微訪談：知微傳感市場總監何偉
採訪背景：
西安知微傳感技術有限公司（以下簡稱：知微傳感）坐落於古都西安。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積累，在MEMS微振鏡的設計、製造、驅動、反饋、測試、封裝和可靠性等方面積累有大量核心技術。知微傳感以工業三維視覺硬件平臺為入口，以MEMS微振鏡技術為支點，自主研發了具有完全知識產權的核心芯片、核心模組和核心繫統產品，期望撬動激光雷達和3D相機的“宏”市場。
今年9月10日在上海即將舉辦的『第二十四屆“微言大義”研討會：3D視覺技術及應用』上，知微傳感既參會演講，又召開新品發佈會，可謂“來勢洶洶”。屆時，知微傳感的新品首秀將帶來哪些驚喜呢？為了滿足粉絲們的好奇心，麥姆斯諮詢特意採訪了知微傳感市場總監何偉先生。讓我們一起了解知微傳感，同時提前獲得一些“線索”吧！
知微傳感市場總監何偉
麥姆斯諮詢：知微傳感成立於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展。首先，請您介紹下知微傳感的發展情況、主要產品和研發方向吧！
何偉：首先感謝MEMS圈內大V——麥姆斯諮詢提供的這次機會，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，知微傳感專注於光學MEMS執行器芯片——MEMS微振鏡的開發及產業化。雖成立不足兩年，但憑藉團隊之前數年的技術積累，成功實現MEMS微振鏡的量產，並解決了用戶最為頭疼的閉環控制問題，推出了國內首款集成驅動、閉環控制、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週期。
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系列模組已經被國內絕大多數的LiDAR廠家採購用於產品開發。在我們和客戶的共同努力下，成功實現了MEMS LiDAR在智能交通領域的批量落地應用，現已完成了千（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微振鏡為技術核心，知微傳感開發了基於動態結構光的高精度3D相機，應用於工業3D視覺、高精度建模測量等場景。知微傳感是目前國內唯一一家可以從底層技術開發滿足客戶場景需求，並實現MEMS 3D相機批量供貨的企業。現在我們已與客戶簽訂了數百萬元的訂單。
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的不斷創新，為客戶開發經濟可靠的應用產品而服務，最終實現共贏！
麥姆斯諮詢：知微傳感的核心團隊成員在光學MEMS，尤其是MEMS微振鏡領域經驗豐富。您能介紹下目前知微傳感的團隊情況和專利佈局嗎？
何偉：知微傳感在MEMS微振鏡設計、工藝流片、封裝測試均有經驗豐富的專人負責，避免了設計與工藝實現脫節，確保了芯片開發的週期、質量可控。系統產品應用方面，團隊成員有在三星工作多年的硬件工程師，在光學領域積累數十年工作經驗的大牛，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品。在這裡也表示對我們團隊夥伴們的感謝！
知微傳感從成立之初就非常重視產品的專利佈局，深知專利是公司產品的基石。所以，我們從芯片到模組，再到系統應用和產品測試，在各方面都築立了“專利護城河”，目前已申請專利近20項。
麥姆斯諮詢：知微傳感的產品佈局全面豐富，涉及器件（MEMS微振鏡）、模組（MEMS微振鏡模組）和系統（3D相機）。我們先談談MEMS微振鏡，知微傳感的MEMS微振鏡選擇哪種驅動技術？主要技術優勢是什麼？對於代工和封測兩個重要環節，貴司是如何佈局和管控的？
何偉：常見的MEMS微振鏡的驅動方式有三種，分別是：靜電驅動、電磁驅動、電熱驅動。我們所採用的是靜電驅動，知微傳感也是目前國內唯一一家實現靜電驅動MEMS微振鏡量產出貨的企業。我們之所以選擇靜電驅動MEMS微振鏡，主要在於它可以實現最小體積、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）有著明顯的技術優勢。
在代工和封測環節中，我們與國內知名的FAB廠也已達成了合作，進一步降低產品成本，為客戶提供更具競爭力的產品。同時我們與一家4寸線MEMS代工廠保持有緊密的合作關係，可以根據客戶的需求進行快速的定製驗證，滿足不同用戶的產品需求，通過快速試製，搶得市場先機。
麥姆斯諮詢：在MEMS微振鏡芯片的基礎上，知微傳感開發了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品系列？這些系列產品的技術優勢是什麼？目前已經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，具體的參數歡迎大家到我們官網上查閱。此外，我們針對客戶需求還進行定製的產品開發。這一系列模組最大的技術優勢就在於高度集成：集驅動、閉環控制、角度輸出為一體。這裡重點談談閉環控制，也就是如何在不同環境因素下實現MEMS微振鏡穩定的幅值和相位掃描。知微傳感通過獨特的專利技術實現了在大角度掃描下，MEMS微振鏡穩定可靠工作，並將其封裝在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，只有少數幾家企業願意嘗試開發。但從今年以來，MEMS LiDAR已被大家普遍認可，客戶數量也較去年翻了幾番，目前國內絕大多數LiDAR企業都在和我們合作。
這裡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敏銳度。他們是從去年就開始與我們共同合作開發MEMS LiDAR，研發歷經半年多，終於實現了落地。在去年冬季完成了他們客戶現場的數百套產品的環境可靠性驗證，實現了批量應用。在今年又將實現數千套產品的出貨。這一客戶應該是國內首家實現MEMS LiDAR批量落地的企業，這一場景也並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，應用於智能分車、車流監控等場景。就我們的瞭解，MEMS LiDAR可能在智能交通、智能安防等領域將比在車載領域跑得更快！
麥姆斯諮詢：採用MEMS微振鏡的混合固態LiDAR被業界認為是最有希望快速成熟的方案，Innoviz已對外宣佈其MEMS LiDAR將於2021年用於商業汽車上。請您大膽預測下混合固態LiDAR的量產時間點和規模吧！國內是否有機會拔得頭籌？
何偉：其實如剛才所提，MEMS LiDAR已經實現量產，您在這裡應該專指車載MEMS LiDAR。對於車載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無法給公司帶來大額現金流，但都一致看好自動駕駛和無人駕駛的前景，目前的佈局戰略意義重大。也如您所說採用MEMS微振鏡方案的LiDAR是被認為產品化和商業化路徑最短的方案，我們目前也在與國內多家車載LiDAR企業合作，從初創公司到巨無霸公司，大家都在投入非常大的人力、物力。在車載LiDAR應用中，我們非常看好其在L3及以上級別的自動駕駛中ADAS（高級駕駛輔助系統）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採用。
在LiDAR領域中，國內外的企業確實存在一定的差距，如Innoviz或英飛凌等企業，他們在MEMS芯片層面或自研或收購，都有著數年積累，對於MEMS的掃描特性都有著非常深入的瞭解，系統也都是從底層開始優化設計，所以產品性能暫時領先。但這不代表我們國內的企業就沒有機會，中國自動駕駛企業數量佔全球之首，市場需求巨大，而技術的發展由需求驅動才是最快的，國內企業的交流和技術支持又佔據著地利優勢，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！
麥姆斯諮詢：知微傳感的MEMS微振鏡模組瞄準的主要應用之一就是MEMS LiDAR。那麼，知微傳感將在自動駕駛領域如何佈局？是否已經和自動駕駛產業鏈相關企業開展合作？
何偉：我們可以看到從2017年以來LiDAR企業如雨後春筍般湧現出來，從2018年大多數瞄向自動駕駛企業的方向開發開始轉向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開發商提供標準化芯片模組，以定製化的產品與客戶進行深度合作，與客戶共同實現應用產品開發、車規合規測試等一系列合作，實現在自動駕駛領域的佈局。
是否已經和自動駕駛產業鏈相關企業開展合作？答案是肯定的。主要的合作企業有LiDAR企業、有意向車載領域佈局的模組廠。因為簽有保密協議，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！
麥姆斯諮詢：目前3D成像和傳感產業非常火熱。據Yole預計，3D成像和傳感市場規模將從2017年的21億美元增長至2023年的185億美元，複合年增長率為44%。MEMS微振鏡模組在3D成像和傳感產業主要有哪些應用？請您為大家做一下詳細介紹。
何偉：3D成像和傳感技術因iPhone X而被大家所熟知，結構光技術又重新回到了人們的視野中。其實結構光方案由來已久，從三維掃描儀到體感遊戲，都使用了這樣的技術，區別是對精度要求高的場景：如三維掃描儀使用了動態結構光；對體積和成本要求苛刻的場景使用了靜態結構光（如散斑）。
而MEMS微振鏡的出現，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（數字光處理，採用TI數字微鏡陣列）方案用於實現動態結構光，基於MEMS的3D相機使用MEMS微振鏡與激光實現動態結構光投射。動態結構光3D成像具體原理如下：由一個攝像機和一個結構光投影儀組成，結構光投影儀向被測物體投射多組明暗相間的光柵圖像（隨時間可調製），攝像機同時拍攝經被測物體表面調製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據。
動態結構光3D成像原理示意圖
MEMS結構光發生器結合了MEMS微振鏡與激光的優勢，實現無焦的結構光投射，體積和成本較傳統DLP方案也有明顯的優勢。
知微傳感提供的基於MEMS微振鏡的結構光發生器
基於MEMS微振鏡的3D相機可以實現亞毫米級，甚至更高的深度精度，相比較採用同樣小體積散斑靜態結構光方案的3D相機，精度提升有至少一個數量級。而相比同樣精度的三維掃描儀，其體積小、重量輕、無需調焦等特點擴展了高精度三維視覺的應用場景。
基於MEMS微振鏡方案的3D成像原理示意圖
麥姆斯諮詢：3D成像和傳感市場中消費類市場增長最為引人注目，複合年增長率高達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，目前處於什麼階段？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（增強現實）、掃描建模等應用勢必在手機中普及，能夠實現更高精度的動態結構光方案在智能手機端也會將廣泛應用。手機3D攝像頭的發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於模組超小型化中的工作，做好手機端應用的準備。
麥姆斯諮詢：在您看來，與蘋果iPhone X的散斑結構光方案相比，基於MEMS微振鏡的動態結構光方案有哪些優劣勢？如果將動態結構光方案應用於智能手機中，存在哪些技術難題？同時，成本是否是另一項影響因素？
何偉：動態結構光從原理上可以實現比靜態結構光更高的精度。我們可以簡單來說明一下：（1）結構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徵的圖案，只有主動光投射的部分能夠獲取到三維數據，靜態結構光由於投射的是斑點，被測物體勢必有部分是沒有投射到激光的，這部分就會形成點雲空洞。而動態結構光不同，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過，所以實現了更高的精度。
（2）基於MEMS微振鏡的動態結構光方案另外一個優勢在於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）使得激光對於人眼來說是安全的，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，蘋果在此處佈局了一項特殊的保護裝置專利來避免危害發生，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，則不觸發激光。也不會與蘋果產生專利衝突。
闡述了優勢，我也談談MEMS微振鏡動態結構光目前所遇到的一些問題，主要是幀率還不夠高。基於散斑靜態結構光的方案，由於使用一張圖片就可以實現3D成像，而動態結構光需要採集多張圖片才能實現，雖然MEMS結構光發生器每秒可以投射數千張圖案，但由於產業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製來解決。
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，並不比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微振鏡動態結構光方案並不存在劣勢。
麥姆斯諮詢：知微傳感推出的3D相機的技術優勢主要體現在哪些方面？請介紹目前已經商業化的應用領域，謝謝！
何偉：我們以工業場景為切入點，實現採用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工業相機，這一產品的優勢體現在：（1）高精度；（2）小體積；（3）低成本。
知微傳感推出的3D工業相機Argus 100
隨著“工業4.0”的推進，機器人在智能製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，這一應用在工業生產以及物流分揀領域已有多家種子用戶使用開發。Argus100的小體積優勢使得其可以安裝於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：在製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、塗膠等工序，減少了人工支出，提高了生產效率。
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。而我們的產品在滿足客戶的需求前提下，成本只有國外產品的五分之一不到，我們同時還支持根據場景特點進行定製，由於我們是從最底層技術進行開發，能最大限度地滿足客戶對性能、成本等方面的需求，順利完成客戶系統集成的開發和應用。
麥姆斯諮詢：請您談談知微傳感的未來五年規劃及企業願景吧！
何偉：知微傳感將專注於MEMS微振鏡技術的開發，不斷拓展微振鏡的應用領域。在未來五年深耕MEMS LiDAR、3D相機領域，密切配合客戶開發定製，實現國產MEMS LiDAR在自動駕駛和無人駕駛的應用；成為在工業、物流等領域3D相機的知名品牌，並走出國門，拓展工業3D相機國外用戶；同時實現MEMS微振鏡在手機等消費端的大批量應用。
企業願景就是讓三維視覺的產品用上中國的掃描芯——MEMS微振鏡！
麥姆斯諮詢：知微傳感將在9月10日在上海舉辦的『第二十四屆“微言大義”研討會：3D視覺技術及應用』上舉辦新品發佈會，可以先在此發福利：透露一些新品“線索”嗎？另外，屆時會有貴司的哪些夥伴到場助陣呢？謝謝！
何偉：感謝麥姆斯諮詢和SENSOR CHINA提供了這次千載難逢的機會，藉著“微言大義”研討會這個平臺向大家介紹知微傳感所做的工作。本次研討會現場我們會帶來一款或者多款3D相機，在這裡也感謝一下我們的種子用戶，沒有他們的應用和反饋，恐怕產品還得晚幾個月才能面世。更多的參數和定價還是等到現場再與大家分享，助陣的合作伙伴我們也再留一些神秘感。最後再次邀請大家參加『第二十四屆“微言大義”研討會：3D視覺技術及應用』！麥姆斯諮詢出品，必將不虛此行！
延伸閱讀：
《VCSEL技術、產業和市場趨勢》
《3D成像和傳感-2018版》
《蘋果iPhone X的ToF接近傳感器和泛光照明器》
《蘋果iPhone X紅外點陣投影器》
《蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭傳感器》
《英特爾RealSense主動紅外立體深度攝像頭：D435》
《英特爾RealSense 3D攝像頭與意法半導體紅外激光發射器》
《汽車和工業應用的激光雷達-2018版》
《汽車激光雷達專利全景分析-2018版》
《自動駕駛汽車傳感器-2018版》
《汽車MEMS和傳感器市場及技術趨勢-2017版》
《大陸集團最先進的ADAS激光雷達：SRL1》
《LeddarTech固態激光雷達（LiDAR）模組：LeddarVu》
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