近日，國內激光雷達企業速騰聚創RoboSense宣布，其激光雷達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激光雷達掃描器件。

【資料圖】

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。

激光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激光雷達核心技術。大部分激光雷達廠家實際上是系統集成商，作為首次國產激光雷達廠商掌握核心技術，具有重大意義。

這個激光雷達MEMS振鏡有多重要？為什么說這才是激光雷達廠商的核心技術？MEMS激光雷達是當下激光雷達量產最優解？

大部分激光雷達廠商都是系統集成商！什么才是激光雷達廠家的核心技術？

激光雷達是一種復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。

一個激光雷達傳感器，由激光發射、激光接收、激光掃描器和信息處理四部分構成。

絕大部分激光雷達廠商處于“系統集成商”的角色，據知名調研機構Yole的激光雷達報告顯示，激光發射和接收是激光領域大廠提供的，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激光產品經驗和專利，激光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芯片廠家，激光雷達初創廠家也無力和這些老牌模擬芯片廠家競爭，激光雷達廠家所謂的自研芯片通常是定制一些GaN開關電源芯片。

激光雷達廠家主要的工作就是做激光掃描器，Flash激光雷達則連掃描器也沒有。對于MEMS激光雷達來說，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

激光雷達技術路線賭博，轉鏡式出貨量大！MEMS激光雷達是當下最優解？

激光雷達技術路線眾多，自動駕駛、測量測繪常用的2D/3D激光雷達，主要有固態激光雷達和機械式激光雷達兩種，其中，固態激光雷達——一般為Flash激光雷達，為未來最理想的激光雷達形式，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，當前市場上的激光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）、多棱鏡（Risleyprisms）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，出貨量較大的激光雷達企業產品，大都是轉鏡式等微機械結構的激光雷達，譬如據Yole的2022激光雷達產業報告顯示，Valeo和禾賽科技為2022年全球激光雷達出貨量TOP2，兩家的主打產品均為微機械結構的激光雷達。

譬如禾賽科技“當紅產品”AT128就屬于轉鏡方案。相較于MEMS微振鏡方案，它在功耗、散熱等方面優勢明顯，并且體積小巧，安裝方便。

▲來源：Yole

旋鏡式激光雷達的致命缺點是成本高昂、且越高分辨率設計難度越大，多一線激光就多一對發射和接收激光器，因此業內普遍采用的是1~2個激光器，禾賽AT128采用的是128個激光器，據悉禾賽科技每賣出一臺AT128就會虧掉3000元。然而AT128這款半固態激光雷達在關鍵參數上，在現今量產激光雷達中仍具有較強競爭力。

▲AT128關鍵參數來源：禾賽科技官網

激光雷達的普及，很大原因取決于激光雷達成本的降低和分辨率的提高，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激光雷達也是目前汽車激光雷達的最佳選擇，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激光雷達向MEMS激光雷達轉移，全球MEMS激光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&PGlobal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激光雷達的看好。

▲來源：S&PGlobal

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余款車型。速騰聚創幾乎拿下了大部分中國車廠的激光雷達訂單，除了理想、蔚來，其余廠家的激光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顆來自速騰聚創的激光雷達。

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，并且通過了車規。

MEMS振鏡是一類芯片，由專業的MEMS晶圓代工廠代工，這和車載芯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激光雷達廠商來說，MEMS振鏡是判斷廠家是否核心競爭力的最關鍵因素。

▲速騰聚創激光雷達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，什么是“車規級”，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準測試，而通過這些標準認證后，就被許多媒體稱之為車規級。

其中，由國際汽車電子協會(AutomotiveElectronicsCouncil，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(多芯片組件)、AEC-Q200(被動組件)，其測試條件比消費型芯片規范嚴苛。

對照激光雷達上下游器件，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。

譬如這次激光雷達的測試，嚴格來說MEMS振鏡屬于AEC-Q103（MEMS）范疇，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MEMSIMU的，估計在2023年底出臺。

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年出臺標準。

既然標準還未出臺，那么這次速騰聚創的MEMS振鏡是怎么通過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，對激光雷達MEMS振鏡模組進行嚴格測試?！?/p>

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振鏡模組機械沖擊測試（來自速騰聚創官微）

AEC-Q100關鍵測試類別包括：

1)、AcceleratedEnvironmentStress（加速環境壓力）

2)、AccelerateLifetimeSimulation（加速壽命仿真）

3)、Packaging/Assembly（封裝/組裝）

4)、DieFabrication（芯片制程）

5)、ElectricalVerification（電氣驗證）

6)、DefectScreening（不良品篩選）

7)、CavityPackageIntegrity（腔體封裝完整性）

AEC-Q100測試流程及說明：

▲圖注：AEC-Q100認證流程，資料來源：AEC委員會

可以預見，通過車規級AEC驗證后，將會促進主流車廠對速騰聚創MEMS激光雷的需求。

結語：我國何時誕生智能傳感器領域的華為？

MEMS激光雷達是當下最優激光雷達解決方案，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激光雷達核心關鍵技術。

據上文Yole及S&PGlobal相關報告顯示，中國激光雷達頭部企業中，有多家總部位于深圳，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激光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，以激光雷達為代表，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

https://mp.weixin.qq.com/s/eWIoq20LrhRI7vO2ME9Ihg

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