芝能智芯出品夜里开车,如果前方地面出现一条光带,把可以通行的区域标出来;遇到风险的时候,灯光直接在路面画出提示;露营的时候,车灯还能当投影用。


这些变化,在问界、蔚来等产品上非常普遍,现在的车灯已经不仅仅是照亮前方的路。
一盏车灯,现在开始要谈像素、控制,甚至算力?
我们这次跟星宇和星曦光的领导,对智能汽车的车灯进行了深度交流,车灯和车灯背后的技术,是我们本期的重点。
我们的两位嘉宾是:
◎ 林树栋 星宇股份副总经理兼研究院院长
◎ 潘明清 武汉星曦光科技 系统集成总监
Part 1
以前的车灯,对普通人来说很好理解。够亮、照得远,配合驾驶员的转向和刹车做提示,这就是它最主要的工作。
它是一个标准件,如果说有哪些特殊的,可能是因为和外观设计挂钩,大家讨论的是车灯是否好看,在黑夜的道路上,看车灯的设计能判断出这车是不是高级,大概多少钱,也能体会出不同品牌的设计风格。
但这两年,变化开始明显起来。

林树栋在采访里提到,现在中高端车型上,矩阵式LED已经很普遍,Mini-LED、OLED这些方案也在逐步上车。
车灯里可以控制的“点”,越来越多了。从最早几个光源,到几十、几百个分区,再到现在几万级的像素点,控制精细度在不断提高。
当“点”多到一定程度之后,用法也跟着变了,比如:
◎ 可以在地面打出图案
◎ 可以动态提示行人或车辆
◎ 可以做一些简单的交互
慢慢地,现在的车灯已经不只是照明了,而是开始承担一部分“表达”的功能。
如果从整车来看,这个变化其实是同步的:车里是屏幕越来越多,车外,是灯开始变得更“会说话”。
在车灯变得复杂和职能的过程中,是原来的架构(光源和驱动分开和分区控制为主)开始跟不上了。但当控制单元一下子变多以后,控制链路变复杂、功耗上升比较快,并且响应速度受影响。
原来车灯里面发光芯片与驱动IC的底层核心技术由海外巨头主导,比如欧司朗(ams OSRAM)、日亚化学(Nichia)、亮锐(Lumileds)提供光源,德州仪器(TI)、恩智浦(NXP)等提供驱动芯片。
在中国快速变化的需求和技术迭代下出现了变化。
Part 2
Micro LED是LED领域的新兴的车灯技术,在一些高端车型得到应用。
Micro LED具有无需背光、光电转换效率高、亮度惊人(可达100万尼特以上)、对比度优异(大于104:1)、响应时间在纳秒级等特点。
通过薄膜化、微小化和阵列化技术的精妙运用,Micro LED体积的大幅缩减,在像素控制上达到了前所未有的精细度。
Micro-LED这几年大家都在说,但真正卡在哪里,其实说清楚的不多。
这次采访里,潘明清讲得比较直接:现在最难的一步,不是我们理解的芯片设计和封装,这些国内已经有很强的产业基础,是在关键的工艺步骤“键合”, 将数以万计甚至百万计的微米级GaN发光像素,精准、无损地与硅基CMOS驱动电路结合。
这里有几个现实问题:尺寸非常小,对准要求很高;数量非常多,一次就是几万甚至更多 ;材料还不一样,工艺窗口比较窄。跨材料体系的“异质集成键合”,对平整度、对准精度和界面物理特性的要求极其苛刻。
结构上也有变化,以前是光源在上面,驱动在旁边;现在是把驱动直接放在像素阵列下面。
这样一来,释放了Micro-LED 对比度、 响应和 带宽的这些指标也就跟着上来了。
DLP大灯大家也知道,之前也是很贵的车灯激素后,需要极其耗电的微镜翻转和复杂光源。相比较而言,Micro-LED是自发光,且只点亮需要的像素,综合功耗有大幅降低。
使用Micro-LED技术以后,光机系统省去了传统 DLP 方案中体积庞大的数字微镜与复杂光学组件,整体结构更加紧凑轻量化,整车造型设计可以有更大的自由度。Micro-LED 的像素密度实现了质的飞跃,可以投射出的路面图像清晰度也有显著提升。

从车灯设计来看,底层技术会影响系统设计,想要做出更高级的车灯已经不是单个环节能解决的了。
在采访中,星宇提到,他们现在的组合是:
◎ 星宇做整灯和场景
◎ 芯联集成做芯片制造
◎ 九峰山做材料和工艺
三家合作把这个看成一个“类似IDM的方式”。
可以理解成,环节之间的影响变多了。比如:
◎ 光学设计一改,芯片结构可能要跟着调
◎ 芯片一调整,封装方式也会变化
◎ 工艺一变,良率又会受影响
如果还是按接口分开做的,整个迭代速度很慢,因为这是互相牵制的。如果还是完全分开推进,沟通成本会很高,周期也很难压缩。
潘明清在采访中提到,现在把设计、制造和封装尽量放在一个体系里,可以把开发周期从三四年压到一两年。
Part 3
Micro-LED一直有一个现实问题:贵。
但在这次交流里,星曦光给了一个比较明确的判断:如果做到规模化量产,万级像素的智能车灯,整体成本有机会做到现在DLP方案的一半以下。

用晶圆级制造替代一部分传统封装,提高良率,缩短流程。如果这一点能够实现,原来只在高端车型上出现的这些功能,会慢慢往下走。
在采访中,星曦光也提到,接下来会往AR-HUD、透明显示,甚至光通信这些方向去做。利用Micro-LED极高的刷新率,我们正在布局可见光通信(Li-Fi),未来车内的海量数据(如高清电影、AI算力交互)将通过光束进行瞬间传输。
车灯只是其中一个入口,光,将成为汽车AI时代的物理中枢。
为什么一盏车灯,现在要谈技术底层,车灯从照明开始,一步步往更细的控制、更复杂的功能走,最后走到了今天这个阶段。全能、无界、智联。对于普通消费者来说,最直观的改变是——“让光学会说话”。
车灯还是那个车灯,但做的事情,已经不太一样了。