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bwin国际官网: 加特兰:AiP技术四代更迭,国产毫米波雷达再进阶

ADAS无人驾驶的兴起,催生了传感器的需求。有研究机构预测,到2022年,全球车用毫米波雷达市场规模总计约160亿美元,其中,芯片约达80亿美元。同时,随着工厂自动化,以及智慧城市和智慧家庭的发展,毫米波雷达在工业、安防等领域迎来行业的春天,增量市场正呈现多元化的发展态势。

作为CMOS毫米波领域的开拓者,加特兰微电子科技(上海)有限公司(简称“加特兰”)一直专注于研发具有高集成度的毫米波雷达传感器芯片,致力于汽车、工业、商业楼宇、智能家居、医疗健康等关键领域的普及。

2017年,加特兰成功量产全球第一代77/79GHz CMOS工艺毫米波雷达芯片,率先实现了在汽车前装市场的突破;2019年,加特兰又推出了77/79GHz AIps SoC系列芯片,帮助更多用户更好地开发出具有竞争力的雷达传感器产品,其同步推出的AIps AiP系列产品,更是极大地降低了雷达开发成本与难度,更好地满足短距、超短距雷达的要求,可谓在毫米波雷达技术的创新研发上又向前迈出了坚实的一步。今年九月,在加特兰举办的媒体会上,公司进一步就毫米波雷达背后的秘密武器——AiP技术向现场来宾做了详细讲解。

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AiP技术让毫米波雷达更强大  

作为一家无晶圆的芯片设计公司,成立于2014年的加特兰表现出惊人的设计研发与创新能力,并取得了骄人的成绩,2019年量产的全球首款天线内置多通道77GHz CMOS毫米波雷达SoC系列芯片,并同步推出了AiP产品(AiP的英文全称是Antenna-in-Package,意为封装里的天线)。

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AiP芯片图

  

AiP技术的诞生,带来的是整个系统成本显著降低,且更易于生产与开发。加特兰微电子公司COO吕昱昭说:“作为CMOS毫米波雷达技术的领导者,加特兰CMOS工艺的一大优势就是可以把射频芯片和数字芯片集成到一起变成SoC,从第一代的砷化镓到锗硅,整个系统成本降低50%。再到CMOS工艺时代,跟上一代锗硅相比,又降了40%的系统成本,到SoC时代,还会带来30%的成本降低,而CMOS AiP将会让成本进一步下降”

吕昱昭预测称,随着AiP技术的普及,到2024年,全球毫米波雷达的容量将增长到4亿颗,其中,AiP能给市场带来40%的增长。这种将AiP天线内置的技术究竟有何强大之处呢?

“我们在封装上设计有多个天线,且天线和芯片的互联区域做得非常短,这样能够使信号通过更短的路径到达天线,系统性能更为强大。更为重要的一点是,整个AiP的模组尺寸,相较于传统尺寸,可以大大缩小,这也得益于它的高集成度——因为在传统模组上,这些天线必须通过高频的PCB板来实现,而现在整个芯片内部已经包含这些天线。这样极大地降低成本且易于使用,客户无需进行天线的设计与开发,从而缩短整个产品研发周期和成本,更快实现产品上市。”加特兰微电子公司生产技术总监王典解释道。

加特兰AiP的产品包括Alps和Rhine两个系列的产品。Alps是77GHz车规级芯片,Rhine是60GHz工业级产品。整个AiP携带的构架包括4个接收通道、4个发射通道。这4个发射通道的排布独具特色,不仅可以通过其中3个任意选择来控制它的发射特性,客户还可以通过两个天线实现MIMO功能,扩大接收天线的阵列。

王典解释:“从天线本身的性能来说,我们的设计具备非常高的设计冗余度。普通频段是76到81GHz,其实整个使用带宽只有5GHz。但是,我们在设计的时候保证了它的设计带宽是16GHz,相当于翻了3倍的能力去设计。同样,天线增益方面,它的使用带宽是5GHz,但是,整个增益,满足我们需求的带宽其实是11GHz,那也是有200%的冗余的。”

四代更迭,技术创新再突破

作为一家初创公司,加特兰员工数超过100多人,其中,研发人员占据70%。可见,公司始终将研发置于重中之重的要位。

正如吕昱昭所说,加特兰如今做的所有努力都围绕产品的高性能、易使用和更低功耗等特性,这些特性实现与否将决定毫米波能否普及大众,只有将解决方案做到性能强大、经济性好,同时开发和生产又很简单,客户才能更好地使用加特兰的技术为社会赋能。

AiP的研发始于2017年,在2018年时,加特兰第一代AiP就和Alps当时的样片SoC同步问世,实现了毫米波雷达业界通道数量最多的AiP设计,历经四代更迭和优化,AiP才得以正式量产。然而,其整个设计和开发过程遇到的挑战是前所未有的,王典从以下几方面分析道:

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首先,要考虑物理设计。加特兰AiP芯片是在长宽12毫米的芯片里面一共放了5240个过孔,161条信号线,12个天线单元。

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