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研发客服毫米波雷达并不是一项近期才有的新技术，基于毫米波雷达的自动巡航控制 (ACC) 系统已经开发了几十年。 20世纪70 年代，第一批配备 35 GHz 毫米波雷达的测试车进行了道路测试，1998 年，梅赛德斯-奔驰的DISTRONIC ACC系统采用了77GHz毫米波雷达。
尽管毫米波雷达有着稳定的探测性能和良好的环境适应性等多种优势，但一直没有得到广泛流行。一来是彼时ADAS系统并不成熟，不需要众多的传感器，更重要的是毫米波雷达成本过高，尽管采用了替代GaAs的BiCMOS SiGe工艺，成本、体积和性能都比第一代的GaAs工艺要好，但依然不能覆盖足够的车型。
而近几年间，随着RFCMOS工艺的毫米波雷达陆续问世，性能得到了极大增强，同时成本也降低到了平民化阶段。最近，集成还在持续发生，将MCU与MMIC结合，则可进一步降低系统成本。在这一趋势下，恩智浦半导体执行副总裁兼射频处理业务部总经理Torsten Lehmann表示，2025年，单芯片毫米波雷达将有望成为市场主导。
恩智浦半导体执行副总裁兼射频处理业务部总经理Torsten Lehmann
毫米波雷达将成为ADAS主力
据预测，预计到2030年，L1-L3的汽车将占到90%以上的渗透率，其中L2+和L3将是市场的主力。在这类市场中，毫米波雷达将是绝对主要的传感器，多至5个以上的雷达将与摄像头、激光雷达相互补充及冗余，从而确保车辆在任何天气，光线的情况下安全驾驶。
Lehmann表示，雷达市场将由三个因素加速促进，首先是越来越多的车将安装雷达，其次是每辆车中有更多的雷达，这不仅包括了前向雷达，还需要更多的角雷达进行360度感知，第三，则是成像雷达市场的增长。所有因素叠加，将给雷达市场带来前所未有的市场机遇。
另外，Lehmann也表示，随着NCAP对汽车安全评估标准的升级，包括AEB自动刹车、行人检测等等功能将会陆续成为加分项目，这也将推动毫米波雷达的演进。“可能一些高档车的车企会早于2025年时间节点。”Lehmann说道。
在毫米波雷达渗透率不断提升的过程中，77GHz雷达因其更远的视野和更高的分辨率等性能优势，将越来越成为市场主导。根据Yole Developpment最新报告显示，目前毫米波雷达半导体市场呈现出非常强劲的增速，预计2022至2025年间，将从18亿美元增长到30亿美元，年复合增长接近20%。
恩智浦已做好全面准备
多年以来，恩智浦一直在积极布局毫米波雷达市场，在毫米波雷达的MCU和MMIC市场中占据了50%以上的市场份额，已出货数千万颗。Lehmann表示，这主要得益于恩智浦通过完整的产品线，为毫米波雷达提供可扩展的系统解决方案，具体而言，包括了单芯片雷达以及MCU和MMIC在内的多种产品，涵盖从角雷达到4D成像雷达的全部场景。
今年一月，恩智浦正式宣布推出28nm RFCMOS雷达单芯片SAF85xx，配备了四个高性能发射器、四个接收器、一个带硬件加速器的S32R多核雷达处理器，以及千兆以太网通信接口和存储器。
与恩智浦的前一代产品相比，SAF85xx的RF性能翻倍，信号处理速度提高40%。该单芯片系列可为角雷达和前向雷达提供4D传感功能，适用于众多安全关键型ADAS应用，如自动紧急制动、自适应巡航控制、盲点监测、横向交通警告和自动泊车。
单芯片毫米波雷达SAF85xx框图
Lehmann表示，RFCMOS单芯片射频集成需要在高频状态下要控制干扰，同时还要确保模拟前端以及处理器的高性能，这需要克服不少挑战。
“此前雷达市场的需求并不确定，因此我们明智的选择把处理器和MMIC分开，灵活满足市场成熟度和稳定性的需求。另外，对于单芯片雷达而言，综合考虑性能、工艺和集成度，最合适的节点是28纳米，因此我们一直等到现在工艺成熟，而不是像其他友商率先选择45nm或者硅锗工艺的集成。”Lehmann说道。
如今推出单芯片集成方案，恰好与2025年角雷达市场需求爆发相吻合，目前该产品已向Alpha级别客户发售样品，DENSO也明确表示要采用恩智浦的单芯片雷达方案。
而在高端雷达成像市场，则更加需要芯片组形式，以支持更多的天线，更高的处理性能，比如通过12*16甚至16*16组成收发器MIMO。“我们推出的小于1度的角分辨率，0.5度的俯仰分辨率，300米的距离，以及15FPS帧率的成像雷达，性能已经接近激光雷达。”Lehmann说道。
正是在Lehmann来华之际，恩智浦与蔚来达成合作，蔚来将使用恩智浦4D成像雷达在内的雷达解决方案。
同时，恩智浦还提供包括CAN、以太网、电源管理等产品，以及雷达处理算法Premium Rader SDK，构成一套完整的雷达子系统平台。Lehmann说道，“恩智浦所有产品拥有共同的体系架构，IP、系统和软件都支持复用，这对于客户而言，无论开发角雷达、前向雷达还是成像雷达，都可以实现高协同。”
应对更广阔的空间
相对而言，77GHz雷达设计具有一定挑战，需要射频、天线、处理器等相关能力，而随着市场的壮大，这一部分设计需求将会越来越多。
为此，恩智浦在中国建立了强大的本土支持团队，以及广泛的第三方合作伙伴网络，更是直接投资了本土雷达技术服务商隼眼科技，以更好帮助Tier1和OEM提供雷达设计支持。
正如蔚来供应链发展助理副总裁潘昱所说，“相信蔚来携手恩智浦，将使我们向着提升驾驶员体验的目标更进一步。”面向未来，可以肯定的是，随着智能驾驶的要求不断提高，OEM会在单车中安装更多的77GHz毫米波雷达，以提升用户体验。
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