在眾多用於先進駕駛輔助係統（ADAS）和自動駕駛汽車（AV）的傳感器中，火熱的LiDAR仍然是各種創新技術的搖籃。不過，欣欣向榮的另一麵也反應LiDAR市場仍處於萌芽狀態，百家爭鳴的同時難言哪種技術方案能夠真正獲得成功。根據著名市場研究機構Yole發布的《汽車和工業應用的激光雷達－2018版》報告，近幾年來，全球已湧現出60到70家LiDAR創業公司，吸引了超過8億美元投資。
Lumotive剛剛進入這個競爭激烈的創新領域，希望利用其超材料技術，超越那些更為成熟的競爭對手。Lumotive專利保護的創新技術方案被稱為“液晶超表麵”（Liquid crystal metasurfaces， LCM）技術。
Lumotive聯合創始人兼首席執行官Bill Colleran稱超材料是一種“關鍵技術”，為Lumotive開發真正全固態LiDAR打開了新大門。基於超材料的光彎曲特性，Lumotive液晶超表麵芯片可以不依賴傳統機械LiDAR中的旋轉部件，而操縱激光束的偏轉。
當然，Lumotive並不是第一個提出非機械掃描的LiDAR廠商。眾多采用MEMS反射鏡或光學相控陣的競爭對手已經宣稱，它們的LiDAR不包含或使用很少的機械運動部件。
不過，Colleran強調，Lumotive的差異化優勢在於液晶超表麵半導體芯片具有更大的光學孔徑（25 x 25 mm）。這使其LiDAR可以獲得更大的探測範圍。據Lumotive稱，120度視場結合快速隨機接入波束控製技術，確保了LiDAR係統的高性能。
上圖顯示將激光照射到Lumotive的液晶超表麵（LCM）芯片，通過芯片上的電信號編程，可以將反射光引導到120度視場內的任何方向
產品上市計劃
對於產品發布計劃，Lumotive首席執行官Colleran表示，樣品將在今年第三季度上市，車規級產品可能還需要兩年多的時間。不過，Colleran對於“遲到”的車規級產品表示很淡定，因為他們LiDAR的市場機遇可以拓展至汽車應用以外的領域，包括工業、機器人和無人機等。
Lumotive預計其LiDAR還可以進入售後市場（不需要車規級認證）。Lumotive似乎看起來有很長遠的規劃，期望以更低的成本進入大規模量產汽車市場，不過，Colleran認為這仍然需要數年時間。
根據Yole的研究報告，投資有些過熱的LiDAR市場未來將分“階段”發展。第一波浪潮源自競爭激烈的傳統機械LiDAR；從今年開始的第二波浪潮是采用MEMS技術的LiDAR，將比上一代LiDAR更小、更便宜；光學相控陣LiDAR、閃光（Flash）LiDAR以及Lumotive的液晶超表麵LiDAR等完全不同的技術方案將代表未來的第三波浪潮。
超材料
Lumotive和超材料技術密不可分。
用於光束操縱的液晶超表麵芯片
超材料被定義為一種“人工結構材料”。超材料的優勢是可以對其特性或相關器件進行前所未有的控製。超材料不是一種特定的物質，而是一種“設計方法”，是可以實現光束操縱及其它電磁波激發的新方法。
Lumotive公司顧問、美國杜克大學（Duke University）物理學教授、超材料研究領域的先驅David Smith解釋說，超材料商業應用的一個很好的例子是Kymeta公司的平板天線技術。Kymeta公司已經將一種新的基於超材料的衛星天線成功商業化。David Smith同時也是Kymeta公司的高級顧問。
Kymeta公司利用了超材料的“特殊架構”，其天線可以在無需移相器、相關放大器或其他組件的情況下，在其表麵的每個點進行電子調向。David Smith表示，過多的移相器和放大器需要成本、功耗以及冷卻裝置。
通過應用超材料設計原理，與相控陣相比，Kymeta能夠顯著提高其平板天線中天線元件的密度。可以簡單地通過激活或停用天線元件，控製其相位和振幅。
應用於Kymeta天線的超材料架構可以適用於Lumotive的LiDAR。David Smith解釋說，不同之處在於，超表麵概念之前應用於微波頻率，但是，Lumotive是第一次為光學應用開發的動態超材料。
Lumotive利用人工結構化表麵來控製電磁波是獨一無二的。“但是，將超材料應用到光學領域涉及一係列問題，”David Smith說，“首先，光學方麵的競爭(zheng) 更加艱難，因為(wei) 光學相控陣LiDAR的開發早已經開始了。但基於(yu) 相控陣的LiDAR也有自己的挑戰，包括它們(men) 的密度和熱力學問題，這為(wei) 我們(men) 的超材料技術帶來了機遇。”
超材料的商業(ye) 化，Lumotive的專(zhuan) 利壁壘優(you) 勢
發現超材料是一回事，能否將其成功商業(ye) 化完全是另外一回事。
David Smith以其在電磁超材料方麵的理論和實驗研究而聞名，他一直是揭示超材料潛力的先驅。他與(yu) 著名的發明科學基金（ISF）合作密切，ISF是高智（Intellectual Ventures）的投資基金。Intellectual Ventures則是由微軟的Nathan Myhrvold和Edward Jung於(yu) 2000年創立的知識產(chan) 權風險投資公司，是美國專(zhuan) 利的五大所有人之一（也是一家著名的“專(zhuan) 利流氓”）。
雖然其他人也在努力將超材料技術商業(ye) 化，但David Smith稱，由於(yu) Intellectual Ventures擁有世界領先的超材料專(zhuan) 利組合，且ISF擁有自己的創業(ye) 孵化器ISF Incubator，因此，Lumotive最有可能將這項技術商業(ye) 化，並且也確實取得了實質進展。
Lumotive始於(yu) ISF孵化器，擁有這種LiDAR特定應用的超材料架構的“獨家許可”。和已經成功商業(ye) 化的Kymeta公司一樣，Lumotive也已經從(cong) Intellectual Ventures獨立出來運營。
代工製造
液晶超表麵芯片使用基於(yu) 超材料原理的可調諧亞(ya) 波長元件來控製激光。因為(wei) 它采用半導體(ti) 製造工藝，Lumotive有信心使其基於(yu) 液晶超表麵芯片的LiDAR“更可靠、更具成本效益並且可以批量生產(chan) ”。
目前，Keymeta選擇了夏普（Sharp）作為(wei) 其代工廠，那麽(me) Lumotive如何解決(jue) 其芯片製造問題？
Colleran稱：“在過去一年半的時間裏，我們(men) 已經找了幾家知名的代工廠。”雖然他表示公司計劃將專(zhuan) 注於(yu) 一家代工廠，但目前拒絕透露這家代工合作夥(huo) 伴。
多方麵的競爭(zheng)
如今，主流的LiDAR主要基於(yu) 機械旋轉組件。Waymo也在近期宣布，它將開始向不與(yu) Waymo自動駕駛計劃競爭(zheng) 的公司出售其Laser Bear Honeycomb激光雷達。
Waymo在宣布該消息時稱，它正在向自動駕駛以外的供應商提供這些傳(chuan) 感器，例如機器人、安防和農(nong) 業(ye) 技術等。Waymo的Laser Bear Honeycomb比在自動駕駛汽車車頂上旋轉的現代LiDAR小得多，但它們(men) 的基本技術仍然是機械旋轉式的。
福特汽車投資10億(yi) 美元的自動駕駛創業(ye) 公司Argo AI也有自己的LiDAR，由位於(yu) 美國新澤西的Princeton Lightwave開發（2017年被Argo AI收購）。Princeton Lightwave是一家Flash LiDAR開發商，采用了蓋革模式LiDAR（Geiger－mode LiDAR）技術，能夠實時數字化探測並處理光子。
這些自動駕駛領先開發商都已經擁有了自己的LiDAR技術。那麽(me) ，像Lumotive這樣的創業(ye) 公司如何打入市場呢？
Colleran表示：“首先，這是個(ge) 好消息。因為(wei) 它暗示了行業(ye) 需求還遠未滿足，促使這些領先廠商開發自己的LiDAR。當然，壞消息是這些自動駕駛領先廠商無法成為(wei) Lumotive的潛在客戶了。”
從(cong) Yole的分析報告來看，對於(yu) 眾(zhong) 多LiDAR創業(ye) 公司來說，它們(men) 的首要任務是與(yu) Tier 1建立密切的合作夥(huo) 伴關(guan) 係，成為(wei) 供應鏈的一部分。
Lumotive暫未透露其種子輪融資的資金規模，並表示將在今年晚些時候尋求第一輪融資。
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