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【FIO系列报道】自动驾驶汽车:复杂的光电子供应链

发布:HPLSElaser    |    2017-10-12 16:18    阅读:199
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图片来源:盖帝图像(Getty Images)。

当我们谈论自动驾驶汽车时往往会想到其技术上的挑战。但在美国华盛顿特区举办的光学前沿会议上,美国马萨诸塞州科技合作创新研究所的先进制造项目主管Ira Moskowitz发表了一场演讲,主要关注自动驾驶技术中一些容易被人忽视的挑战。

Moskowitz解释道,制造自动驾驶汽车的挑战中除了一些难以达到的技术要求之外,这场革命还将产生新型且高度复杂的供应链需求以及教育和劳动力需求。Moskowitz认为,自动驾驶技术接下来的发展将会呈现出“巨大的挑战”。对于部分新型汽车中核心功能所需的光电集成电路(PICs)而言,更是如此。

PICs激光雷达:自动驾驶技术的关键

特定的PIC组件将构成自动驾驶汽车中的关键部分——激光雷达。基于PIC的激光雷达仍处于紧张的原型开发中,尚未准备好投入使用。但当这项技术发展成熟后,其将比早期自动驾驶汽车试验(例如,谷歌的自动驾驶汽车)中使用的大型机械激光雷达尺寸更小,也更便宜。Moskowitz表示,PICs元件的集成以及成本降低对于自动驾驶汽车的实用化来说至关重要。

“只有实现PICs的集成,我们才能彻底改变自动驾驶汽车行业的现状。” Moskowitz补充说道,将研究重点放在激光雷达上是有道理的,因为现如今的汽车中布满了摄像机和传感器,也包含了大多数其他的光电子组件,而自动驾驶汽车将是其最终的发展结果。因此,实用且集成的激光雷达是自动驾驶汽车与普通汽车之间缺失的环节。

复杂供应链


图为Ira Moskowitz在2017年光学前沿会议上。

那么,为PICs激光雷达建立可持续的生产体系需要做些什么呢?事实证明,还需要相当多的努力。首先,Moskowitz勾勒出一个复杂的供应链,涉及多个重叠阶段,从设计到晶片制造、测试、探测、装配以及封装到子系统中并投入自动驾驶产业使用。Moskowitz表示,自动驾驶行业可能是“你能想象到的最具有挑战性的客户群”。

Moskowitz在演讲中说道:“比起我曾经见过的一些复杂设备,该设备的供应链更加复杂。”其大多数的移动部件,例如设计工具软件和在芯片上校准激光器的复杂流程等技术要素以及分包关系和工厂支持服务等商业逻辑仅仅处于设想阶段,Moskowitz表示:“这是非常复杂的情况。”

零缺陷容限

Moskowitz还提醒大家不要忽略“人才队伍”的重要性,以及自动驾驶汽车的行驶方式为人力教育和培训产生的新要求。他发现,自动驾驶汽车制造商正在逐步聘请数以千计的员工以支持自动驾驶技术的开发。“问题在于如何获得能够做这些工作的人力资源。”而这个困境或许是自动驾驶技术中可持续的PIC制造业所面对的最大困难之一。

自动驾驶汽车作为工业中的新兴行业,需要一系列全新的工作技能。为了安全起见,购买PICs激光雷达的汽车公司将对设备要求零缺陷容限,这反过来意味着人们需要研究出新的缺陷修复方法以及更复杂的分析技术,这些均是目前研究人员们从未涉及的方面。汽车行业也同样期望100%按时交货以及个别成本的稳定降低。

Moskowitz表示,所有的这一切将全面提高从事自动驾驶汽车行业人员的整体教育水平和专业要求,从前只需要技师学历即可,以后两年制的学位将不再满足行业需求,或许需要更高的博士生学历。同时,自动驾驶汽车行业也需要“完整的信息技术和网络安全团队”。

“四轮机器人”

Moskowitz认为,最终PICs激光雷达系统与其他子系统和行业如人工智能、智能城市和物联网的交互,将需要一个全新的生产体系。在这种体系中,自动驾驶汽车可以被视为“四轮机器人”,并将体系扩展到PIC之外的广大领域。

由于自动驾驶技术存在固有的交叉技术领域,公共机构以及类似于AIM Photonics的公私合作均能有效构建这种体系。“这不仅仅是光电子领域,同样关系到软件、自动化、机器人、智能城市、公共交通和监管等其他行业技术。”

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2017年光学前沿会议重要演讲

来源: https://www.osa-opn.org/home/newsroom/2017/september/self-driving_cars_a_complex_photonic_supply_chain/

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