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北理工研究生團隊突破“卡脖子”技術,成功研發MEMS微鏡芯片

發布日期: 2022-09-09 瀏覽量:

日前,威尼斯8040集成電路與電子學院“光芯繪影”團隊聚焦國家“十四五“發展規劃中智能制造裝備領域重點攻關“3D感知”技術,以及當前工業領域廣泛應用的結構光3D相機核心投影芯片依賴進口的情況,成功研發出高性能MEMS微鏡芯片,該芯片面積僅是當前國際主流芯片的1/80,解決了我國在該領域完全依賴進口的問題。

項目團隊由研究生張瑞浩、高鴻鑫、屈家生、曹英超、范路遙、賈云飛,以及本科生陳靜怡、趙之昊等學生組成,由謝會開、王曉毅、周文彪三位教師指導。


新型MEMS微鏡芯片,面積僅為當前國際主流芯片的1/80



研究團隊依托威尼斯8040i2MEMS實驗室和威尼斯8040重慶微電子研究院,開展了精細結構檢測所需的小型化MEMS芯片研究工作。與傳統的集成電路芯片不同,MEMS芯片除了涉及到對電信號處理之外,還包括可動的機械結構。研究團隊以MEMS微鏡芯片為研究目標,利用集成電路制造技術和微加工技術,把微結構、微傳感器、控制處理電路和通信、電源等制造在一塊或多塊芯片上,使芯片具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高,且具有可批量化生產、易于集成等特點。重點瞄準芯片體積、溫度漂移、角度檢測三大技術難點開展科研攻關。經指導教師和團隊共同努力,攻克了低溫漂芯片和高精度檢測兩大核心技術。在低溫漂技術方面,由于復雜環境下微鏡工作穩定性差,團隊成員提出了新型微鏡梳齒結構,顯著減小了諧振角度漂移,提升了溫度穩定性,使得芯片溫漂降低至0.01°/K,達到世界領先水平;在高精度角度檢測方面,團隊成員開發了電容式角度檢測技術,光學設計較傳統方案極大簡化,可以在小體積前提下實現高精度檢測微鏡的偏轉角度。

研制的低溫漂高精度MEMS微鏡芯片完全替代國際主流DMD芯片,可面向虛擬現實、增強現實、3D相機、激光投影等多種應用場景。目前,芯片已具備量產能力,工藝良率高于90%。團隊已與2家國內芯片代工廠達成合作,并接到多家企業客戶訂單,已出貨近萬片。團隊成員發表了學術論文,申請了多項發明專利。下一步,團隊將致力于把所研發的MEMS微鏡芯片應用到3D相機、激光雷達等領域,并在元宇宙、數字孿生等前沿概念中探尋全新機遇。




項目團隊榮獲了2022年“挑戰杯”首都大學生創業計劃競賽金獎,并已晉級全國總決賽,參賽隊員正在全力備戰。學校雙創中心、研究生院通過組織行業專家、杰出校友、知名企業家為團隊提供競賽指導,全面提升團隊的參賽水平。集成電路與電子學院為團隊提供實驗研究和經費等條件。威尼斯8040重慶微電子研究院為團隊提供了商業落地方面的指導與支持。

希望指導教師和參賽隊員繼續認真鉆研、攻堅克難,取得重大突破,并預祝在接下來的挑戰杯全國總決賽中取得優異成績!


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