《電子技術(shù)應(yīng)用》
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77GHz汽車毫米波雷達用量趨增 CMOS工藝MMIC前景可期

2019-03-18
關(guān)鍵詞: 77GHz 毫米波雷達 MMIC

  雖然L5甚或L4級的自動安全駕駛距離大規(guī)模落地還有相當一段時間,但作為自動駕駛關(guān)鍵器件的毫米波雷達的市場規(guī)模卻在以驚人的速度增長——有研究機構(gòu)預測,2017年~2022年,毫米波雷達的市場規(guī)模年復合增長率將達到35%,其中短中距毫米波雷達的CAGR達到48%,長距毫米波雷達的CAGR達到36%。到2022年,全球車用毫米波雷達市場規(guī)模總計約160億美元,其中短中距毫米波雷達規(guī)模在84億美金,長距毫米波雷達75.6億美元。而在這個160億的市場中,芯片約一半,達80億美元。

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  圖:全球全球MMIC市場規(guī)模

  從ADAS到自動駕駛的演進促進了毫米波雷達的需求。就單車裝載量看,目前,L2階段配置基本是1個長距+2個短距,到2022年左右,L3階段車型將增加到2個長距+6個短距,到2040年左右,L5級的車型也將是這個配置。

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  圖:汽車安全駕駛演進對MMIC的需求趨勢

  市場業(yè)態(tài)和產(chǎn)品格局

  從模塊看,目前全球主要的毫米波雷達供應(yīng)商為博世(Bosch)、大陸集團(Continental)、天合汽車集團(TRW)、法雷奧(Valeo)、海拉(Hella)、德爾福(Delphi)、電裝(Denso)、奧托立夫(Autoliv)、富士通(Fujitsu)、Hitachi等公司,國內(nèi)則是森思泰克、杭州智波、行易道、南京隼眼、蘇州安智、蘇州豪米波、深圳安智杰、深圳承泰、湖南納雷、依萊達、德賽西威、木牛、雷博泰克、深圳卓穎等。目前,國際大廠的產(chǎn)品線比較全,除了24GHz產(chǎn)品,大多有77GHz產(chǎn)品,覆蓋長距、中距和盲點;國內(nèi)則還是以24GHz的盲點、變道輔助雷達為主。

  除了開發(fā)難度高以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)與合作協(xié)議的原因,國內(nèi)77GHz產(chǎn)品的缺乏和毫米波雷達芯片(MMIC)的材料工藝發(fā)展及其影響有著密切關(guān)系。早期(2007年之前)的毫米波雷達主要是GaAs工藝 ,費用較昂貴,多用于高頻高功率應(yīng)用,且由于金屬層少、芯片集成度低,需要大量芯片搭建毫米波射頻前端(7-8顆MMIC/3-4顆BBIC),導致雷達模塊體積和價格不具備吸引力。到SiGe工藝時期,系統(tǒng)所需射頻芯片數(shù)量已經(jīng)大幅下降( 2-5顆MMIC/1-2顆BBIC),雷達體積也逐漸縮小,這也推動了毫米波雷達在汽車ADAS系統(tǒng)上的應(yīng)用。

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  圖:MMIC材料工藝演進

  盡管如此,由于價格比較貴(上百美金),除了高端車系,SiGe工藝的77GHz產(chǎn)品還是難以滿足大批量應(yīng)用。目前,全球MMIC供應(yīng)商包括TI、英飛凌、NXP、ADI、ST、得捷電子、富士通、安森美和瑞薩,大都以SiGe工藝為主,產(chǎn)品基本覆蓋24GHz和77GHz;國內(nèi)則是廈門意行半導體和加特蘭微電子。廈門意行半導體是SiGe工藝24GHz產(chǎn)品,加特蘭微電子則比較特別,從該公司提供的資料看,他們是全球首家量產(chǎn)CMOS毫米波雷達收發(fā)單芯片的公司,也是亞洲第一家通過車規(guī)認證的77GHz毫米波雷達芯片公司,并且還是全球首家成功導入前裝車輛并量產(chǎn)的CMOS-77GHz毫米波雷達芯片的公司。

  本土CMOS工藝MMIC的突破

  過去兩年,是加特蘭芯片從研發(fā)到落地的兩年。繼2015年實現(xiàn)首顆CMOS工藝全集成77GHz毫米波雷達收發(fā)單芯片流片后,該公司在2017量產(chǎn)了一顆名為Yosemite的芯片,并于同年開發(fā)出名為Yellowstone的第一代行業(yè)用MMIC工程樣片。2018年,Yellowstone實現(xiàn)量產(chǎn),同期推出了其第二代MMIC工程樣片Alps,該芯片在2019年3月量產(chǎn)。基于第一代芯片的量產(chǎn),首款搭載該芯片的車型在2018年10月量產(chǎn)(奇瑞X70S,前部一顆,后部兩顆), 11月份加入“廣汽GIVA智能駕駛平臺車計劃”(MMIC唯一合作商),12月向某人體安檢領(lǐng)域企業(yè)交付了芯片,拓展了其MMIC的應(yīng)用市場。

  基于對自身產(chǎn)品技術(shù)和市場前景的信心,加特蘭對其未來5年在全球汽車MMIC的市場目標是:中長距占到15%,超短距占25%的份額。另外,他們也正在向工業(yè)和智能家居市場拓展,希望到2025年,其MMIC能占到全球相關(guān)市場的24%和20%。

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  圖:加特蘭在全球汽車MMIC市場的目標


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