将于9月10-12日在深圳国际会展中心举办的CIOE中国光博会聚焦汽车领域应用,集中展示车载摄像头、3D视觉感知、车载红外夜视等智能感知系统;屏显材料及元器件、显示面板、HUD、车灯等车载显示及照明;光纤、VCSEL、光模块等车载光通信;环节,展示一系列激光设备、激光器、机器人、自动化、半导体设备、真空镀膜设备、镜头组装设备等汽车生产制造产品及设备;同时,展会同期还将举办一系列与智能汽车紧密相关的会议,话题涵盖多传感器融合、汽车视觉方案、智能座舱、车载光通信等,为汽车行业相关企业的研发、生产制造等部门,提供了解上下游产品及创新技术、商贸洽谈、交流采购的一站式服务。
智能感知系统是智能汽车的核心组成部分,如同人类的感官系统,帮助汽车感知周围的环境信息。光电技术在其中发挥着关键作用,多种光电传感器协同工作,为汽车提供了全方位、高精度的感知能力。各传感器技术不断迭代升级,正朝着更智能、更高效、更融合的方向发展。如今,众多车型已将先进的智能感知系统应用于实际驾驶场景,为出行带来显著变革。车载摄像头作为智能感知系统的重要一环,能够实时采集车辆周围的图像信息,为驾驶员提供直观的视觉辅助,也是实现自动驾驶功能的基础。在实际应用中,当车辆行驶在复杂的城市道路上时,车载摄像头能够及时发现前方突然出现的行人,并迅速将信息传递给车辆的自动紧急制动系统,从而避免碰撞事故的发生。当前,车载摄像头正朝着高像素、大广角、高动态范围(HDR)以及与 AI 深度融合的方向迈进。未来,高像素将提供更清晰图像,大广角可减少视觉盲区,HDR 确保全光照环境下图像稳定,与 AI 融合后能实时处理图像,助力自动驾驶决策。

激光雷达是通过发射激光束并测量反射光的时间来获取目标物体的距离信息,进而构建出车辆周围环境的三维点云图。它具有高精度、高分辨率、不受光照条件影响等优点,能够为智能汽车提供更为精确的环境感知数据。激光雷达未来将朝着小型化、低成本、高可靠性以及更高性能方向发展,同时激光雷达与其他传感器的融合也是重要趋势,以提升智能汽车感知系统整体性能。3D TOF传感器则是通过测量红外光往返时间获取目标物体的深度信息,具有响应速度快、功耗低、成本可控等优势,尤其适用于近距离感知场景。在智能座舱中,3D TOF传感器可实现手势识别和面部表情监测,在自动驾驶领域,3D TOF传感器可用于检测车辆周围的近距离障碍物,如自动泊车时精确测量与车位边界、其他车辆的距离,实现厘米级定位精度。在技术发展上,3D TOF传感器正着力解决多径干扰和精度问题。单一的3D视觉传感器存在各自的局限性,如激光雷达在极端天气下性能下降,3D TOF传感器探测距离有限。因此,多模态融合成为提升感知系统可靠性的关键路径。未来,3D视觉感知系统将朝着 “硬件轻量化 + 软件智能化” 方向发展。一方面,通过芯片级集成技术,将激光雷达的发射、接收模块与3D TOF传感器的处理芯片集成在同一封装内,降低系统体积和成本;另一方面,基于 Transformer 架构的多模态大模型将广泛应用,实现对海量异构数据的实时处理和智能决策,推动自动驾驶从 L2 + 向 L3 级及以上跨越。

红外传感器利用物体发出的红外辐射来检测目标物体,在夜间、雾霾、雨雪等恶劣天气条件下具有独特的优势,未来将持续提升探测精度和灵敏度、降低功耗,并与其他智能系统深度融合,实现更智能的主动安全防护。例如,通过与车辆的智能驾驶系统深度融合,红外传感器可以实现对行人、车辆的更精准识别和跟踪,提前预警潜在危险,为智能驾驶提供更可靠的安全保障。同时,降低功耗也是红外传感器未来发展的重要方向之一,以满足汽车对能源高效利用的需求。

车载显示及照明系统不仅为驾驶员和乘客提供了舒适的视觉环境,还成为了展示汽车科技感和个性化的重要窗口。光电技术的不断创新,推动着车载显示及照明系统向更加智能化、多样化的方向发展。在车载显示领域,Mini LED 和 OLED(有机发光二极管)技术的应用为用户带来了更加绚丽、清晰的视觉体验。Mini LED 具有更高的亮度、对比度和色域,能够呈现出更加细腻、逼真的图像效果。OLED 则具有自发光、视角广、对比度高、厚度薄等优点,能够实现更加灵活的显示设计。随着整车产品的竞争从传统 “三大件” 逐步向智能化、电动化转移,志在将汽车打造为 “第三生活空间” 的中国车企看准智能座舱,相继在新车型中植入了观影、电竞等丰富的生活场景。作为人车交互的 “窗口”,屏幕关系到汽车座舱智能化、科技感、沉浸式体验等方面。这一趋势对车载显示提出了更高清、更柔性、尺寸更大等诸多需求。HUD(抬头显示)技术将车辆的重要信息,如车速、转速、导航指示等,通过光学投影的方式显示在驾驶员前方的挡风玻璃上,使驾驶员无需低头即可获取关键信息,提高了驾驶的安全性和便利性。AR-HUD(增强现实抬头显示)将虚拟的信息与现实的道路场景进行融合,为驾驶员提供更加直观、准确的导航指引和驾驶辅助信息。未来,HUD 技术将朝着更高分辨率、更大视场角以及与车辆智能系统更深度融合的方向发展。更高分辨率能够提供更清晰、细腻的图像显示,使驾驶员获取信息更加轻松;更大视场角则可以覆盖更广阔的视野范围,减少信息盲区;与车辆智能系统的深度融合,可根据驾驶员的实时状态和驾驶场景,动态调整显示内容,实现更加个性化、智能化的信息呈现。智慧车灯突破传统照明局限,将光电技术与智能控制深度融合,成为汽车与外界交互的重要媒介。展望未来,智慧车灯将进一步集成更多功能,如与车辆的通信系统相连,实现车与车、车与基础设施之间的信息交互。例如,当车辆前方道路出现施工或事故等特殊情况时,智慧车灯可以接收相关信息,并通过特定的灯光信号向后方车辆进行预警,提高道路交通的整体安全性和流畅性。同时,智慧车灯在节能方面也将不断优化,通过采用更高效的光源和智能控制算法,降低能源消耗,符合汽车行业节能减排的发展趋势。

随着智能汽车和自动驾驶技术的快速发展,车载电子系统和应用数量不断增加,对车载数据传输的带宽和速度提出了更高的要求。车载光通信技术作为一种高速、可靠的数据传输解决方案,正逐渐成为智能汽车发展的关键技术之一。在智能汽车全域架构中,光纤通信技术正深度渗透至自动化驾驶、智能座舱、多模式网联 V2X 等多个核心场景。例如,在自动驾驶系统中,高清摄像头、激光雷达等传感器产生的大量数据需要通过高速网络进行实时传输,光纤通信能够提供高达多 Gbps 级的数据传输速率,确保传感器数据的及时准确传输,为自动驾驶系统的决策提供有力支持。在智能座舱中,光纤通信可实现 4K 视频流在 AR - HUD、中控大屏、流媒体后视镜及车载娱乐屏等高清显示设备之间的实时渲染与多屏互动,消除信号延迟与压缩失真,提升用户体验的流畅度。未来,光纤通信将在集成化与智能化方向持续突破。一方面,光子集成技术将推动光器件高度集成,把光源、调制器、探测器等功能模块集成在微小芯片上,大幅缩小体积、降低功耗,便于在车内紧凑空间部署。另一方面,智能光纤网络管理系统将应运而生,通过 AI 算法实时监测光纤链路状态,智能调配带宽资源。VCSEL(垂直腔面发射激光器)作为一种半导体光源,因其独特的垂直发射结构和高速调制特性,在车载光通信领域展现出巨大潜力。在车载以太网光模块中,VCSEL凭借低功耗、高速率的优势,已成为数据传输的核心器件,支持10Gbps 甚至更高速率的数据传输,满足智能汽车对海量传感器数据快速交互的需求。随着技术的不断进步,VCSEL将朝着更高功率、更高速率、更低功耗的方向发展,例如通过量子阱结构优化和新材料应用,进一步提升 VCSEL 的电光转换效率和调制速率,为车载光通信提供更强大的光源支持。车规级光模块是车载光通信系统中的关键器件,它负责将电信号转换为光信号进行传输,并在接收端将光信号转换回电信号。这些光模块采用了先进的封装技术和光学设计,在保证高速数据传输的同时,具备良好的抗振动、抗冲击和耐高温性能,确保在汽车复杂的工作环境下稳定运行。在技术演进上,车规级光模块将聚焦高速率与低功耗的平衡。一方面,800G 甚至 1.6T 光模块将逐步应用于车载领域,以应对未来自动驾驶对 PB 级数据传输的需求。另一方面,硅光技术与光电共封装(CPO)将成为降低功耗的关键。随着汽车智能化和网联化的不断深入发展,车载光通信技术将朝着更高速率、更低成本、更小尺寸的方向发展。未来,车载光通信将实现车内车外网络的无缝融合,为车辆提供更加全面、高效的通信服务。同时,随着 5G、卫星通信等技术的发展,车载光通信将与这些技术相结合,进一步拓展智能汽车的通信边界,实现车辆与周围环境的全方位信息交互。

在汽车制造过程中,光电技术同样发挥着不可或缺的作用,为汽车生产企业提供了高精度、高效率的加工和检测手段,助力提升汽车的生产效率和质量。激光加工技术具有精度高、速度快、非接触式加工等优点,在汽车制造的多个环节得到了广泛应用。例如,在汽车零部件的切割、焊接和打孔等工艺中,激光加工能够实现高精度的加工要求,提高零部件的加工质量和生产效率。未来,激光加工将向多光束协同与智能化控制方向发展。多光束激光加工技术可通过多个激光束同时作用于工件,大幅提高加工效率。智能化控制方面,AI 视觉系统与激光加工设备深度融合,能够实时识别工件位置与变形情况,自动调整激光参数。自动化设备是现代汽车制造的 “数字神经”,通过光电传感与控制技术实现产线的精准协同。工业机器人与自动化设备深度融合,成为汽车制造智能化升级的关键力量。设备间的协同运作,不仅显著降低人工成本与劳动强度,更将生产线自动化水平提升到新高度。随着技术发展,工业机器人与自动化设备将进一步融合人工智能、5G 等前沿技术,朝着更高精度、更强协同性方向迈进,持续推动汽车制造智能化变革。
半导体设备是车规级芯片制造的核心装备,光刻、刻蚀、沉积等关键工艺均依赖精密光电技术。未来,随着第三代半导体材料(如碳化硅、氮化镓)在汽车领域的应用,半导体设备将向更高精度、更强兼容性方向发展,支持功率器件与传感器芯片的集成制造,保障车规级芯片在复杂汽车环境下稳定运行。真空镀膜设备通过在真空环境下,利用物理或化学气相沉积技术,为汽车零部件表面镀上功能性薄膜,显著提升其性能。在发动机关键部件上,通过电弧离子镀膜技术沉积碳基或陶瓷薄膜,可使部件表面硬度大幅提升,耐磨性增强数倍,同时降低摩擦系数,减少能量损耗,提高发动机效率和使用寿命。在光学零部件制造中,电子束镀膜设备能精确控制薄膜厚度和成分,制备出多层增透膜,应用于车载摄像头镜头,可有效提升可见光透过率,减少反射和眩光,优化成像质量。面对汽车轻量化、智能化的需求,真空镀膜技术不断创新。通过开发新型镀膜材料和工艺,实现薄膜的多功能复合,助力汽车零部件性能全面升级。

车规芯片及功率半导体在汽车领域扮演着至关重要的角色,堪称汽车动力与智能的 “心脏”。车规芯片需要满足严苛的工作温度、振动、湿度等环境要求,具备高可靠性和稳定性。功率半导体则是实现电能转换与电路控制的核心器件。车规芯片与功率半导体相互配合,从动力控制到智能决策,为汽车的高效运行和智能化升级提供了坚实支撑。今年CIOE中国光博会将与SEMI-e深圳国际半导体展暨2025集成电路产业创新展(SEMI-e)同期举办,现场还将有车规芯片及功率半导体相关产品展示。光电及半导体技术在汽车领域的应用,从智能感知系统到车载显示及照明,从车载光通信到汽车制造,再到车规芯片及功率半导体,每一个维度都展现出了强大的创新能力和变革力量。这不仅提升了汽车的性能和安全性,还为用户带来了更加舒适、便捷、智能的驾乘体验。我们相信科技进步将推动汽车产业朝着更加智能化、绿色化、网联化的方向蓬勃发展,引领汽车行业进入一个全新的时代。