一直以來,毫米波雷達芯片都被恩智浦、英飛凌、瑞薩電子等國外廠商幾乎壟斷,國內在毫米波雷達芯片領域目前還未形成規模,但隨着智能汽車的快速發展,以及國家對芯片產業的重視,國內芯片企業開始紛紛佈局與發力毫米波雷達領域。

  其中,2014年成立於上海的加特蘭微電子,創始團隊來自硅谷海歸,是CMOS毫米波技術的開創者。加特蘭微電子擁有毫米波雷達設計自主知識產權和經過驗證的完整車規級芯片開發流程,是全球第一家量產CMOS毫米波雷達收發單芯片的公司,是亞洲第一家通過車規認證的77GHz毫米波雷達芯片公司,而且也是全球第一家成功導入前裝車輛並量產的CMOS-77GHz毫米波雷達芯片公司。

  繼2017年發佈第一代77GHz毫米波雷達射頻單芯片後,在2019年慕尼黑電子展期間,加特蘭微電子發佈了更高集成度的系統單芯片——Alps系列芯片,其集成了高速ADC、完整的雷達信號處理baseband以及高性能的CPU核,具有更快捷、更靈活、更友好、更可靠的特點。

  此次同步推出的Alps AiP產品更是將天線單元集成到芯片封裝層,極大降低了雷達開發的難度和成本,能夠更好的滿足短距、超短距雷達的需求。同時,本次發佈會還發布了更具性價比的Alps 2T4R產品和60GHz SoC產品。這些芯片組成的家族平臺,將爲用戶提供從長距、中距到短距、超短距的全方位完整解決方案。

  據瞭解,自2017年第一代77GHz CMOS毫米波雷達芯片發佈後,加特蘭微電子與下游應用廠商開展了廣泛的合作,成功在汽車前裝市場量產,同時在交通、安防、安檢成像等領域也取得突破,在全球已與90多家客戶展開合作。而此次發佈的系列芯片都將在第2季度推出工程樣品,並於2019年內實現規模量產。

  隨着自動駕駛技術的不斷演進,有衆多國內外公司宣佈進軍CMOS毫米波雷達市場,不過加特蘭微電子CEO陳嘉澍表示,目前市面上大多數毫米波雷達公司都專注於毫米波雷達模塊,這些模塊廠商有90%以上是加特蘭的客戶。“有一些芯片公司的確在做77GHz CMOS毫米波雷達,但到今天爲止我們是中國範圍內唯一一家全面量產,並且進入汽車前裝市場的芯片供應商。進入前裝市場對加特蘭來說是一個巨大的里程碑,這代表着我們不光擁有批量供應的能力,還有滿足車規的能力。”

  加特蘭微電子CEO陳嘉澍博士

  爲了在量產過程中保證芯片質量,加特蘭選擇了全球最大的芯片代工廠進行芯片的代工;在封裝部分,加特蘭選擇和頂級的的封裝廠進行緊密的合作,在一些關鍵的參數上進行定製化的調整;在測試方面,從 2016 年就開始尋找供應商準備 77GHz 毫米波雷達芯片的量產平臺,到 2017 年就完成穩定量產平臺的開發。這對於 CMOS 工藝的毫米波設計來說絕對是向前邁進的一大步。

  CMOS工藝本身就具有顯著的優勢,除了低成本,還具備很高的集成度,大大降低了毫米波雷達模塊的板級設計的複雜度,提升了效率,節省了團隊的開發時間成本。也因爲其集成度高,讓毫米波雷達的小型化設計成爲可能。綜上,CMOS 工藝如今不但可以用於 77GHz 毫米波雷達芯片的設計,而且也符合毫米波雷達低成本、小型化的發展需求。

  那麼爲什麼很長時間並沒有用CMOS 工藝來做77G毫米波雷達呢?陳嘉澍博士解釋說,“因爲在很長一段時間裏,CMOS早年的工藝和製程無法滿足高頻的需求。大概從2010年開始,CMOS進入40納米之後,它才具備這個可能性。我們也是在具備了這個可能性之後,成爲了業界第一批試圖挖掘它最大的可能性的一羣研發人員。”

  事實上,在發展過程中,低成本、小型化、高集成度已成爲毫米波雷達的重要指標,而毫米波技術也將直接決定着智能駕駛的發展進程。

  智能駕駛已經成爲汽車工業發展之路上一個不可逆轉的趨勢,這些技術的發展離不開車上傳感器傳回的數據,傳感器能夠傳回的數據越多,系統能夠提供的信息也就更加精準、可靠。目前,智能駕駛的兩大核心傳感器是視覺和毫米波雷達,已經在一定程度上用在了乘用車上面。而激光雷達現在更多的被應用在無人駕駛測試車上面,由於成本過高或成爲其發展的最大瓶頸。

  因此,在他看來,未來5年或更長一段時間內智能駕駛的普及,更多的還是視覺和毫米波雷達兩種傳感器的普及。未來L3以上的車需要至少5到8顆雷達。

  如果是一輛 L4 的自動駕駛汽車,車上至少需要配備 10 個以上的毫米波雷達,才能滿足其長距、中距以及短距探測的不同需求。陳嘉澍博士表示,如果沒有高集成度的芯片技術,毫米波雷達就不能做到很小的體積,很低的成本,一輛車上是無法使用非常多的傳感器。因此,他認爲這個演化的過程應該是從半導體工藝技術、芯片設計上來推動這個行業的發展。當然,由於毫米波雷達具備測速、測距、測角、全天后工作的能力,因此對於這種傳感器的需求是非常巨大。

  同時,陳嘉澍博士還表示,“加特蘭聚焦毫米波雷達,希望通過提供的高集成度、低造價和易使用的CMOS工藝,能夠將毫米波雷達系統的成本顯著降低,讓更多的Tier1和更多的OEM儘快導入毫米波雷達傳感器,使其不僅僅被高端車使用,在中端車、低端車上也能使用。”

  毫無疑問,毫米波雷達芯片領域的市場潛力巨大,相對於國外巨頭,國內芯片企業還處於快速成長期,因此,對於加特蘭來說,機遇與挑戰並存。

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