隨著大眾對(duì)汽車駕駛安全性、舒適性要求的不斷提升，我們正進(jìn)入一個(gè)新興的“汽車雷達(dá)時(shí)代”，伴隨著很多創(chuàng)新發(fā)展、顛覆性技術(shù)和新晉廠商。毫米波雷達(dá)（Millimeter Wave，MMW）是未來車載主力傳感器之一，將和攝像頭（Camera）、激光雷達(dá)（LiDAR）、超聲波傳感器一起為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛汽車“保駕護(hù)航”。

毫米波雷達(dá)成為ADAS可靠性保障

毫米波雷達(dá)是使用工作頻段為30~300GHz、毫米波波長(zhǎng)為1~10mm的雷達(dá)。毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，因此，毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。與激光雷達(dá)相比，目前毫米波雷達(dá)技術(shù)更加成熟、應(yīng)用更加廣泛、成本更加低廉；與可見光攝像頭相比，毫米波雷達(dá)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更好，價(jià)格差距也在不斷縮小。尤其是毫米波雷達(dá)具有全天候全天時(shí)工作特點(diǎn)，無懼雨雪、霧霾、黑夜等惡劣天氣，已成為汽車高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）可靠性保障不可或缺的傳感器。

常見的車載毫米波雷達(dá)按工作頻率主要有24GHz和77GHz，根據(jù)其探測(cè)距離范圍又可分為：短程毫米波雷達(dá)SRR（60米以下）、中程毫米波雷達(dá)MRR（100米左右）、長(zhǎng)程毫米波雷達(dá)LRR（200米以上）。

想要完全實(shí)現(xiàn)ADAS各項(xiàng)功能，全方位覆蓋汽車周圍環(huán)境的感測(cè)，兼顧性能和成本，會(huì)在一輛汽車的前中后安裝多顆毫米波雷達(dá)，比如滿足基本的L3級(jí)自動(dòng)駕駛至少需要5顆毫米波雷達(dá)（1長(zhǎng)+4短），隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的增加，毫米波的數(shù)量也是不斷增加，到了L5級(jí)高級(jí)自動(dòng)駕駛階段毫米波雷達(dá)將增加到10顆以上。“短程+中程+長(zhǎng)程”毫米波雷達(dá)三者結(jié)合一起共同完成自適應(yīng)巡航（ACC）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、前方/后方碰撞預(yù)警（FCW/BCW）、變道輔助（LCA）、盲點(diǎn)檢測(cè)（BSD）、倒車輔助（BPA）、泊車輔助（PA）等多種ADAS功能。

向低成本、小體積、低功耗、高集成發(fā)展

毫米波雷達(dá)的技術(shù)總的趨勢(shì)是朝著成本更低、體積更小、功耗更低、集成度更高的方向發(fā)展。在雷達(dá)芯片技術(shù)方面，高集成化的單片微波集成電路（MMIC）成為了主流，在工藝上先是SiGe替代了GaAs，當(dāng)前正慢慢朝CMOS方向發(fā)展。利用CMOS工藝，不僅可將MMIC做得更小，甚至可以與微控制單元（MCU）和數(shù)字信號(hào)處理（DSP）集成在一起，實(shí)現(xiàn)更高的集成度，不僅能顯著地降低系統(tǒng)尺寸、功耗和成本，還能嵌入更多的功能。

頻段上，因?yàn)?7GHz比24GHz雷達(dá)擁有更好的探測(cè)范圍和更大的可用帶寬，從而在距離分辨率和精度上有大幅提升，另外更小的波長(zhǎng)也具有更小的體積和更強(qiáng)的抗干擾能力，正逐漸替代24GHz成為未來的主流。

另一方面，隨著毫米波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)、調(diào)制技術(shù)和目標(biāo)分辨率算法等方面不斷創(chuàng)新，比如合成孔徑雷達(dá)（SAR）、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)的突破，毫米波雷達(dá)在3D成像性能上正不斷接近現(xiàn)有的激光雷達(dá)性能，這些新型雷達(dá)甚至有取代部分激光雷達(dá)的趨勢(shì)。

ADAS普及率催生毫米波雷達(dá)需求

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，由于主要發(fā)達(dá)國(guó)家在新車評(píng)價(jià)規(guī)程（NCAP）中對(duì)汽車ADAS功能提出了更高的要求，促使ADAS的普及率迅速提升，從而推動(dòng)毫米波雷達(dá)的需求增長(zhǎng)。2017年全球毫米波雷達(dá)的出貨量較上年同期增長(zhǎng)25%，達(dá)到4000萬個(gè)。預(yù)計(jì)2021年，全球毫米波雷達(dá)的出貨量將達(dá)到8400萬個(gè)，2017—2021年之間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為21.7%。預(yù)計(jì)2021年全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到60億美元。

目前中國(guó)的汽車產(chǎn)量和銷量均已位居全球第一，2017年中國(guó)汽車預(yù)裝毫米波雷達(dá)的數(shù)量約有130萬個(gè)，其中24GHz雷達(dá)占比63.8%，77GHz雷達(dá)占比36.2%。24GHz雷達(dá)現(xiàn)在主要應(yīng)用于盲點(diǎn)探測(cè)（BSD），市場(chǎng)需求來自中國(guó)品牌汽車型號(hào)；77GHz雷達(dá)主要用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC），有些公司也將其用于前向碰撞預(yù)警（FCW）和自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）。根據(jù)中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP），自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEBS）將在2018年納入評(píng)分體系，因此77GHz雷達(dá)需求將會(huì)上升。另外，展望未來，體積更小、探測(cè)距離更長(zhǎng)的77GHz雷達(dá)將會(huì)擠壓24GHz雷達(dá)的市場(chǎng)空間。

美國(guó)、歐洲和日本在車載雷達(dá)技術(shù)研究方面處于領(lǐng)先地位。現(xiàn)在越來越多的公司和供應(yīng)商投入到汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)研制、器件開發(fā)和算法研究當(dāng)中。從毫米波雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)布局來看，無論是系統(tǒng)還是核心元器件，目前都被海外的巨頭控制著，系統(tǒng)級(jí)廠商主要被大陸（Continental）、博世（Bosch）、海拉（Hella）、德爾福（Delphi）、奧托立夫（Autoliv）等老牌汽車零部件廠商控制，核心元器件主要被英飛凌（Infineon）、德州儀器（TI）、意法半導(dǎo)體（ST）、亞德諾半導(dǎo)體（ADI）等壟斷。

相比國(guó)外企業(yè)，車載毫米波雷達(dá)在國(guó)內(nèi)仍屬于起步階段。不過，近些年國(guó)內(nèi)毫米波雷達(dá)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)廠商逐漸增長(zhǎng)，表現(xiàn)不錯(cuò)的主要有行易道科技、華域汽車、隼眼科技、智波科技、森思泰克、豪米波技術(shù)、意行半導(dǎo)體、清能華波、矽杰微電子、加特蘭微電子等。

目前，國(guó)內(nèi)在24GHz雷達(dá)方面，相對(duì)開發(fā)難度低和產(chǎn)業(yè)鏈成熟，發(fā)展較快，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已有研發(fā)成果并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；但在77GHz毫米波雷達(dá)方面仍屬于初級(jí)階段，只有極少數(shù)企業(yè)能做到77GHz雷達(dá)的樣機(jī)階段，目前行易道、森思泰克等企業(yè)正逐步實(shí)現(xiàn)77GHz毫米波雷達(dá)的量產(chǎn)，取得不錯(cuò)的進(jìn)展，不過核心芯片還是主要依靠國(guó)外廠商。可喜的是，國(guó)內(nèi)24GHz/77GHz MMIC關(guān)鍵技術(shù)也在不斷獲得突破，其中由意行半導(dǎo)體自主研發(fā)的24GHz SiGe雷達(dá)射頻前端MMIC套片，率先實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域零的突破，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和供貨。去年，加特蘭微電子發(fā)布了其國(guó)內(nèi)首款77GHz CMOS車載毫米波雷達(dá)收發(fā)芯片。

總之，無論是現(xiàn)階段的ADAS，還是更高階的自動(dòng)駕駛，甚至是終極的無人駕駛，毫米波雷達(dá)都會(huì)是汽車最核心的傳感器之一。雖然國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)突破了部分核心技術(shù)，但畢竟剛剛起步，我國(guó)毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化任重而道遠(yuǎn)，不僅需要芯片、模塊、系統(tǒng)級(jí)廠商自身的努力，更需要全產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互動(dòng)和支持，以及社會(huì)資本和政府的大力扶持。希望隨著毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的不斷完善，國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)芯片技術(shù)將逐步滲入車載應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。