激光雷达降本量产下，毫米波雷达还能保持优势吗？

激光雷达降本量产下，毫米波雷达还能保持优势吗？
 
在自动驾驶和辅助驾驶场景中，仅用摄像头的纯视觉方案似乎又被带火了，像特斯拉这样的厂商已经打算剔除毫米波雷达，依靠摄像头、芯片和算法来实现L2以上的自动驾驶。反观车规激光雷达，不少厂商厂商纷纷在今明两年开始了自己的量产之旅，甚至用于IoT的激光雷达也开始了加速降低成本的进程。
 
被夹在中间的毫米波雷达似乎处在了一个比较尴尬的位置，原来毫米波雷达低成本可量产的优势似乎正在慢慢缩小，甚至摄像头和激光雷达也开始改善环境带来的影响。那么现在仍在做毫米波雷达的厂商打算用什么来打破僵局呢？我们可以从毫米波雷达传感器芯片中一窥端倪。
 
高集成度成为趋势

博世第五代毫米波雷达 / Bosch
 
上图是博世的第五代毫米波雷达，该产品选用了76-77GHz的频率，最大距离可以做到210米的同时，还能实现0.1米的精度和0.2米的分辨率。视场角上，该毫米波雷达可以做到3°x 6°的范围，横向与纵向的分辨率分别为0.1°和0.2°，功耗不到4W。根据博世给出的数据，该激光雷达比上一代轻了60%，这其中的一个原因就是用到了更高集成化的毫米波雷达芯片。
 
在博世看来，毫米波雷达的下一步就是将传感器做的更小，现代化的CMOS技术使得SoC这样的高密度设计变得可行，下一代的SoC毫米波雷达势必将加入更多的算法加速器。比如博世就已经和GlobalFoundries达成合作，利用其22nm FDX制程工艺生产毫米波雷达芯片。所以从到高性能前端，转换为集成射频芯片和数字芯片的单个SoC，已经成了毫米波雷达的一个方向。
 
德州仪器
 
以德州仪器的毫米波雷达芯片为例，从AWR1243到AWR1843，已经从过去的单个射频前端转变为集成了RF、MCU、HWA和DSP的毫米波雷达SoC，也有封装天线的版本，比如采用了45nm RFCMOS制程工艺的AWR1843AOP。

集成了AWR1843AOP的毫米波雷达模组 / TI
 
AWR1843AOP是一个覆盖76-81GHz的毫米波雷达传感器，集成了4个接收器、3个发射器和片内天线，芯片大小为15mm x 15mm。芯片中还集成了Arm Cortex-R4F的MCU、用于FMCW信号处理的TI C674x DSP，和实现更高级算法的硬件加速单元HWA。
 
加特兰
 
加特兰微电子也在近日发布了其毫米波雷达芯片的Mini版新品Alps-Mini和Rhine-Mini，分别支持59-64GHz与76-81GHz频段。输出功率为12dBm，ADC采样率可达25Msps。两款全新的毫米波雷达芯片从Alps和Rhine的4发射4接收配置，改成了2发射2接收配置，却也做到比上一代小上40%的封装大小，标准封装的尺寸从9.12mm x 9.12mm减小为7mm x 7mm，封装天线的AIP产品则从12.2mm x 12.2mm减小为9.2mm x 8.6mm。

Alps-Mini / 加特兰
 
芯片小了，但性能并没有缩水，Alps-Mini和Rhine-Mini集成了上一代的前端和硬件加速单元，将处理器由单核升级至双核ARC EM22FS，提供更强的计算性能和灵活性。带来更高性能的同时，芯片的典型系统功耗也低至0.8W，造就了一个小尺寸、高性能、低能耗的毫米波雷达芯片。
 
岸达科技
 
岸达科技作为一家专注于77GHz CMOS毫米波雷达芯片的公司，自19年发布了首款基于相控阵架构的芯片产品后，又在去年发布了集成度更高的SoC芯片ADT3101。该芯片包含两个发射通道和两个接收通道，集成了4路采样率达到20Msps的ADC、基于Arm M3的MCU、DPU。

ADT3101 / 岸达科技
 
该芯片采用的是55nm的CMOS工艺，为了满足电池供电和Always On的需求，岸达设计了超低功耗的工作模式和信号处理算法，待机状态下的功耗仅有20uA，雷达开启探测时功耗仅有50mW。
 
小结
 
由以上产品我们可以看出，集成化成了毫米波雷达芯片的趋势，更高的芯片集成度不仅不会对性能造成影响，更是降低了毫米波雷达的尺寸、功耗和成本。这种趋势不仅是毫米波雷达更进一步的关键，激光雷达也在追求这一点，像Draper和英特尔都在研发SoC级别的激光雷达。其次，因为率先量产和低成本的起步优势，毫米波雷达已经在新的应用领域探索更大的机会，比如机器人和消费产品等。
 
因此从应用广度、市场化程度以及综合表现上来看，毫米波雷达其实并没有被淘汰的忧虑，即便激光雷达兴起，两者在自动驾驶领域依然会处于互补的状态。而22nm及以下更高的CMOS工艺，很可能成为毫米波雷达芯片厂商突破的方向。