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国内芯片企业开始纷纷布局与发力毫米波雷达领域

一直以来,毫米波雷达芯片都被恩智浦、英飞凌、瑞萨电子等国外厂商几乎垄断,国内在毫米波雷达芯片领域目前还未形成规模,但随着智能汽车的快速发展,以及国家对芯片产业的重视,国内芯片企业开始纷纷布局与发力毫米波雷达领域。

其中,2014年成立于上海的加特兰微电子,创始团队来自硅谷海归,是CMOS毫米波技术的开创者。加特兰微电子拥有毫米波雷达设计自主知识产权和经过验证的完整车规级芯片开发流程,是全球第一家量产CMOS毫米波雷达收发单芯片的公司,是亚洲第一家通过车规认证的77GHz毫米波雷达芯片公司,而且也是全球第一家成功导入前装车辆并量产的CMOS-77GHz毫米波雷达芯片公司。

继2017年发布第一代77GHz毫米波雷达射频单芯片后,在2019年慕尼黑电子展期间,加特兰微电子发布了更高集成度的系统单芯片——Alps系列芯片,其集成了高速ADC、完整的雷达信号处理baseband以及高性能的CPU核,具有更快捷、更灵活、更友好、更可靠的特点。

此次同步推出的Alps AiP产品更是将天线单元集成到芯片封装层,极大降低了雷达开发的难度和成本,能够更好的满足短距、超短距雷达的需求。同时,本次发布会还发布了更具性价比的Alps 2T4R产品和60GHz SoC产品。这些芯片组成的家族平台,将为用户提供从长距、中距到短距、超短距的全方位完整解决方案。

毫米波雷达,加特兰微电子

据了解,自2017年第一代77GHz CMOS毫米波雷达芯片发布后,加特兰微电子与下游应用厂商开展了广泛的合作,成功在汽车前装市场量产,同时在交通、安防、安检成像等领域也取得突破,在全球已与90多家客户展开合作。而此次发布的系列芯片都将在第2季度推出工程样品,并于2019年内实现规模量产。

随着自动驾驶技术的不断演进,有众多国内外公司宣布进军CMOS毫米波雷达市场,不过加特兰微电子CEO陈嘉澍表示,目前市面上大多数毫米波雷达公司都专注于毫米波雷达模块,这些模块厂商有90%以上是加特兰的客户。“有一些芯片公司的确在做77GHz CMOS毫米波雷达,但到今天为止我们是中国范围内唯一一家全面量产,并且进入汽车前装市场的芯片供应商。进入前装市场对加特兰来说是一个巨大的里程碑,这代表着我们不光拥有批量供应的能力,还有满足车规的能力。”

毫米波雷达,加特兰微电子

加特兰微电子CEO陈嘉澍博士

为了在量产过程中保证芯片质量,加特兰选择了全球最大的芯片代工厂进行芯片的代工;在封装部分,加特兰选择和顶级的的封装厂进行紧密的合作,在一些关键的参数上进行定制化的调整;在测试方面,从 2016 年就开始寻找供应商准备 77GHz 毫米波雷达芯片的量产平台,到 2017 年就完成稳定量产平台的开发。这对于CMOS 工艺的毫米波设计来说绝对是向前迈进的一大步。

CMOS工艺本身就具有显著的优势,除了低成本,还具备很高的集成度,大大降低了毫米波雷达模块的板级设计的复杂度,提升了效率,节省了团队的开发时间成本。也因为其集成度高,让毫米波雷达的小型化设计成为可能。综上,CMOS 工艺如今不但可以用于 77GHz 毫米波雷达芯片的设计,而且也符合毫米波雷达低成本、小型化的发展需求。

那么为什么很长时间并没有用CMOS 工艺来做77G毫米波雷达呢?陈嘉澍博士解释说,“因为在很长一段时间里,CMOS早年的工艺和制程无法满足高频的需求。大概从2010年开始,CMOS进入40纳米之后,它才具备这个可能性。我们也是在具备了这个可能性之后,成为了业界第一批试图挖掘它最大的可能性的一群研发人员。”

事实上,在发展过程中,低成本、小型化、高集成度已成为毫米波雷达的重要指标,而毫米波技术也将直接决定着智能驾驶的发展进程。

智能驾驶已经成为汽车工业发展之路上一个不可逆转的趋势,这些技术的发展离不开车上传感器传回的数据,传感器能够传回的数据越多,系统能够提供的信息也就更加精准、可靠。目前,智能驾驶的两大核心传感器是视觉和毫米波雷达,已经在一定程度上用在了乘用车上面。而激光雷达现在更多的被应用在无人驾驶测试车上面,由于成本过高或成为其发展的最大瓶颈。

因此,在他看来,未来5年或更长一段时间内智能驾驶的普及,更多的还是视觉和毫米波雷达两种传感器的普及。未来L3以上的车需要至少5到8颗雷达。

如果是一辆 L4 的自动驾驶汽车,车上至少需要配备 10 个以上的毫米波雷达,才能满足其长距、中距以及短距探测的不同需求。陈嘉澍博士表示,如果没有高集成度的芯片技术,毫米波雷达就不能做到很小的体积,很低的成本,一辆车上是无法使用非常多的传感器。因此,他认为这个演化的过程应该是从半导体工艺技术、芯片设计上来推动这个行业的发展。当然,由于毫米波雷达具备测速、测距、测角、全天后工作的能力,因此对于这种传感器的需求是非常巨大。

同时,陈嘉澍博士还表示,“加特兰聚焦毫米波雷达,希望通过提供的高集成度、低造价和易使用的CMOS工艺,能够将毫米波雷达系统的成本显著降低,让更多的Tier1和更多的OEM尽快导入毫米波雷达传感器,使其不仅仅被高端车使用,在中端车、低端车上也能使用。”

毫无疑问,毫米波雷达芯片领域的市场潜力巨大,相对于国外巨头,国内芯片企业还处于快速成长期,因此,对于加特兰来说,机遇与挑战并存。

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