伴隨著以AIGC、ChatGPT等為代表的新興AI技術的應用與普及，人工智能等行業(yè)必將迎來快速發(fā)展。如果說GPT等大模型是“大腦”，那3D視覺感知器件就是“眼睛”。隨著技術的發(fā)展，科研人員給這只“眼睛”賦予了新的技能。例如在縮小產品體積的同時，又將精密儀器的精度發(fā)揮到極致。

把只有半個米粒大小的可動光學“振鏡”，集成到指甲蓋大小的“MEMS微振鏡芯片”上，并讓其在一定角度內進行可控振動；再把這些芯片與光機電集成為手掌大小的光電模組，即可實現(xiàn)對前方物體的高速掃描并形成3D點云。這個“小”而“精”的“眼睛”模組，就是讓智能裝備看得“清”、更看得“懂”世界的核心。

▲左上：高精度MEMS微振鏡芯片；右上：模組（部分）；下：投影模塊。受訪單位 供圖

而這“眼睛”的制造者之一，就是北京理工大學重慶微電子研究院的科研人員。

01納米尺度的微觀世界，Ta看得清！

MEMS芯片技術，是納米尺度的微觀世界，是可將芯片、微納制造與微機械系統(tǒng)融合的前沿技術。同時，基于光刻、刻蝕等傳統(tǒng)半導體技術，融入超精密機械加工，在結合力學、化學、光學等學科知識和技術基礎，使得一個毫米乃至微米尺度上的芯片結構都具備精確而完整的機械、化學、光學或聲學等特性。

當前，在集成電路行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的集成電路無法持續(xù)地滿足終端領域日益變化的需求，而基于集成電路的MEMS芯片技術則具有更多更強的性能，如，高精度測量、微型化、智能化、輕量化等優(yōu)點，可以廣泛應用在智能制造、自動駕駛、人工智能等多個領域。

在位于西部（重慶）科學城的北京理工大學重慶微電子研究院（以下簡稱北理微電院），MEMS技術成果轉化初具雛形。據(jù)了解，依托北京理工大學集成電路專業(yè)的學術優(yōu)勢和西永微電園雄厚的微電子產業(yè)基礎，北理微電院的“6寸MEMS研發(fā)線”將在今年上半年完成設備裝調并開始MEMS工藝流片，可為MEMS、集成無源器件、太赫茲器件、CMOS可重構芯片、新型半導體材料生長等領域提供優(yōu)質服務。值得一提的是，今年下半年，北理微電院的多項MEMS技術成果將向市場推廣。

“這個3D工業(yè)相機，我們研究院具有完全知識產權，是基于我們自主研發(fā)的MEMS微鏡芯片技術研制而成。”研究院副院長姜森林繼續(xù)介紹，“MEMS微鏡在激光投影、光學顯微成像、光學傳感、光通信、顯示、光譜分析等應用具有很廣的需求，是光學應用必不可少的關鍵光學元器件。”

02每一次攻關，都是讓技術更好服務生活

誠然，這樣的高精尖技術總是鼓舞人心的，

但怎么讓技術完成轉化，走向市場？

——不斷攻克難題、解決問題，

他們給出的答案。

3D工業(yè)相機可廣泛用于人臉識別、零件智能裝配、工件缺陷檢測、物料建模等工業(yè)智能裝備場景。北理微電院所研發(fā)的3D工業(yè)相機集成了MEMS微型結構光投影模組和普通相機，通過解析投射條紋的形變即可獲取物體的三維坐標信息。

為了能夠讓智能設備終端獲取更多精準的三維、距離等信息，北理微電院的智能微系統(tǒng)研究室主任王東琳，帶領科室十多名科研人員在短短兩個月內就攻克了一個技術難題——如何在不改變MEMS芯片結構的前提下，準確判斷振鏡的運動方向和規(guī)律。

“和常規(guī)增加激光傳感器的做法不同，我們是用一套完全自主的算法來解決這個問題的。”據(jù)了解，王東琳團隊的這次攻關，既節(jié)約了改造芯片的時間和經濟成本，又保證了整機的體積不會變大，還為北理微電院在3D相機應用領域的進一步探索奠定了很好的基礎。“我覺得，最重要的不是解決了這個問題，而是解決這個問題的思維方式。這一點對我們今后的研究是很有意義的。”王東琳說。

隨著萬物互聯(lián)與人工智能的興起，MEMS產品種類增加、市場規(guī)模擴大。北理微電院立足學科優(yōu)勢，正在致力于建設中國西部MEMS研發(fā)+產業(yè)應用的創(chuàng)新策源地。正在緊密鑼鼓進行設備調試的北理微電院先進微納工藝研究中心，將于今年7月開始正式流片。屆時西部科學城將實現(xiàn)MEMS微納技術研發(fā)與制造的全程產業(yè)鏈。

“下一步，我們研究院將瞄準微電子領域發(fā)展前沿和國家重大需求，借助科學城的資源優(yōu)勢，聚焦MEMS優(yōu)勢方向，加速創(chuàng)新成果在智能制造、智能汽車等領域的落地轉化。我們研究院的宗旨是：建設先進微納制造平臺，引領智能感知前沿。” 北理微電院院長謝會開表示。

審核編輯 ：李倩