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零的突破!国内首款77GHz 长距离(LRR)车载雷达芯片发布

2019-09-09
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自动驾驶日益成为行业关注热点。从技术架构上来说,实现车辆无人驾驶需要两方面需求,一是汽车内部要求,高级驾驶辅助系统(ADAS);二是汽车外部配置车联网(V2X)。而其中的关键技术为环境感知(传感层)。


传感层被比作为车辆的“眼睛”,需要车载摄像头、车载毫米波雷达、车载激光雷达和车载超声波雷达等传感器共同作用。其中,毫米波雷达是当下无人驾驶领域较为集中的竞争热点。


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国内长距离车载雷达芯片市场亟待突破


关于汽车智能化的技术要求,国际汽车工程师协会(SAE International)制定了一套标准,把自动驾驶分为Level0—Level5,其中Level0指的是无自动驾驶,即人工驾驶;而汽车的驾驶辅助(Level1、Level2)中,需要包括摄像头、毫米波雷达等各种传感器的技术支持。


毫米波雷达作为一个传统的感知传感器,在汽车智能驾驶中成为一个越来越重要的角色。据GGAI研究院预计,到2020年,全球量产新车将会至少有超过20%安装毫米波雷达,服务于汽车安全辅助驾驶的相关功能。


根据毫米波雷达的有效范围,可以将车载毫米波雷达分为长距离雷达(LRR)和中距离雷达(MRR)以及短距离雷达(SRR)。


对于长距离雷达来说,主流供应商主要包括英飞凌、恩智浦、德州仪器等国外企业,国内企业少之又少。国产雷达供应商,想要在雷达的产品线上进行突破,不得不跨过的一个坎儿就是芯片。


长距离毫米波雷达的核心器件雷达芯片,在整个产品中成本占比大,目前几乎绝大部分芯片供应商都来自国外,在供货数量、周期、价格等方面,国内厂商长久以来处于相对劣势地位。在很长一段时间里,国内商家受制于国外企业的垄断,难以实现产品质的创新和突破。


但国内厂商想研发长距离雷达芯片,其实并不容易。一方面,它对高低温特性的要求很高,最高的甚至达到125度,这比对中短距离雷达要求要高得多。另一方面,不同于应用普遍的CMOS工艺,长距离雷达所使用的的锗硅(SiGe) 技术在业界积累较少,存在行业壁垒,开发难度较大。


2
风险即机会 应运而生的迈矽科


面对无人驾驶技术的不断迭代创新,以及国内市场亟待突破的现状,让国内知名微波/毫米波芯片研发团队南京迈矽科微电子科技有限公司(下文简称“迈矽科”)倍觉鼓舞。迈矽科成立于2016年,专注于微波、毫米波芯片的研发与销售。


毫米波雷达是测量被测物体相对距离、相对速度、方位的高精度传感器,该技术早期被应用于军事领域,近年来开始成熟于汽车电子、无人机、智能交通等多个应用场景中。迈矽科的创始人侯德彬博士介绍,在道路安全法规和智能网联的趋势驱动下,毫米波雷达正处在市场的快速上升期。


迈矽科联合创始人 侯德彬


其实,创始人侯德彬在研究生期间,就已经开始做毫米波芯片的相关研究,他与整个团队有十余年的技术积累。但是侯德彬博士告诉芯师爷,想做车规级芯片,光有技术积累还是远远不够的,车规级检测从温度到可靠性等方面标准较多,很容易在检测安全等级验证时出现问题。


整个团队花了将近三年的时间,不断试错与调整,才终于能保证芯片在苛刻环境里和复杂外部条件下正常工作。


侯德彬说,对他们而言,挑战就是机遇,风险也是机会。三年的时间,依靠迈矽科团队技术人员扎实的经验积累、行业深耕的毅力、不断灵活调整的策略,他们最终披荆斩棘把风险变成了机会,获得了行业上下游和资本方的重点关注。2018年8月,迈矽科获得了来自中科创星千万规模的天使轮投资。2019年,迈矽科进入了南京市高科技企业入库名单。


3
数年磨一剑 实现从0到1的突破


在近日举办的第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会(IC China 2019)上,迈矽科微电子应邀参展,携团队原创技术成果MSTR001、MSTR002两款车载防撞雷达单片收发芯片惊艳亮相。


迈矽科毫米波芯片封装图


从技术角度而言,MSTR001、MSTR002两款芯片能够满足Level1 AEC Q100车规等级要求。在关键指标上,迈矽科微电子毫米波雷达芯片的典型输出功率达到13dBm(全温度范围)并带有可调功率输出。发射链路可选择为双相调制(MSTR001)或者6-bit移相(MSTR002)输出。芯片同时包含了功率检测、温度传感与内建自检(BIST)的功能,可通过SPI接口进行灵活控制,主要参数均优于现有国际上现有产品。


此外,MSTR001、MSTR002两款芯片采用SiGe工艺与eWLB封装,内置了26GHz VCO与8分频输出,并可接收外部本振输入,从而可级联工作、构成更大规模的雷达阵列,能够高性能地满足汽车自适应巡航、防碰撞等需求。


关于毫米波雷达芯片的发展机会,曾有行业专业预测称,谁能在 77GHz 频段中率先突围出来,谁就能掌握该项技术的主动权。而迈矽科本次发布的两款芯片,包括三个发射通道和四个接收通道,所有通道可独立工作于76-81GHz频率范围内,在带宽、探测距离、功耗等方面优势显著。


迈矽科研制的多通道毫米波芯片


侯德彬在发布会上介绍说,本次发布的两款毫米波雷达芯片,相较于目前行业中在研或正在测试的其他同类产品,其可靠性更高,而成本更低,对数据的处理更精准,算力更强,未来也能匹配除无人驾驶之外更多的应用场景。 


目前,迈矽科的MSTR001、MSTR002两款芯片都已实现了小批量生产,同时已供货给多家上下游企业进行测试应用,未来有望拉动中国无人驾驶技术的又一次跨步。


对此,中科创星董事总经理林佳亮评价,目前国际上车载毫米波雷达芯片的头部玩家主要是英飞凌、NXP这些成熟企业。而迈矽科的两款芯片成果,填补了国内在相关领域的技术空白,打破了毫米波雷达芯片在量产和可靠性上长期受制于人的局面,实现了从“0到1”的重要突破,同时该团队还可以提供包括芯片设计研发在内的最具性价比的综合解决方案。


对于未来,侯德彬告诉芯师爷,除了继续深耕毫米波雷达芯片,随着国家大力推动5G的发展,5G毫米波更大的传输带宽需求将会增长,源于迈矽科在毫米波通讯领域的积累,他们也正在5G毫米波移动通信芯片领域进行布局。


  End —— 




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