Baraja, 차량용 도플러 라이다 샘플 공급 개시

Spectrum-Scan™ 라이다(LiDAR) 기술을 개발한 Baraja가 차량용 소프트웨어 정의 도플러 RMCW (Random Modulated Continuous Wave) 라이다를 제작하는 데 필요한 모든 통합 부품의 A-샘플을 제공한다고 29일 발표했다. 

페데리코 콜라르테(Federico Collarte) Baraja 공동창업자이자 CEO는 “여러 개의 이기종 서브시스템이 라이다에 포함되어 있기 때문에, 각 서브시스템을 통합하려면 완전히 다른 등급의 칩과 다른 공정을 통해 통합해야 한다. 오늘 Baraja는 도플러 속도(Doppler velocity)를 포함하여 최고 성능의 라이다를 구축하기 위한 모든 다양한 칩과 통합 부품(Tx, Rx, 증폭, 조향)을, 통합을 위한 A-샘플로 제공한다.”라며 “우리는 부품을 플러그앤플레이(plug-and-play) 방식으로 간단하게 연결해 최고 성능의 라이다를 얻을 수 있도록 만들었으며, 이 솔루션의 장점은 이러한 칩에 적용하기 위해 개발된 기술이 자체적으로 강화되어 향후 추가 통합이 가능하다는 점”이라고 말했다. 
 

RMCW는 연속파 레이저를 사용하여 의사 무작위 바이너리 시퀀스(Pseudo Random Binary Sequence, PRBS)로 변조한다. 귀한 신호(returned signal)는 알려진 시퀀스와 상관관계가 있으며, 지연은 대상까지의 범위를 나타내며 온도, 진동, 에이징(aging) 효과에 강하다. 

RMCW는 도플러 속도라고도 하는 픽셀당 순간 속도 정보도 생성할 수 있다. 포인트 클라우드에 속도가 있으면 움직이는 물체와 고정된 물체를 구분하는 것이 간단해지므로, 머신 러닝 기술을 통해 매우 정확한 정보를 바탕으로 분류 결정을 내릴 수 있다. 이러한 첨단 기능은 기존 라이다로는 불가능하며, 순간 속도를 추출하려면 반송파 주파수의 약 1/10,000,000에 해당하는 주파수 편이(frequency shift)를 감지하는 기술이 필요하다.

이를 통해 훨씬 더 빠른 속도의 아날로그 전자 장치를 사용하는 FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave) 라이다에서 사용하는 것과 동일한 펄스 성능을 저속 전자 장치로 달성할 수 있으며 간섭에 대한 내성이 높다. 이는 소프트웨어로 변조할 수 있으므로 주변 환경에서 들어오는 신호에 반응하여 라이다 시스템이 능동적으로 RMCW 변조를 변경할 수 있다. 

반도체 광증폭기(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)는 증폭기 칩과 맞춤형으로 개발된 고효율 열전 쿨러를 밀봉된 자동차 등급 패키지에 통합하고 레이저 광을 증폭하여 대량 생산 칩 공정에서 200 m 이상의 범위 요구사항을 달성할 수 있다. 또한, Baraja의 오프로드(Off-Road) 1세대 제품을 포함하여 기존 1550 nm 라이다에 사용되는 광섬유 증폭기(Fiber Amplifier)에 비해 크기가 50~80배 작고 전력 소비도 적다.

양방향 광학 서브어셈블리(Bidirectional Optical Sub-Assembly, BOSA)는 3×3.5 cm 크기의 자동차 등급 밀폐형 온도 제어 인클로저에 3가지 유형의 칩을 통합한다. 이 칩은 InP 레이저 다이오드, 실리콘 포토닉스를 사용해 제작된 호모다인 수신기 칩, 실리콘에 내장된 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier, TIA)이다.

여기에 마이크로 광학 장치와 자동차 등급 열전 쿨러가 더해져 Spectrum-Scan™의 특징인 파장 조정이 가능한 레이저 광을 생성하고 수신하는 엔드투엔드 솔루션을 제공하므로, 어떤 의미에서 BOSA는 라이다의 빔 조향(beam steering) 요구사항을 부분적으로 통합하고 있다. 
 

Spectrum-Scan™ 라이다는 레이저의 파장 변화를 프리즘과 같은 분산 광학 장치와 결합하여 빛의 파장에 따라 다양한 각도로 빛을 조향한다. 이와 같은 원리로 광학 장치가 주변에서 돌아오는 빛을 포착해 광섬유 수신기에 다시 결합할 수 있다. 따라서 Spectrum-Scan™은 송수신 모두에 사용되며 본질적으로 햇빛과 라이다 광원의 간섭을 방지하는 공간 및 광 파장 필터를 구축한다. 

Baraja는 렌즈와 프리즘의 여러 광학 기능을 저렴한 실리카 글라스를 사용해 제작한 광학 칩에 통합했다. 

Baraja는 광학 서브어셈블리 및 칩을 개발하는 데 약 36개월이 소요될 것으로 예상하고 있다.

시비 풀릭카세릴(Cibby Pulikkaseril) Baraja CTO는 “현재 A-샘플이 제공되고 있으며, 2025년에 'Spectrum HD 2025' C-샘플/일반 출시를 앞두고 있다는 소식을 전하게 돼 기쁘다.”라며 “이 혁신적인 기술을 이용하고자 한다면 지금이 바로 협력할 시기”라고 말했다. 

한편, 2016년 설립된 이래 한때 기업가치가 3억 달러로 평가되었던 Baraja는 올초 직원의 75%를 해고하는 대규모 구조조정을 단행한 바 있다. 당시 콜라르테 CEO는 비오니어(Veoneer)로부터 투자를 받았음에도 인력 감축이 불가피하다고 밝혔다.

---