这家初创公司想颠覆MEMS行业

2023-01-12 01:01

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自eejournal，谢谢。

最近，一家Omnitron Sensors的小公司刚刚走出隐身模式。但正如该公司的首席执行官兼联合创始人Eric Aguilar说，Omnitron 的员工已准备好撼动 MEMS 传感器市场。

据了解，该公司的执行团队在传感器设计有数十年的经验，他们曾在 Google (X) Wing 航空电子设备、Google Quantum、Tesla Model 3、美国海军研究实验室和 Lumedyne（被收购谷歌）等地方工作过。例如，Omnitron 的业务发展主管Curtis Ray，是一位早期的 MEMS 技术思想领袖，他首先开发并出售了一家 MEMS 代工厂。

正如我之前提到的，Omnitron 的使命是撼动 MEMS 市场，突破当今 MEMS 制造中的现有障碍，以促进创建将在未来世界无处不在的高性能、低成本传感器。领导团队在一些世界领先公司的广泛经验意味着他们不仅拥有实现这一愿景所需的技术技能，而且他们拥有遍布全球的庞大网络，这对他们的成功至关重要他们成长。

他们从 LiDAR 开始，为汽车（尤其是自动驾驶汽车）、无人机、机器人等事物提供出色的传感技术……这个例子不胜枚举。问题是当前的 LiDAR 系统既昂贵又不可靠，如果您发现自己是 LiDAR 销售人员，这不是您想要打开的组合。

Eric 告诉我，在他之前的一个职位中，他们被迫为 LiDAR 系统建立严格的维护和校准程序，因为在仅仅运行几个月后，他们就必须更换传感器。除了让事情成本过高之外，我敢肯定你和我一样不会喜欢每三个月左右把我们的车开到店里重新校准或更换激光雷达。

进一步研究这个问题，Eric 看到基于 MEMS 的 LiDAR 系统是如何开始受到关注的，因为它们更小、成本更低，但它们也有自己的问题。反过来，这让 Eric 思考这样一个事实，即如果从创新的角度来思考，那么在过去十年左右的时间里，半导体创新呈指数级增长，而 MEMS 创新基本上持平（上一次真正的“OMG ”MEM 领域的创新发生在 2012 年左右）。

正如Eric所：“我们首先与一级供应商、原始设备制造商和系统集成商交谈，询问他们‘你们的扫描仪需要什么？’ 和“它需要做什么？” 他们告诉我们的第一件事就是他们需要一面大镜子。他们的光束需要射出 200 米或更远，这意味着他们需要一面大于 10 毫米的镜子来解决这个问题。没有任何 MEMS 解决方案接近该尺寸。最大的大约有五毫米。接下来他们说 FMCW 是 LiDAR 的未来，这意味着他们不需要谐振镜，而是需要能够执行步进扫描，这意味着在发射激光源时停止并停留，在继续前进之前信号回来了。”

Eric 继续说道：“当你观察 MEMS 反射镜时，它本质上是一个弹簧上的质量块，因此它会在路上经历振动，你必须解决这个问题。另外，你必须对温度不敏感。根据您居住的地方，您的汽车可能会经历从车库到外界的巨大温度变化。这些温度冲击可能日复一日地发生，您的 LiDAR 扫描系统需要对此不敏感。”

Eric 和他的同事意识到，可用于构建 MEMS 反射镜的设计规则缺乏开发人员构建真正适用于 LiDAR 的解决方案的能力，尤其是最新最好的调频连续波 (FMCW) LiDAR，这需要大镜子，移动速度快，可以进行步进扫描。因此，他们决定回到绘图板，找出修改和增强现有 MEMS 工艺所需的内容。下图简要概括了所有内容。

他们做的第一件事是构建一个非常强大的执行器，这是通过提高单位面积的电容来实现的。换句话说，我们谈论的是能量密度——与市场上可用的产品相比，它们可以在表面积上储存多少能量。结果比任何其他可用的方法都要好 10 倍。此外，它们还包括平面内隔离，以将施加到执行元件的任何电压与传感元件完全去耦。更好的是，它们能够对反射镜进行预倾斜偏移，从而显着简化系统级对齐和组装，从而显著降低系统成本。

最后，他们基于可在任何晶圆厂找到的现有工具和能力，开发了一种简化且稳健的制造工艺。该团队开发了一个巧妙的序列来实现更高的性能，同时在整个晶圆上提供出色的均匀性，并且他们已经在研发代工厂中证明了所有这些。

当然，正如他们所说，“布丁的证明在于吃”，所以让我们看一下下图中所示的大镜子比较。

从左到右，我们有一个基于音圈的反射镜，它很大（此处显示的直径为 20 毫米）且坚固耐用，并具有出色的反馈机制。缺点是它的视野有限，而且要花费数千美元。

沿着这条线走下去，所有其他现有选项都表现出各种缺点，包括高成本、摆动倾向、无法步进或高功率。然后我们来到右边的 Omnitron 镜子。它的镜子（直径 15 毫米）很大，但整体尺寸不大，它速度快，支持步进扫描，而且比其传统竞争对手便宜得多。

仅供参考，起初，我以为 Omnitron 镜子前的硬币是 25 美分硬币，但我错了，因为它实际上是一角硬币。

下图是Yole对MEMS市场的预测，所有这一切的有趣之处在于，这些数据并未考虑 Omnitron 正在申请专利的新工艺可能造成的潜在破坏。首先，成本更低、分辨率更高的 LiDAR 传感器的可用性可以显着扩大整个 LiDAR 市场。其次，Omnitron 的工艺不仅专注于（没有双关语）镜子，而且适用于一般的 MEMS，这可能会显着增加整个 MEMS 市场。

一如既往，我们确实生活在激动人心的时代。

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