微訪談：濱松激光雷達項目產品技術負責人鮑澤宇、濱松激光雷達項目市場負責人張傑
採訪背景：日本濱松光子學株式會社（以下簡稱：濱松）是全球光子技術、“光”產業的領導者。自1953年成立以來，濱松將超過15000種光電產品銷往全球100多個國家和地區，這些產品被廣泛應用於生物醫療、高能物理、宇宙探測、精密分析、工業計測、民用消費等領域。多種產品以其優異質量著稱並享有高市場佔有率，如光電倍增管系列產品的市場佔有率高達90%。在激光雷達（LiDAR）領域，濱松是世界上為數不多的可同時為車載激光雷達提供各類核心光學器件的企業，如激光器、MEMS微鏡和光電探測器等，並不斷優化性能，推進更高級別自動駕駛的實現。
麥姆斯諮詢：首先非常感謝濱松接受麥姆斯諮詢的採訪！請您向大家介紹濱松的發展歷程和主營業務，謝謝！
張傑：濱松光子學商貿（中國）有限公司是日本濱松光子學株式會社在中國的全資子公司，中國的銷售、技術支持、售後服務等市場活動中心。
成立於1953年的日本濱松光子學株式會社（簡稱：濱松），是具有高科技水平、高市場佔有率的光科學、光產業公司。主要的產品為光電元器件以及設備，產品種類超過15000種，其中光電倍增管聞名世界，佔有率達90%以上。目前擁有電子管事業部、固體事業部、系統事業部及激光事業部，並設有從事前沿、基礎光學及應用研究的中央研究所。濱松十分注重技術的發展，秉承“產品技術應該先於應用的發展”的理念，因此每年都將銷售額的9%左右投入在技術研發之中。濱松的產品被廣泛應用於分析儀器、醫療設備、核技術應用、科學研究、安全檢查、民用消費電子等領域，其中濱松的光電倍增管、光電半導體產品曾三次助瀾諾貝爾物理學獎的誕生，為中微子、希格斯波色子的探測做出重要貢獻。
濱松曾三次助瀾諾貝爾物理學獎的誕生
濱松於1988年與北京核儀器廠共同投資興建了北京濱松光子技術有限公司（簡稱：北京濱松），現為國內著名的光產業基地。為了進一步貢獻於中國光產業，並應對中國國內需求的不斷擴大，於2011年10月在北京成立全資子公司“濱松光子學商貿（中國）有限公司”（簡稱：濱松中國），次年濱松中國上海分公司成立，2017年濱松中國深圳分公司成立。上海、北京設有產品測試實驗室。濱松中國全面負責濱松產品以及北京濱松部分產品在中國的銷售、技術支持、售後服務等市場活動，為中國客戶提供更好、更貼近的服務。
麥姆斯諮詢：濱松的光電產品在多個領域享有盛譽，能談談濱松的成功秘訣嗎？
鮑澤宇：我們相信每一個企業，基於其核心技術和能力，為其用戶提供滿意的產品和服務都是事業成功過程中最重要的基點。講一個案例，濱松自創社以來，獲得的第一單量產業務，是和美國一家高精密分析儀器的公司合作，開發當時市面上暫時沒有合適提供方的一款光電探測器。通過和客戶前期密切溝通，充分理解客戶的訴求，以及訴求背後的緣由後，濱松在當時社長的帶領下，克服時差、語言、技術瓶頸等多重障礙，和客戶一起工作並以誠懇的方式及時高效地與客戶一同處理問題，最終在經歷了多次試製、測試、改良環節後定型並小批量試產，最終逐步走向了批量交付。此產品的出現，瞬間使得合作客戶的儀器具有了市場同類產品都沒有的超高探測精度和動態範圍，幫助客戶在獲得超額的訂單和社會認可的同時，也為儀器的最終使用者提供了便利。這款產品歷久彌新，到今天其改良款依舊活躍在高端分析儀器的市場上。通過這個小故事，我們想表達濱松的一種理念——通過濱松的技術和能力，基於濱松人的智慧和經驗，為用戶提供價值增量服務，以客戶訴求為出發點，實現雙方合作的共贏！
再回到您的問題上，簡要概括下來，我們事業支撐的基礎在於以下幾個方面：
1、專業度高，專注於“光”，在公司成立以來，66年來一直致力於光子技術和光子探測技術的研發及生產；
2、技術優先，通過持續不斷的投入研發，追求產品力的提高；
3、用戶滿意，和客戶共同工作，提供增量價值服務；
4、穩定的產品品質和持續的供貨能力；
5、“匠人”精神和靠譜的團隊文化。
麥姆斯諮詢：濱松對激光雷達系統及核心元器件都做了不少功課。這幾年在開拓激光雷達市場的過程中，也一定感受頗深。可以和讀者分享一下嗎？
張傑：激光雷達是一種光學測距的應用技術，LiDAR是它的英文稱呼，維基百科的定義是“LiDAR is a surveying method that measures distance to a target by illuminating the target with laser light and measuring the reflected light with a sensor.”，翻譯為“通過發送激光，並通過探測器接收反射光而進行距離測量的系統”。最近幾年激光雷達伴隨著智能網聯汽車與無人駕駛應用的強勁勢頭而興起。目前，在北京、深圳、上海、長沙、武漢、廣州等地都建立了自動駕駛測試區，作為車的“眼睛”，激光雷達起到了實時發現和定位周邊物體的功能。濱松在激光測距的應用可以追溯到早期的單線防撞雷達，該雷達一般搭載在汽車前方，用於前向碰撞的規避，其內置了激光器和探測器對，實現光的高速發收。到現在我們耳熟能詳的多線激光雷達，可以說是一種升級，通過多線掃描實現了3D場景的點雲探測，從而真正獲得縱深方向的高分辨率目標感知能力。
濱松在開展激光雷達業務的過程中，基本上是既有技術應用的升級，從產品經驗和可塑性來講應該是頗具優勢的。在開發市場的過程中，我們遇到的問題是，既有的團隊無法滿足爆發性的需求，從2016年開始，我們針對激光雷達的諮詢和產品的訴求就一直不斷，在2018年初到達頂峰，到目前2019年相對穩定，這其中我們通過協同日方，強化國內團隊，逐步找到了節奏，滿足了客戶一個又一個基於濱松器件的訴求。整個過程中，我感受到激光雷達行業的巨大潛力和市場前進速度的特點。尤其是在中國地區，我們在沒有傳統強勢Tier-1公司的生態環境下，BATH（編者注：指阿里巴巴、騰訊、百度、華為）等公司聯合整車廠的入局起到了資源整合的決定性作用，加速了中國的激光雷達技術和自動駕駛技術的應用落地。同時，技術流派從一開始的機械旋轉式入局，到新的固態激光雷達的研發和推出，也僅僅發生在短短几年間，對探測器和光源產品的訴求也從一開始的針對產品參數到產品的封裝、定製及車規等訴求進行轉化。我們相信，在未來的應用落地中，濱松的產品一定可以從各方面為客戶提供長期穩定的可信賴支持，濱松團隊也一直盡最大努力幫助用戶，與客戶一同成長。
麥姆斯諮詢：濱松一直致力於為車載激光雷達提供性能優異的光電器件。到目前為止，濱松已經推出了哪些產品？
鮑澤宇：我們推出的產品包含了光電收發的核心元器件。就發射端來講，目前可以提供的產品有21W~120W的905nm激光器、4通道車規級905nm激光器、高功率940nm VCSEL（垂直腔面發射激光器）、同時可以提供TO、陶瓷等多種自有封裝工序。從探測器來講，包括PD（光電二極管）、PIN-PD（PIN光電二極管）、APD（雪崩光電二極管）、MPPC/SiPM（硅光電倍增管）以及基於上述探測器的陣列化產品；此外針對PD、APD產品，濱松可以提供InGaAs（銦鎵砷）材料的產品。針對探測器的集成化方向，目前可以提供內置TIA（跨阻放大器）、TDC（時間數字轉換器）等集成功能型器件。
針對光學組件，目前可以提供諸如MEMS微鏡、BPF（帶通濾光片）、FAC-LENS（快軸準直透鏡）等產品。當然針對BPF和FAC-LENS，目前主要是提供定製品，考慮到成本和量產，暫時還沒有對外供應標準品的計劃。
濱松為激光雷達提供的各類光電元器件
麥姆斯諮詢：針對車載激光雷達，請您談談該領域激光光源的要求和發展趨勢的理解，以及濱松在這方面的佈局。
鮑澤宇：針對光源的要求，我們的觀點概括為以下幾點：
1、小尺寸+高輸出（高電光轉換效率）。這樣多線激光雷達功耗就會比較低，同時尺寸會隨之降低，能對角分辨率有一定的提升。當然這個方向是通用性的，合理的性價比也需要考慮。
2、高品質的光束質量。比如NFP（近場光斑）的光斑功率均勻度、出光功率的溫度穩定性以及中心波長的漂移特性，都會影響最終激光雷達產品的工作環境可靠性，濱松的激光器產品在這幾個特性上優勢明顯。
3、高封裝規格，通過AEC認證的可靠性高封裝產品。濱松已經針對車規級封裝的產品線完成了佈局，針對未來的車用產品，封裝方式會和目前產品有所區別。濱鬆開始了針對特定產品的AEC認證工作，預計2020年會發布相關信息。
4、陣列化光源。包括線陣4ch（四通道）、以及高功率面陣VCSEL產品；目前濱松已經確定將在12月份發售4ch產品，同時會在2020年初發售高功率VCSEL。
5、高集成度和定製化。針對特殊的激光器光源陣列需要進行完全不一樣的定製化，以滿足特定的要求。由於濱松具備晶圓級全流程生產製造技術，定製化業務一直是濱松的優勢所在。
麥姆斯諮詢：對於用於車載激光雷達的光電探測器，濱松主要佈局了哪幾類產品？性能如何？
張傑：光電探測器的種類之前已提到，主要是硅基的PD、PIN-PD、APD、MPPC，和基於InGaAs材料的PD、APD和MPPC產品，以及基於既有產品的陣列化和定製化的產品。性能表現如何？還是用戶有發言權。我們只能闡述基於事實的判斷，目前成熟的應用中內置我們APD/PD的體外診斷設備、內置MPPC的PET（正電子發射型計算機斷層顯像）在高端精密醫療領域均具有領先優勢。
麥姆斯諮詢：905nm雪崩光電二極管（APD）是目前激光雷達中常見的光電探測器，而單光子雪崩二極管（SPAD）和硅光電倍增管（SiPM）在激光雷達中的應用也為業界所看好！您能講講目前SPAD和SiPM在激光雷達應用的主要問題嗎？濱松計劃如何解決？
鮑澤宇：如前所說，APD基於既有的多元化業務場景，目前是使用最為廣泛的光電探測器件。而SPAD和SiPM主要是為了解決兩個問題而存在的。第一個問題是增益能力，目前APD的典型增益是100倍，而在遠距離測試的時候，需要大幅提高光源光強才能確保APD有信號，而SPAD或者SiPM是工作在蓋革模式下的APD，理論增益可以是APD的一百萬倍以上；第二個問題是大尺寸陣列的實現，SiPM是多個SPAD的陣列形式，可以通過多個SPAD獲得更高的可探測範圍以及配合陣列光源使用，更容易集成CMOS技術。針對SiPM（濱松註冊稱呼為MPPC），目前遇到的訴求最多的是PDE（光子探測效率）的提升問題。為此，濱松制定了三步戰略：第一步實現從7%到10%的提高，第二步從10%提高到15%，第三步從15%提高到30%，通過逐步迭代，優先供應有MPPC應用經驗和合作的用戶群體。
SiPM/MPPC：多個SPAD的陣列形式
麥姆斯諮詢：就光電探測器的襯底材料而言，主要有硅（Si）和銦鎵砷（InGaAs）。目前濱松已經推出了基於這兩種材料的光電探測器。請您為讀者科普基於上述兩種材料的光電探測器的性能差異，以及在激光雷達的應用前景等。謝謝！
鮑澤宇：目前主要的差異是適用的光譜不同。從應用角度而言，原理上沒有太大差別。探測器是配合光源的，硅基探測器配合最多的是850nm、870nm、905nm、940nm等波段光源。同時作為第一代半導體，硅材料晶圓更加成熟，從成本和可獲得性來講是大範圍應用的必然選擇。相比之下，作為化合物半導體的InGaAs材料由於工藝難度、晶圓尺寸和使用場景的限制，遠沒有硅的整體成熟度高。但濱松仍然致力於InGaAs APD的性能和成本優化，配合其使用的光源在人眼安全、陽光背景噪聲等方面的優勢，在更遠距離的測量方面優勢更明顯。
麥姆斯諮詢：濱松在用於醫療成像、高能物理學等領域的光電探測器已經取得了巨大的成功。已有的成功經驗，為濱鬆開拓激光雷達的光電探測市場帶來了哪些優勢？但不同應用對光電探測器的要求差異較大，給你們帶來了哪些挑戰？
張傑：目前濱松的APD、MPPC/SiPM在高端醫療診斷行業的使用十分廣泛，目前內置我司的MPPC的PET-MR或者PET-CT設備在高端醫療環境下的使用十分廣泛。據我所知，在這個行業，濱松的產品市場具備絕對的佔有率，而且還在不斷增長。同時內置我司APD/PD的產品在高端血液診斷設備中，也有著絕對領先的地位，每年為全球體外診斷行業提供著穩定的輸出結果。
我們也思考為什麼？我想PET對單光子計數的探測器能力的高要求，血液診斷裝置對APD的高探測能力的和信噪比的要求，加上我們持續穩定的價值服務，是我們成功的核心原因。這些研發過程都使我們在MPPC和APD弱光探測應用上積累了寶貴的成功經驗。而激光雷達探測遠距離的回波光是十分微弱的，在這種場景中，濱松的產品優勢不言而喻。當然，正如您提到的，目前應用場景不同，對我們在近紅外探測靈敏度、性能一致性水平、車規級別的工作環境、器件集成化程度等各個方面提出了不少改良和調整的要求，這方面的應對需要與客戶保持持續高效的聯繫和溝通。
麥姆斯諮詢：激光雷達的技術路線很多，例如機械式、MEMS、相控陣（OPA）、Flash、FMCW，您更看好哪些技術路線？為什麼？
張傑：我們作為器件級別的核心供應商，並不會決定激光雷達技術路線，與其說看好哪些路線，不如說看哪些路線能更加適應自己的應用場景落地並推動該應用場景的持續進步。機械式激光雷達雖然被詬病“貴、大、過車規難”等等，但是我們也看到當前市面上的路測均需要360°可探測範圍的事實，以及兩年來該類激光雷達價格的明顯下降。同樣，未來的多傳感器融合的概念既有激光雷達和其它方法，也有多種方法讓激光雷達集成在一輛車的趨勢。
麥姆斯諮詢：可以談談近兩年濱松針對激光雷達應用的新品計劃嗎？
鮑澤宇：敬請關注麥姆斯諮詢將在12月19日舉辦的『第二十八屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』，我們會公佈具體的信息。
簡單談一下我們進入2020年的準備。首先是車規級器件，目前隨著訴求向封裝和可靠性轉換，我們將會列舉最新封裝技術的產品給用戶；其次是高性能，針對電光效率、高靈敏度、抗串擾、高PDE等不同器件的核心參數都有一定程度的提高；再次是高穩定性，隨著批量業務的增加，很多實驗階段、小規模階段客戶向批量階段轉移過程中都會遇到各種各樣的問題，批次一致性會給客戶快速轉產提出挑戰，我們改善後的新生產技術可以在製造過程中提升產品的一致性，同時可以支持關鍵客戶的失效分析等售後服務。
麥姆斯諮詢：今年12月19日，濱松將受邀再次出席『第二十八屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』。屆時，濱松將會向觀眾分享哪些新動態？能否提前透露一些信息，謝謝！
鮑澤宇：本次分享內容主題為《激光雷達的升級之路——濱松核心光電器件的前行方向》，內容包含了上述分析內容，敬請關注MEMS公眾號、研討會官網（https://www.MEMSeminar.com/28/）以及濱松公眾號。
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