微機電解決方案加速LiDAR市場成長

光達（LiDAR）應用廣泛，市場規模預計將從2019年的8.44億美元成長至2024 年的22.73億美元，使得2019年到2024年的複合年成長率爲18.5％。近年來除了在ADAS 與自駕車應用市場成長快速外，無人機、工程與建築應用中的LiDAR 市佔率也不斷上升，此外，LiDAR在地理資訊系統應用中的使用越來越多，還有 4D LiDAR（3D加上動作）的出現，都挹注了LiDAR市場的成長。

由於自動駕駛以及爲車輛提供安全配備的相關需求使得 LiDAR 技術突飛猛 進。但是如何解決 LiDAR 技術所面臨的像是複雜度高與相對脆弱的問題？新開發的光達感測器或許是種解決方案。過去LiDAR系統遇到許多問題:它們在汽車 產業中缺乏效率與耐用性。更大的問題是LiDAR系統的成本:感測器對於汽車大 衆市場而言過於昂貴。一家德國的新創公司 Blickfeld 利用微機電（MEMS）矽元件與高度自動化的生產方式，爲自駕車打造了一條坦途。

光電協進會表示，車載 LiDAR 系統一直面臨到一些問題:像是 LiDAR 系統非常大，所使用的機 構對惡劣的環境條件像是振動、以及高熱、低溫等溫度相當敏感。雖然 LiDAR 系統已有長足的進步，但是無法大量生產，意味着成本無法降低，這些都是 LiDAR想要進軍汽車市場必須克服的條件。汽車產業需要耐用且可量產的高性能 LiDAR系統，對自駕車來說，可以利用LiDAR感測器立即可靠地進行檢測。因此，專家預測，將來每輛汽車都會需要好幾個LiDAR感測器。但是，要實現這一點，必須克服上述問題。

傳統的機械旋轉式 LiDAR 概念在設計與生產上非常脆弱且複雜，導致尺寸較 大且價格昂貴。儘管其他技術和設計(如光學相位陣列與 flash LiDAR)可能可 以減少 LiDAR 的尺寸和成本，但它們仍處於開發初期，而且存在一些限制，比如 掃描範圍非常有限。

Blickfeld表示，以MEMS反射鏡爲基礎開發的 LiDAR 感測器是具有潛力的 解決方案。它們的矽結構已經非常先進，並且成功地用於許多汽車應用。此外， MEMS 技術不需要旋轉元件，因此比機械式 LiDAR 系統更堅固耐用。當今市場上的MEMS反射鏡具有較小的反射鏡尺寸和較小的偏折角，雖然足以應付過去一些應用。但是在範圍與視野方面的性能受到限制。Blickfeld開發了晶圓級 MEMS的LiDAR系統，爲了擴大感測器的範圍，Blickfeld開發了自己的MEMS 反射鏡。 具有大於10mm 鏡面直徑的尺寸，可以將大部分入射光引導到光電感測器上。因此，LiDAR 甚至可以可靠地檢測到超過180公尺距離的弱反射物體。相較之下，傳統的 MEMS 反射鏡的直徑只有幾毫米，偏折角很小，因此在LiDAR系統中使用 時的範圍和視野都會變小。

MEMS反射鏡爲LiDAR系統帶來新的解決方案，而 Blickfeld 如何解決大量 生產的問題?該公司藉由使用低成本的光刻生產技術製造反射鏡，達到極高的精 度與高度的可擴充性，即所謂以矽晶圓製造 MEMS 元件。在高度自動化的過程中，將直徑爲200mm的標準矽晶圓可同時轉變爲數百個MEMS組件，更能夠用於大衆市場上。而MEMS反射鏡嵌入現行的商用標準元件中，搭配雷射與偵測器單元，使感測器的生產具有成本效益且可擴展。未來不只是自駕車，其他應用領域也很廣泛。藉由半導體制造方式，LiDAR的時代纔剛要開始。