國(guó)產(chǎn)能夠真正量產(chǎn)的77GHz毫米波雷達(dá)離我們還有多遠(yuǎn)？

The millimeter wave radar is becoming the leading main sensor of automatic driving and ADAS system, for it makes up the shortcomings of other automobile carried sensors very well, such as infrared sensor, laser sensor, ultrasonic sensor and camera head, and etc. At present, however the key technology of millimeter wave radar is still monopolized by typical giant of traditional automobile parts companys, and domestic made is still in the state of blank. Through using complementary metal oxydie semiconductor (CMOS) technique, microcontroller unit (MCU), digital signal processor (DSP) and front end intelligent radar integrated inside, Tex Instrument (TI) put forward the solution of single chip CMOS millimeter wave radar. Since the chip was based on the 45nm radio-frequence (RF) CMOS technique, its demension was only 10.4mm×10.4mm, which reduced much of the difficulty in development of new generation of the 77GHz radar, and its qualification rate and cost had also undergone great changes. Shanghai Mojina has adopted the solution of TI single chip COMS millimeter wave radar, with only a few months of time, made breakthrough in core technical hardship. Shanghai Mojina will put farward the domestic made 77GHz wave radar products soon .

毫米波(Millimeter Wave)雷達(dá)是指工作頻段在毫米波頻段(30^300GHz)的雷達(dá)(波長(zhǎng)為1～10mm)。它是微波(300 MHz^300GHz)的一個(gè)子頻段，測(cè)距原理跟一般雷達(dá)一樣，即把無線電波(雷達(dá)波)發(fā)出去，然后接收回波，利用障礙物反射波的時(shí)間差確定障礙物距離，利用反射波的頻率偏移確定相對(duì)速度。

在今天快速發(fā)展的汽車領(lǐng)域，多種傳感器融合是未來汽車電子發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中，毫米波雷達(dá)因其傳輸距離遠(yuǎn)，在傳輸窗口內(nèi)大氣衰減和損耗低，穿透性強(qiáng)，可以滿足車輛對(duì)全天氣候的適應(yīng)性的要求，并且因毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達(dá)傳感器器件尺寸小、質(zhì)量輕、成本適中等特性。因此，它很好地彌補(bǔ)了如紅外、激光、超聲波、攝像頭等其他傳感器在車載應(yīng)用中的短板，率先成為ADAS系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛的主要傳感器。國(guó)內(nèi)外主流汽車毫米波雷達(dá)頻段為24GHz(用于短中距離雷達(dá)，15^30m)和77GHz(用于長(zhǎng)距離雷達(dá)，100^200m)。目前77 GHz毫米波雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱“77GHz雷達(dá)”)是汽車前向遠(yuǎn)程探測(cè)的主流方案，而24GHz毫米波雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱“24GHz雷達(dá)”)主要用作車后向和側(cè)向的近程探測(cè)。

上海莫吉娜智能信息科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“上海莫吉娜”)副總裁童豪良先生在日前舉辦的第10屆Telematics@China汽車互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上表示，雖然與24GHz雷達(dá)相比，77GHz雷達(dá)的檢測(cè)距離遠(yuǎn)，體積小，更易于安裝，功耗低，對(duì)于行人和自行車以及物體監(jiān)測(cè)的效果優(yōu)于24GHz雷達(dá)，這就意味著在更多的應(yīng)用場(chǎng)景上，它可以提供更安全、更優(yōu)良的性能。但是由于國(guó)內(nèi)77GHz雷達(dá)的解決方案均是多芯片解決方案，多芯片解決方案的設(shè)計(jì)及開發(fā)難度較大，成本較高，對(duì)于開發(fā)樣片和獲得相關(guān)測(cè)試設(shè)備并通過測(cè)試都比較困難，因此開發(fā)的進(jìn)程均較慢。而且國(guó)內(nèi)許多開發(fā)團(tuán)隊(duì)依托的大多是研究所和高校，研究所與高校雖然在做研究方面很有優(yōu)勢(shì)，但在做產(chǎn)品方面是比較弱勢(shì)的。

目前，毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)依然被傳統(tǒng)汽車零部件公司的典型代表“ABCD”公司等巨頭壟斷【A、B、C、D公司分別指的是奧托立夫(Autoliv)、博世(Bosch)、大陸(Continetal)、德爾福(Dephi)】，特別是77GHz產(chǎn)品技術(shù)只有Bosch、Continental、Dephi等少數(shù)幾家公司掌握，國(guó)產(chǎn)化幾乎處于空白狀態(tài)。而作為毫米波雷達(dá)的關(guān)鍵部件——前端單片微波集成電路，也掌握在英飛凌、ST、恩智浦?飛思卡爾、TI等少數(shù)國(guó)外芯片廠商手中。

在此情況下，2015年在美國(guó)硅谷創(chuàng)建、2017年落戶上海的上海莫吉娜集合了來自美國(guó)硅谷的資深科學(xué)家和來自一流的汽車電子和人工智能公司的產(chǎn)品和技術(shù)專家，采用2017年5月TI發(fā)布的單芯片CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，一種大規(guī)模集成電路制造工藝和技術(shù))毫米波雷達(dá)解決方案，僅僅幾個(gè)月的時(shí)間，便突破了核心技術(shù)難關(guān)。莫吉娜將會(huì)很快推出國(guó)產(chǎn)的77GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品，并有希望成為國(guó)內(nèi)最早的一家能夠量產(chǎn)77GHz雷達(dá)的公司。

談及今年上半年德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“TI”)推出的單芯片CMOS毫米波雷達(dá)解決方案，業(yè)界一致認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)有可能對(duì)未來產(chǎn)業(yè)造成技術(shù)的顛覆。TI中國(guó)區(qū)嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)蔣宏先生表示，截至到2016年底，TI的汽車處理器芯片的總出貨量達(dá)到1.5億片，而且TI汽車處理器部門是整個(gè)TI公司增長(zhǎng)最快(幅度最大)的部門。由此可見汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展。在此大背景下，下一代人工智能是必不可少的因素，大量的數(shù)據(jù)交換，既要快速實(shí)時(shí)，又要確保安全性，而且有些技術(shù)還要做冗余、加密以及防火墻隔離等。所以，TI非常重視下一代芯片的發(fā)展(戰(zhàn)略)。

根據(jù)佐思咨詢的《2015—2020年全球及中國(guó)汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)報(bào)告》顯示，2015年全球毫米波汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)規(guī)模約為19.36億美元，2016年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)24.60億美元，到2020年可達(dá)51.20億美元，是汽車電子領(lǐng)域最具增長(zhǎng)力的產(chǎn)品。

而隨著自動(dòng)駕駛不斷進(jìn)步，車輛中雷達(dá)傳感器數(shù)量不斷增加，有些車輛上至少有10個(gè)以上的雷達(dá)傳感器。其次，汽車市場(chǎng)對(duì)供應(yīng)商的要求很高。OEM車廠為了實(shí)現(xiàn)ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)，希望相關(guān)傳感器在提升安全性的同時(shí)，尺寸能夠更小、速度更快且成本更低。從而，促使某些正處于開發(fā)階段的現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)將發(fā)射器、接收器、時(shí)鐘和基帶功能集成在一個(gè)單芯片內(nèi)，這就需要CMOS技術(shù)的支持。

通過利用CMOS 技術(shù)，將嵌入式微控制器 (MCU) 和數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 以及智能雷達(dá)前端集成在內(nèi)，德州儀器經(jīng)過7年在感知領(lǐng)域的研發(fā)投入，做到了這一點(diǎn)，推出了單芯片CMOS毫米波雷達(dá)解決方案。由于該芯片是基于45nm RF CMOS工藝，其尺寸僅有10.4mm×10.4mm，從而，使得開發(fā)新一代77GHz雷達(dá)的整個(gè)難度降低很多，其合格率和成本也發(fā)生了很大變化，對(duì)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)可以說是很大的。上海莫吉娜采用TI的單芯片CMOS毫米波雷達(dá)解決方案獲得成功便是一個(gè)很好的例證。

如今，國(guó)產(chǎn)能夠真正量產(chǎn)的77GHz毫米波雷達(dá)，正如英國(guó)的浪漫主義詩(shī)人雪萊在《西風(fēng)頌》中所說的，冬天來了，春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

(來源：俞慶華)