这块米粒般的微镜芯片，给机器人带来“好视力”
北理工学子研制的MEMS微镜芯片。 陈静怡摄
偌大的车间正紧锣密鼓开展生产，却鲜有工人在机器之间穿梭在智能生产线里，机器人代替传统人力，在流水线上完成着工作任务。机器人结构庞大，但并不“莽撞”精准完成定位、抓取、装配、焊接等工步。为机器人赋予光明视野的，是藏身在机械臂上的一块小巧的MEMS微镜芯片。仅如米粒大小的身躯，便可驱动格栅结构光投射在零部件上，为机器人提供清晰图像。
日前，由北京理工大学集成电路与电子学院“光芯绘影”团队开发的MEMS微镜芯片出现在了公众面前 。团队负责人、北京理工大学硕士生张瑞浩表示，团队研发了微型化、高精度的MEMS微镜芯片，面积相当于世界先进水平芯片的1/80，检测精度提升一倍。该芯片不仅适用于制造业，还适用于物流、刑侦、医疗等领域。
团队在前期调研中考察了DMD芯片和MEMS微镜芯片两大技术。其中，前者芯片体积太大，且始终受海外少数技术寡头垄断，存在技术壁垒；后者虽然体积小，但现有海内外产品存在温度漂移大、无角度检测的缺陷，使其工作稳定性和扫描精度都差强人意。
“光芯绘影”创新实现了低温漂芯片和高精度检测两大核心技术。首先是低温漂：由于复杂环境下微镜工作稳定性差，团队成员曹英超提出了新型微镜梳齿结构，显著减小了谐振角度漂移，提升了温度稳定性；其次是角度检测：张瑞浩与团队成员屈家生开发了电容式角度检测技术，光学设计较传统方案极大简化，可以在小体积前提下实现高精度检测微镜的偏转角度。“我们在精度等指标上已经做到了投影芯片的国产平替，而且在温漂和体积上较友商更占优势，更能应对复杂环境下的投影需求。”张瑞浩说。
据了解，项目以低温漂高精度的MEMS微镜芯片为核心产品，以芯片设计和封测为主要业务，面向虚拟现实、增强现实、3D相机、激光投影等应用场景为下游市场。从技术到产品的转化过程中，团队逐步优化结构设计以提高芯片稳定性，并设计推出了面向不同场景、系列化的多款产品。“目前，芯片产品目前已具备量产能力，工艺良率高于90%。我们已拥有2家长期合作的芯片代工厂和多家企业客户，MEMS微镜芯片出货近万颗；核心技术发表SCI论文一篇，申请多项发明ZL。”张瑞浩说。
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