微机电解决方案加速LiDAR市场成长

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在地理资讯系统应用中的使用越来越多，还有 4D LiDAR（3D加上动作）的出现，都挹注了LiDAR市场的成长。

由于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 技术所面临的像是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:感测器对于汽车大 众市场而言过于昂贵。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。

光电协进会表示，车载 LiDAR 系统一直面临到一些问题:像是 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。汽车产业需要耐用且可量产的高性能 LiDAR系统，对自驾车来说，可以利用LiDAR感测器立即可靠地进行检测。因此，专家预测，将来每辆汽车都会需要好几个LiDAR感测器。但是，要实现这一点，必须克服上述问题。

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，但它们仍处于开发初期，而且存在一些限制，比如 扫描范围非常有限。

Blickfeld表示，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，并且成功地用于许多汽车应用。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。 具有大于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。

MEMS反射镜为LiDAR系统带来新的解决方案，而 Blickfeld 如何解决大量 生产的问题?该公司借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，更能够用于大众市场上。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。借由半导体制造方式，LiDAR的时代才刚要开始。