หลังจากที่ใช้งานในสาขาเทคโนโลยีการนําทางแบบอินเนอร์เซียลมามากกว่าสิบปีผมเริ่มมองว่าอุปกรณ์อินเทกรีตสี่ในหนึ่งเป็นฮีโร่ที่ไม่ถูกร่องรอยในวิวัฒนาการของเครื่องจิโรสโกปไฟเบอร์ออปติก (FOG)ราคาและความน่าเชื่อถือที่เคยจํากัด FOG สําหรับภาคอากาศและการป้องกันระดับสูง ไม่เหมือนกับส่วนประกอบสี่ในหนึ่งในอุตสาหกรรมจอหรือครึ่งนําที่ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับ FOG มีจุดประสงค์ที่แม่นยํากว่า: การบูรณาการฟังก์ชันออทติกและอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานในโมดูลขนาดเล็กเพื่อปลดปล่อยศักยภาพพลเรือนของเทคโนโลยี
FOG แบบดั้งเดิมพึ่งพาองค์ประกอบที่แยกแยก ช่องแหล่งแสง, คอปเลอร์, โมดูเลอเตอร์เฟส และตัวตรวจจับไจโร้ที่มีน้ําหนักเกิน แต่ยังขับเคลื่อนต้นทุนขึ้นอย่างรวดเร็ว; ราคาต่อกรัมของ FOG ในช่วงต้นถึงจะเกินราคาของทองคํา, จํากัดการใช้งานของพวกเขาสําหรับกระสุน, ดาวเทียม, และเรือใหญ่การปรากฏขึ้นของอุปกรณ์สี่ในหนึ่ง ได้เปลี่ยนแปลงสถานการณ์นี้ โดยการบูรณาการส่วนประกอบหลักทั้งสี่ส่วนนี้ เป็นโมดูลเดียวที่ใช้ซิลิคอนโดยใช้ซิลิคอนโฟตอนิกส์ และกระบวนการบูรณาการแบบไม่เหมือนกัน การสร้างรูปแบบระดับสูงสามารถลดขนาดลงเหลือไม่เกิน 0.2 ตารางเซนติเมตรเพียงประมาณหนึ่งสิบของขนาดของการประกอบแยก.
สิ่งที่คนไม่มืออาชีพมักมองข้าม คืออุปกรณ์ FOG 4 ใน 1 ไม่ใช่อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบง่ายๆ แต่ถูกออกแบบอย่างรอบคอบ เพื่อบรรเทาจุดเจ็บปวดหลักในการใช้งาน FOGเช่นการบูรณาการตัวปรับระดับเฟสและตัวตรวจจับบนพื้นฐานเดียวกัน ลดความผิดพลาดในเฟสที่ไม่ตรงกันต่อกันที่เกิดจากอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนทางกลซึ่งเป็นสิ่งสําคัญในการรักษาความแม่นยําของมุมใต้ระดับในขณะเดียวกัน มันทําให้กระบวนการปรับตรงทางออทติกง่าย - เป็นขั้นตอนที่ใช้เวลาและแรงงานในการประกอบ FOG แบบดั้งเดิมที่มักนํามาซึ่งความผิดพลาดของมนุษย์และลดอัตราการผลิต
ผมยังจําได้ถึงโครงการปี 2024 กับบริษัทขับรถอิสระ ที่เราเปลี่ยน FOG ที่มีส่วนประกอบแยกกัน ด้วยต้นแบบที่พร้อมกับโมดูลฟอทอนิกซิลิคอน 4 ใน 1 ที่เราพัฒนาเองผลลัพธ์คือการเปลี่ยนแปลง: น้ําหนักของจิโร่ลดลง 65% การบริโภคพลังงานลดลง 40% และที่สําคัญที่สุดราคาต่อหน่วยลดลงจากระดับสิบพันยวน เป็นระดับพันยวน ทําให้ความละเอียดระดับ FOG สามารถเข้าถึงได้ในราคา MEMS gyroมันทํางานได้อย่างดีเยี่ยม ในการทดสอบในอุโมงค์และโรงรถใต้ดิน โดยไม่มีสัญญาณ GPS โดยรักษาตําแหน่งที่มั่นคงเป็นเวลากว่า 20 นาที
แน่นอนว่า อุปกรณ์สี่ในหนึ่งสําหรับ FOG ไม่ไร้ปัญหา The biggest hurdle is balancing integration level and optical performance—silicon’s inherent limitations as a light-emitting material force us to use heterogeneous bonding of III-V materials such as indium phosphideความประสิทธิภาพการเชื่อมคือจุดปัญหากันอีกจุดสําคัญ: ขนาดสนามโหมดของสายวงจรแบบบูรณาการที่ต้องการความแม่นยําในการปรับตรงใต้ไมครอน เมื่อ dock กับสายไฟเบอร์ซึ่งได้ผลักดันขอบเขตการทํางานของอุปกรณ์ประกอบอัตโนมัติ
การผลิตจํานวนมากในช่วงต้น ยังต้องเผชิญกับความยากลําบากในการผลิตกระบวนการหลายขั้นตอน จากการผูกแผ่นและการถักแนวคลื่นไปยังการปรับระดับสุดท้าย หมายความว่าแม้แต่การเปลี่ยนแปลงกระบวนการเล็ก ๆ น้อย ๆ ก็สามารถทําให้โมดูลทั้งหมดไม่มีประสิทธิภาพเราใช้เวลาหลายเดือนในการปรับปรุงกระบวนการการบูรณาการซิลิคอน-บน-ไอโซเลอร์ (SOI) + ซิลิคอนไนไตรไดปลายทางการเพิ่มผลผลิตจาก 60% เป็นมากกว่า 85% และวางรากฐานสําหรับการผลิตขนาดใหญ่ทางการค้า.
ที่น่าสนใจคือ การรับรู้ของอุตสาหกรรมเกี่ยวกับอุปกรณ์สี่ในหนึ่งดังกล่าวพวกเขาถูกมองว่าเป็น "การแก้ไข" ระหว่างส่วนประกอบความละเอียดสูงและ MEMS ราคาถูก; วันนี้, พวกเขาได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวช่วยหลักของการพลเมือง FOG, ปิดช่องว่างระหว่างการทํางานระดับอากาศและประสิทธิภาพในด้านราคาทางการค้า.
ผู้ผลิตในประเทศได้เป็นผู้นําด้านนี้บริษัท เช่น CETC 14th Research Institute และ Chongqing Shuaiwei Technology ได้ปรับปรุงโมดูล FOG สี่ในหนึ่งผ่านกระบวนการโฟตอนิกซิลิคอน 130nm และ 180nm, การบรรลุความมั่นคงของความเสื่อมต่ํากว่า 0.1 ° / h สําหรับอุปกรณ์ที่ผลิตเป็นจํานวนมากในส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่ายของคู่หูต่างประเทศแม้แต่ผู้ผลิตในภูมิภาค เช่น Chongqing United Microelectronics ก็กําลังขยายศักยภาพการผลิตชิปรับสัญญาณ FOG ที่บูรณาการ, เสริมฐานะของจีนในตลาดนิชที่สําคัญนี้
อุปกรณ์เหล่านี้เป็นตัวประกอบของความจริงหลักของการพัฒนา FOG: การลดขนาดเล็กและการควบคุมค่าใช้จ่าย ไม่จําเป็นต้องเสียค่าของความแม่นยําเน้นการบูรณาการระดับระบบ แทนการปรับปรุงส่วนประกอบแต่ละส่วน, โมดูลสี่ในหนึ่งได้กําหนดใหม่ขอบเขตการใช้งานของ FOGs." แต่เป็นเทคโนโลยีพื้นฐาน ที่กําลังผลักดัน FOG เข้าสู่ตลาดใหม่ เช่น การขับขี่แบบอิสระ, หุ่นยนต์ในทะเลลึก และการเกษตรแม่นยํา
ประสบการณ์ที่สะสมมาจากอุปกรณ์ FOG สี่ในหนึ่ง ตอนนี้กําลังมีอิทธิพลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีรุ่นใหม่ เช่น FOG กระจกฟอทอนิกส์เรากําลังนําแนวคิดการบูรณาการเดียวกันไปใช้กับการออกแบบไจโรสามแกน, การบูรณาการสามโมดูล 4 ใน 1 ในชิปเดียวเพื่อให้เกิดการตรวจจับการเคลื่อนไหว 3 มิติเต็ม เทคโนโลยีการปรับขนาดที่ขับเคลื่อนโดย AI ที่ปรับปรุงเพื่อชดเชยเสียงดังที่เกิดจากการบูรณาการยังทําให้โมดูลเหล่านี้แข็งแรงขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ยากลําบาก.
ในสาขาที่หลงใหลกับความก้าวหน้าในความรู้สึกของสายไฟเบอร์โค้ล หรือความเร็วของโมดูเลอเตอร์ มันง่ายที่จะมองข้ามผลกระทบที่ไม่สําคัญของอุปกรณ์ 4 ใน 1พวกเขาเปลี่ยน FOG จากส่วนประกอบของเครื่องบินไปเป็นส่วนประกอบที่เข้าถึงได้, เครื่องมือที่สามารถปรับขนาดได้ และกระบวนการนี้ได้พิสูจน์ว่าการบูรณาการ แทนที่จะเป็นการปรับปรุงมาตรฐานการทํางานเพียงอย่างเดียว เป็นกุญแจในการเปิดยุคใหม่ของเทคโนโลยีการนําทางแบบอินเนอร์เซียลความร่วมมือของพวกเขาในการทําให้ความแม่นยําของ FOG เป็นที่นิยม จะเหนือกว่าการออกแบบรุ่นใหม่ที่ทันสมัยที่สุด.
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!
