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为何芯片巨头挤破头收购MEMS激光扫描投影技术

导读: 你能想象现在的科学技术已经可以把之前几十公斤重的激光雷达塞进一块比指甲盖还小的芯片中而且还能完成同样的工作吗?

你能想象现在的科学技术已经可以把之前几十公斤重的激光雷达塞进一块比指甲盖还小的芯片中而且还能完成同样的工作吗?利用新世纪的集成电路和 3D 加工技术,一块小小的芯片能够承载比我们以往任何时代都多的功能,而这一技术的潜在应用领域也让芯片业巨头挤破了头去收购相关技术。

2012 年,微机电系统(MEMS)行业巨头 STMicroelectronics 收购以色列生产手机投影设备的公司 bTendo,获得这家公司的静电驱动一维 MEMS 激光扫描投影技术。2015 年,Intel 并购瑞士生产微型投影设备的公司 Lemoptix,现在已经将这家公司的 MEMS 激光扫描芯片应用于自己的 Remote EyeSight 增强现实眼镜上。2016 年,汽车半导体巨头英飞凌收购荷兰一家以一维 MEMS 激光扫描技术研制激光雷达的创业公司 Innoluce。

什么是 MEMS?微机电系统(MEMS)是利用集成电路制造和三维硅微加工技术,把微米甚至纳米尺度的结构、传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型智能系统,它可以提供智能装置对外界环境的感知甚至处理的能力。MEMS 的微型化、高效能、低成本属性,使得其可以应用到几乎所有产品上,具有革命性的意义。例如 AR/MR 智能眼镜、激光抬头显示器(HUD)、MEMS 激光雷达、智能激光车头灯、生医检测影像扫描、人际交互感应、全息投影、3D 深度摄像头等领域,都需要用到 MEMS。在 MEMS 出现之前,这些产品无论是体积、成本还是能耗,都一直让产品开发人员头疼,同时也是制约技术进步的难题。

为何芯片巨头挤破头收购MEMS激光扫描投影技术

以激光雷达为例,在早期的 Google 自驾驶汽车上,相关的设备及传感器的成本,尤其是扮演自驾车眼睛角色、位于车顶的传统机械式激光雷达就占据了整车上路前制造成本的一半以上。目前随着技术的进步,即便 Google 自驾驶汽车上的相关设备体积小了很多,但车顶的激光雷达仍有赖于微型化的 MEMS 激光传感器才可能达到低成本、低风阻、甚至释放车体设计自由度的美观要求。如果使用 MEMS 技术,激光雷达可以做到跟汽车雷达一样小巧的体积,直接安装在保险杠上,在不影响美观的同时还能完成一样的扫描、监测任务。

世界上多家顶级视觉、图像公司都在寻求应用于 AR、MR 领域的 MEMS 微投影方案,当前需要外加磁铁、体积大的电磁驱动 MEMS 以及静电驱动的一维 MEMS 技术仍为主流,但更低耗能、体积更小的静电驱动二维 MEMS 激光扫描技术,提供更微型化、更简洁的光机架构才是发展趋势。

2014 年 11 月,欧盟 Lab4MEMS II 计划启动,全力支持静电驱动二维 MEMS 扫描芯片技术。二维 MEMS 扫描芯片技术可以应用于激光微投影、3D 深度摄像头、微光谱仪、激光雷达等设备上。与此同时,不少厂家,比如英飞凌的 MEMS 激光雷达尺寸已经可以做到比硬币还小,制作成本也将进一步下降。

一家客户名单让人羡慕的技术型创业公司

今天,TECH2IPO/创见 将向各位介绍一家名叫 Opus Microsystems 的创业公司。Opus 成立于美国硅谷和中国台湾两地,2002 年起开始研究 MEMS 激光扫描芯片,2010 年开始研究静电式二维 MEMS 激光扫描投影平台技术,2015 年开始应用于智能硬件产品方案,2016 年与赫赫有名的 Facebook 和 Magic Leap 就 AR/MR 的应用签署协议,2017 年初开始与欧姆龙合作 MEMS 激光雷达的开发。

Opus 在 2016 年研发了全球最小的高清二维 MEMS 芯片以及 AR 激光抬头显示器。这么描述各位可能难以想象是什么东西,但如果提起使用这一技术的 HoloLens 或者汽车挡风玻璃的 HUD 的话,或许更好理解。Opus 的 MEMS 非常小巧,可以塞进任何移动设备中,不需要像传统的投影仪一样对焦就可以将高色彩饱和度、广色域、高对比度的高清图像在任何表面进行投影,5 吋手机秒变 50 吋大电视。更关键的是,因为采用的高效率激光投影技术,产品的功耗也相当低,是智能手机、平板电脑等移动设备可以承受的。

2016 年可穿戴设备博览会上,日本 Sharp 展示了与 Opus 的合作成果。利用 Opus 的激光微投影方案,夏普公司展示了可以投射出 50 吋色彩饱和高清图像的激光微投影仪,还有同样不需要对焦、可以穿戴在身上的微投影仪,以及用于人机交互的悬浮投影技术,科幻电影里的场景出现在现实生活中,令人为之震惊(见下图)。

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