國產能夠真正量產的77GHz毫米波雷達離我們還有多遠？

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)雷達是指工作頻段在毫米波頻段(30^300GHz)的雷達(波長為1～10mm)。它是微波(300 MHz^300GHz)的一個子頻段，測距原理跟一般雷達一樣，即把無線電波(雷達波)發出去，然后接收回波，利用障礙物反射波的時間差確定障礙物距離，利用反射波的頻率偏移確定相對速度。

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

上海莫吉娜智能信息科技有限公司(以下簡稱“上海莫吉娜”)副總裁童豪良先生在日前舉辦的第10屆Telematics@China汽車互聯網大會上表示，雖然與24GHz雷達相比，77GHz雷達的檢測距離遠，體積小，更易于安裝，功耗低，對于行人和自行車以及物體監測的效果優于24GHz雷達，這就意味著在更多的應用場景上，它可以提供更安全、更優良的性能。但是由于國內77GHz雷達的解決方案均是多芯片解決方案，多芯片解決方案的設計及開發難度較大，成本較高，對于開發樣片和獲得相關測試設備并通過測試都比較困難，因此開發的進程均較慢。而且國內許多開發團隊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勢，但在做產品方面是比較弱勢的。

目前，毫米波雷達關鍵技術依然被傳統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產品技術只有Bosch、Continental、Dephi等少數幾家公司掌握，國產化幾乎處于空白狀態。而作為毫米波雷達的關鍵部件——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等少數國外芯片廠商手中。

在此情況下，2015年在美國硅谷創建、2017年落戶上海的上海莫吉娜集合了來自美國硅谷的資深科學家和來自一流的汽車電子和人工智能公司的產品和技術專家，采用2017年5月TI發布的單芯片CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體，一種大規模集成電路制造工藝和技術)毫米波雷達解決方案，僅僅幾個月的時間，便突破了核心技術難關。莫吉娜將會很快推出國產的77GHz毫米波雷達產品，并有希望成為國內最早的一家能夠量產77GHz雷達的公司。

談及今年上半年德州儀器半導體技術(上海)有限公司(以下簡稱“TI”)推出的單芯片CMOS毫米波雷達解決方案，業界一致認為，該項技術有可能對未來產業造成技術的顛覆。TI中國區嵌入式系統與應用總監蔣宏先生表示，截至到2016年底，TI的汽車處理器芯片的總出貨量達到1.5億片，而且TI汽車處理器部門是整個TI公司增長最快(幅度最大)的部門。由此可見汽車電子技術的飛速發展。在此大背景下，下一代人工智能是必不可少的因素，大量的數據交換，既要快速實時，又要確保安全性，而且有些技術還要做冗余、加密以及防火墻隔離等。所以，TI非常重視下一代芯片的發展(戰略)。

根據佐思咨詢的《2015—2020年全球及中國汽車雷達產業市場報告》顯示，2015年全球毫米波汽車雷達市場規模約為19.36億美元，2016年市場規模達24.60億美元，到2020年可達51.20億美元，是汽車電子領域最具增長力的產品。

而隨著自動駕駛不斷進步，車輛中雷達傳感器數量不斷增加，有些車輛上至少有10個以上的雷達傳感器。其次，汽車市場對供應商的要求很高。OEM車廠為了實現ADAS和自動駕駛技術，希望相關傳感器在提升安全性的同時，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階段的現有雷達系統將發射器、接收器、時鐘和基帶功能集成在一個單芯片內，這就需要CMOS技術的支持。

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

如今，國產能夠真正量產的77GHz毫米波雷達，正如英國的浪漫主義詩人雪萊在《西風頌》中所說的，冬天來了，春天還會遠嗎？

(來源：俞慶華)