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MEMS解决方案 加速汽车LiDAR市场成长
 

【CTIMES/SmartAuto 籃貫銘 报导】   2020年04月06日 星期一

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光电协进会(PIDA)今日指出,光达(LiDAR)应用广泛,市场规模预计将从 2019年的 8.44 亿美元成长至

2024 年的 22.73 亿美元,使得 2019 年到 2024 年的复合年成长率为 18.5%。近年来除了在 ADAS 与自驾车应用市场成长快速外,无人机、工程与建筑应用中的LiDAR 市占率也不断上升,此外,LiDAR 在地理资讯系统(GIS)应用中的使用越来越多,还有 4D LiDAR(3D 加上动作)的出现,都??注了 LiDAR 市场的成长。

PIDA表示,由於自动驾驶以及为车辆提供安全配备的相关需求使得 LiDAR 技术突飞猛进。但是如何解决 LiDAR 技术所面临的复杂度高与相对脆弱的问题,新开发的光达感测器或许是种解决方案。

过去,LiDAR 系统遇到许多问题:它们在汽车产业中缺乏效率与耐用性。更大的问题是 LiDAR 系统的成本:感测器对於汽车大众市场而言过於昂贵。一家德国的新创公司 Blickfeld 利用微机电(MEMS)矽元件与高度自动化的生产方式,为自驾车打造了一条坦途。

PIDA指出,车载LiDAR系统一直面临到一些问题,如LiDAR 系统非常大,所使用的机构对恶劣的环境条件像是振动、以及高热、低温等温度相当敏感。虽然 LiDAR系统已有长足的进步,但是无法大量生产,意味着成本无法降低,这些都是 LiDAR想要进军汽车市场必须克服的条件。

传统的机械旋转式 LiDAR 概念在设计与生产上非常脆弱且复杂,导致尺寸较大且价格昂贵。尽管其他技术和设计(如光学相位阵列与 flash LiDAR)可能可以减少 LiDAR 的尺寸和成本,但它们仍处於开发初期,而且存在一些限制,比如扫描范围非常有限。

Blickfeld以MEMS反射镜为基础开发的 LiDAR 感测器是具有潜力的解决方案。它们的矽结构已经非常先进,并且成功地用於许多汽车应用。此外, MEMS 技术不需要旋转元件,因此比机械式 LiDAR 系统更坚固耐用。当今市场上的 MEMS 反射镜具有较小的反射镜尺寸和较小的偏折角,虽然足以应付过去一些应用。但是在范围与视野方面的性能受到限制。

Blickfeld 开发了晶圆级 MEMS 的 LiDAR 系统,为了扩大感测器的范围,Blickfeld 开发了自己的 MEMS 反射镜。具有大於 10mm 镜面直径的尺寸,可以将大部分入射光引导到光电感测器上。因此,LiDAR 甚至可以可靠地检测到超过 180 公尺距离的弱反射物体。相较之下, 传统的 MEMS 反射镜的直径只有几毫米,偏折角很小,因此在 LiDAR 系统中使用时的范围和视野都会变小。

此外,Blickfeld藉由使用低成本的光刻生产技术制造反射镜,达到极高的精度与高度的可扩充性,即所谓以矽晶圆制造 MEMS 元件。在高度自动化的过程中, 将直径为 200mm 的标准矽晶圆可同时转变为数百个 MEMS 组件,使得 LiDAR 系统

更能够用於大众市场上。而 MEMS 反射镜嵌入现行的商用标准元件中,搭配雷射与侦测器单元,使感测器的生产具有成本效益且可扩展。未来不只是自驾车,其他应用领域也很广泛。

關鍵字: LiDRA  MEMS  PIDA 
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