本期大咖
侯昌韜
深圳市靈明光子科技有限公司總經理
深圳市靈明光子科技有限公司(2018年成立)專注于SPAD dToF傳感芯片的研發與制造,掌握先進的BSI 3D堆疊技術,提供高性能SPAD芯片及系統解決方案,產品符合ISO 9001、IATF16949等嚴格質量標準,已與行業頭部客戶建立長期合作,具備穩定的量產交付能力。
各位芯片揭秘的朋友,當“探測單光子”的尖端技術從實驗室走向車規級量產線,當毫米級的航天級精度開始賦能自動駕駛與XR設備——靈明光子的故事,或許正是中國芯片企業“技術突圍”的生動注腳。
作為國內首個實現單光子傳感器車規級量產、首家通過相關車規認證的企業,靈明光子的突破從來不止于“第一個”。從激光雷達的降本實踐到XR賽道的早期布局,從機械結構到混合固態,再到堅定押注SPAD路線,每一步都踩著技術迭代的節拍。
更令人關注的是,這家企業正將單光子探測的“超能力”延伸至更廣闊的場景——從航天定位到自動駕駛,從服務機器人到XR設備,dTOF測距原理如何實現比傳統感知更精準的“機器視覺”?“探測單光子”的底層技術又將怎樣重塑我們的出行與交互方式?
本期,我們特別邀請到靈明光子總經理侯昌韜博士,將帶我們探索“讓機器看清世界”的硬核科技,以及它將如何改寫我們的出行與生活。
僅7年實現3D感知技術的車規級量產,
從航天到民用的多維度跨越
幻實:本期做客我們芯片揭秘的是一家來自深圳的公司,現在坐在我旁邊的就是深圳市靈明光子科技有限公司(以下簡稱:靈明光子)的總經理侯昌韜博士。
侯昌韜:大家好,我是靈明光子的侯昌韜。
幻實:我看資料顯示靈明光子是2018年成立的公司,然后你們憑借3D感知技術用7年時間實現了從實驗室到車規級量產的跨越。并且在智能汽車、機器人、消費電子、工業自動化等很多個領域都有商業落地,很期待與您今天的對話。首先請您給我們科普一下,3D感知是什么樣的一個技術?它的原理是什么?又在什么場景下有比較好的應用?
侯昌韜:好的,其實我們公司主業是做單光子傳感器,這是一種芯片的技術,我們從這個芯片進行距離測量,或者叫做距離感知,然后會形成一個3D圖像,這個圖像我們可以叫做深度圖像,然后利用這種深度圖像就可以形成物體建模,最后呈現出3D感知的形態。
幻實:所以3D是個結果,手段還是對單光子的探測,對吧?
侯昌韜:是的,手段相當于我們是把這些光通過極弱的這種感知方式進行感知,然后通過一種我們叫做dTOF的測距原理,使得我們測量的這個物理量變成一個距離量,這個距離量之后就會轉換成一個3D的圖形。
幻實:那這個技術它在什么場景下可能比較適用呢。
侯昌韜:現在最主要的幾個應用場景,一個是自動駕駛,因為自動駕駛需要對車周身進行距離的感知,所以這個技術它就可以在緊急剎停、倒車、自動巡航和導航等方面有比較好的應用。
幻實:就是這個距離它可以直接提示出來有多遠是嗎?
侯昌韜:不只是提示,它其實是告訴中控我離前車有多遠,相當于可以跟著前車一直跑。或者說旁邊突然有一個小摩托從遠到近飛速地開過來,這種情況我們就可以讓車輛及時地剎停。再比如說我們在倒車的情況下,要進一個非常窄的地庫,必須要知道車輛離車庫的這些柱子或者障礙物有多遠才可以順利地把車停進來,這其實都是距離量的測算。
幻實:正好跟您請教一下,在我們的傳統認知中大家都是用攝像頭的方式實現成像,比如豪威、思特威等知名的CIS公司。請問咱們這種3D感知的方式跟他們比起來差異點在哪?或者他們的功能可以部分覆蓋我們的功能嗎?
侯昌韜:像您剛剛說的豪威、思特威這些公司本質上和我們靈明光子一樣,都是做芯片的公司,只不過他們提供的是圖像傳感器,我們提供的是深度傳感器,也就是單光子傳感器,因此在某種層面上是一致的。不同的點在于他們探測的其實是2D圖像信息,而我們提供的是3D的感知信息。2D圖像信息同樣可以用來測距,但它的測距原理和我們不太一樣,我們是利用的是一個叫做dTOF的測距原理,他們運用的則是雙目測距原理,這種原理就好比你的眼睛,可以進行一個比較模糊的距離測量,讓你知道那個地方大概離你有多遠,它大概就是一個三角測距法。
幻實:那么侯總請您再展開說說,我們這種測距方式會比2D的更具什么樣的優勢呢?
侯昌韜:好的,它有兩個最大的優勢,第一個就是精準度上面要比雙目的要高一些,然后第二個就是在反應速度上面會更快一點。它們圖像傳感器使用的雙目測距那種方式相當于是通過圖像幀和幀之間的計算把它算出來,而我們則是直接得到一個距離。
幻實:這樣反應速度確實是會更快一些,所見即所得的感覺。那您做這個行業或從事這個技術的開發有多長時間了?這個技術最近幾年它的進步快嗎?
侯昌韜:一個技術其實是和產業應用相結合的,這個技術其實最早由日本人在上個世紀80年代就開發出來了,但是一直用在實驗、航天這些比較小眾的領域。直到后面激光雷達開始逐漸地落地,這項技術才開始被廣泛應用在激光雷達里面,這是產業推進技術比較好的一個案例。
幻實:所以是找到了一個場景,激光雷達上面用來做測距有很好的效果。那請問以前在航天領域具體有什么地方可以用這個?
侯昌韜:以前這個技術在航天里面主要應用于比方說軌道對接,要把宇航器或航天飛機給它收回來的時候就需要有個非常精準的定位系統。比方說它要定8個點或者定12個點,然后把它插進去,這種定位都是要精準到毫米級的,再加上宇宙空間射線相對較少,沒有那么多太陽光,所以它的干擾其實會稍微少一些,這也是它的好處之一。
幻實:所以很多宇航級的技術往民用去走,一定得找到好場景才行。
侯昌韜:是的,因為那個東西畢竟很貴,我們希望把它做便宜點。
國內第一家單光子傳感器車規認證通過企業,
如何用技術推動芯片工業化
幻實:你們現在的產品在車上有大規模應用了吧?
侯昌韜:對,我們現在基本上是新能源汽車激光雷達上面的接入端元器件的主力供應。
幻實:那這個應該也要做相關的車規認證吧,它的挑戰大不大?你覺得對我們整個行業來說,這個技術的應用難度高不高?
侯昌韜:難度其實挺高的,因為單光子傳感器本身是一個非常敏感的器件,然后車上面又需要通過從-40到125度的檢測。我們其實是國內第一家能把這個產品做到車規認證的公司,當時全世界也只有日本的一家公司可以做,我們是2023年通過的車規級認證,作為行業內第一個吃螃蟹的,也是付出了挺多心血。
幻實:現在感覺怎么樣?汽車市場如你期待般嗎?覺得值不值得深耕?
侯昌韜:我們覺得國家新能源這塊的發展應該是超預期的,18年的時候大家還覺得每年能有大概200~300萬臺新能源汽車就已經非常了不起了,結果你看光是去年就500多萬臺新能源汽車了,我們覺得這個成績遠超預期。然后新能源汽車的逐步發展會帶來很多新產品的應用,因為油車在智能駕駛方面天然會有一些缺點,而新能源汽車的這些應用對于我們這種新器件的開發是有非常大提振作用的。
幻實:我們今天看到做激光雷達的公司也蠻多的,而且大家都拼命地在降成本。那用我們這個dTOF的技術路線在降本方面是否會有比較大的優勢呢?您怎么看待現在激光雷達的那幾個技術路線?談及未來價值你們會押注哪一條技術路線?
侯昌韜:其實激光雷達降本的潮流就是我們帶起來的,我們不靠內卷而是通過創新來降本,比如說第一代激光雷達用的機械式,第二代用的混合固態加SiPM這種方式,然后第三代用SPAD,這是我們比較篤定的一個技術路線。我們最早跟激光雷達公司聊,大家都認為激光雷達比較復雜,把它放到車上面去,是否能達到可靠性方面的要求。我們第一代到第二代的激光雷達,就在解決這個可靠性的問題,我們要把激光雷達做小,做到轉動部件就只剩下一個,這是第一代轉第二代主要的進步空間。然后第二代轉第三代就是成本方面的優化了,可以把價格再降一下,第三代再轉第四代就加更多的功能,這是我們主要的一個思想。
幻實:現在主流上是在用第幾代?
侯昌韜:現在主流的還是第二代。
幻實:所以現在是以半固體應用為主,那它到第三代SPAD這種方式,技術的重復度高嗎?還是說有一個顛覆性的改變,連供應商和公司都變了那種?我想知道這個殘酷程度是怎么樣的。
侯昌韜:說實話從第二代到第三代,芯片的技術是變了的,整體的供應商也在更新。但是我們靈明光子是第二代、第三代、第四代都做的,只有第一代沒怎么做,其實對于我們來講第三代是第二代的一個非常好的技術傳承。因為我們公司內部的設計,第一代是做一個芯片的第一層,后面再逐步把包括計算在內的其他功能加上去就可以直接衍生到第三代了,這是我們一個比較好的地方,有技術的連貫性,而很多公司是沒有這種連貫性的,比較典型的如日本一家公司,他們專做第二代,第三代就基本上沒有涉及到了。
幻實:你為什么那么篤定第三代終究會來臨?什么原因讓你有這樣的判斷呢?
侯昌韜:具體原因就像您剛才提到的豪威、思特威這些公司,他們大概是在2010年之后逐漸發展起來的,當時正好踩在了手機攝像頭逐漸精簡化、每一臺手機都可以放兩到三個攝像頭的一個時代潮流上。我們靈明光子其實就非常篤定以后車里面也會裝兩到三個甚至四個激光雷達,而要實現這個東西,最重要的就是把芯片的集成度做好,做到芯片即插即用的程度,下游廠商可以像模組廠一樣輕松完成應用部署,使其不再是一項復雜、小眾且高精尖的工作。我們沿著這條路線去走,覺得第三代或者第四代基本上是一個可以預見的未來。
幻實:也就是說確定性比較強,小型化這個方向是不可能改變的,提前這么久去布局真的是需要高瞻遠矚的戰略眼光。那請問侯總您覺得現在激光雷達的成本已經到臨界點了嗎?還有優化空間嗎?
侯昌韜:還有空間的,因為車用激光雷達這個部件,它后面會變成大家都能用得起的一個狀態。就我們國內市場而言,最大的一個市場其實是大眾化的消費市場,未來每個人都能用得起車,這也是所有車企都愿意看到的事情。如果專門去做跑車或者其他東西,市場可能就沒有那么巨大,也沒什么降本的空間。
幻實:所以是要實現工程化,有了量之后就能進一步壓低成本。其實跟您聊了這么久,有件事我挺好奇的,感覺您的做事風格非常市場化,不會光盯著一個毛利比較高的事情去慢慢做,也愿意降本,但在我的固有認知里,像你們這種海歸背景的團隊,尤其是歐洲代爾夫特理工背景的,很多人做事都比較悠哉,跟您的風格完全不一樣,所以我很好奇像你們這樣的海歸博士團隊是如何做心理上的本土化適應的?創辦公司到目前又遇到什么挑戰?
侯昌韜:因為我們是深圳創立的,深圳的企業家有一個鐵律叫“時間就是金錢”,再加上我們其實并不覺得芯片是什么非常高精尖的東西,它更像是工業化的一個明珠。跟汽車這種工業化生產的行業沒有本質上的區別,要做到效率最大化就必須得有量,就像當年福特汽車為什么能夠成為全世界最流行的汽車?就是因為它把成本降了下來,讓大家都買得起汽車,這樣它所有的環節都能被打通。如果它當時是做瑪莎拉蒂這種跑車,那最后它就不能被稱之為汽車工業,可以稱之為手工藝品甚至奢侈品,但這個東西跟工業是沒有任何關聯的。
幻實:工業一定要有量,所以你們在深圳也把量做起來了。
侯昌韜:是的,我們覺得應該先把量跑起來,以后毛利率會隨之慢慢漲上去。
幻實:再請教您一個問題,判斷一個激光雷達公司,尤其是做車載激光雷達的,怎么看它有沒有競爭力?可以通過哪幾個指標,來判斷一家公司是否有價值,希望可以給我們一些建議。
侯昌韜:主要還是看定點吧,這個我只能比較膚淺地說一下,汽車選零配件是一個比較長的過程,一般從定點到最終推出車型可能要一年多左右的時間,所以并不是定了某一款激光雷達,就立馬能看到上車使用,可能要過個一年多才能看到,但是一般情況下車企只要鎖定了某個供應商,就不大會變了,所以判斷激光雷達公司有沒有競爭力還是看定點。
積極布局新興消費賽道,
XR市場即將迎來爆發?
幻實:今天我們聊了很多車相關的話題,請問除此之外靈明光子有在布局其他賽道嗎?比如現在比較火的元宇宙、VR、AR等賽道有機會用到你們這個3D感知技術嗎?有什么樣的感受可以跟我們講一講?
侯昌韜:我們其實是最早布局XR和VR的,當年微軟出的那個Hololens里面其實就有兩顆跟我們類似的芯片,左右各一顆。然后我們也給很多國內的公司推了,因為我們預測XR產品可能再過兩年就會爆發起來,它在手勢識別、懸屏等方面都需要用到我們這個技術。戴上XR頭盔既可以看到外面的東西,也可以在眼前投放虛擬影像,比如說可以將我們玩那個寶可夢投出來與周圍環境實時互動,想讓寶可夢正確地站在地毯上,就要用到dTOF測距技術來判斷它是否穿模,不然虛擬影像與現實物體重疊就會失去真實感,我們現在甚至可以做出一些陰影來進一步增加真實感。
幻實:請問是什么原因讓你們判斷XR產品大概再過兩年就會爆發呢?
侯昌韜:這個主要還是因為我們看到國外的消費電子在回暖,尤其是北美那邊人們的購買欲是在提升的,到時候肯定會有一些風吹到國內來,其次就是技術方面確實也在進步,但主要還是看市場需求。
幻實:最后再請教您一個問題,3D感知技術目前在汽車行業已經有一些布局的情況下,未來還有什么場景可以繼續突破?展望未來三到五年,您希望靈明光子走向何方,發展成一家什么樣的公司?
侯昌韜:其實3D感知現在都已經在智能機器設備上面鋪開了,比如無人機器人、智能送餐小車等。后續我們感覺只要是涉及到自動駕駛、無人駕駛以及一些路徑規劃的東西,基本上都會用到3D感知這個技術。我們靈明光子最早做的這些產品都是應用于3D感知的,后期我們計劃往智能科技的整體化解決方案公司去發展,就跟我們的slogan一樣——為未來創造慧眼,希望未來所有的機器設備都有一雙靈明光子打造的智慧眼睛。
幻實:謝謝侯總今天做客我們芯片揭秘,跟我們分享了這么多有意思的角度,也期待靈明光子發展得越來越好,尤其是你們再推出新產品,一定要再來芯片揭秘講一講。
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