我国MEMS微镜迎头赶上国际水平，量产代工生产迫切需要突破

中国科学院苏州市纳米材料与纳米技术仿生技术研究室沈文江博士表示，目前，在MEMS扫描仪微镜行业，中国和国外早已具备相同的技术实力，但中国这类集成ic代工生产仍存在困难，在一定程度上加剧了车辆缺芯，迫切需要突破。

由于中国公司的参与，世界上第一毫米波雷达制造商已经崩溃了中国市场，主要是商品在中国失去了价格竞争力。目前，中国毫米波雷达制造商在技术层面上不再输给海外，20多家公司中排名靠前的包括何赛科技、速腾聚创、镭神智能、北科天绘、华为、北醒光量子、佳光高新技术、砝石激光、览沃高新技术、砝石激光等。这类企业中有7家选择MEMS(微机电系统)微镜技术；4家选择ToF(航行时间)技术(其中一家有两种技术)。

MEMS微镜已经成为一种流行的毫米波雷达。

毫米波雷达是无人驾驶中使用的许多传感器之一。特斯拉汽车等极少数企业只使用监控摄像头，有些场景(如纯白色或单色)很可能无法识别，而毫米波雷达可以快速计算出间距、速度等各种信息内容，完成对自然环境的高像素识别。过去，脚踏式毫米波雷达的电子光学和电力系统软件相对复杂。只有谷歌、百度搜索等科技有限公司仍在使用，无法大规模批量生产。新技术是选择MEMS扫描仪微镜的毫米波雷达。国内一些Tier1已经在应用国内MEMS微镜集成电路，逐步指定新项目的批量生产。

中国科学院苏州市纳米材料与纳米技术仿生技术研究室沈文江博士表示，目前，在MEMS扫描仪微镜行业，中国和国外早已具备相同的技术实力，但中国这类集成ic代工生产仍存在困难，在一定程度上加剧了车辆缺芯，迫切需要突破。

毫米波雷达的形状是什么？

到目前为止，毫米波雷达的发展趋势已经走过了哪些道路？今天的微镜毫米波雷达与其它类型相比有什么优势？沈文江表示，最初的毫米波雷达是脚踏式的，即使现在，脚踏式也占据了大壁河山，因为现在使用毫米波雷达的不是传统型汽车企业，而是无人驾驶计划的创业公司。之前的64线雷达探测销售额约为7万美元，因为中国公司(如禾赛)的销售市场参与，现在性价比更高，中国类似的商品水平更高，整体质量更强，北美地区很多公司都在购买。

(1).机械式激光雷达；

(2).Flash毫米波雷达；

(3).OPA毫米波雷达；

(4).MEMS毫米波雷达脚踏式雷达探测后是固态雷达探测，有很多种，有一种叫flash(闪亮)，相当于用照相闪光灯将激光打出 ，用探测器接收数据信号。由于是全固的，体积小很多，但是难题是近距离会过曝，长距离无法测量(工作能力不足)，所以现阶段一般flash雷达探测激光测距在50米以内。还有一种纯固态雷达探测是OPA(电子光学相控阵)，类似于选择了射频信号的毫米波雷达，使用相控阵聚焦点进行扫描。这是在电子光学光波长限度上完成的，所以比毫米波通信技术水平高，也有企业在制计划。

微镜和毫米波雷达。

沈文江详细介绍说，MEMS扫描仪微镜又称扫描振镜，微镜沿x,y2方向扫描，可以完成非常高频率的扫描仪。现在用来投射激光扫描仪的MEMS集成ic，扫描仪的频率可以达到40kHz，相当于每秒40,000次扫描仪。微镜是一种硅结构的小型机械设备。有些微镜是由静电驱动的，苏州纳米所的微镜产品是由电磁驱动的，集成ic上有一个电磁线圈，在电磁场上，通过电流就能产生一种安培力，从而驱动微镜扫描仪。因为汽车截雷达探测与消费商品不同，具有许多独特性，必须符合各种汽车规定，所以开发设计汽车截毫米波雷达必须做很多工作。

毫米波雷达的视角屏幕分辨率已经达到了0.2度，比如一辆100米以外的汽车可以扫描到很多点，可以测量和识别汽车的轮廊。和其他传感器相比，目前MEMS毫米波雷达每秒钟点云数据量在100万左右，比图像或小得多，对CPU算率的要求也不高。

制造执行系统计划更加可靠，便于商业。

沈文江认为，现在大伙儿普遍认为MEMS方案比较可靠，可以快速落地。相对于脚踏式，MEMS有很多优点，比如安装操作方便，体积小，价格低廉，最有希望在新能源客车上普及。脚踏式雷达探测是在地面上放置激光探测器，64线必须与64组激光发生器一一对应，然后供电系统才能转动，开关电源、数据信号要根据转动台与下面的电源电路相连，所以它是一款比较复杂的电子光学和电力系统软件，不利于大规模批量生产。

与MEMS毫米波雷达相比，毫米波雷达单脉冲发毫米波雷达只需一个AO4826激光发生器和MEMS微镜组成就可以完成激光单脉冲扫描仪，组装起来非常简单。考虑到成本，由于选择了半导体材料加工工艺，成本会变得更低。另外，从屏幕分辨率来看，比如MEMS毫米波雷达完成64线，只需MEMS微镜将单个激光发生器发出的单脉冲扫描仪组成的点阵式就可以组成64条线，所以很容易完成高像素，体积也很小。未来MEMS毫米波雷达的成本有望控制在千元以内。

MEMS毫米波雷达的基本原理从世界上5家毫米波雷达上市公司的情况也可以看出，其中4家是美国企业，1家是非洲企业，5家上市公司中有2家是MEMS计划方案。因此，MEMS计划方案在业内和创业投资行业都很受欢迎。

微镜和无人驾驶的MEMS。

苏州纳米研究所是中国科学院的研究室，2006年与江苏三方共同创立，方位为半导体材料半导体材料、各股带激光发生器和探测器，还有微生物影像医学、干细胞美容等碳材料和轻量原材料。

这所学校一直在鼓励科研成果产业的发展。沈文江表示，自己在纳米所的精英团队在MEMS微镜这个冷门专业领域做得还不错，与中国很多做毫米波雷达的公司都有合作关系。国际上，纳米所在的MEMS微镜大镜面电磁驱动的。传统的MEMS微镜大约在2000年左右，光纤通信潮流中的MEMS光开关大多是静电感应驱动的，镜面玻璃的尺寸一般在1毫米左右。目前国际大型企业包括ST、BOSCH、英飞凌、滨松、Intel都是在做MEMS扫描仪微镜，技术发展趋势越来越快，市场需求也会越来越大。他认为，现在纳米所的技术在国际上处于领先地位，在某些性能指标上优于海外商品。在毫米波雷达的集成ic早就有Tier1公司选择生产制造毫米波雷达，并已定点线量产。

如今，MEMS毫米波雷达已经批量生产，华为、特斯拉等新型汽车制造力量炒得无人驾驶。与传统汽车企业不同，为了更好地体现现代感和创新性，各种全新的高科技被应用于汽车媒体。但他觉得自动安全驾驶很可能要沉积两年，必须从智能辅助安全驾驶慢慢连接到更高级别的其他无人驾驶。但是无人驾驶对于新的汽车制造力量来说，这绝对是产品的卖点。

机会很多，困境依然存在。

苏州纳米技术致力于ic设计和集成ic试件的科研开发设计，商品的批量生产取决于MEMS代工企业。事实上，MEMS元件的加工工艺制造并不高，只是微米级。总的来说，中国现在的MEMS代工厂还属于发展环节，现阶段比较完善的商品有麦克风和液位传感器等。MEMS代工生产的特点是一个元器件，一个加工工艺，所以MEMS微镜对于代工企业来说是比较新的商品，加工工艺的引进和批量生产都要解决很多新的难题，要与MEMS代工企业合作，要逐步去塑造MEMS代工企业，与代工企业一起成长。

MEMS微镜已经不大了，未来会走向哪里？

现在MEMS微镜已经不大了，将来还会有什么发展趋势呢？沈文江认为，它的发展前景主要是针对特殊的应用商店开发设计特殊的MEMS微镜。比如毫米波雷达使用的MEMS微镜必须是大镜面玻璃，镜面玻璃变大的电子光学发出的 单脉冲更加集中，能够打得更长，接受的差分信号更强；再比如在激光扫描仪的投射应用中，规定扫描仪的频率更高，这样就能达到更高的投射屏幕分辨率。微镜的另一个很大的应用领域是光纤通信，包括光开关、光交换机等，现在绝大多数都是从英国、澳大利亚进口的集成ic，这应该是光纤通信行业国产替代的一个重要方向。