【IC风云榜候选企业237】灵明光子:全新国产化芯片方案,助力纯固态激光雷达加速上车

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【编者按】2024年度IC风云榜再度升级,奖项扩展至35个、榜单增至59项,不仅在形式和深度上焕然一新,而且分类更加科学全面,产业触达程度更深、行业影响力持续扩大。本届评委会由半导体投资联盟超100家会员单位、500+半导体行业CEO共同担任,获奖名单将于2024半导体投资年会暨IC风云榜颁奖典礼上隆重揭晓,激发产业创新潜能,树立产业新标杆。

【候选企业】深圳市灵明光子科技有限公司(以下简称:灵明光子)

【候选奖项】年度车规芯片技术突破奖

集微网消息,2023将成为纯固态激光雷达的元年,灵明光子发布车载单光子激光雷达芯片ADS6311,将国产化解决方案推上全新高度。

由顶级海归博士团队创立于2018年的灵明光子,总部位于深圳南山,在上海张江设有研发中心,如今团队人员规模超100人,有10余位国际一流大学博士,研发人员占比在80%以上。

灵明光子设计的单光子雪崩二极管(SPAD),是帮助现代电子设备实现3D感知的核心器件,广泛赋能汽车、智能手机、机器人、自动控制、人机交互、智慧家居等领域。灵明光子提供一系列的SPAD dToF传感芯片产品,包括SiPM、3D堆叠dToF模组、有限点dToF传感器等,且产品拥有行业领先的精准度、能效比和测距范围。

为了将最前沿的SPAD与3D传感研究成果进行技术普惠化和商业化的落地,灵明光子专注于采用BSI 3D堆叠技术,将背照式的传感芯片晶圆和数字逻辑电路晶圆进行混合键合,从而实现优秀的性能效果和系统集成度。灵明光子还提供以SPAD为基础的dToF系统解决方案,汽车和消费电子领域的头部客户都因其对产品性能优异的追求和量产交付的实力,选择与之进行紧密而长期的合作。通过深耕国内外多个供应链体系,灵明光子确保了生产供应质量的全方位稳定,而且产品质量符合ISO 9001,IATF16949,AEC-Q100和AEC-Q102等多个重量级体系标准的要求。

纯固态激光雷达是众望所归,而芯片化方案是亟待突破的核心——因整机成本下探空间大,更容易通过车规,业界将SPAD纯固态激光雷达视为未来的主流技术方向。

灵明光子ADS6311,以颠覆行业认知的768 x 576像素数,生成252x196型点云面阵,在面阵扫描的情况下等效于252线或196线。作为一个纯固态激光雷达的澎湃核芯,在芯片常规工况每秒20帧的情况下,灵明光子ADS6311每秒输出98.7万个点云实现面区域激光雷达探测覆盖,而在高帧率工作配置下,每秒点云数远超100万以上!

在此一役中,灵明光子的纯固态面阵SPAD芯片性能强悍,遥遥领先,超过日本竞品公司的同时期产品。为了达到在行业内断层式的领先,灵明光子整个研发与产线团队在创业前后的数十年间星光赶路、踏破万卷、孜孜不倦地专注于一项技术的设计突破和工艺优中调优。通过产品代代更迭,ADS6311海纳了这些年的技术研发积累,别无捷径。

ADS6311通过集成SPAD光电传感器、模拟信号采集功能以及数字信号处理模块,将单光子芯片传感器与dToF信号处理模块集成到一颗芯片中,系统化解决了激光雷达中光电接收、信号采集与放大以及距离结算分开处理的问题。同时ADS6311的设计从客户侧考虑,提供了极具性价比的方案设计,支持一维和二维两种扫描模式,为角向雷达、补盲雷达和远距离雷达提供参考设计,这都让客户可以进行多样化的激光雷达产品设计选择。

ADS6311的技术创新,体现在几个方面:

首先,独特的10um像素尺寸单光子探测器阵列,极高的感光区域占空比,集成微透镜于芯片表面,这极大地提升了SPAD探测器的阵列规模,同时不增加整体的影像区域,提升了有效探测效率。这种像素尺寸仅灵明光子和少数日本厂商可实现。

其次,芯片工况的最低偏压仅为20V,在低偏压情况下仍然能进行有效的单光子探测器盖格模式工作,这有效降低了整体芯片功耗,为系统设计提供了便利。

第三,使用了SPAD和逻辑电路的3D堆叠工艺,完成了车规化产品性能验证。3D堆叠工艺是将光电探测器与数字逻辑电路两颗芯片通过芯片级键合后得到的感存算一体化芯片,而同时上下层面积接近1:1的设计更是高端3D堆叠传感器的至关难点。激光雷达由于其点云数据量大、信号处理延迟要求高等特性,需要集成式的光电转化、信号处理和存储以完成大规模点云、高帧率输出的三维感知。灵明光子设计并制造量产了多款3D堆叠SPAD dToF芯片,解决了多个业界诸如像素尺寸与逻辑单元面积不匹配、3D键合可靠性问题等难题,为客户提供高度集成式的多功能传感器。此外,3D堆叠可以有效减少芯片的面积,在实现性能提升的同时有效保证了产品价格极具竞争力。

第四,创新性的TCSPC数据结算方式。通过3D堆叠集成的数字逻辑芯片,灵明光子的ADS6311可以搭载由其自研的TCSPC算法,为客户解决各类激光雷达应用场景的距离测算问题,得到了广泛认可,包括MPI、Walkerror以及blooming等难解现象。

基于其技术创新,ADS6311目前已获20项相关知识产权授权,其中I类知识产权7件,II类知识产权13件。

给自动驾驶和机器人市场以强劲的发展动力和信心,灵明光子ADS6311目前已进入小批量试产阶段,获得多个定点开发项目:上海老牌汽车公司旗下Tier1已经开始定点开发;深圳最大新能源汽车公司零部件子公司已经开始定点开发;长城汽车合作激光雷达公司已经开始定点开发。此外,上海激光雷达公司、深圳无人飞机公司已基于ADS6311开始进行技术预研项目,国内最大的监控设备生产商也已立项进行产品开发。

【奖项申报入口】

2024半导体投资年会暨IC风云榜颁奖典礼将于2023年12月举办,奖项申报已启动,目前征集与候选企业/机构报道正在进行,欢迎报名参与,共赴行业盛宴!

【年度车规芯片技术突破奖】

旨在表彰2023年度于前沿技术领域开展原始性重大技术创新,达到国际先进/领先水平,未来或产生重大经济社会效益,对于推动我国车规芯片产业链自主安全可控发展发挥重大作用的企业。

【报名条件】

1、深耕车规芯片某一细分领域,2023年发布的新技术或产品具有原始性重大技术创新,达到国际先进/领先水平;

2、产品应用范围广,具有良好市场前景,对全球及国内半导体产业发展起到重要作用。

【评选标准】

1、技术的原始创新性(50%);

2、技术或产品的主要性能和指标(30%);

3、产品的市场前景及经济社会效益(20%)。

责编: 张轶群
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