最近，一家Omnitron Sensors的小公司剛剛走出隱身模式。但正如該公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Eric Aguilar說，Omnitron 的員工已準(zhǔn)備好撼動 MEMS 傳感器市場。

據(jù)了解，該公司的執(zhí)行團(tuán)隊在傳感器設(shè)計有數(shù)十年的經(jīng)驗，他們曾在 Google (X) Wing 航空電子設(shè)備、Google Quantum、Tesla Model 3、美國海軍研究實驗室和 Lumedyne（被收購谷歌）等地方工作過。例如，Omnitron 的業(yè)務(wù)發(fā)展主管Curtis Ray，是一位早期的 MEMS 技術(shù)思想領(lǐng)袖，他首先開發(fā)并出售了一家 MEMS 代工廠。

正如我之前提到的，Omnitron 的使命是撼動 MEMS 市場，突破當(dāng)今 MEMS 制造中的現(xiàn)有障礙，以促進(jìn)創(chuàng)建將在未來世界無處不在的高性能、低成本傳感器。領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊在一些世界領(lǐng)先公司的廣泛經(jīng)驗意味著他們不僅擁有實現(xiàn)這一愿景所需的技術(shù)技能，而且他們擁有遍布全球的龐大網(wǎng)絡(luò)，這對他們的成功至關(guān)重要他們成長。

他們從 LiDAR 開始，為汽車（尤其是自動駕駛汽車）、無人機、機器人等事物提供出色的傳感技術(shù)……這個例子不勝枚舉。問題是當(dāng)前的 LiDAR 系統(tǒng)既昂貴又不可靠，如果您發(fā)現(xiàn)自己是 LiDAR 銷售人員，這不是您想要打開的組合。

Eric 告訴我，在他之前的一個職位中，他們被迫為 LiDAR 系統(tǒng)建立嚴(yán)格的維護(hù)和校準(zhǔn)程序，因為在僅僅運行幾個月后，他們就必須更換傳感器。除了讓事情成本過高之外，我敢肯定你和我一樣不會喜歡每三個月左右把我們的車開到店里重新校準(zhǔn)或更換激光雷達(dá)。

進(jìn)一步研究這個問題，Eric 看到基于 MEMS 的 LiDAR 系統(tǒng)是如何開始受到關(guān)注的，因為它們更小、成本更低，但它們也有自己的問題。反過來，這讓 Eric 思考這樣一個事實，即如果從創(chuàng)新的角度來思考，那么在過去十年左右的時間里，半導(dǎo)體創(chuàng)新呈指數(shù)級增長，而 MEMS 創(chuàng)新基本上持平（上一次真正的“OMG ”MEM 領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)生在 2012 年左右）。

正如Eric所：“我們首先與一級供應(yīng)商、原始設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商交談，詢問他們‘你們的掃描儀需要什么？’ 和“它需要做什么？” 他們告訴我們的第一件事就是他們需要一面大鏡子。他們的光束需要射出 200 米或更遠(yuǎn)，這意味著他們需要一面大于 10 毫米的鏡子來解決這個問題。沒有任何 MEMS 解決方案接近該尺寸。最大的大約有五毫米。接下來他們說 FMCW 是 LiDAR 的未來，這意味著他們不需要諧振鏡，而是需要能夠執(zhí)行步進(jìn)掃描，這意味著在發(fā)射激光源時停止并停留，在繼續(xù)前進(jìn)之前信號回來了。”

Eric 繼續(xù)說道：“當(dāng)你觀察 MEMS 反射鏡時，它本質(zhì)上是一個彈簧上的質(zhì)量塊，因此它會在路上經(jīng)歷振動，你必須解決這個問題。另外，你必須對溫度不敏感。根據(jù)您居住的地方，您的汽車可能會經(jīng)歷從車庫到外界的巨大溫度變化。這些溫度沖擊可能日復(fù)一日地發(fā)生，您的 LiDAR 掃描系統(tǒng)需要對此不敏感。”

Eric 和他的同事意識到，可用于構(gòu)建 MEMS 反射鏡的設(shè)計規(guī)則缺乏開發(fā)人員構(gòu)建真正適用于 LiDAR 的解決方案的能力，尤其是最新最好的調(diào)頻連續(xù)波 (FMCW) LiDAR，這需要大鏡子，移動速度快，可以進(jìn)行步進(jìn)掃描。因此，他們決定回到繪圖板，找出修改和增強現(xiàn)有 MEMS 工藝所需的內(nèi)容。下圖簡要概括了所有內(nèi)容。

他們做的第一件事是構(gòu)建一個非常強大的執(zhí)行器，這是通過提高單位面積的電容來實現(xiàn)的。換句話說，我們談?wù)摰氖悄芰棵芏取c市場上可用的產(chǎn)品相比，它們可以在表面積上儲存多少能量。結(jié)果比任何其他可用的方法都要好 10 倍。此外，它們還包括平面內(nèi)隔離，以將施加到執(zhí)行元件的任何電壓與傳感元件完全去耦。更好的是，它們能夠?qū)Ψ瓷溏R進(jìn)行預(yù)傾斜偏移，從而顯著簡化系統(tǒng)級對齊和組裝，從而顯著降低系統(tǒng)成本。

最后，他們基于可在任何晶圓廠找到的現(xiàn)有工具和能力，開發(fā)了一種簡化且穩(wěn)健的制造工藝。該團(tuán)隊開發(fā)了一個巧妙的序列來實現(xiàn)更高的性能，同時在整個晶圓上提供出色的均勻性，并且他們已經(jīng)在研發(fā)代工廠中證明了所有這些。

當(dāng)然，正如他們所說，“布丁的證明在于吃”，所以讓我們看一下下圖中所示的大鏡子比較。

從左到右，我們有一個基于音圈的反射鏡，它很大（此處顯示的直徑為 20 毫米）且堅固耐用，并具有出色的反饋機制。缺點是它的視野有限，而且要花費數(shù)千美元。

沿著這條線走下去，所有其他現(xiàn)有選項都表現(xiàn)出各種缺點，包括高成本、擺動傾向、無法步進(jìn)或高功率。然后我們來到右邊的 Omnitron 鏡子。它的鏡子（直徑 15 毫米）很大，但整體尺寸不大，它速度快，支持步進(jìn)掃描，而且比其傳統(tǒng)競爭對手便宜得多。

僅供參考，起初，我以為 Omnitron 鏡子前的硬幣是 25 美分硬幣，但我錯了，因為它實際上是一角硬幣。

下圖是Yole對MEMS市場的預(yù)測，所有這一切的有趣之處在于，這些數(shù)據(jù)并未考慮 Omnitron 正在申請專利的新工藝可能造成的潛在破壞。首先，成本更低、分辨率更高的 LiDAR 傳感器的可用性可以顯著擴大整個 LiDAR 市場。其次，Omnitron 的工藝不僅專注于（沒有雙關(guān)語）鏡子，而且適用于一般的 MEMS，這可能會顯著增加整個 MEMS 市場。

一如既往，我們確實生活在激動人心的時代。

審核編輯黃宇