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理想L9車頂前方的突出物就是禾賽的128線激光雷達(dá)，即AT128。除了理想，百度旗下的集度汽車也會(huì)使用這款激光雷達(dá)。禾賽科技早期生產(chǎn)與Velodyne近似的360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，但性能超越Velodyne，特別是獨(dú)出心裁的40線激光雷達(dá)實(shí)測(cè)效果不遜于Velodyne老舊的64線激光雷達(dá)。

禾賽早期的360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)價(jià)格比較高，主要銷往國(guó)外。但360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)難以在量產(chǎn)車上落地，主要原因是體積太大，車輛外觀造型無法滿足其安裝空間，同時(shí)價(jià)格也太高。360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)硬件成本中大約80%來自激光二極管，車規(guī)級(jí)激光二極管大約20美元一個(gè)，128線360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)僅激光二極管一項(xiàng)就要2560美元，但硬件成本就超3000美元，顯然無法落地。與360度旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)近似的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)，如華為和法雷奧的，線束增加后，成本會(huì)快速上升。這也是其主要缺陷。

禾賽的128線激光雷達(dá)，最與眾不同的地方是其用VCSEL代替了傳統(tǒng)的激光二極管，解決了體積與成本的問題。

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AT128參數(shù)如上，禾賽也是全球范圍內(nèi)第一個(gè)采用VCSEL做光源的量產(chǎn)激光雷達(dá)廠家。根據(jù)專利推測(cè)禾賽AT128是屬于一顆轉(zhuǎn)鏡式混合固態(tài)激光雷達(dá)，一維轉(zhuǎn)鏡通過旋轉(zhuǎn)的多面體反射鏡，將激光反射到不同的方向；未來禾賽可能會(huì)縮減陣列規(guī)模，或者用光纖激光或者用幾個(gè)激光二極管（LD）代替這個(gè)成本應(yīng)該不低的VCSEL。

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這是平視圖，擺鏡可能是做垂直掃描的，多邊形棱鏡做水平掃描。

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這是內(nèi)部框架圖，用擺鏡和多邊形棱鏡代替MEMS振鏡。

VCSEL的功率面積密度自然不如激光二極管，這就需要更高效率的接收光電元件，非SiPM莫屬，不過1550納米激光才能發(fā)揮SiPM全部潛力，而VCSEL是做不到1550納米的。從專利推測(cè)，禾賽也在做光纖激光雷達(dá)，即1550納米激光雷達(dá)。

此外，禾賽應(yīng)該用了模塊化發(fā)射與接收，VCSEL陣列比較適合做模塊化。

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模塊化減少裝配時(shí)間，光路調(diào)整時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，能有效降低成本，也有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量。

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我們主要來看AT128的關(guān)鍵，VCSEL陣列。

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激光雷達(dá)的光源按技術(shù)類型主要有4種。第一種為最常見的激光二極管，簡(jiǎn)稱LD；第二種是用于FMCW的連續(xù)頻率調(diào)制激光，用于硅光和FMCW激光雷達(dá)，成本極高，成熟度非常低；第三種是VCSEL；最后是光通信常用的光纖激光。

按波長(zhǎng)分為NIR和SWIR兩種。‍NIR為近紅外，即常見的905納米；SWIR為短波紅外，即常見的1550納米。一般來說SPAD或SiPM要配合SWIR才能發(fā)揮最大潛力。SWIR幾乎是全天候的，雨雪霧天也沒問題，缺點(diǎn)一是貴，二是容易受陽光干擾。

按發(fā)光類型分EEL邊緣發(fā)光與VCSEL垂直發(fā)光。邊緣發(fā)射激光器(EEL)中，又包含DFB (DistributedFeedback Laser Diodes分布式反饋)、FP (Fabry-Perot Edge Emitting Laser法布里-泊羅)、DBR（Distributed Bragg Reflector Laser）、雙異質(zhì)結(jié)、量子阱等。EEL的光斑是橢圓的，特點(diǎn)是功率高——光電效率高、照度高（峰值功率125W），激光雷達(dá)用的通常是DFB型。

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1977 年，日本東京工業(yè)大學(xué)的伊賀健一(Kenichi Iga)提出 VCSEL 的概念，VCSEL稱為垂直腔表面發(fā)射激光器。VCSEL從垂直襯底的面發(fā)射激光，因此很容易通過平面工藝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)光陣列；發(fā)射激光的束散角較小，光斑近似于圓形；對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的要求低；工藝與LED兼容，有利于大規(guī)模制造，降低成本。缺點(diǎn)是輸出功率低，腔長(zhǎng)短。長(zhǎng)波長(zhǎng)的外延很難做，比如光通訊用的1310nm、1550nm。需要使用砷化鎵GaAs襯底，這是復(fù)合半導(dǎo)體領(lǐng)域，熟悉此領(lǐng)域的廠家很少。

VCSEL器件有兩種基本結(jié)構(gòu)：

1)、頂發(fā)射結(jié)構(gòu)。采用MOCVD技術(shù)在n 型GaAs 襯底上生長(zhǎng)而成，以DBR 作為激光腔鏡，量子阱有源區(qū)夾在n-DBR 和p-DBR 之間。

2)、底發(fā)射結(jié)構(gòu)。一般用于產(chǎn)生976-1064nm 波段，通常將襯底減薄到150μm以下以減少襯底吸收損耗，再生長(zhǎng)一層增透膜以提高激光光束質(zhì)量，最后將增益芯片安裝在熱沉上。

制造工藝是通過MBE（分子束外延生長(zhǎng)）或MOCVD在砷化鎵的基板上，交替生長(zhǎng)GaAs和AlAs，交替生長(zhǎng)層最終形成布拉格反射鏡。GaAs和AlAs有這顯著不同的折射率，但二者的晶格常數(shù)基本相同，因此可以交替生長(zhǎng)很多層而不產(chǎn)生位錯(cuò)，這也是為什么可以做出高反射率的鏡面效果。

全球VCSEL市場(chǎng)集中度極高，Lumentum市場(chǎng)占有率大約42%，II-VI市場(chǎng)占有率約37%，AMS在收購歐司朗后大約有8%，前三強(qiáng)有87%的市場(chǎng)占有率。順便說一句，II-VI在熱門的SiC襯底領(lǐng)域也有一席之地。

Lumentum目前有兩種激光雷達(dá)用VCSEL陣列。一種針對(duì)Flash設(shè)計(jì)；一種針對(duì)機(jī)械式或MEMS設(shè)計(jì)，即M51-100。II-VI目前主要精力放在短距離激光雷達(dá)領(lǐng)域，其VCSEL波長(zhǎng)是比較罕見的840納米或940納米，而Lumentum是常見的905納米。

M51-100參數(shù)