随着工业4.0和智能制造时代的到来，3D机器视觉在工业各行业领域的应用越来越重要，广泛涉及物件辨识、产品检测、尺寸测量、机械手视觉引导定位等，在许多”痛点型应用场景”中大显身手，成为当前”智“造业最炙手可热的技术之一。

“万文高楼平地起”，以传统机器视觉技术为基础发展而来的3D机器视觉在中国经历了厚积，正在迎来爆发的时刻。然而，过往的机器视觉产业链多数公司从3D相机硬件集成、机器视觉算法优化等低维度切入，没有改变国产3D视觉芯片“缺芯少魂”的局面，一直面临并承受着以美国德州仪器的DLP芯片模组、美国英伟达的GPU芯片模组为代表的国外芯片供货周期长、供应链不可控等问题，芯片“卡脖子”问题难以解决。

打破“卡脖子”，让3D机器视觉有灵魂

成立于2018年的中科融合，孵化于中科院苏州纳米所，以MEMS结构光3D感知模组切入3D成像市场，提供3D视觉传感器解决方案，可用于机器人、医疗等领域。公司自主研发了3D视觉智能传感模组，完全基于公司独有的MEMS微振镜芯片、高精度3D与人工智能算法、以及高性能低功耗3DSoC算力芯片的全自研技术体系。

中科融合SoC芯片算法底层代码、硬件算子都是自主研发，集成了多个计算加速引擎，可以对数据的实时闭环处理，更好地保证光学成像的精准性。作为一颗算力芯片，它支持多种通用外设，包括摄像头、千兆以太网、USB2.0/3.0等，可以被当作嵌入式系统开发使用。从商业角度上，这能为客户在低成本的前提下提供更便捷的服务。

中科融合董事长王旭光先生表示，如果把MEMS微振镜比作机器的“眼睛”，那么AI+3D芯片可以理解成机器的”大脑”，中科融合最大的特色就在于将机器”眼睛”的芯片和机器”大脑”的芯片实现完全的自主开发，不会被国外卡脖子。

中科融合始终坚定践行“将科研成果转化成造福人类的市场化产品”的理念，王总表示，与竟品相比，中科融合MEMS微镜芯片光机，相当于美国德州仪器100%垄断的DLP十分之一的功耗、体积。而其核心器件VDPU智能处理SoC芯片则可以做到价格下降至1/10、功耗降低至1/30倍、体积下降至1/10，两款产品完全中国制造和生产，自主可控。

17年科技报国，核心技术持续突破

2006年，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所成立；2016年，高维仿生信息学实验室自主研发的MEMS微镜芯片，在中科院“重大突破”专项评选中初露锋芒，荣获“优秀等级”。

2017年，王旭光博士（现任中科融合董事长兼CEO）传承王守觉院士高维仿生信息学及其应用实验室衣钵，成立“人工智能芯片与系统联合实验室”。同年，拥有独立知识产权的3D投射模组样机完成，标志着中科融合的光学智能传感技术达到了全球领先的水平。中科融合作为中科院苏州纳米所重点企业，建立了三大核心技术壁垒：MEMS芯片＋自研算法＋SOC芯片，对标美国Tl、德国BOSCH、意法半导体（STMicro)技术路线，成为了中国唯一打通从光学投射到光学计算闭环的芯片企业。

在芯片进度方面，中科融合的MEMS微镜投射芯片在几年前就完成了1.5mm小靶面微镜的量产，并于今年成功量产了第二代4.5mm大靶面微镜，此款芯片，基于电磁驱动的MEMS微振镜技术，实现了更大的驱动力、更远的工作距离、更大的成像视野。在工艺水平方面上，已经达确立了“全国领先、全球一流”的地位。

中科融合的第一代3D-VDPU智能视觉数据处理芯片已经量产并大量应用于公司自有的高集成度的模组方案，最新的第二代3D-VDPU智能视觉数据处理芯片亦已经点亮，采用自主可控且成熟度高的40nm生产工艺，其生态开放性已经从第一代仅支持公司自有3D成像算法，到目前可以支持相关产业的众公司的各自的3D成像算法，具备了更好的算法兼容性，覆盖更多应用场景。

相对目前美国进口的对标芯片产品，中科融合的MEMS微镜投射芯片可以做到功耗下降10倍、芯片体积下降20倍；而另一颗3D-VDPU智能视觉数据处理芯片则可以做到功耗降低30倍、体积下降10倍，公司基于这两款芯片已打磨形成了一套以“高集成、高可靠、高精密、高性能、低功耗（四高一低）”为特点的3D结构光智能感知模组。

在技术难度方面，MEMS微镜投射芯片每秒钟会产生数万次的振动，整个生命周期就需要数千亿次，且每一次光学扫描都要非常精准，对可靠性、准确性要求极其苛刻。

在芯片能力方面，中科融合的3D-VDPU智能视觉数据处理芯片的算法底层代码、硬件算子都是自主研发，集成了多个计算加速引擎，可以对数据的实时闭环处理，更好地保证光学成像的精准性，并且支持多种通用外设，包括摄像头、千兆以太网、USB2.0/3.0等，亦可以被当作嵌入式系统开发使用，在行业适用性方面具有非常好的推广前景。

在光学和算法方面，中科融合可以做到千万点云高密度成像、十几微米的高精度成像，具有高精度、高分辨率、鲁棒性好的特点，建立起了极高的技术门槛。

在应用场景方面，据中科融合CEO王旭光博士介绍，公司产品主要用于对高精度图像有需求的场景，如智能制造场景、工业测量场景、医疗医美场景和消费类3D建模场景等。以医疗领域为例，牙齿矫正、颈椎腰椎间盘突出、女生医美等项目，都需要基于人的身体特征进行治疗，中科融合可以帮助机器更好获得人体3D信息，为医生提供辅助诊疗意见。

在产品性能方面，公司的智能3D视觉核心芯片及产品级Turnkey模组方案已经达到了“国内领先、国际一流”的水平，并已经得到了国内、国际行业头部客户们的认可。

高精度MEMS微振镜芯片，能否实现DLP替代？

在2022年第四季度，中科融合成功推出了高精度MEMS微振镜芯片，这是“AI+3D”自主核心芯片技术领域的重大突破。中科融合的核心解决方案基于两颗关键芯片：MEMS微振镜芯片和SoC计算芯片，它们分别用于替代美国DLP芯片进行条文光的投射和替代Nvidia GPU和系统控制，处理3D成像的任务。

中科融合的MEMS微振镜芯片已经被应用于自研的激光束扫描（LBS）系统，用于XR显示等应用。相比LCOS，u-LED等技术，LBS技术具有成本低廉，可小型化，光路结构更简洁等优势，被认为是XR领域成像的最优方案。同时，中科融合基于自研MEMS微振镜投射芯片的激光投射模组，采用高精密驱动控制实现低温漂和高角度重复精度，支持可见光、红外波段等激光光源，为客户提供高精度、高对比度、抗干扰能力强的激光投射模组。

中科融合还开发了一款通用的3D领域芯片，兼容各主流3D成像技术方案。芯片在设计时注重性能、存储能力和功耗的优化，做了大量的创新工作。基于MEMS芯片技术，这款三维成像模组可以应用于多个场景，包括工业3D视觉、3D医学影像市场以及数字化的三维视觉等。

中科融合的模组在复杂场景的3D建模中表现优秀，已广泛应用于工业领域，而在医学影像市场上，中科融合的三维成像模组已经被用在无接触式光学三维人体背部测量系统中，为青少年脊椎疾病提供了准确的背部图像和AI辅助诊断。中科融合也正在进行二维MEMS微振镜芯片的设计以及基于微振镜的激光束扫描（LBS）系统的研发，主要应用场景是投影仪、AI显示投影等，预计今年年底完成流片。

据了解，中科融合自主开发的MEMS微振镜芯片全套工艺良率高，核心参数国内领先，在国际上极具竞争力。公司已量产的高精度MEMS激光投射模组具有高精度、低功耗、高可靠性、小体积等优势。与其他知名友商的激光投射模组产品相比，拥有现有最大的FoV（>55°x50°），同时还拥有和机械振镜相当的精度，明显优于同样使用MEMS技术的友商产品。

中科融合的联合创始人兼CTO刘欣博士在发布会上介绍了公司的背景和这款新产品的技术优势。他指出，这款MEMS微振镜芯片是实现条纹结构光的条纹投影的核心部件，其技术优势包括体积小、低功耗、光路简单、FoV可调范围大、抗干扰强等。

中科融合新推出的高精度MEMS微振镜芯片是在XR/元宇宙领域的关键布局，标志着"AI+3D"技术整合的重要里程碑。刘欣博士强调，此产品不仅提供了高精度的三维数据采集能力，还为客户带来全新、灵活、扩展性的解决方案，助力推动XR/元宇宙领域的发展。

文章来源： 机器人在线iMrobotic，中科融合，派大师科技