。在这些探测器中,SiPM只能采用硅技术,其它探测器可以基于硅或化合物半导体。鉴于上述特性,APD成为自动驾驶LiDAR系统的首选探测器。

 

滨松InGaAs APD新品G14858-0020A

 

APD支持的波长范围为300 nm~1700 nm;硅APD为300 nm~1100 nm;锗APD为800 nm~1600 nm;以及InGaAs APD为900 nm~1700 nm。以盖革模式运行的硅APD比其它APD相对更经济,因此大部分厂商都在为汽车LiDAR应用提供标准的905 nm APD。InGaAs APD凭借低噪声、更高的带宽以及扩展至1700 nm的光谱响应而备受推崇。不过,InGaAs APD的成本非常高,因此高电磁干扰(EMI)应用主要推荐锗APD。

 

汽车LiDAR市场APD、SPAD、SiPM主要供应商

 

据麦姆斯咨询介绍,目前大多数领先的APD供应商都将905 nm作为自动驾驶激光雷达的标准波长,以实现经济高效且可靠的解决方案。该市场的主要领导者滨松(Hamamatsu Photonics)、埃赛力达(Excelitas Technologies)和First Senor等正在提供905 nm APD,而SemiNex和Voxtel正在为汽车LiDAR开发1550 nm APD。

 

其它为汽车LiDAR提供高可靠APD的厂商还包括SensL、Philips、Advanced Scientific Concepts、Discovery Semiconductors、Spectrolabs、Espros Photonics、Laser Components、Micro Photon Devices、AMS Technologies、Analog Modules、OSI Laser Diode、Pro-Lite Technologies等。

 

APD供应商与汽车LiDAR制造商之间的合作与并购

 

过去几年来,APD供应商和汽车LiDAR制造商之间见证了巨大的战略发展。例如,Hamamatsu Photonics和Excelitas与加拿大LiDAR制造商LeddarTech建立了合作;大陆集团(Continental)收购了Advanced scientific concepts;SensL则被安森美(On Semiconductors)战略收购;First Sensor则与LiDAR市场领导者Velodyne建立了合作。

 
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