英飛凌與IMEC合作研發的下一代雷達系統，長什么樣？

雷達傳感器對自動駕駛汽車而言，其重要性不言而喻。因此，針對該領域推出的產品技術夠不夠前沿，是一家公司能否躋身汽車行業供應商前列的關鍵。近日，芯片制造商英飛凌宣布同比利時微電子研究中心IMEC達成合作協議，共同開發下一代雷達系統。如果你對IMEC的行業地位有了解的話，就能明白英飛凌此次強強聯手的野心了。

IMEC是射頻技術、IC雷達應用及天線設計領域的佼佼者。此次英飛凌牽手IMEC，將主要進行車用79GHz 全CMOS雷達芯片的產品研發。到目前為止，合作雙方已經基于28nm CMOS技術開發了一款用于演示的集成電路，并計劃在2016年第三季度展示芯片樣品。此外，按照雙方的規劃，2017年初，將推出以該樣品芯片為技術核心的雷達產品。

*IMEC成立于1984年，總部設在比利時魯汶，目前是歐洲領先的獨立研究中心。其研究方向主要集中在微電子，納米技術，輔助設計方法，以及信息通訊系統技術（ICT），平均年收入超過一億兩千萬歐元，均來自于其他合作者的授權協議及合約。IMEC的客戶包括英特爾、ARM等世界各地的半導體和系統廠商，以及歐共體，歐洲航天局等國家政府單位。

值得一提的是，2015年6月23日，中芯國際與華為、比利時微電子研究中心(IMEC)以及高通附屬公司Qualcomm Global Trading Pte. Ltd.簽訂合作協議，四家公司將共同投資成立中芯國際集成電路新技術研發(上海)有限公司，新公司將致力于開發下一代CMOS工藝。

IMEC提供的79GHz雷達芯片解決方案

如今，具備駕駛輔助功能的車輛一般會裝配多達三套雷達系統。將來，全自動駕駛汽車可能會裝配十套雷達系統和十多套攝像頭或激光雷達系統。這也是為什么mobileye計劃推出的EyeQ5芯片在傳感器融合功能方面，支持多達20個傳感器接入的原因。

英飛凌傳感&控制事業部副總裁兼總經理Ralf Bornefeld指出，這些由雷達、攝像頭或激光雷達組成了一套360°全景傳感器成像系統，類似一種包裹汽車的“安全屏障”。他還透露稱，英飛凌還計劃開發一款單芯片CMOS雷達傳感器，將其應用于對近距離傳感有較高要求的自動泊車系統。不過Bornefeld同時也指出，“基于全CMOS技術打造的雷達并非能夠取代其他雷達產品的萬金油”。

• 首先是成本問題。除非市場需求量很高，否則相比主流的傳統SiGe雙極型晶體管制造工藝，全CMOS雷達芯片的生產成本還是很高；

• 其次，高度集成化的CMOS雷達芯片適用于對應用靈活性要求不高的產品。換句話說，標準化的程度越高，全CMOS雷達才會比基于SiGe技術打造的產品有優勢；

• 最后，28nm 全CMOS雷達芯片無法滿足長距離（300m）車用雷達的使用需求。因此，如果需要雷達產品應用的靈活度較高，那么至少未來10年的中短期內，基于SiGe打造的雷達芯片可能依然是市場主流技術。

因此，Bornefeld也表示，“英飛凌并不打算將賭注全部押在CMOS技術上。未來，基于SiGe和CMOS技術打造的雷達芯片產品會并存于市場”。

相比目前較成熟的24GHz雷達芯片技術，頻率為79GHz的雷達在探測角度及頻率分辨率上表現更出色。而更高的頻率分辨率則能夠利用多普勒效應獲得更為精確的車速數據。據IMEC視覺系統項目負責人Wim Van Thillo介紹，未來計劃推出的基于這款雷達芯片打造的傳感器樣品將集成MIMO天線，以實現對大尺寸物體、行人和自行車的識別。換句話說，IMEC已經在開發具備機器學習能力的雷達傳感器。

據IMEC感知系統研發負責人Wim Van Thillo透露，除了聯合英飛凌開發28nm 79GHz的全CMOS雷達芯片，IMEC同時還在進行140GHz高頻雷達芯片的研究工作。在該頻率下，雷達向外發射的無線電波波長為2.2mm。高距離分辨率是衡量雷達成像質量的關鍵指標之一，而要實現高距離分辨，雷達的瞬時信號帶寬必須很大，因而如何讓一枚面積只有1平方毫米的雷達芯片的信號帶寬超4GHz，這是IMEC目前正在努力研究的問題。

未來，一方面通過信號處理得到車速的準確信息，同時在雷達芯片上集成能夠進行模式識別和機器學習的算法，意味著雷達同樣能夠通過微多普勒特征識別并辨別出行人、自行車和其他機動車輛。如果將這些具備機器學習能力的雷達和其他攝像頭、激光雷達等傳感器進行融合，相當于為自動駕駛汽車增加了另一層安全保障。

車云小結

照目前的發展趨勢而言，雷達傳感器的市場正呈現逐步增長的態勢。眾所周知，目前在美國已經有20家主機廠承諾從2022年開始將在市場出售的車型中增加類似自動緊急剎車的功能，而雷達傳感器因為成本低廉的原因（比基于攝像頭的視覺識別傳感器便宜），正受到車企和供應商的追捧。談到這里，又想到了Mobileye計劃推出的EyeQ5芯片，自動駕駛市場技術格局的悄然變化恐怕也是Mobileye從視覺識別走向傳感器融合的內在動因吧。