西安知微傳感技術(shù)有限公司(以下簡稱：知微傳感)坐落于古都西安。其核心團隊成員在光學MEMS，尤其是MEMS微振鏡領域有著近十年的研發(fā)積累，在MEMS微振鏡的設計、制造、驅(qū)動、反饋、測試、封裝和可靠性等方面積累有大量核心技術(shù)。知微傳感以工業(yè)三維視覺硬件平臺為入口，以MEMS微振鏡技術(shù)為支點，自主研發(fā)了具有完全知識產(chǎn)權(quán)的核心芯片、核心模組和核心系統(tǒng)產(chǎn)品，期望撬動激光雷達和3D相機的“宏”市場。
麥姆斯咨詢：知微傳感成立于2016年12月，2017年底就獲得了千萬級的天使輪融資。我們一起見證了知微傳感的快速發(fā)展。首先，請您介紹下知微傳感的發(fā)展情況、主要產(chǎn)品和研發(fā)方向吧!
何偉：首先感謝MEMS圈內(nèi)大V——麥姆斯咨詢提供的這次機會，可以向大家介紹知微傳感在MEMS方面的工作。MEMS包羅萬象，品類眾多，知微傳感專注于光學MEMS執(zhí)行器芯片——MEMS微振鏡的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。雖成立不足兩年，但憑借團隊之前數(shù)年的技術(shù)積累，成功實現(xiàn)MEMS微振鏡的量產(chǎn)，并解決了用戶最為頭疼的閉環(huán)控制問題，推出了國內(nèi)首款集成驅(qū)動、閉環(huán)控制、角度反饋的MEMS微振鏡掃描模組。這也是目前全球最為易用的MEMS微振鏡產(chǎn)品，用戶只需提供5V供電，按需做好配置即可上手使用，大大縮短了用戶的開發(fā)周期。
MEMS微振鏡作為MEMS激光雷達(LiDAR)中不可或缺的組件，我們所推出的P11系列模組已經(jīng)被國內(nèi)絕大多數(shù)的LiDAR廠家采購用于產(chǎn)品開發(fā)。在我們和客戶的共同努力下，成功實現(xiàn)了MEMS LiDAR在智能交通領域的批量落地應用，現(xiàn)已完成了千(K)級的出貨量。相信在不遠的將來，MEMS LiDAR會在智能交通、智能安防等領域率先獲得令人矚目的應用。
以MEMS微振鏡為技術(shù)核心，知微傳感開發(fā)了基于動態(tài)結(jié)構(gòu)光的高精度3D相機，應用于工業(yè)3D視覺、高精度建模測量等場景。知微傳感是目前國內(nèi)唯一一家可以從底層技術(shù)開發(fā)滿足客戶場景需求，并實現(xiàn)MEMS 3D相機批量供貨的企業(yè)?，F(xiàn)在我們已與客戶簽訂了數(shù)百萬元的訂單。
在MEMS微振鏡的諸多應用領域中，知微傳感將主要精力集中在三維視覺應用中，以三維視覺硬科技作為自己的產(chǎn)品定位，在未來堅持以貼近客戶需求為導向，通過對MEMS微振鏡這一底層芯片技術(shù)的不斷創(chuàng)新，為客戶開發(fā)經(jīng)濟可靠的應用產(chǎn)品而服務，最終實現(xiàn)共贏!
麥姆斯咨詢：知微傳感的核心團隊成員在光學MEMS，尤其是MEMS微振鏡領域經(jīng)驗豐富。您能介紹下目前知微傳感的團隊情況和專利布局嗎?
何偉：知微傳感在MEMS微振鏡設計、工藝流片、封裝測試均有經(jīng)驗豐富的專人負責，避免了設計與工藝實現(xiàn)脫節(jié)，確保了芯片開發(fā)的周期、質(zhì)量可控。系統(tǒng)產(chǎn)品應用方面，團隊成員有在三星工作多年的硬件工程師，在光學領域積累數(shù)十年工作經(jīng)驗的大牛，還包括軟件工程師、測試工程師等完善的團隊配置，才使得我們在短短一年多的時間推出了令客戶滿意的產(chǎn)品。在這里也表示對我們團隊伙伴們的感謝!
知微傳感從成立之初就非常重視產(chǎn)品的專利布局，深知專利是公司產(chǎn)品的基石。所以，我們從芯片到模組，再到系統(tǒng)應用和產(chǎn)品測試，在各方面都筑立了“專利護城河”，目前已申請專利近20項。
麥姆斯咨詢：知微傳感的產(chǎn)品布局全面豐富，涉及器件(MEMS微振鏡)、模組(MEMS微振鏡模組)和系統(tǒng)(3D相機)。我們先談談MEMS微振鏡，知微傳感的MEMS微振鏡選擇哪種驅(qū)動技術(shù)?主要技術(shù)優(yōu)勢是什么?對于代工和封測兩個重要環(huán)節(jié)，貴司是如何布局和管控的?
何偉：常見的MEMS微振鏡的驅(qū)動方式有三種，分別是：靜電驅(qū)動、電磁驅(qū)動、電熱驅(qū)動。我們所采用的是靜電驅(qū)動，知微傳感也是目前國內(nèi)唯一一家實現(xiàn)靜電驅(qū)動MEMS微振鏡量產(chǎn)出貨的企業(yè)。我們之所以選擇靜電驅(qū)動MEMS微振鏡，主要在于它可以實現(xiàn)最小體積、最低功耗，其工藝相對簡單，可靠性和成品率高，同時成本也最低，所以在我們所專注的三維視覺領域中(3D相機以及MEMS激光雷達)有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
在代工和封測環(huán)節(jié)中，我們與國內(nèi)知名的FAB廠也已達成了合作，進一步降低產(chǎn)品成本，為客戶提供更具競爭力的產(chǎn)品。同時我們與一家4寸線MEMS代工廠保持有緊密的合作關系，可以根據(jù)客戶的需求進行快速的定制驗證，滿足不同用戶的產(chǎn)品需求，通過快速試制，搶得市場先機。
麥姆斯咨詢：在MEMS微振鏡芯片的基礎上，知微傳感開發(fā)了MEMS微振鏡模組。請介紹下知微傳感的MEMS微振鏡模組主要有哪些產(chǎn)品系列?這些系列產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢是什么?目前已經(jīng)在哪些領域展開應用?請詳細談談，謝謝!
何偉：目前，知微傳感可隨時提供的MEMS微振鏡模組是我們的P11系列，分別是P1100和P1130這兩款，對應不同的鏡面尺寸、掃描頻率，具體的參數(shù)歡迎大家到我們官網(wǎng)上查閱。此外，我們針對客戶需求還進行定制的產(chǎn)品開發(fā)。這一系列模組最大的技術(shù)優(yōu)勢就在于高度集成：集驅(qū)動、閉環(huán)控制、角度輸出為一體。這里重點談談閉環(huán)控制，也就是如何在不同環(huán)境因素下實現(xiàn)MEMS微振鏡穩(wěn)定的幅值和相位掃描。知微傳感通過獨特的專利技術(shù)實現(xiàn)了在大角度掃描下，MEMS微振鏡穩(wěn)定可靠工作，并將其封裝在MEMS掃描模組中，用戶不用去關心MEMS微振鏡如何去工作，只需要供電和做好配置即可實現(xiàn)預期掃描。
目前，P11系列模組的主要客戶集中在MEMS LiDAR領域，還有部分用戶用在測量、檢測設備中。在LiDAR應用中，我們從2017年就開始給客戶推介MEMS方案，當時這一方案還難以被接受，只有少數(shù)幾家企業(yè)愿意嘗試開發(fā)。但從今年以來，MEMS LiDAR已被大家普遍認可，客戶數(shù)量也較去年翻了幾番，目前國內(nèi)絕大多數(shù)LiDAR企業(yè)都在和我們合作。
這里我想特別談談一家與我們合作比較緊密的客戶，我非常佩服他們的技術(shù)敏銳度。他們是從去年就開始與我們共同合作開發(fā)MEMS LiDAR，研發(fā)歷經(jīng)半年多，終于實現(xiàn)了落地。在去年冬季完成了他們客戶現(xiàn)場的數(shù)百套產(chǎn)品的環(huán)境可靠性驗證，實現(xiàn)了批量應用。在今年又將實現(xiàn)數(shù)千套產(chǎn)品的出貨。這一客戶應該是國內(nèi)首家實現(xiàn)MEMS LiDAR批量落地的企業(yè)，這一場景也并非大家常聽到的自動駕駛、無人駕駛領域，而是智能交通領域，應用于智能分車、車流監(jiān)控等場景。就我們的了解，MEMS LiDAR可能在智能交通、智能安防等領域?qū)⒈仍谲囕d領域跑得更快!
麥姆斯咨詢：采用MEMS微振鏡的混合固態(tài)LiDAR被業(yè)界認為是最有希望快速成熟的方案，Innoviz已對外宣布其MEMS LiDAR將于2021年用于商業(yè)汽車上。請您大膽預測下混合固態(tài)LiDAR的量產(chǎn)時間點和規(guī)模吧!國內(nèi)是否有機會拔得頭籌?
何偉：其實如剛才所提，MEMS LiDAR已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，您在這里應該專指車載MEMS LiDAR。對于車載MEMS LiDAR這也是知微傳感重點關注的方向，大家的共識是短時間內(nèi)無法給公司帶來大額現(xiàn)金流，但都一致看好自動駕駛和無人駕駛的前景，目前的布局戰(zhàn)略意義重大。也如您所說采用MEMS微振鏡方案的LiDAR是被認為產(chǎn)品化和商業(yè)化路徑最短的方案，我們目前也在與國內(nèi)多家車載LiDAR企業(yè)合作，從初創(chuàng)公司到巨無霸公司，大家都在投入非常大的人力、物力。在車載LiDAR應用中，我們非?？春闷湓贚3及以上級別的自動駕駛中ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))的應用：如行人探測。我們認為在未來3至5年就將看到其在商用車中被采用。
在LiDAR領域中，國內(nèi)外的企業(yè)確實存在一定的差距，如Innoviz或英飛凌等企業(yè)，他們在MEMS芯片層面或自研或收購，都有著數(shù)年積累，對于MEMS的掃描特性都有著非常深入的了解，系統(tǒng)也都是從底層開始優(yōu)化設計，所以產(chǎn)品性能暫時領先。但這不代表我們國內(nèi)的企業(yè)就沒有機會，中國自動駕駛企業(yè)數(shù)量占全球之首，市場需求巨大，而技術(shù)的發(fā)展由需求驅(qū)動才是最快的，國內(nèi)企業(yè)的交流和技術(shù)支持又占據(jù)著地利優(yōu)勢，相信在大家的深入合作中，搭載我們中國掃描芯的MEMS LiDAR很有機會拔得頭籌!
麥姆斯咨詢：知微傳感的MEMS微振鏡模組瞄準的主要應用之一就是MEMS LiDAR。那么，知微傳感將在自動駕駛領域如何布局?是否已經(jīng)和自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)開展合作?
何偉：我們可以看到從2017年以來LiDAR企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，從2018年大多數(shù)瞄向自動駕駛企業(yè)的方向開發(fā)開始轉(zhuǎn)向MEMS LiDAR。在這一過程中，知微傳感將以提供核心掃描組件作為切入點，為LiDAR開發(fā)商提供標準化芯片模組，以定制化的產(chǎn)品與客戶進行深度合作，與客戶共同實現(xiàn)應用產(chǎn)品開發(fā)、車規(guī)合規(guī)測試等一系列合作，實現(xiàn)在自動駕駛領域的布局。
是否已經(jīng)和自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)開展合作?答案是肯定的。主要的合作企業(yè)有LiDAR企業(yè)、有意向車載領域布局的模組廠。因為簽有保密協(xié)議，暫時還不方便公開具體合作伙伴。不過相信合作成果將是非常值得期待的!
麥姆斯咨詢：目前3D成像和傳感產(chǎn)業(yè)非?；馃?。據(jù)Yole預計，3D成像和傳感市場規(guī)模將從2017年的21億美元增長至2023年的185億美元，復合年增長率為44%。MEMS微振鏡模組在3D成像和傳感產(chǎn)業(yè)主要有哪些應用?請您為大家做一下詳細介紹。
何偉：3D成像和傳感技術(shù)因iPhone X而被大家所熟知，結(jié)構(gòu)光技術(shù)又重新回到了人們的視野中。其實結(jié)構(gòu)光方案由來已久，從三維掃描儀到體感游戲，都使用了這樣的技術(shù)，區(qū)別是對精度要求高的場景：如三維掃描儀使用了動態(tài)結(jié)構(gòu)光;對體積和成本要求苛刻的場景使用了靜態(tài)結(jié)構(gòu)光(如散斑)。
而MEMS微振鏡的出現(xiàn)，給大家展示了精度、體積、成本可以兼得的方案。在3D成像中MEMS微振鏡可以取代DLP(數(shù)字光處理，采用TI數(shù)字微鏡陣列)方案用于實現(xiàn)動態(tài)結(jié)構(gòu)光，基于MEMS的3D相機使用MEMS微振鏡與激光實現(xiàn)動態(tài)結(jié)構(gòu)光投射。動態(tài)結(jié)構(gòu)光3D成像具體原理如下：由一個攝像機和一個結(jié)構(gòu)光投影儀組成，結(jié)構(gòu)光投影儀向被測物體投射多組明暗相間的光柵圖像(隨時間可調(diào)制)，攝像機同時拍攝經(jīng)被測物體表面調(diào)制而變形的多組光柵圖像，通過一定算法計算出被測物體的三維數(shù)據(jù)。
動態(tài)結(jié)構(gòu)光3D成像原理示意圖
MEMS結(jié)構(gòu)光發(fā)生器結(jié)合了MEMS微振鏡與激光的優(yōu)勢，實現(xiàn)無焦的結(jié)構(gòu)光投射，體積和成本較傳統(tǒng)DLP方案也有明顯的優(yōu)勢。
知微傳感提供的基于MEMS微振鏡的結(jié)構(gòu)光發(fā)生器
基于MEMS微振鏡的3D相機可以實現(xiàn)亞毫米級，甚至更高的深度精度，相比較采用同樣小體積散斑靜態(tài)結(jié)構(gòu)光方案的3D相機，精度提升有至少一個數(shù)量級。而相比同樣精度的三維掃描儀，其體積小、重量輕、無需調(diào)焦等特點擴展了高精度三維視覺的應用場景。
基于MEMS微振鏡方案的3D成像原理示意圖
麥姆斯咨詢：3D成像和傳感市場中消費類市場增長最為引人注目，復合年增長率高達82%，主要“推手”則是智能手機上的3D攝像頭。知微傳感是否會進軍智能手機的3D攝像頭供應鏈?如果是，目前處于什么階段?您認為未來3D攝像頭有望成為手機標配嗎?
何偉：未來的虛擬世界必然是數(shù)字化的三維視界，手機無疑是獲取三維信息最便捷的渠道，所以我們認為未來3D攝像頭勢必會成為手機的標配。目前的手機3D攝像頭還只解決了3D人臉識別，很多的方案也還僅僅只是做活體判斷，還有實現(xiàn)一些諸如人臉光效、表情映射等應用。而在不久的將來，隨著5G的來臨，AR(增強現(xiàn)實)、掃描建模等應用勢必在手機中普及，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的動態(tài)結(jié)構(gòu)光方案在智能手機端也會將廣泛應用。手機3D攝像頭的發(fā)展也一定會顛覆諸多3D視覺應用場景，所以手機3D攝像頭也一直是我們重點關注的方向。目前我們正在開發(fā)一款可作為手機插件的3D相機，擴展手機及其它終端的應用場景。同時我們也在做一些關于模組超小型化中的工作，做好手機端應用的準備。
麥姆斯咨詢：在您看來，與蘋果iPhone X的散斑結(jié)構(gòu)光方案相比，基于MEMS微振鏡的動態(tài)結(jié)構(gòu)光方案有哪些優(yōu)劣勢?如果將動態(tài)結(jié)構(gòu)光方案應用于智能手機中，存在哪些技術(shù)難題?同時，成本是否是另一項影響因素?
何偉：動態(tài)結(jié)構(gòu)光從原理上可以實現(xiàn)比靜態(tài)結(jié)構(gòu)光更高的精度。我們可以簡單來說明一下：(1)結(jié)構(gòu)光方案的基本原理是三角法測距，都是主動投射具有一定特征的圖案，只有主動光投射的部分能夠獲取到三維數(shù)據(jù)，靜態(tài)結(jié)構(gòu)光由于投射的是斑點，被測物體勢必有部分是沒有投射到激光的，這部分就會形成點云空洞。而動態(tài)結(jié)構(gòu)光不同，它通過投射不斷變化的編碼光柵，使得被測物體表面任何一個位置都有光經(jīng)過，所以實現(xiàn)了更高的精度。
(2)基于MEMS微振鏡的動態(tài)結(jié)構(gòu)光方案另外一個優(yōu)勢在于使用的激光更加安全，我們都知道目前手機端的3D方案均使用的是激光器(VCSEL)，iPhone X中使用DOE(衍射光學元件)使得激光對于人眼來說是安全的，但如果一旦DOE元件不慎破裂，如不及時關斷激光器，則經(jīng)過準直的激光極有可能直射人眼，造成嚴重損傷，蘋果在此處布局了一項特殊的保護裝置專利來避免危害發(fā)生，而這也增加的3D模組的工藝難度。MEMS微振鏡方案的安全保護機制則非常簡單，MEMS微振鏡不工作，則不觸發(fā)激光。也不會與蘋果產(chǎn)生專利沖突。
闡述了優(yōu)勢，我也談談MEMS微振鏡動態(tài)結(jié)構(gòu)光目前所遇到的一些問題，主要是幀率還不夠高?；谏哽o態(tài)結(jié)構(gòu)光的方案，由于使用一張圖片就可以實現(xiàn)3D成像，而動態(tài)結(jié)構(gòu)光需要采集多張圖片才能實現(xiàn)，雖然MEMS結(jié)構(gòu)光發(fā)生器每秒可以投射數(shù)千張圖案，但由于產(chǎn)業(yè)鏈上暫時還難找到高幀率的攝像頭，所以其3D成像的幀率目前還不高。這一問題需要通過攝像頭的定制來解決。
在手機消費端應用，成本是極其敏感的問題，我們也做過一定的評估，MEMS微振鏡在手機需求的量級下可以做到非常低的成本，并不比DOE元件貴多少，而且此方案對激光器功率要求比散斑方案要低很多(MEMS方案能量利用率更高，僅需200～300mw即能滿足需求)，激光器的成本更低，工藝和組裝相比DOE更加容易，在成本上MEMS微振鏡動態(tài)結(jié)構(gòu)光方案并不存在劣勢。
麥姆斯咨詢：知微傳感推出的3D相機的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在哪些方面?請介紹目前已經(jīng)商業(yè)化的應用領域，謝謝!
何偉：我們以工業(yè)場景為切入點，實現(xiàn)采用MEMS微振鏡方案的3D相機快速落地，目前即將推出一款型號為Argus 100的3D工業(yè)相機，這一產(chǎn)品的優(yōu)勢體現(xiàn)在：(1)高精度;(2)小體積;(3)低成本。
知微傳感推出的3D工業(yè)相機Argus 100
隨著“工業(yè)4.0”的推進，機器人在智能制造領域的應用不斷擴展，機器視覺也日趨火爆，3D視覺的需求也越來越多。Argus100就是用來解決機械臂的視覺定位、引導的產(chǎn)品。
知微傳感的種子客戶使用3D相機對待分揀物品進行掃描
獲知物品的三維空間位置信息，從而引導機械臂進行分揀、抓取，這一應用在工業(yè)生產(chǎn)以及物流分揀領域已有多家種子用戶使用開發(fā)。Argus100的小體積優(yōu)勢使得其可以安裝于機械臂的末端來引導其工作，不像其他的3D相機需要架在固定位置進行掃描，這樣擴展了機械臂的應用場景。
我們還有一個典型用戶應用：在制鞋機器人中通過對鞋底掃描和鞋邊位置進行提取，引導機械手對鞋底進行打粗、涂膠等工序，減少了人工支出，提高了生產(chǎn)效率。
上述應用領域，我們客戶之前所使用的方案多為國外產(chǎn)品，價格非常昂貴，有些3D相機甚至比機器人本體都貴。而我們的產(chǎn)品在滿足客戶的需求前提下，成本只有國外產(chǎn)品的五分之一不到，我們同時還支持根據(jù)場景特點進行定制，由于我們是從最底層技術(shù)進行開發(fā)，能最大限度地滿足客戶對性能、成本等方面的需求，順利完成客戶系統(tǒng)集成的開發(fā)和應用。
麥姆斯咨詢：請您談談知微傳感的未來五年規(guī)劃及企業(yè)愿景吧!
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