以時(shí)間飛行（ToF）和結(jié)構(gòu)光為代表的3D攝像頭技術(shù)已經(jīng)成熟，未來(lái)的ToF技術(shù)將憑借自身在軟件復(fù)雜性、掃描速度和適用距離等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，成為最具應(yīng)用前景的3D攝像頭技術(shù)。

近日，接連發(fā)布的兩條波士頓動(dòng)力機(jī)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“輕松地”跑上2英尺高的臺(tái)階。而在另一段SpotMini機(jī)器人跳舞的視頻中，則盡顯了其機(jī)器人的靈活程度。

從底層技術(shù)架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，波士頓機(jī)器人融合了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等人工智能技術(shù)，尤其是以光芯片為硬件依托的機(jī)器人3D環(huán)境感測(cè)和數(shù)據(jù)運(yùn)算，幫助研發(fā)人員將機(jī)器人仿生設(shè)計(jì)做到了極致。

除了仿生機(jī)器人這一類應(yīng)用之外，包括蘋果、華為等手機(jī)巨頭，均已在3D傳感領(lǐng)域有所創(chuàng)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(shí)別的相繼問(wèn)世，賦予了消費(fèi)類電子產(chǎn)品更多的想象空間。近日，多個(gè)手機(jī)廠商發(fā)布的新產(chǎn)品中，均已搭載了3D攝像頭，頗受消費(fèi)者追捧。

多年致力于半導(dǎo)體光芯片研發(fā)和量產(chǎn)的瑞識(shí)科技創(chuàng)始人汪洋博士分析認(rèn)為，以時(shí)間飛行（ToF）和結(jié)構(gòu)光為代表的3D攝像頭技術(shù)已經(jīng)成熟，未來(lái)的ToF技術(shù)將憑借自身在軟件復(fù)雜性、掃描速度和適用距離等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，成為最具應(yīng)用前景的3D攝像頭技術(shù)。

可以預(yù)言，3D攝像頭巨大的消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)需求將被引爆，而以光學(xué)元器件為基礎(chǔ)的消費(fèi)光子時(shí)代也即將來(lái)臨。中科院西安光機(jī)所副研究員米磊博士曾預(yù)測(cè)稱，光學(xué)成本將會(huì)占據(jù)未來(lái)所有科技產(chǎn)品成本的70％，光學(xué)技術(shù)將是科技產(chǎn)品的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。

消費(fèi)光子時(shí)代的到來(lái)，對(duì)光源產(chǎn)品的行業(yè)應(yīng)用也提出了新的需求，消費(fèi)類應(yīng)用場(chǎng)景要求硬件產(chǎn)品體積更小，成本更低，對(duì)于能耗和散熱等指標(biāo)的要求近乎苛刻，但從目前的整個(gè)行業(yè)現(xiàn)狀來(lái)看，針對(duì)消費(fèi)光子光發(fā)射模組方案的性能最優(yōu)化，尚無(wú)完美的解決方案。尤其是在光芯片設(shè)計(jì)，芯片制造工藝，光學(xué)集成封裝，和系統(tǒng)整體優(yōu)化等領(lǐng)域，我國(guó)行業(yè)總體水平仍處在“跟跑”狀態(tài)，亟待擁有自主專利、產(chǎn)品可靠可量產(chǎn)的國(guó)內(nèi)廠家出現(xiàn)。

率先提出“芯占比”概念

瑞識(shí)科技發(fā)布TRay系列VCSEL ToF模組

為突破行業(yè)瓶頸，深圳瑞識(shí)科技在業(yè)內(nèi)率先提出“芯占比”的概念，該說(shuō)法類比手機(jī)行業(yè)的屏占比的定義?！靶菊急取倍x是指光芯片面積和芯片封裝后器件面積的比值，是衡量光器件封裝集成度的指標(biāo)。瑞識(shí)科技獨(dú)創(chuàng)的高芯占比封裝技術(shù)，對(duì)光芯片進(jìn)行精準(zhǔn)成型封裝，能有效縮小封裝需要的體積，從而獲得高芯占比的光源。

瑞識(shí)“芯占比”定義示意圖

左邊：低芯占比封裝，右邊：高芯占比封裝

近日，瑞識(shí)科技首次正式對(duì)外發(fā)布了其自主研發(fā)的TRay系列VCSELToF模組，該模組采用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的VCSEL芯片，是目前業(yè)界最高“芯占比”的ToF光源產(chǎn)品，可以廣泛應(yīng)用于人工智能、身份識(shí)別、3D視覺(jué)、輔助駕駛、安防監(jiān)控、智慧物流等行業(yè)。

技術(shù)指標(biāo)方面，本次發(fā)布的TRay系列VCSEL ToF模組，是瑞識(shí)科技基于完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)布的ToF光源產(chǎn)品，輸出光功率超過(guò)2W，光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)40%，F(xiàn)OV可定制，量產(chǎn)的規(guī)格有60°(H)*45°(V)，55°(H)*72°(V)，110°(H)*90°(V)可選。產(chǎn)品尺寸與目前相同光功率的3535普通封裝產(chǎn)品相比，瑞識(shí)的產(chǎn)品基板面積縮小了60%，高度縮小了40%，比普通封裝芯占比提高了4倍，產(chǎn)品尺寸和成本都大大降低。

左側(cè)為瑞識(shí)產(chǎn)品，右側(cè)為其他品牌產(chǎn)品

除了尺寸和成本的優(yōu)化之外，瑞識(shí)科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人還介紹稱，TRay系列產(chǎn)品具有低熱功耗，高輸出功率，高可靠性等特點(diǎn)，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)對(duì)光芯片和封裝工藝都進(jìn)行了全面的優(yōu)化。據(jù)了解，瑞識(shí)科技擁有業(yè)內(nèi)頂級(jí)的光芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，并已經(jīng)布局了完整的芯片供應(yīng)鏈。此次發(fā)布的ToF模組，采用自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的940nm VCSEL光芯片，從外延生長(zhǎng)，到器件設(shè)計(jì)，可靠性，和量產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)都自主設(shè)計(jì)并進(jìn)行了全面的優(yōu)化。瑞識(shí)在光芯片設(shè)計(jì)，芯片封裝，器件級(jí)光學(xué)集成方面已申請(qǐng)了近20項(xiàng)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利。

致力于用光學(xué)技術(shù)創(chuàng)新生活方式

實(shí)現(xiàn)消費(fèi)光子時(shí)代光學(xué)器件性價(jià)比最優(yōu)

在光芯片封裝傳統(tǒng)工藝上，目前行業(yè)通行的封裝方式是芯片底部接觸封裝基板，是芯片對(duì)外導(dǎo)熱唯一的通道，接觸面積較?。槐娝苤?，應(yīng)用于ToF產(chǎn)品的VCSEL是發(fā)熱量大的器件，要保證器件的熱穩(wěn)定性，基板需要有足夠的散熱面積，所以常規(guī)VCSEL封裝基板尺寸都是比較大的，用芯占比的概念計(jì)算，常規(guī)封裝方案芯占比僅8%左右。

而瑞識(shí)科技的高芯占比封裝技術(shù)，不只是單純的將芯片封裝基板縮小，而是充分考慮了產(chǎn)品的散熱通道的擴(kuò)展，以及器件總體量子效率的提高。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)工藝設(shè)計(jì)以及材料開(kāi)發(fā)，保障產(chǎn)品的熱阻不隨基板尺寸的縮小而增加，甚至能得到比常規(guī)低芯占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(yōu)秀的高芯占比光源。

在保證品質(zhì)的前提下，瑞識(shí)科技可以將產(chǎn)品做到極致的小尺寸，為產(chǎn)品的應(yīng)用尤其是消費(fèi)光子領(lǐng)域的應(yīng)用提供更多的可能性；同時(shí)產(chǎn)品成本通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新得以大大的降低，為半導(dǎo)體光源器件廣泛應(yīng)用提供價(jià)格保障；此外，小到芯片級(jí)的封裝窗口，能大大簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有助于器件級(jí)的光學(xué)系統(tǒng)集成。瑞識(shí)的高“芯占比”封裝是一項(xiàng)平臺(tái)封裝技術(shù)，不僅可以用于ToF光發(fā)射模組，也可以用于其它光源類產(chǎn)品封裝。瑞識(shí)也正在積極開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，相信不久會(huì)有更多類別的產(chǎn)品面世。

據(jù)了解，瑞識(shí)科技(RAYSEES)是一家來(lái)自硅谷的高科技創(chuàng)業(yè)公司，由美國(guó)海歸博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建。核心團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體光學(xué)領(lǐng)域深耕多年，擁有國(guó)際領(lǐng)先的光電芯片和器件自主研發(fā)和創(chuàng)新能力。目前，瑞識(shí)科技已掌握包括光芯片設(shè)計(jì)、光學(xué)透鏡集成、器件級(jí)集成封裝、光電系統(tǒng)整合優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，公司目前已進(jìn)行了全方面的專利布局，申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)明專利二十余項(xiàng)。