[原创] 在77GHz毫米波领域，中国厂商不输国外任何竞争对手

经过过去两年的大范围科普，全民对中国集成电路的现状有了充分的了解，本土集成电路企业的实力落后于国外先进对手也基本成为了共识。

但日前在接受半导体行业观察等媒体采访的时候，本土 毫米波雷达芯片 初创企业加特兰微电子创始人陈嘉澍告诉记者：“在77GHz毫米波领域，中国厂商的表现不输任何竞争对手。尤其是在CMOS工艺毫米波雷达方面，我们甚至还领先于全球。”

加特兰微电子创始人陈嘉澍

在智能汽车和自动驾驶的推动下，分析机构认为毫米波雷达在2016到2021年之间的复合年增长率将高达21.7%，届时全球毫米波雷达的出货量将达到8400万个。在国内企业一直力争自主可控的当下，陈嘉澍的这个说法让整个本土产业链为之鼓舞。而这一切都来源于像 加特兰微电子 这样企业多年的厚积薄发。

深耕CMOS工艺，洞察市场先机

因为拥有精准度高，抗干扰能力强、探测距离远 、呈广角探测和探测范围广等优势，毫米波雷达被被用作现在智能驾驶中长距探测的首选。

但在过往，行业内的制造商基本都是用硅锗工艺来做毫米波雷达。与更前一代的砷化镓工艺相比，虽然硅锗工艺能让雷达体积逐渐缩小，销售量增长，但价格仍然贵（上百美金），难以满足大批量应用。为此现在被其他应用广泛采用的CMOS工艺就成为了毫米波雷达供应商的首选。

陈嘉澍也指出，在很长一段时间里面，受限于制程本身，CMOS工艺的晶体管的速度是达不到毫米波波雷达需求的工作频率。但因为CMOS工艺被大量应用在各种领域，个人计算、通信，这些细分领域的年出货量都是几十亿个。相比于硅锗工艺的千万级别的出货量。CMOS制程拥有很大的成本优势。再者，在CMOS于2010年开始进入40纳米之后，它也具备了高频的可能性，而加特兰的创始人团队则在这个市场有了十数年的积累。

不同工艺下毫米波雷达的优势对比

从陈嘉澍的介绍我们得知，虽然加特兰微电子成立于2014年，但他们的核心团队从2004、2005年就开始研究怎么样用标准低造价的CMOS工艺去实现非常高频的集成电路。他们聚焦的不仅是模块，而且是系统层面，这使得他们在这方面的产业研究积累以及产业化积累在全球范围内也是领先的。

他进一步指出，因为CMOS本身并不是为了高频电路、高频应用去设计的，它的最大能力还是在于数字的集成。加特兰微电子团队在充分了解CMOS工艺的半导体特性之后，能够把它潜在工作在高频的特性的一些能力给发挥出来，并且做到符合汽车所要的温度范围，同时会用大量的数字电路去保护或者去增进模拟电路的一些短板和缺陷，让整套系统工作的比用一个简单的工艺要更好。

“在探索如何用标准CMOS工艺去开发高级程度工作在77GHz的电路和系统，我们团队是在全球里面最早从事这方面研究的。所以，在这个细分方向上面，我们团队的实力和能力不亚于任何一个海外的半导体公司”，陈嘉澍强调。

新一代ALPS系列横空出世，再度简化客户设计

基于在CMOS工艺和芯片设计上的积累，加特兰在2017年10月份推出了国内第一款采用CMOS工艺的77Ghz车载毫米波雷达芯片Yosemite。据陈嘉澍介绍，这是全球第一个实现77GHz首个实现收发单晶芯片集成的产品，集成了发射、接收和模拟调频等功能。除了高集成度以外，产品的各项指标均达到或者超越原来GaAs工艺的指标；同时，该芯片还集成了包括温度计、锁定探测器、发射机的输出功率探测在内的支撑和自检的功能模块，能满足一系列自检功能的需求。产品面世之后也获得了客户的高度认可。

Yosemite系列CMOS毫米波系列芯片

乘着这股势头，他们提前又推出了集成度更高，性能更优越的二代产品——77Ghz 的ALPS系列。

据介绍，加特兰不但为Alps系列芯片嵌入了4个发射通道、4个接收通道、高度可配置的波形发生器和高达50Msps采样率的高速ADC，还在其上面集成了能够实现经典信号处理算法的硬件固化、节省开发资源和具有低功耗能耗高的完整的雷达信号处理基带。另外，集成在芯片上的、具备功能安全的高性能ARC EM6 CPU核可为用户提供300MHz主频的强大数据处理单元，帮助实现跟踪算法、上层应用算法和控制软件等程序。

加特兰的ALPS系列芯片

加特兰方面强调，由于采用“V”形开发流程，所以他们的Alps芯片中已经被加入了190多个功能安全监控模块，涉及过亿晶体管的检测，并进行了多达1000多项失效模式的分析，并集成了检测失效模块的失效再检测。这也最终让Alps达到ASIL-B的功能安全等级。

“这样的高度集成化一方面可以让其客户开发的时间能够变得更短，开发的过程也能够变得更加简单；另一方面，随着集成度的提高，ALPS系列会带动整个芯片和系统的成本再次下降”，加特兰商务运营副总裁吕昱昭告诉记者。

加特兰商务运营副总裁吕昱昭

又因为这系列芯片能够支持SoC级联，这就能帮助客户实现中距及长距雷达，也可以让客户通过搭配MIMO天线实现高分辨率，满足更高规格的需求。为了进一步降低雷达的开发难度和成本，满足短距、超短距雷达的需求，加特兰还介绍了他集成片上天线的ALPS系列AiP(antenna in package)产品。吕昱昭表示，这一方面可以把雷达的尺寸会变得更小，另一方面因为客户不需要再做天线设计，那就意味着其后续的开发工作和高频的板材都不再需要，这能帮助进一步降低成本。

按照陈嘉澍的说法， 加特兰Alps系列毫米波雷达芯片的成本可以下降30%以上，这为毫米波雷达在汽车的普及铺平了道路。

在推出77Ghz产品的同时，加特兰还同期发布了更具性价比的Alps 2T4R产品和60GHz SoC产品。这些芯片组成的家族平台，将为用户提供从长距、中距到短距、超短距的全方位完整解决方案。该系列芯片都将在第2季度推出工程样品，并于2019年内实现规模量产。

据透露，国内知名主机厂已在其量产车型上装配了加特兰第一代的毫米波雷达芯片。这是极具里程碑意义的。

陈嘉澍告诉半导体行业观察记者，截止今天为止，加特兰是中国范围内唯一一家全面量产，并且上了前装车的 毫米波雷达芯片供应商。 这不仅体现了他们量产的能力、批量供应的能力，而且还表明他们通过了一系列的车规的要求，体现了其产品过硬的质量。

除了面向汽车市场，加特兰还在寻求 毫米波雷达芯片 在工业市场的应用机会。但因为工业产品具有场景多样化的特点，这毫无疑问又将给加他们带来新的挑战。