李倩 發表於 2018-11-09 17:16:11
以時間飛行（ToF）和結構光為代表的3D攝像頭技術已經成熟，未來的ToF技術將憑藉自身在軟體複雜性、掃描速度和適用距離等領域的優勢，成為最具應用前景的3D攝像頭技術。
近日，接連發布的兩條波士頓動力機器人的最新視頻讓公眾倍感驚訝，一段是「跑酷阿特拉斯」的視頻，顯示出Atlas「輕鬆地」跑上2英尺高的臺階。而在另一段SpotMini機器人跳舞的視頻中，則盡顯了其機器人的靈活程度。
從底層技術架構上來說，波士頓機器人融合了雲計算、大數據等人工智慧技術，尤其是以光晶片為硬體依託的機器人3D環境感測和數據運算，幫助研發人員將機器人仿生設計做到了極致。
除了仿生機器人這一類應用之外，包括蘋果、華為等手機巨頭，均已在3D傳感領域有所創新嘗試和專利布局。例如蘋果FACE ID、OPPO Find X,小米8探索版人臉識別的相繼問世，賦予了消費類電子產品更多的想像空間。近日，多個手機廠商發布的新產品中，均已搭載了3D攝像頭，頗受消費者追捧。
多年致力於半導體光晶片研發和量產的瑞識科技創始人汪洋博士分析認為，以時間飛行（ToF）和結構光為代表的3D攝像頭技術已經成熟，未來的ToF技術將憑藉自身在軟體複雜性、掃描速度和適用距離等領域的優勢，成為最具應用前景的3D攝像頭技術。
可以預言，3D攝像頭巨大的消費級和工業級需求將被引爆，而以光學元器件為基礎的消費光子時代也即將來臨。中科院西安光機所副研究員米磊博士曾預測稱，光學成本將會佔據未來所有科技產品成本的70％，光學技術將是科技產品的關鍵瓶頸技術。
消費光子時代的到來，對光源產品的行業應用也提出了新的需求，消費類應用場景要求硬體產品體積更小，成本更低，對於能耗和散熱等指標的要求近乎苛刻，但從目前的整個行業現狀來看，針對消費光子光發射模組方案的性能最優化，尚無完美的解決方案。尤其是在光晶片設計，晶片製造工藝，光學集成封裝，和系統整體優化等領域，我國行業總體水平仍處在「跟跑」狀態，亟待擁有自主專利、產品可靠可量產的國內廠家出現。
率先提出「芯佔比」概念
瑞識科技發布TRay系列VCSEL ToF模組
為突破行業瓶頸，深圳瑞識科技在業內率先提出「芯佔比」的概念，該說法類比手機行業的屏佔比的定義。「芯佔比」定義是指光晶片面積和晶片封裝後器件面積的比值，是衡量光器件封裝集成度的指標。瑞識科技獨創的高芯佔比封裝技術，對光晶片進行精準成型封裝，能有效縮小封裝需要的體積，從而獲得高芯佔比的光源。
瑞識「芯佔比」定義示意圖
左邊：低芯佔比封裝，右邊：高芯佔比封裝
近日，瑞識科技首次正式對外發布了其自主研發的TRay系列VCSEL ToF模組，該模組採用自主設計研發的VCSEL晶片，是目前業界最高「芯佔比」的ToF光源產品，可以廣泛應用於人工智慧、身份識別、3D視覺、輔助駕駛、安防監控、智慧物流等行業。
技術指標方面，本次發布的TRay系列VCSEL ToF模組，是瑞識科技基於完全自主智慧財產權發布的ToF光源產品，輸出光功率超過2W，光電轉換效率超過40%，FOV可定製，量產的規格有60°(H)*45°(V)，55°(H)*72°(V)，110°(H)*90°(V)可選。產品尺寸與目前相同光功率的3535普通封裝產品相比，瑞識的產品基板面積縮小了60%，高度縮小了40%，比普通封裝芯佔比提高了4倍，產品尺寸和成本都大大降低。
左側為瑞識產品，右側為其他品牌產品
除了尺寸和成本的優化之外，瑞識科技研發團隊負責人還介紹稱，TRay系列產品具有低熱功耗，高輸出功率，高可靠性等特點，因為團隊對光晶片和封裝工藝都進行了全面的優化。據了解，瑞識科技擁有業內頂級的光晶片設計團隊，並已經布局了完整的晶片供應鏈。此次發布的ToF模組，採用自主設計開發的940nm VCSEL光晶片，從外延生長，到器件設計，可靠性，和量產工藝開發都自主設計並進行了全面的優化。瑞識在光晶片設計，晶片封裝，器件級光學集成方面已申請了近20項國內外發明專利。
致力於用光學技術創新生活方式
實現消費光子時代光學器件性價比最優
在光晶片封裝傳統工藝上，目前行業通行的封裝方式是晶片底部接觸封裝基板，是晶片對外導熱唯一的通道，接觸面積較小；眾所周知，應用於ToF產品的VCSEL是發熱量大的器件，要保證器件的熱穩定性，基板需要有足夠的散熱面積，所以常規VCSEL封裝基板尺寸都是比較大的，用芯佔比的概念計算，常規封裝方案芯佔比僅8%左右。
而瑞識科技的高芯佔比封裝技術，不只是單純的將晶片封裝基板縮小，而是充分考慮了產品的散熱通道的擴展，以及器件總體量子效率的提高。研發團隊通過工藝設計以及材料開發，保障產品的熱阻不隨基板尺寸的縮小而增加，甚至能得到比常規低芯佔比封裝器件更低的熱阻，更好的散熱效果，獲得真正可靠性優秀的高芯佔比光源。
在保證品質的前提下，瑞識科技可以將產品做到極致的小尺寸，為產品的應用尤其是消費光子領域的應用提供更多的可能性；同時產品成本通過技術創新得以大大的降低，為半導體光源器件廣泛應用提供價格保障；此外，小到晶片級的封裝窗口，能大大簡化光學系統設計，有助於器件級的光學系統集成。瑞識的高「芯佔比」封裝是一項平臺封裝技術，不僅可以用於ToF光發射模組，也可以用於其它光源類產品封裝。瑞識也正在積極開發相關產品，相信不久會有更多類別的產品面世。
據了解，瑞識科技(RAYSEES)是一家來自矽谷的高科技創業公司，由美國海歸博士團隊創建。核心團隊在半導體光學領域深耕多年，擁有國際領先的光電晶片和器件自主研發和創新能力。目前，瑞識科技已掌握包括光晶片設計、光學透鏡集成、器件級集成封裝、光電系統整合優化等關鍵技術，公司目前已進行了全方面的專利布局，申請國內外技術發明專利二十餘項。
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