"AI+3D"技術(shù)整合的里程碑，中科融合微振鏡芯片能否替代TI DLP？

中科融合感知智能研究院（以下簡(jiǎn)稱"中科融合"）是中科院蘇州納米所孵化的重點(diǎn)企業(yè)，成立于2018年。得益于中科院的支持，中科融合成功實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)光學(xué)MEMS與SoC芯片全技術(shù)鏈條打通，榮獲諸多榮譽(yù)。目前，中科融合的"AI+3D"核心技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療美容、XR/元宇宙及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。盡管面臨疫情和國(guó)際局勢(shì)壓力，過(guò)去三年該公司市場(chǎng)化融資估值卻實(shí)現(xiàn)了超過(guò)50倍的增長(zhǎng)。

中科融合的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO劉欣博士是海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃和江蘇省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的獲得者，曾任新加坡科技局微電子研究院智能芯片部主任，現(xiàn)任中科院蘇州納米所研究員，他在AI算法、光學(xué)MEMS芯片、高能效SoC芯片設(shè)計(jì)、芯片先進(jìn)封裝集成等領(lǐng)域具備深厚的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

中科融合的目標(biāo)市場(chǎng)

在5月12日舉行的2023年?yáng)|莞松山湖IC設(shè)計(jì)論壇上，劉欣博士分享了中科融合的產(chǎn)品、技術(shù)以及機(jī)器視覺(jué)的未來(lái)趨勢(shì)。劉欣博士認(rèn)為，3D視覺(jué)是機(jī)器視覺(jué)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，而且市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告顯示，3D機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)空間廣闊，潛力巨大。他引用了Gartner發(fā)布的新興技術(shù)曲線報(bào)告，顯示3D傳感技術(shù)正在進(jìn)入成熟期，可以預(yù)見(jiàn)3D視覺(jué)將進(jìn)入市場(chǎng)爆發(fā)的初級(jí)階段。

劉欣博士表示，中科融合的目標(biāo)市場(chǎng)主要包含兩大類：一類是三維視覺(jué)成像，例如3D建模；另一類是微型顯示和投影。這兩大類市場(chǎng)領(lǐng)域可以賦能下面更多的應(yīng)用場(chǎng)景，如3D視覺(jué)對(duì)應(yīng)的智能工業(yè)3D視覺(jué)抓取、物流分揀等，微型投影對(duì)應(yīng)的極星激光投影、3D數(shù)字化社交等應(yīng)用領(lǐng)域。

然而，當(dāng)前的3D視覺(jué)技術(shù)還不能非常好地解決應(yīng)用市場(chǎng)的痛點(diǎn)。比如在智能制造、智能抓取等領(lǐng)域，主要的解決方案是使用昂貴、體積大、功耗高的設(shè)備，如ILP的器件進(jìn)行條文結(jié)構(gòu)光的投射，以及使用GPU等芯片進(jìn)行三維視覺(jué)成像。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的3D數(shù)字建模場(chǎng)景，主流方案要么精度低、體驗(yàn)差，要么體積大、價(jià)格高。劉欣博士表示，中科融合希望通過(guò)自研的核心芯片和模組技術(shù)，更好地解決3D視覺(jué)場(chǎng)景的應(yīng)用痛點(diǎn)。

高精度MEMS微振鏡芯片，能否實(shí)現(xiàn)DLP替代？

在2022年第四季度，中科融合成功推出了高精度MEMS微振鏡芯片，這是"AI+3D"自主核心芯片技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。中科融合的核心解決方案基于兩顆關(guān)鍵芯片：MEMS微振鏡芯片和SoC計(jì)算芯片，它們分別用于替代美國(guó)DLP芯片進(jìn)行條文光的投射和替代Nvidia GPU和系統(tǒng)控制，處理3D成像的任務(wù)。

中科融合的MEMS微振鏡芯片已經(jīng)被應(yīng)用于自研的激光束掃描（LBS）系統(tǒng)，用于XR顯示等應(yīng)用。相比LCOS，u-LED等技術(shù)，LBS技術(shù)具有成本低廉，可小型化，光路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是XR領(lǐng)域成像的最優(yōu)方案。同時(shí)，中科融合基于自研MEMS微振鏡投射芯片的激光投射模組，采用高精密驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)低溫漂和高角度重復(fù)精度，支持可見(jiàn)光、紅外波段等激光光源，為客戶提供高精度、高對(duì)比度、抗干擾能力強(qiáng)的激光投射模組。

中科融合還開(kāi)發(fā)了一款通用的3D領(lǐng)域芯片，兼容各主流3D成像技術(shù)方案。芯片在設(shè)計(jì)時(shí)注重性能、存儲(chǔ)能力和功耗的優(yōu)化，做了大量的創(chuàng)新工作?；贛EMS芯片技術(shù)，這款三維成像模組可以應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景，包括工業(yè)3D視覺(jué)、3D醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)以及數(shù)字化的三維視覺(jué)等。

中科融合的模組在復(fù)雜場(chǎng)景的3D建模中表現(xiàn)優(yōu)秀，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，而在醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)上，中科融合的三維成像模組已經(jīng)被用在無(wú)接觸式光學(xué)三維人體背部測(cè)量系統(tǒng)中，為青少年脊椎疾病提供了準(zhǔn)確的背部圖像和AI輔助診斷。

中科融合也正在進(jìn)行二維MEMS微振鏡芯片的設(shè)計(jì)以及基于微振鏡的激光束掃描（LBS）系統(tǒng)的研發(fā)，主要應(yīng)用場(chǎng)景是投影儀、AI顯示投影等，預(yù)計(jì)今年年底完成流片。

MEMS微振鏡芯片的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

據(jù)了解，中科融合自主開(kāi)發(fā)的MEMS微振鏡芯片全套工藝良率高，核心參數(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，在國(guó)際上極具競(jìng)爭(zhēng)力。公司已量產(chǎn)的高精度MEMS激光投射模組具有高精度、低功耗、高可靠性、小體積等優(yōu)勢(shì)。與其他知名友商的激光投射模組產(chǎn)品相比，擁有現(xiàn)有最大的FoV（>55°x50°），同時(shí)還擁有和機(jī)械振鏡相當(dāng)?shù)木?，明顯優(yōu)于同樣使用MEMS技術(shù)的友商產(chǎn)品。

中科融合的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO劉欣博士在發(fā)布會(huì)上介紹了公司的背景和這款新產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。他指出，這款MEMS微振鏡芯片是實(shí)現(xiàn)條紋結(jié)構(gòu)光的條紋投影的核心部件，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括體積小、低功耗、光路簡(jiǎn)單、FoV可調(diào)范圍大、抗干擾強(qiáng)等。

劉欣博士在介紹中科融合的解決方案時(shí)，強(qiáng)調(diào)了SoC計(jì)算芯片的重要性。這款芯片集成了深度學(xué)習(xí)算法，可以高效地進(jìn)行3D點(diǎn)云生成、后處理、圖像處理的控制，同時(shí)，支持實(shí)時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和深度學(xué)習(xí)推理。這意味著中科融合的系統(tǒng)能夠在實(shí)時(shí)和連續(xù)的環(huán)境中工作，進(jìn)一步增強(qiáng)了我們產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

劉欣博士還強(qiáng)調(diào)，中科融合的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療美容、XR/元宇宙、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，這些都是中科融合自主研發(fā)的高能效3D+AI VDPU芯片的杰出表現(xiàn)。這款設(shè)計(jì)使得中科融合的方案在保持相同成像效果和體驗(yàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了功耗、成本、體積的大幅度降低。這得益于中科融合的SoC計(jì)算芯片在處理3D成像任務(wù)時(shí)，可以利用深度學(xué)習(xí)算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和深度學(xué)習(xí)推理，使我們的產(chǎn)品能夠更好地適應(yīng)各種實(shí)時(shí)和連續(xù)的應(yīng)用環(huán)境。

目前，中科融合完全自研從MEMS設(shè)計(jì)、MEMS工藝、光學(xué)器件、光機(jī)電驅(qū)動(dòng)反饋集成等微納光學(xué)組件的全鏈條技術(shù)。這種全鏈條的技術(shù)解決方案，不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，而且有助于中科融合更快地響應(yīng)市場(chǎng)的變化，滿足不斷變化的客戶需求。這也是中科融合能夠在短短幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，贏得市場(chǎng)和客戶認(rèn)可的重要原因。

點(diǎn)評(píng)："AI+3D"技術(shù)整合的重要里程碑

中科融合新推出的高精度MEMS微振鏡芯片是在XR/元宇宙領(lǐng)域的關(guān)鍵布局，標(biāo)志著"AI+3D"技術(shù)整合的重要里程碑。劉欣博士強(qiáng)調(diào)，此產(chǎn)品不僅提供了高精度的三維數(shù)據(jù)采集能力，還為客戶帶來(lái)全新、靈活、擴(kuò)展性的解決方案，助力推動(dòng)XR/元宇宙領(lǐng)域的發(fā)展。

筆者認(rèn)為，這款芯片為實(shí)現(xiàn)高精度的三維掃描和建模提供了高效的解決方案，使得獲取和處理三維數(shù)據(jù)的精度和速度得以大幅提升，為XR和元宇宙應(yīng)用開(kāi)啟無(wú)限可能。