近日，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)企業(yè)速騰聚創(chuàng)RoboSense宣布，其激光雷達(dá)MEMS振鏡模組通過了AEC-Q100認(rèn)證，成為目前全球唯一通過該車規(guī)級(jí)認(rèn)證的激光雷達(dá)掃描器件。

中國(guó)做傳感器的企業(yè)很多，但做中高端傳感器的企業(yè)很少，中國(guó)90%中高端傳感器需要進(jìn)口。而能夠做車規(guī)級(jí)傳感器的企業(yè)更少，按比例來看100家中國(guó)傳感器企業(yè)也難找到一家能做車規(guī)級(jí)傳感器。

激光雷達(dá)被是具有巨大市場(chǎng)前景的高端汽車傳感器，MEMS振鏡技術(shù)則被認(rèn)為是激光雷達(dá)核心技術(shù)。大部分激光雷達(dá)廠家實(shí)際上是系統(tǒng)集成商，作為首次國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)廠商掌握核心技術(shù)，具有重大意義。

這個(gè)激光雷達(dá)MEMS振鏡有多重要？為什么說這才是激光雷達(dá)廠商的核心技術(shù)？MEMS激光雷達(dá)是當(dāng)下激光雷達(dá)量產(chǎn)最優(yōu)解？

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大部分激光雷達(dá)廠商都是系統(tǒng)集成商！什么才是激光雷達(dá)廠家的核心技術(shù)？

激光雷達(dá)是一種復(fù)雜的高精度測(cè)量傳感器，已廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、地理探測(cè)、自動(dòng)駕駛、智慧港口、周界安防等領(lǐng)域，被視為實(shí)現(xiàn)L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛的核心感知器件。

一個(gè)激光雷達(dá)傳感器，由激光發(fā)射、激光接收、激光掃描器和信息處理四部分構(gòu)成。

絕大部分激光雷達(dá)廠商處于“系統(tǒng)集成商”的角色，據(jù)知名調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的激光雷達(dá)報(bào)告顯示，激光發(fā)射和接收是激光領(lǐng)域大廠提供的，如歐司朗、Lumentum、Excelitas、索尼（SPAD）、佳能（SPAD）、松下（SPAD）等，這些大廠具備幾十年的激光產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)和專利，激光雷達(dá)初創(chuàng)廠家根本不可能和這些大廠競(jìng)爭(zhēng)。

數(shù)據(jù)處理部分則是德州儀器、Xilinx的天下。數(shù)據(jù)處理要具備ADC和TDC能力，全球擅長(zhǎng)ADC的也就那幾家老牌模擬芯片廠家，激光雷達(dá)初創(chuàng)廠家也無(wú)力和這些老牌模擬芯片廠家競(jìng)爭(zhēng)，激光雷達(dá)廠家所謂的自研芯片通常是定制一些GaN開關(guān)電源芯片。

激光雷達(dá)廠家主要的工作就是做激光掃描器，F(xiàn)lash激光雷達(dá)則連掃描器也沒有。對(duì)于MEMS激光雷達(dá)來說，核心就是MEMS振鏡，能否自產(chǎn)MEMS振鏡是判斷廠家是否核心競(jìng)爭(zhēng)力的最關(guān)鍵因素，沒有之一。

▲來源：Yole

激光雷達(dá)技術(shù)路線賭博，轉(zhuǎn)鏡式出貨量大！MEMS激光雷達(dá)是當(dāng)下最優(yōu)解？

激光雷達(dá)技術(shù)路線眾多，自動(dòng)駕駛、測(cè)量測(cè)繪常用的2D/3D激光雷達(dá)，主要有固態(tài)激光雷達(dá)和機(jī)械式激光雷達(dá)兩種，其中，固態(tài)激光雷達(dá)——一般為Flash激光雷達(dá)，為未來最理想的激光雷達(dá)形式，但目前距離技術(shù)成熟還比較遙遠(yuǎn)，至少還需要5年時(shí)間。

因此，當(dāng)前市場(chǎng)上的激光雷達(dá)主要以機(jī)械式為主，機(jī)械式再可分為微機(jī)械、MEMS 和 SLAM。

SLAM 比較罕見，目前市面主要看到的產(chǎn)品就是微機(jī)械和 MEMS。

微機(jī)械再可分為四小類，分別是旋轉(zhuǎn)式（包括旋轉(zhuǎn)鏡和多邊形掃描）、電流計(jì)式（Velarray）、多棱鏡（Risley prisms）和音圈式（Voice-coil）。

MEMS 分為 MEMS 振鏡和 DMD 微鏡兩大類。

MEMS 振鏡再可分為壓電、電磁和靜電三大類。

▲來源：Yole

當(dāng)前市場(chǎng)上，出貨量較大的激光雷達(dá)企業(yè)產(chǎn)品，大都是轉(zhuǎn)鏡式等微機(jī)械結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)，譬如據(jù)Yole的2022激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)報(bào)告顯示，Valeo和禾賽科技為2022年全球激光雷達(dá)出貨量TOP2，兩家的主打產(chǎn)品均為微機(jī)械結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)。

譬如禾賽科技“當(dāng)紅產(chǎn)品”AT128就屬于轉(zhuǎn)鏡方案。相較于MEMS 微振鏡方案，它在功耗、散熱等方面優(yōu)勢(shì)明顯，并且體積小巧，安裝方便。

▲來源：Yole

旋鏡式激光雷達(dá)的致命缺點(diǎn)是成本高昂、且越高分辨率設(shè)計(jì)難度越大，多一線激光就多一對(duì)發(fā)射和接收激光器，因此業(yè)內(nèi)普遍采用的是1~2個(gè)激光器，禾賽AT128采用的是128個(gè)激光器，據(jù)悉禾賽科技每賣出一臺(tái)AT128就會(huì)虧掉3000元。然而AT128這款半固態(tài)激光雷達(dá)在關(guān)鍵參數(shù)上，在現(xiàn)今量產(chǎn)激光雷達(dá)中仍具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

▲AT128關(guān)鍵參數(shù) 來源：禾賽科技官網(wǎng)

激光雷達(dá)的普及，很大原因取決于激光雷達(dá)成本的降低和分辨率的提高，據(jù)相關(guān)資深人士分析，考慮性能、價(jià)格、可靠性、車規(guī)、體積、外觀，MEMS激光雷達(dá)也是目前汽車激光雷達(dá)的最佳選擇，該方案最佳選擇的電磁式MEMS振鏡。

速騰聚創(chuàng)拿下全球最多車企合作定點(diǎn)，只因掌握核心技術(shù)？

目前，全球許多車企已經(jīng)從轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)向MEMS激光雷達(dá)轉(zhuǎn)移，全球MEMS激光雷達(dá)廠家主要有兩家，一家是中國(guó)的速騰聚創(chuàng)，另一家是以色列的Innoviz，Innoviz已經(jīng)拿下寶馬20億美元的訂單，2023年下半年開始出貨。

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)普爾子公司S&P Global的報(bào)告顯示，速騰聚創(chuàng)與整車廠（OEM）合作數(shù)量共計(jì)18個(gè)，排名全球第一，可見下游整車廠對(duì)MEMS激光雷達(dá)的看好。

▲來源：S&P Global

據(jù)速騰聚創(chuàng)官網(wǎng)信息，速騰聚創(chuàng)與近20個(gè)汽車廠商存在合作，覆蓋50余款車型。速騰聚創(chuàng)幾乎拿下了大部分中國(guó)車廠的激光雷達(dá)訂單，除了理想、蔚來，其余廠家的激光雷達(dá)基本都是速騰聚創(chuàng)提供，包括比亞迪、極氪、廣汽、上汽智己、小鵬、吉利路特斯，長(zhǎng)城近期也從ibeo轉(zhuǎn)投速騰聚創(chuàng)。國(guó)際上的車廠中，豐田和Lucid也選了速騰聚創(chuàng)。

據(jù)悉，不久前比亞迪發(fā)布的百萬(wàn)豪車仰望U8，將搭載3顆來自速騰聚創(chuàng)的激光雷達(dá)。

之所以最多選擇速騰聚創(chuàng)，是因?yàn)樗衮v聚創(chuàng)能夠自行設(shè)計(jì)MEMS振鏡，并且通過了車規(guī)。

MEMS振鏡是一類芯片，由專業(yè)的MEMS晶圓代工廠代工，這和車載芯片的供應(yīng)鏈?zhǔn)峭耆恢碌?。這次通過AEC-Q100的整個(gè)掃描器件就是電磁驅(qū)動(dòng)MEMS振鏡，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是MEMS振鏡中最高的一種。

對(duì)MEMS激光雷達(dá)廠商來說，MEMS振鏡是判斷廠家是否核心競(jìng)爭(zhēng)力的最關(guān)鍵因素。

▲速騰聚創(chuàng)激光雷達(dá)MEMS振鏡模組AEC-Q100認(rèn)證證書（來源：速騰聚創(chuàng)官微）

超過4400個(gè)MEMS振鏡樣本投入！嚴(yán)格的車規(guī)級(jí)測(cè)試與不完善的標(biāo)準(zhǔn)

隨著汽車電動(dòng)化和智能化的發(fā)展，國(guó)內(nèi)造車新勢(shì)力的強(qiáng)勢(shì)崛起，國(guó)產(chǎn)化替代的推進(jìn)，“車規(guī)級(jí)”這個(gè)詞也越來越多的出現(xiàn)在了大家的視野中。然而嚴(yán)格來說，什么是“車規(guī)級(jí)”，并沒有明確的定義，為了保證汽車零部件的安全可靠，一般用于汽車的電子元器件需要通過某些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，而通過這些標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證后，就被許多媒體稱之為車規(guī)級(jí)。

其中，由國(guó)際汽車電子協(xié)會(huì)(Automotive Electronics Council，簡(jiǎn)稱AEC)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就是其中最權(quán)威的認(rèn)證之一。AEC標(biāo)準(zhǔn)包括包括AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(離散組件)、AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q103（MEMS）、AEC-Q104(多芯片組件)、AEC-Q200(被動(dòng)組件)，其測(cè)試條件比消費(fèi)型芯片規(guī)范嚴(yán)苛。

對(duì)照激光雷達(dá)上下游器件，相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下：

▲來源：車規(guī)級(jí)元件

隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛等新技術(shù)的發(fā)展，AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)是在不斷進(jìn)化的，因此標(biāo)準(zhǔn)保持著持續(xù)更新的狀態(tài)，以適應(yīng)新技術(shù)和應(yīng)用的需求。

譬如這次激光雷達(dá)的測(cè)試，嚴(yán)格來說MEMS振鏡屬于AEC-Q103（MEMS）范疇，但目前AEC-Q103僅有兩個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是AEC-Q103-002，是針對(duì)壓力傳感器的，另一個(gè)是AEC-Q103-003是針對(duì)MEMS麥克風(fēng)的。AEC-Q103-001是針對(duì)MEMS IMU的，估計(jì)在2023年底出臺(tái)。

而針對(duì)MEMS振鏡，AEC協(xié)會(huì)正在制定AEC-Q103-004和AEC-Q103-005標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)到2025年出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。

既然標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái)，那么這次速騰聚創(chuàng)的MEMS振鏡是怎么通過AEC測(cè)試的呢？據(jù)速騰聚創(chuàng)官微介紹：

“以AEC-Q100母標(biāo)準(zhǔn)為綱領(lǐng)，由SGS制定MEMS振鏡模組測(cè)試方案，對(duì)激光雷達(dá)MEMS振鏡模組進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試。”

也即是說，本次測(cè)試還是以AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)為主，據(jù)悉速騰聚創(chuàng)為此次測(cè)試投入了超過4400個(gè)MEMS振鏡模組。

同時(shí)本次速騰聚創(chuàng)MEMS振鏡通過AEC-Q系列認(rèn)證是AEC-Q103-004和AEC-Q103-005制定的關(guān)鍵依據(jù)案例。

▲MEMS振鏡模組機(jī)械沖擊測(cè)試（來自速騰聚創(chuàng)官微）

AEC-Q100 關(guān)鍵測(cè)試類別包括：

1)、Accelerated Environment Stress （加速環(huán)境壓力）

2)、Accelerate Lifetime Simulation （加速壽命仿真）

3)、Packaging/Assembly （封裝/組裝）

4)、Die Fabrication （芯片制程）

5)、Electrical Verification （電氣驗(yàn)證）

6)、Defect Screening （不良品篩選）

7)、Cavity Package Integrity （腔體封裝完整性）

AEC-Q100測(cè)試流程及說明：