$英唐智控(SZ300131)$ MEMS路线新进展！这家公司发布新一代8毫米MEMS微振镜，助力激光雷达降本增效
原创 Alan 激光雷达老炮儿 2023-12-08 15:58 四川 23人听过随着智能驾驶价值闭环建立，激光雷达行业发展已进入加速期。
车企端，在特斯拉巨额烧钱10余年、通过“全球最大自动驾驶数据库+全球顶级AI人才+全球顶级算力”构筑的纯视觉FSD碾压式非对称优势面前，中国新车企们几乎清一色选择了激光雷达，这是实事求是的实干智慧。消费端，“智能驾驶更安全，有激光雷达才更放心”的消费心智正在建立，消费者乐意为此买单并付出高溢价，这是一切大众商业长期可持续发展的最重要动力来源。
可以预见：1，智驾行业会更卷，而越卷车企就越需要激光雷达；2，价格战在所难免，激光雷达渗透率继续提升；3，“激光雷达下沉”（到20万以下车型）已是必然趋势。
这是激光雷达行业跨越鸿沟、实现大发展的关键机遇期，伴随而来的挑战，是持续的降本压力。一直以来，无论是激光雷达整机企业，还是上游配套企业，都在围绕激光雷达降本，从收发端、扫描端、自动化设备等各个方向上进行奋斗。
最近，A股上市公司英唐智控旗下全资子公司英唐极光微在扫描端实现了重要突破，其新一代8毫米大尺寸MEMS微振镜产品于12月8日正式对外发布，该技术将有望为激光雷达降本增效带来巨大助益。非常值得关注。
英唐极光微8毫米MEMS微振镜
大尺寸MEMS微振镜如何帮助激光雷达实现降本增效？
首先，在扫描端，MEMS微振镜最突出的特点可芯片化，而芯片化是业界公认的激光雷达降本的主要路径之一。MEMS微振镜无机械组件及其毫米级尺寸等特性不仅可大大减小产品体积，更重要的是，还能减少激光收发单元数量，进而实现激光雷达的结构成本优化，要知道，收发模块可以占到整个激光雷达成本的60%。
其次，MEMS微振镜的镜面尺寸与雷达测距能力攸关。以同轴结构的激光雷达而言，MEMS微振镜的尺寸越大，出光及收光量就越大，雷达探测距离就越远。并且，出光及收光量越大，意味着相比于小尺寸微振镜而言，其所需的收发单元数量就越少，同时还能实现相等甚至更远的扫描距离，在兼顾雷达测距能力的同时，实现有效降本。
再者，MEMS微振镜的扫描轨迹可按需设计，并能在高频率下工作，使光束的快速切换和扫描成为可能。因此，对算法十分友好，进而降低激光雷达的开发、使用成本。
因此，从器件整体角度来看，大尺寸MEMS微振镜确能为激光雷达带来降本增效的双重效应。
英唐极光微的新一代8毫米大尺寸MEMS微振镜产品具有哪些特点和优势？
1，驱动电压小，FOV宽广
英唐极光微8毫米MEMS微振镜采用电磁驱动，相较于静电驱动、压电驱动等驱动方式而言，电磁驱动所需的电压仅3V，可靠性高，并且能实现更宽广的FOV（30°x25°）。
2，H/V二维扫描，双轴低串扰
新款8毫米MEMS微振镜采用双轴独立驱动的模式，可进行二维扫描。其中H轴属于谐振式驱动，V轴属于线性驱动(光栅扫描)；两轴驱动信号之间低串扰。
3，高效率&低功耗并存
新款振镜的H轴谐振频率达800Hz，V轴驱动频率为1~100Hz(10Hz)；镜面镀金，反射率达到97%， 可实现更高水平的成像精度和分辨率。同时，该产品功耗低至136mW，扫描更为高效。
4，体积小重量轻，助力激光雷达小型化
得益于电磁驱动模式和MEMS振镜本身特点，新款8毫米MEMS微振镜的封装尺寸压缩至24.8*23.14*7.58（mm），重量仅11g。在摆脱传统体积较大的机械运动装置的同时，减少了激光器和探测器数量，整体上使激光雷达体积和成本更可控。
英唐极光微8毫米MEMS微振镜封装示意图
车规级别可靠性，打消外界对MEMS的疑虑
尽管MEMS微振镜拥有诸多优点，但不可否认，业内对其可靠性能否满足车规要求仍有疑虑。
一方面，车规温度很难达到：车规要求的工作环境为-40℃~85℃，而在雷达的密闭机壳里，硅基MEMS微振镜的耐热温度至少要做到105℃，这对于当前工艺而言是个很大的挑战。
另一方面，镜面直径越来越大，悬臂梁结构难以支撑：小直径的硅基MEMS镜面质量非常轻，可靠性通常没有问题；但大尺寸镜面的硅基MEMS对悬臂梁结构可靠性提出了更高的要求。要满足车用寿命，悬臂梁快轴经过超千万次的来回扭动，如何避免因超高频扭转和大幅变形以致材质疲劳度过大而断裂的现象，是大尺寸MEMS的一大难点。
针对上述问题，英唐极光微对此前发布的单一MEMS微振镜进行类AEC-Q100（低温-40℃，高温105℃）级别内部可靠性验证，佐以10-2000Hz，3.11GRMS，20hrs, 6axis规格的振动验证，在该级别要求的温度、湿度、振动、冲击等测试中均表现良好。
测试结果显示，英唐极光微MEMS微振镜能满足激光雷达在车载工作环境中的可靠性要求。
大尺寸MEMS微振镜不是谁想造，就能造
大尺寸MEMS微振镜在可靠性方面的高难度挑战，恰恰成为了诸多制造商难以逾越的门槛。而英唐极光微作为一家去年新成立的公司，底气来源是什么？
原来，英唐极光微与MEMS微振镜的渊源可以追溯至十几年前。2020年底，英唐极光微的母公司——英唐智控收购了日本先锋集团旗下的半导体工厂，该工厂早在2011年就开始开发用于HUD和Pico投影仪的MEMS微振镜，后续开发用于汽车激光雷达的MEMS微振镜，并在2020年实现了量产应用。去年，英唐智控募集专项资金，设立全新子公司英唐极光微，专注研发MEMS微振镜产品，并瞄准车载激光雷达市场开始发力。
结合国内激光雷达客户的实际需求，在日本工厂数十年技术沉淀的基础上，英唐极光微推出了这款新一代大尺寸MEMS微振镜产品。相较旗下已有的1毫米、4毫米规格产品而言，新一代8毫米MEMS微振镜拥有更大的镜面尺寸，不仅具备传统认知上MEMS微振镜体积小、成本低等优点，还在可靠性、量程等方面实现了优化和突破，有望助力车载激光雷达实现大幅降本和增效。
我们有理由相信，在产业链上下游勠力同心、艰苦奋斗之下，激光雷达的成本问题将很快被解决，激光雷达走向千家万户、普惠大众的那一天也将不再遥远。
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