激光(guāng)雷(léi)达(dá)“芯”戰局(jú)：FMCW與(yǔ)ToF，誰(shéi)主沉浮？
自(zì)動(dòng)驾駛汽車的前(qián)保险杠下(xià)，一(yī)个(gè)微小的激光(guāng)脈沖發(fà)射器正(zhèng)在(zài)以(yǐ)每秒(miǎo)數十万(wàn)次(cì)的頻率向(xiàng)周围环(huán)境發(fà)射激光(guāng)，这(zhè)些(xiē)激光(guāng)返回(huí)的时(shí)間(jiān)被(bèi)精确記(jì)录(lù)，構建出(chū)車輛周围的三(sān)维世界模型。短(duǎn)短(duǎn)幾(jǐ)年(nián)間(jiān)，激光(guāng)雷(léi)达(dá)已經(jīng)從價值數万(wàn)美(měi)元(yuán)的实验(yàn)室(shì)設備變(biàn)为(wèi)越来(lái)越多(duō)量(liàng)産車的标(biāo)配傳感(gǎn)器。全(quán)球車载(zài)激光(guāng)雷(léi)达(dá)市(shì)场(chǎng)正(zhèng)以(yǐ)驚人(rén)速度(dù)擴张(zhāng)，僅中(zhōng)國(guó)市(shì)场(chǎng)，禾赛科技在(zài)2024年(nián)12月(yuè)單月(yuè)交付量(liàng)就(jiù)首次(cì)突破10万(wàn)台。FMCW（調頻連(lián)續波(bō)）和(hé)ToF（飛行时(shí)間(jiān)法(fǎ)）——这(zhè)两(liǎng)種(zhǒng)主流的激光(guāng)雷(léi)达(dá)技術(shù)路(lù)線(xiàn)，正(zhèng)代(dài)表(biǎo)着自(zì)動(dòng)驾駛感(gǎn)知层(céng)的不(bù)同(tóng)未来(lái)。
技術(shù)交鋒
ToF技術(shù)是(shì)發(fà)射一(yī)束(shù)短(duǎn)暫的激光(guāng)脈沖，然後(hòu)精确計(jì)算光(guāng)束(shù)遇到(dào)物(wù)体後(hòu)反(fǎn)射回(huí)来(lái)的时(shí)間(jiān)。通过(guò)光(guāng)速这(zhè)个(gè)恒定(dìng)值，它(tā)能(néng)準确繪制出(chū)前(qián)方(fāng)物(wù)体的距離和(hé)三(sān)维輪廓。这(zhè)是(shì)目前(qián)市(shì)场(chǎng)上(shàng)的主流選擇，技術(shù)相对(duì)成(chéng)熟，響應(yìng)速度(dù)快(kuài)。FMCW技術(shù)發(fà)射的不(bù)是(shì)單一(yī)脈沖，而是(shì)一(yī)束(shù)頻率連(lián)續變(biàn)化(huà)的激光(guāng)。通过(guò)比較發(fà)射波(bō)與(yǔ)反(fǎn)射波(bō)之(zhī)間(jiān)的頻率差异(yì)，它(tā)僅能(néng)夠測距，還(huán)能(néng)直(zhí)接捕捉物(wù)体相对(duì)于(yú)雷(léi)达(dá)的瞬时(shí)速度(dù)。这(zhè)相當于(yú)为(wèi)激光(guāng)雷(léi)达(dá)增添了(le)第(dì)四(sì)个(gè)维度(dù)（4D感(gǎn)知），讓它(tā)不(bù)僅能(néng)“看(kàn)見(jiàn)”世界，還(huán)能(néng)“理(lǐ)解(jiě)”物(wù)体的運動(dòng)趨勢。
遠(yuǎn)見(jiàn)與(yǔ)成(chéng)本(běn)的博弈
ToF的優勢在(zài)于(yú)其(qí)簡潔、可(kě)靠和(hé)經(jīng)过(guò)大(dà)規模验(yàn)證的成(chéng)本(běn)控制能(néng)力。迅速将激光(guāng)雷(léi)达(dá)技術(shù)從实验(yàn)室(shì)带(dài)到(dào)了(le)量(liàng)産車。然而，它(tā)的挑戰也很明顯：在(zài)強(qiáng)环(huán)境光(guāng)（如(rú)正(zhèng)午阳光(guāng)）下(xià)容易受到(dào)干(gàn)擾，多(duō)个(gè)雷(léi)达(dá)間(jiān)可(kě)能(néng)存在(zài)信(xìn)号(hào)串擾，且(qiě)受限于(yú)人(rén)眼安(ān)全(quán)标(biāo)準，其(qí)探測距離和(hé)功率存在(zài)天(tiān)花闆。
FMCW的核心(xīn)魅力在(zài)于(yú)极高(gāo)的靈敏度(dù)和(hé)卓越的抗干(gàn)擾能(néng)力。由(yóu)于(yú)采用(yòng)連(lián)續的弱(ruò)激光(guāng)而非(fēi)高(gāo)能(néng)脈沖，它(tā)在(zài)人(rén)眼安(ān)全(quán)方(fāng)面(miàn)更(gèng)具優勢，並(bìng)能(néng)在(zài)1550nm波(bō)段(duàn)工作(zuò)，輕(qīng)松实現(xiàn)更(gèng)遠(yuǎn)的探測距離（如(rú)200米以(yǐ)上(shàng)）。更(gèng)重(zhòng)要(yào)的是(shì)，它(tā)天(tiān)生(shēng)與(yǔ)矽光(guāng)子芯片(piàn)集成(chéng)技術(shù)相契合——这(zhè)意(yì)味着未来(lái)有(yǒu)望将所(suǒ)有(yǒu)核心(xīn)光(guāng)學(xué)部(bù)件(jiàn)集成(chéng)到(dào)一(yī)枚小小的芯片(piàn)上(shàng)，为(wèi)激光(guāng)雷(léi)达(dá)实現(xiàn)颠覆性(xìng)的小型化(huà)、低(dī)成(chéng)本(běn)化(huà)鋪平道(dào)路(lù)。但眼下(xià)，它(tā)的复雜性(xìng)和(hé)較高(gāo)的制造成(chéng)本(běn)是(shì)其(qí)普及(jí)的主要(yào)障礙。
融合與(yǔ)分(fēn)工
在(zài)現(xiàn)階(jiē)段(duàn)，对(duì)于(yú)追求穩定(dìng)可(kě)靠、快(kuài)速上(shàng)車的L2+至(zhì)L3級輔助驾駛，成(chéng)熟的ToF方(fāng)案(àn)依然是(shì)主力。而在(zài)追求极致(zhì)安(ān)全(quán)、全(quán)场(chǎng)景無人(rén)驾駛的L4級以(yǐ)上(shàng)領域，尤其(qí)是(shì)需要(yào)應(yìng)对(duì)高(gāo)速移動(dòng)、复雜車流的场(chǎng)景，FMCW提供的瞬时(shí)速度(dù)信(xìn)息具有(yǒu)無可(kě)替代(dài)的價值。
無論哪種(zhǒng)路(lù)線(xiàn)，其(qí)進(jìn)化(huà)的核心(xīn)都指向(xiàng)了(le)“芯片(piàn)化(huà)”。誰(shéi)能(néng)将复雜的激光(guāng)發(fà)射、接收(shōu)和(hé)掃描系(xì)統高(gāo)度(dù)集成(chéng)到(dào)更(gèng)小、更(gèng)穩定(dìng)、更(gèng)便宜的半導体芯片(piàn)中(zhōng)，誰(shéi)就(jiù)掌握了(le)通往未来(lái)大(dà)規模普及(jí)的鑰匙。
檸檬光(guāng)子：为(wèi)“光(guāng)”賦能(néng)的芯片(piàn)級答(dá)案(àn)
在(zài)这(zhè)场(chǎng)技術(shù)演進(jìn)中(zhōng)，上(shàng)遊核心(xīn)光(guāng)源的革(gé)新(xīn)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)。这(zhè)正(zhèng)是(shì)像檸檬光(guāng)子这(zhè)樣(yàng)的創新(xīn)企業所(suǒ)專注的領域。檸檬光(guāng)子提供的VCSEL、HCSEL（水(shuǐ)平腔面(miàn)發(fà)射激光(guāng)器）芯片(piàn)及(jí)光(guāng)源模組，为(wèi)激光(guāng)雷(léi)达(dá)的進(jìn)化(huà)提供了(le)一(yī)種(zhǒng)“芯片(piàn)級”的優質(zhì)選擇。
通过(guò)半導体工藝直(zhí)接産出(chū)高(gāo)質(zhì)量(liàng)、窄(zhǎi)線(xiàn)宽的激光(guāng)，顯著提升(shēng)雷(léi)达(dá)系(xì)統的信(xìn)噪比和(hé)探測精度(dù)。無論是(shì)ToF需要(yào)的精密脈沖，還(huán)是(shì)FMCW依赖的穩定(dìng)連(lián)續波(bō)，这(zhè)種(zhǒng)從底层(céng)芯片(piàn)出(chū)發(fà)的高(gāo)度(dù)集成(chéng)化(huà)方(fāng)案(àn)，都为(wèi)激光(guāng)雷(léi)达(dá)实現(xiàn)高(gāo)性(xìng)能(néng)、高(gāo)可(kě)靠性(xìng)與(yǔ)低(dī)成(chéng)本(běn)的平衡，提供了(le)坚实的技術(shù)基础。無論最終(zhōng)哪種(zhǒng)系(xì)統架構成(chéng)为(wèi)主流，对(duì)底层(céng)光(guāng)源的“精耕细(xì)作(zuò)”，都是(shì)驅動(dòng)整个(gè)産業向(xiàng)前(qián)發(fà)展(zhǎn)的核心(xīn)動(dòng)力。
業界普遍(biàn)认为(wèi)，ToF将在(zài)未来(lái)幾(jǐ)年(nián)繼續擔當激光(guāng)雷(léi)达(dá)普及(jí)的重(zhòng)任，而FMCW則作(zuò)为(wèi)下(xià)一(yī)代(dài)技術(shù)儲備，正(zhèng)加速走向(xiàng)成(chéng)熟。对(duì)于(yú)汽車制造商和(hé)消费者(zhě)而言，是(shì)更(gèng)安(ān)全(quán)、更(gèng)智能(néng)、且(qiě)最終(zhōng)更(gèng)觸手(shǒu)可(kě)及(jí)的自(zì)動(dòng)驾駛体验(yàn)。
