近日，國內雷射雷達企業速騰聚創RoboSense宣布，其雷射雷達MEMS振鏡模組通過了AEC-Q100認證，成為目前全球唯一通過該車規級認證的雷射雷達掃描器件。
中國做傳感器的企業很多，但做中高端傳感器的企業很少，中國90%中高端傳感器需要進口。而能夠做車規級傳感器的企業更少，按比例來看100家中國傳感器企業也難找到一家能做車規級傳感器。
雷射雷達被是具有巨大市場前景的高端汽車傳感器，MEMS振鏡技術則被認為是雷射雷達核心技術。大部分雷射雷達廠家實際上是系統集成商，作為首次國產雷射雷達廠商掌握核心技術，具有重大意義。
這個雷射雷達MEMS振鏡有多重要？為什麼說這才是雷射雷達廠商的核心技術？MEMS雷射雷達是當下雷射雷達量產最優解？
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大部分雷射雷達廠商都是系統集成商！什麼才是雷射雷達廠家的核心技術？
雷射雷達是一種複雜的高精度測量傳感器，已廣泛應用在機器人、地理探測、自動駕駛、智慧港口、周界安防等領域，被視為實現L3級以上自動駕駛的核心感知器件。
一個雷射雷達傳感器，由雷射發射、雷射接收、雷射掃描器和信息處理四部分構成。
絕大部分雷射雷達廠商處於「系統集成商」的角色，據知名調研機構Yole的雷射雷達報告顯示，雷射發射和接收是雷射領域大廠提供的，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雷射產品經驗和專利，雷射雷達初創廠家根本不可能和這些大廠競爭。
數據處理部分則是德州儀器、Xilinx的天下。數據處理要具備ADC和TDC能力，全球擅長ADC的也就那幾家老牌模擬晶片廠家，雷射雷達初創廠家也無力和這些老牌模擬晶片廠家競爭，雷射雷達廠家所謂的自研晶片通常是定製一些GaN開關電源晶片。
雷射雷達廠家主要的工作就是做雷射掃描器，Flash雷射雷達則連掃描器也沒有。對於MEMS雷射雷達來說，核心就是MEMS振鏡，能否自產MEMS振鏡是判斷廠家是否核心競爭力的最關鍵因素，沒有之一。
▲來源：Yole
雷射雷達技術路線賭博，轉鏡式出貨量大！MEMS雷射雷達是當下最優解？
雷射雷達技術路線眾多，自動駕駛、測量測繪常用的2D/3D雷射雷達，主要有固態雷射雷達和機械式雷射雷達兩種，其中，固態雷射雷達——一般為Flash雷射雷達，為未來最理想的雷射雷達形式，但目前距離技術成熟還比較遙遠，至少還需要5年時間。
因此，當前市場上的雷射雷達主要以機械式為主，機械式再可分為微機械、MEMS 和 SLAM。
SLAM 比較罕見，目前市面主要看到的產品就是微機械和 MEMS。
微機械再可分為四小類，分別是旋轉式（包括旋轉鏡和多邊形掃描）、電流計式（Velarray）、多稜鏡（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
當前市場上，出貨量較大的雷射雷達企業產品，大都是轉鏡式等微機械結構的雷射雷達，譬如據Yole的2022雷射雷達產業報告顯示，Valeo和禾賽科技為2022年全球雷射雷達出貨量TOP2，兩家的主打產品均為微機械結構的雷射雷達。
譬如禾賽科技「當紅產品」AT128就屬於轉鏡方案。相較於MEMS 微振鏡方案，它在功耗、散熱等方面優勢明顯，並且體積小巧，安裝方便。
▲來源：Yole
旋鏡式雷射雷達的致命缺點是成本高昂、且越高解析度設計難度越大，多一線雷射就多一對發射和接收雷射器，因此業內普遍採用的是1~2個雷射器，禾賽AT128採用的是128個雷射器，據悉禾賽科技每賣出一台AT128就會虧掉3000元。然而AT128這款半固態雷射雷達在關鍵參數上，在現今量產雷射雷達中仍具有較強競爭力。
▲AT128關鍵參數 來源：禾賽科技官網
雷射雷達的普及，很大原因取決於雷射雷達成本的降低和解析度的提高，據相關資深人士分析，考慮性能、價格、可靠性、車規、體積、外觀，MEMS雷射雷達也是目前汽車雷射雷達的最佳選擇，該方案最佳選擇的電磁式MEMS振鏡。
速騰聚創拿下全球最多車企合作定點，只因掌握核心技術？
目前，全球許多車企已經從轉鏡式雷射雷達向MEMS雷射雷達轉移，全球MEMS雷射雷達廠家主要有兩家，一家是中國的速騰聚創，另一家是以色列的Innoviz，Innoviz已經拿下寶馬20億美元的訂單，2023年下半年開始出貨。
據標準普爾子公司S&P Global的報告顯示，速騰聚創與整車廠（OEM）合作數量共計18個，排名全球第一，可見下游整車廠對MEMS雷射雷達的看好。
▲來源：S&P Global
據速騰聚創官網信息，速騰聚創與近20個汽車廠商存在合作，覆蓋50餘款車型。速騰聚創幾乎拿下了大部分中國車廠的雷射雷達訂單，除了理想、蔚來，其餘廠家的雷射雷達基本都是速騰聚創提供，包括比亞迪、極氪、廣汽、上汽智己、小鵬、吉利路特斯，長城近期也從ibeo轉投速騰聚創。國際上的車廠中，豐田和Lucid也選了速騰聚創。
據悉，不久前比亞迪發布的百萬豪車仰望U8，將搭載3顆來自速騰聚創的雷射雷達。
之所以最多選擇速騰聚創，是因為速騰聚創能夠自行設計MEMS振鏡，並且通過了車規。
MEMS振鏡是一類晶片，由專業的MEMS晶圓代工廠代工，這和車載晶片的供應鏈是完全一致的。這次通過AEC-Q100的整個掃描器件就是電磁驅動MEMS振鏡，結構強度是MEMS振鏡中最高的一種。
對MEMS雷射雷達廠商來說，MEMS振鏡是判斷廠家是否核心競爭力的最關鍵因素。
▲速騰聚創雷射雷達MEMS振鏡模組AEC-Q100認證證書（來源：速騰聚創官微）
超過4400個MEMS振鏡樣本投入！嚴格的車規級測試與不完善的標準
隨著汽車電動化和智能化的發展，國內造車新勢力的強勢崛起，國產化替代的推進，「車規級」這個詞也越來越多的出現在了大家的視野中。然而嚴格來說，什麼是「車規級」，並沒有明確的定義，為了保證汽車零部件的安全可靠，一般用於汽車的電子元器件需要通過某些標準測試，而通過這些標準認證後，就被許多媒體稱之為車規級。
其中，由國際汽車電子協會(Automotive Electronics Council，簡稱AEC)制定的相關標準就是其中最權威的認證之一。AEC標準包括包括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(多晶片組件)、AEC-Q200(被動組件)，其測試條件比消費型晶片規範嚴苛。
對照雷射雷達上下游器件，相關檢測標準如下：
▲來源：車規級元件
隨著高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛等新技術的發展，AEC-Q標準是在不斷進化的，因此標準保持著持續更新的狀態，以適應新技術和應用的需求。
譬如這次雷射雷達的測試，嚴格來說MEMS振鏡屬於AEC-Q103（MEMS）範疇，但目前AEC-Q103僅有兩個子標準，一個是AEC-Q103-002，是針對壓力傳感器的，另一個是AEC-Q103-003是針對MEMS麥克風的。AEC-Q103-001是針對MEMS IMU的，估計在2023年底出台。
而針對MEMS振鏡，AEC協會正在制定AEC-Q103-004和AEC-Q103-005標準，預計到2025年出台標準。
既然標準還未出台，那麼這次速騰聚創的MEMS振鏡是怎麼通過AEC測試的呢？據速騰聚創官微介紹：
「以AEC-Q100母標準為綱領，由SGS制定MEMS振鏡模組測試方案，對雷射雷達MEMS振鏡模組進行嚴格測試。」
也即是說，本次測試還是以AEC-Q100標準為主，據悉速騰聚創為此次測試投入了超過4400個MEMS振鏡模組。
同時本次速騰聚創MEMS振鏡通過AEC-Q系列認證是AEC-Q103-004和AEC-Q103-005制定的關鍵依據案例。
▲MEMS振鏡模組機械衝擊測試（來自速騰聚創官微）
AEC-Q100 關鍵測試類別包括：
1)、Accelerated Environment Stress （加速環境壓力）
2)、Accelerate Lifetime Simulation （加速壽命仿真）
3)、Packaging/Assembly （封裝/組裝）
4)、Die Fabrication （晶片製程）
5)、Electrical Verification （電氣驗證）
6)、Defect Screening （不良品篩選）
7)、Cavity Package Integrity （腔體封裝完整性）
AEC-Q100測試流程及說明：
▲圖註：AEC-Q100認證流程，資料來源：AEC委員會
可以預見，通過車規級AEC驗證後，將會促進主流車廠對速騰聚創MEMS雷射雷的需求。
結語：我國何時誕生智能傳感器領域的華為？
MEMS雷射雷達是當下最優雷射雷達解決方案，速騰聚創成為全球首家通過MEMS振鏡車規級認證的企業，意味著國產企業正式掌握了雷射雷達核心關鍵技術。
據上文Yole及S&P Global相關報告顯示，中國雷射雷達頭部企業中，有多家總部位於深圳，包括速騰聚創、華為、大疆覽沃、鐳神智能等等。
近期深圳市大力打造雷射雷達等智能傳感器產業，據深圳大學副校長、俄羅斯工程院外籍院士張學記表示「再過15-20年，智能傳感領域將再造一個『華為』」。智能傳感技術市場應用廣泛、潛力巨大，深圳正在打造千億級產業集群，有望誕生與華為體量相當的企業或聯合體。
隨著我國對智能磁傳感器產業的重視，以雷射雷達為代表，我國正在某些傳感器賽道取得競爭優勢。
然而，傳感器領域眾多，我國離成為真正的傳感器強國，仍然任重而道遠。
本文部分資料來自：
https://mp.weixin.qq.com/s/mkZNgWvI1fWBRGnJP6Kbrg
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