차량용 라이다에도 SiPM(실리콘 광증배관) 기술 적용
차량용 라이다에도 SiPM(실리콘 광증배관) 기술 적용
  • 오은지 기자
  • 승인 2021.03.02 17:07
  • 댓글 0
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온세미컨덕터, 세계 첫 자동차 인증 받은 라이다용 SiPM 어레이 출시

스마트폰에 적용되는 dToF(직접 비행시간거리)에 쓰이던 SiPM(실리콘 광증배관, Silicon Photomultiplier) 기술이 차량용 라이다(LiDAR)에도 적용된다. 

온세미컨덕터는 세계 첫 오토모티브 인증을 받은 'ArrayRDM-0112A20-QFN' SiPM 어레이를 2일 공개했다. 이는 최초로 오토모티브 인증을 받은 SiPM 제품으로, 오토모티브를 포함한 다양한 산업용 애플리케이션에 적용될 예정이다.

온세미 라이다 어레이 'ArrayRDM-0112A20-QFN'

ArrayRDM-0112A20-QFN은 온세미의 'RDM' 프로세스를 기반으로 하는 단일 1X12 SiPM 픽셀 어레이다. 근적외선(NIR) 빛에 대한 높은 감도를 제공해 905㎚ 파장에 대해서 업계 최고의 18.5% 광자검출 효율(PDE, 일반적인 동작 전압과 21°C에서의 최대 PDE)을 제공한다.

SiPM은 높은 내부 이득(Gain)을 통해 감도를 광자 단위까지 낮추고, 높은 PDE을 제공해 미세한 리턴 신호를 탐지할 수 있다. 이를 통해 빛의 반사율이 낮은 대상에 대해서도 더 넓은 범위까지 감지할 수 있다.

 

깊이 센싱에 이상적

SiPM은 최근 몇 년 동안 크게 주목을 받고 있는 기술로, 기본적으로 가지고 있는 고유 특성 때문에 뎁스(Depth) 센싱 애플리케이션에 활용되고 있다. SiPM은 밝은 햇빛 아래의 넓은 범위에서도 최고의 신호대잡음(SNR) 성능을 제공할 수 있다. 추가적으로는 낮은 전원 바이어스(Bias)로 동작하며 온도 변화에 대하여 감도 변화가 적으므로 기존의 애벌런치 광 다이오드(APD)를 사용하는 시스템을 업그레이드 할 수 있는 이상적인 성능을 제공한다. 또한, SiPM은 대량 생산이 가능한 CMOS 프로세스에서 생산되므로 검출기(Detector)의 제작 비용을 낮추면서 다양한 라이다 솔루션에서 활용 가능하다.

레이저는 오토모티브, 소비자, 산업용 애플리케이션 등의 분야에서 물체 간의 거리를 측정하기 위해 사용되고 있다. 오토모티브 영역에서 라이다는 차선유지, 교통체증 지원과 같은 기능을 보조하면서 안전성을 높이고, 첨단운전자지원시스템(ADAS)를 개선하는데 활용될 수 있다. 라이다는 실시간으로 주변환경을 안전하게 탐지하기 위해 로봇 운송과 같은 완전자율주행이 요구되는 사례에 일반적으로 사용된다. 이러한 기능을 지원하는 라이다 시스템은 ArrayRDM-0112A20-QFN가 제공하는 높은 PDE를 통해 300m 범위까지 감지할 수 있다. 범위가 늘어날수록 차량이 예기치 못한 장애물에 반응할 수 있는 시간이 늘어나게 된다.

웨이드 아펠만(Wade Appelman) 온세미컨덕터 오토모티브 센싱 부문 선임이사는 “라이다는 고해상도의 뎁스 데이터를 제공해 까다로운 저조도 조건에서도 빠르고 정확하게 객체를 식별한다"며 "최초로 오토모티브 인증을 받은 SiPM ArrayRDM-0112A20-QFN은 한 단계 향상된 안전성, 자율성을 제공할 수 있는 가격 경쟁력 있는 장거리 라이다 솔루션 제작을 가능하게 한다"고 말했다. 

피어릭 불레이(Pierrick Boulay) 욜 디벨롭먼트(Yole Dévelopment)의 기술&마켓 애널리스트는 “욜 디벨롭먼트에서 라이다는 자율주행 레벨 2에 도달하는데 필요한 기능과 함께 오토모티브 분야의 완전한 자율주행을 위한 핵심요소라고 판단하고 있다. 이번에 새롭게 공개된 오토모티브 인증 센서는 뛰어난 성능을 제공하며, 2019년에서 2025년까지 144%의 연평균성장률(CAGR)을 보일 것으로 예측되는 오토모티브 애플리케이션을 위한 라이다 분야에서 대량으로 도입될 것으로 보인다”고 말했다.

ArrayRDM-0112A20-QFN은 AEC-Q102을 준수하며, IATF 16949을 만족시킨다. 



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