本站原創(chuàng)，作者：章鷹，電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。

“77GHz毫米波雷達市場正處于一個高速增長期，需求來自三個方面：第一、隨著國內(nèi)汽車主動安全相關(guān)政策的逐步實施，特別是C-NCAP的五星評定，需要有毫米波雷達的支持來實現(xiàn)AEB功能；另外，交通部對營運客車和貨車加裝FCW,AEB,LDW系統(tǒng)的要求，這些也是對毫米波雷達的硬性需求。第二，對各種雷達功能的需求在不斷提升，比如FCTA,RCTA,LCA,BSD等，使得每輛車的雷達傳感器會越來越多。第三、隨著自動駕駛等級的不斷提高，在L3,L4級別對高分辨率雷達，即成像雷達的需求。這就需要用多顆雷達射頻收發(fā)器進行級聯(lián)，并且需要后端的信號處理芯片有足夠的能力去處理前端級聯(lián)的多路雷達信號?！?NXP大中華區(qū)汽車電子首席系統(tǒng)架構(gòu)師(ADAS & Connectivity) 黃明達博士對<電子發(fā)燒友>記者表示。

圖：NXP大中華區(qū)汽車電子首席系統(tǒng)架構(gòu)師 黃明達

NXP在汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域深耕多年，NXP荷蘭董事總經(jīng)理Maurice Geraets此前曾向媒體表示，從L1到L5級別，半導(dǎo)體的價值不斷提升。在L1、L2的時候是100~150美金，到L3就達到600美金，L4到L5級別半導(dǎo)體元器件價值達到900-1200美金，因為雷達、攝像頭和光學(xué)雷達等產(chǎn)品的級別越來越高，價值也越來越高。在高端汽車中，L3到L5級的自動駕駛市場都有新的增長點，每車搭載的半導(dǎo)體元器件價值增幅高達300都美金。這個市場正是未來的增長點。

NXP的芯片工藝，建立其在毫米波雷達市場的優(yōu)勢地位

黃明達認為，自動駕駛汽車技術(shù)5個階段演進中，汽車需要傳感器的數(shù)量非常驚人。ADAS硬件的核心是傳感器（攝像頭、雷達）和處理器，而軟件核心是算法。毫米波雷達的全天候性使得它成為自動駕駛傳感器必不可少的一部分。。

77GHz毫米波雷達以往因為價格高昂，推廣進度不太理想。為此，NXP在芯片工藝上進行大膽技術(shù)革新，領(lǐng)導(dǎo)了毫米波雷達芯片高度集成化以及從SiGe工藝到RFCMOS工藝的重大行業(yè)轉(zhuǎn)變。

黃明達分析說：“以前的SiGe工藝的毫米波雷達都是套片，包括單獨的發(fā)射、接收，以及VCO等，成本居高不下。NXP率先采用了RFCMOS工藝，集成了發(fā)射、接收、鎖相環(huán)，波形發(fā)生器、ADC等IP于單個芯片，一方面保證芯片良好的性能，一方面極大地降低了芯片成本?！?/p>

先進的芯片工藝導(dǎo)致了77GHz毫米波雷達的價格大幅度下降，也令更多的汽車可以應(yīng)用到先進的雷達技術(shù)。據(jù)筆者統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)的新車型中，就前向和后向雷達的安裝上來看，合資車企更加倚重前向剎車的安全功能，相對來說，美系和日系新車走的比較靠前。其中奔馳、沃爾沃等品牌已經(jīng)全系標配毫米波雷達?？上驳氖?，對毫米波雷達的配置已經(jīng)下探到了B級車的中配凱美瑞。

NXP在市場推廣方面已經(jīng)取得了巨大的成功，2019年將是77GHz RFCMOS毫米波雷達大量投產(chǎn)的元年，從今年開始，市場上可以看到越來越的車會裝配基于NXP芯片的77GHz毫米波雷達。

自動駕駛對毫米波雷達性能提出兩大技術(shù)挑戰(zhàn)

以2018款奧迪A8（L3自動駕駛）為例，這款車身有28個傳感器，2個前置攝像頭，2個側(cè)邊360度攝像頭，1個前置激光雷達，1個雷達（1個長距離，4個中距離），12個超聲波傳感器，該車采用的處理器是NVDIA Drive PX2[MH2]。

目前，L2級別的智能駕駛系統(tǒng)只需要1個長距雷達和2個中短距雷達，未來L3級別的智能駕駛系統(tǒng)需要4-5顆中短距雷達和1顆長距雷達。未來，L3以上的智能駕駛系統(tǒng)，整車可能需要10顆雷達，這對毫米波雷達的性能和價格提出更新的需求。

“每輛車對雷達的個數(shù)，隨著自動駕駛級別提高，數(shù)量都在上升。同時，單顆雷達的芯片個數(shù)也在提高，使得雷達的角分辨率得到提高，達到成像雷達的效果，向激光雷達效果靠齊，成本令大型車廠接受。”黃明達認為這些趨勢推動了毫米波雷達的市場應(yīng)用。

由于可以比24GHz雷達方案做得更小，77GHz毫米波雷達方案已經(jīng)成為汽車前向探測雷達的主流選擇，并逐漸向工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用市場滲透。而L4自動駕駛中，77GHz毫米波雷達更是標配。廣汽集團無人駕駛總監(jiān)郭繼舜表示：“L4自動駕駛需要在車身安裝很多的傳感器，如特斯拉需要12顆毫米波雷達和8顆攝像頭，實現(xiàn)完全自主的L4還需要更多的工作要進行?！?/p>

郭繼舜指出，在自動駕駛領(lǐng)域，毫米波雷達作為汽車的整個感知系統(tǒng)中樞中重要一環(huán)，必須考慮整體的設(shè)計需求。黃明達也持相同的觀點，他表示，激光雷達有成本和車規(guī)兩大問題?！暗搅薒4級別以上的自動駕駛，我相信毫米波雷達、激光雷達和攝像頭互相作為冗余，都是必不可缺的前提條件?！?/p>

黃明達認為，毫米波成像雷達在L3以上級別的自動駕駛領(lǐng)域的大規(guī)模使用，面對兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：L3以上級別的自動駕駛對雷達的角分辨率要求有很大的提升，特別是前向雷達, 需要具備成像雷達的功能。首先，這就要求多顆雷達收發(fā)器能夠進行級聯(lián)，“NXP是3發(fā)4收通道，通過級聯(lián)4顆實現(xiàn)12發(fā)16收，加上先進的MIMO技術(shù)，可以達到192路虛擬陣列的效果，極大提升角分辨率。其次，信號處理芯片需要有足夠的能力來實時處理級聯(lián)的收發(fā)器輸出的雷達信號。” 黃明達說。

NXP第四代芯片解決市場痛點

作為毫米波雷達芯片技術(shù)和市場領(lǐng)導(dǎo)者之一，NXP在2018年發(fā)布了新一代雷達解決方案，采用TEF810x RFCMOS收發(fā)器、S32R27/37處理器、FS84/85系列電源管理IC，并搭配NXP 的CAN和以太網(wǎng)物理層IC，旨在提供簡化雷達實施的硬件、軟件和工具，降低雷達應(yīng)用開發(fā)的門檻，從而幫助客戶加快雷達應(yīng)用上市。

圖：NXP新一代毫米波雷達詳細圖解

黃明達介紹說，NXP領(lǐng)導(dǎo)了毫米波雷達芯片從SiGe工藝到RFCMOS工藝的重大行業(yè)轉(zhuǎn)變。

這種制造工藝的轉(zhuǎn)變，降低了芯片的功耗，提高了集成度，減小了尺寸，同時也降低了成本。此外，不光芯片成本，外圍電路，還有雷達模組的制造都會變得更加容易。這為大規(guī)模部署77GHz毫米波雷達，特別是在中低端車型上部署創(chuàng)造了條件。

NXP的77GHz毫米波雷達芯片在性能、功能安全、質(zhì)量安全、以及平臺化的系統(tǒng)解決方案上有突出的表現(xiàn)。

首先，NXP毫米波雷達芯片射頻性能優(yōu)秀，功耗低，芯片尺寸小，溫度范圍非常寬（結(jié)溫從-45度到135度）。同時，雷達信號處理芯片有專門的加速器，性能強大，集成了高效的雷達信號處理加速內(nèi)核SPT2.0，可針對快速數(shù)據(jù)壓縮、求模、峰值檢測等最消耗資源的計算進行硬件加速，與傳統(tǒng)DSP相比，性能/功耗比提高了10倍。這些都可以滿足車載模塊所需要的高性能。

其次，在功能安全上，NXP的毫米波雷達芯片可以使雷達系統(tǒng)實現(xiàn)最高等級的功能安全（ASIL-D）。

第三、NXP毫米波雷達芯片可靠性高。NXP是以零缺陷的方法論來要求汽車級的芯片產(chǎn)品，同時NXP在77GHz毫米波雷達市場已經(jīng)有十幾年的經(jīng)驗積累，它的設(shè)計理念、流程管理和質(zhì)量安全都經(jīng)過了時間和產(chǎn)品多次迭代的證明。

第四, NXP能夠提供完整的一站式的雷達芯片解決方案，而且解決方案是平臺化的，可擴展的，可以覆蓋毫米波雷達的所有應(yīng)用，包括超短距超小型雷達(AIP)，短距雷達，中距雷達，長距雷達，以及高分辨率成象雷達等，能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛周圍環(huán)境的360度覆蓋。其中TEF810x 射頻收發(fā)器提供了幾種不同的版本，來滿足客戶對上面提到的各種雷達應(yīng)用的需求；另外，在雷達信號處理芯片方面，他們也為客戶提供了高性能與低成本兩套解決方案：針對中長距雷達應(yīng)用的S32R27，和針對短距雷達應(yīng)用的S32R37。

在毫米波雷達芯片市場，既有英飛凌、TI這些國際廠商的競爭，也有中國新興創(chuàng)業(yè)公司提供的新品，黃明達認為，與這些競品相比，NXP毫米波雷達產(chǎn)品性能優(yōu)異，在汽車大廠最為看重的質(zhì)量安全和功能安全上，占據(jù)先機。此外，NXP芯片有大規(guī)模量產(chǎn)經(jīng)驗，毫米波雷達芯片總計已經(jīng)發(fā)貨超過幾千萬片，在保證產(chǎn)能和可靠性上占據(jù)領(lǐng)先地位。

“NXP與全球OEM和Tier1一直都有良好的合作，這一代RFCOMS雷達芯片解決方案在全球前10的OEM里，已經(jīng)在7家以上贏下了大單?！?黃明達說，“未來只要抓住市場的爆發(fā)點，在產(chǎn)品定位和客戶充分溝通后，在合適的時間推出符合主流需求的產(chǎn)品，就能把握77GHz毫米波雷達市場中爆發(fā)的商機?！?/p>

他表示，未來，NXP會利用快速升級的制造工藝，優(yōu)化的技術(shù)節(jié)點、系統(tǒng)架構(gòu)、IP設(shè)計、以及流程和質(zhì)量管理來不斷保持和擴大市場的領(lǐng)先優(yōu)勢。