ROHM新推出的激光二極管RLD90QZW3有哪些亮點(diǎn)？

7月27日，羅姆媒體交流會(huì)成功舉辦。會(huì)上，來(lái)自羅姆半導(dǎo)體的專家們向電子產(chǎn)品世界等媒體介紹了新產(chǎn)品用于LiDAR的激光二極管的特性，分享了羅姆中期經(jīng)營(yíng)計(jì)劃。

75W高功率激光二極管“RLD90QZW3”

激光雷達(dá)測(cè)距是基于ToF測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)的。ToF有很多不同實(shí)踐方法，包括1DToF、3DToF等。其中，3DToF不僅可以獲得對(duì)象物的距離，還可以獲得對(duì)象物的形狀、位置等很多不同信息。3DToF的工作原理是激光器打出來(lái)的光打到對(duì)象物上，對(duì)象物把這個(gè)光進(jìn)行反射，再用一個(gè)感光元件對(duì)這個(gè)反射光進(jìn)行接收，外加一個(gè)MCU，MCU對(duì)照射光和反射光的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，得出光源到對(duì)象物的距離，對(duì)象物的形狀與位置。

3DToF有兩種實(shí)現(xiàn)方式。一種是旋轉(zhuǎn)式，用到的激光元件是FPLD，也叫做邊發(fā)射型的LD；FPLD發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)透鏡整形后打到多棱鏡上，多棱鏡360°不停旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行全方位的掃描；此種測(cè)距方式聚光性較好，測(cè)距較遠(yuǎn)，可到達(dá)100米以上，分辨率取決于機(jī)器元件掃描速度。另一種是照射式，用到的激光元件是VCSEL，里面沒(méi)有機(jī)械旋轉(zhuǎn)件；VCSEL發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一個(gè)擴(kuò)散板，例如擴(kuò)散到120°左右的水平角，在120°水平角里面進(jìn)行一個(gè)物體的掃描；這種方式一般來(lái)說(shuō)分辨率比較好，但光能量比較分散，用來(lái)做長(zhǎng)距離測(cè)距會(huì)比較困難一些?？傮w來(lái)說(shuō)，若是長(zhǎng)距離測(cè)距，一般通過(guò)旋轉(zhuǎn)式3DToF實(shí)現(xiàn)，用到的激光器是大功率FPLD，待會(huì)的新品就屬于這一類；若是短距離測(cè)距，旋轉(zhuǎn)式或照射式都可實(shí)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)式用的是小功率FPLD（一般為毫瓦級(jí)）；對(duì)于高分辨率、高精度的照射用3DToF，一般會(huì)采用VCSEL+擴(kuò)散板的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

據(jù)ROHM半導(dǎo)體（北京）有限公司技術(shù)中心助理經(jīng)理吳波先生介紹，今天發(fā)布的用于LiDAR的激光二極管是75W大功率激光二極管RLD90QZW3，外觀為CAN56（TO-56）的金屬管殼封裝，應(yīng)用于AGV小車、掃地機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人，使用在激光測(cè)距模塊里，可做機(jī)器人的導(dǎo)航、避障作用；今年6月份開(kāi)始提供樣品，預(yù)計(jì)今年10月量產(chǎn)。

新產(chǎn)品有五個(gè)特點(diǎn)：

● 在75W等級(jí)產(chǎn)品里面實(shí)現(xiàn)了225μｍ業(yè)界超窄的發(fā)光線寬，有助于支持實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離測(cè)距和高精度測(cè)距。其原理是激光器本身的線寬越窄，經(jīng)過(guò)透鏡之后得到的平行光斑就越小，光斑中心部分光強(qiáng)就越強(qiáng)，可以打得更遠(yuǎn)，測(cè)的精度也越高。

● 在整個(gè)發(fā)光線寬范圍內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度均勻。市面上的激光器普存在，發(fā)光區(qū)的邊緣部分相對(duì)中心部分光強(qiáng)會(huì)衰減，邊緣不清晰的現(xiàn)象。而RLD90QZW3經(jīng)過(guò)工藝改良，中心和邊緣的光強(qiáng)都能均勻，沒(méi)有衰減。

● 波長(zhǎng)溫度依存性低，即波長(zhǎng)隨溫度的變化率低。一般市面上905納米的激光器，波長(zhǎng)隨溫度變化率在0.25nm/℃，而RLD90QZW3能夠達(dá)到0.15nm/℃。光源本身的波長(zhǎng)變化率越小，客戶的帶通濾波器的波長(zhǎng)范圍就可以設(shè)置得更窄，對(duì)于激光雷達(dá)整體的抗噪性能和測(cè)量精度的提高都有很大幫助。

● 光電轉(zhuǎn)化效率很出色，75W輸出時(shí)效率可達(dá)21%。通常來(lái)說(shuō)線寬越窄，光電轉(zhuǎn)換率的提高會(huì)相對(duì)比較困難。但RLD90QZW3既能夠保證很窄的發(fā)光線寬的前提下，它的光電轉(zhuǎn)換率和市面上普通產(chǎn)品達(dá)到同等水平。換言之，它既擁有了超窄線寬的優(yōu)勢(shì)，還不用擔(dān)心發(fā)熱增加或者功耗增加的影響。

● 有很多技術(shù)支持和各種技術(shù)參考數(shù)據(jù)。從羅姆官網(wǎng)上可以直接下載，包括驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)指南和電路板開(kāi)發(fā)用數(shù)據(jù)、及激光器的光學(xué)模型等，方便客戶做一些初期的設(shè)計(jì)。

針對(duì)RLD90QZW3激光器，羅姆和艾睿（ARROW）開(kāi)發(fā)了一個(gè)單通道的激光測(cè)距參考設(shè)計(jì)測(cè)試板。測(cè)試板上半部分是一個(gè)激光器的脈沖驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)GaN驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)脈沖驅(qū)動(dòng)，使RLD90QZW3發(fā)出一個(gè)納秒級(jí)的脈沖光，這個(gè)脈沖光經(jīng)過(guò)透鏡形成平行光之后打到對(duì)象物上去，通過(guò)板子上的感光元件對(duì)反射光進(jìn)行接收，再通過(guò)MCU對(duì)發(fā)射出來(lái)的激光和接收到的反射光進(jìn)行信號(hào)處理，得到板子到對(duì)象物的距離，是一個(gè)典型的ToF應(yīng)用。

羅姆中期經(jīng)營(yíng)計(jì)劃：2025年銷售額目標(biāo)4700億日元以上

統(tǒng)觀2020年度（2020年4月1日至2021年3月31日），羅姆半導(dǎo)體銷售額和上一財(cái)年幾乎持平，銷售利潤(rùn)比2019年度增加30.5%，為384億日元，實(shí)現(xiàn)了減收增益。2021年度（2021年4月1日至2022年3月31日）羅姆半導(dǎo)體的計(jì)劃銷售額為4000億日元，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)490億日元。

據(jù)ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司市場(chǎng)宣傳課副總經(jīng)理原直人先生介紹，2020年度的銷售額變動(dòng)因素從市場(chǎng)領(lǐng)域來(lái)看，車載領(lǐng)域和智能手機(jī)（通信）領(lǐng)域呈現(xiàn)下降，而工業(yè)設(shè)備和消費(fèi)電子領(lǐng)域呈現(xiàn)上升。在2021年度，預(yù)計(jì)車載領(lǐng)域會(huì)有很大的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域預(yù)測(cè)將近10%的增長(zhǎng)。羅姆半導(dǎo)體將繼續(xù)深耕車載和工業(yè)設(shè)備市場(chǎng)，從銷售額構(gòu)成比例來(lái)看，預(yù)計(jì)在2021年度車載比例將達(dá)到40%。

在2020年，羅姆半導(dǎo)體制定了“專注于電源和模擬技術(shù)，并通過(guò)滿足客戶對(duì)“節(jié)能”和“小型化”的需求，來(lái)解決社會(huì)課題”這一經(jīng)營(yíng)愿景。羅姆中期經(jīng)營(yíng)計(jì)劃（2021年度-2025年度）”，正是為了實(shí)現(xiàn)“經(jīng)營(yíng)愿景”，著眼于十年后的飛躍性增長(zhǎng)，建立更穩(wěn)固的經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)而制定的五年計(jì)劃。計(jì)劃中提到，羅姆半導(dǎo)體2025年度的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是銷售額達(dá)到4700億日元以上，銷售利潤(rùn)率達(dá)到17%以上；通過(guò)熟悉客戶課題的工程師進(jìn)行商品企劃，來(lái)構(gòu)建全球通用的商品開(kāi)發(fā)體制；加強(qiáng)解決方案和技術(shù)支持部門和銷售之間的配合，以切實(shí)滿足客戶的需求；通過(guò)生產(chǎn)改革，將羅姆集團(tuán)的技術(shù)實(shí)力集結(jié)起來(lái)，以零缺陷、完全自動(dòng)化為目標(biāo)，努力穩(wěn)定供貨。羅姆將致力于電源和模擬，車載領(lǐng)域、工業(yè)設(shè)備特別是服務(wù)器、基站領(lǐng)域。在中國(guó)，將加強(qiáng)與車載相關(guān)企業(yè)的合作關(guān)系。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，將推進(jìn)加快設(shè)備智能化發(fā)展的高附加值的產(chǎn)品。