芝能智芯出品智能汽车和自动驾驶技术的快速发展，毫米波雷达变得不起眼，毫米波雷达的广泛应用推动了射频前端芯片（MMIC）的技术演进。
从早期昂贵的砷化镓（GaAs）工艺到如今主流的CMOS与SiGe工艺，再到未来潜力无限的FD-SOI工艺，技术路径的不断升级有效降低了毫米波雷达的成本并提升了其性能。
我们分析车载毫米波雷达的核心需求，详细介绍不同芯片解决方案，并展望其未来在技术与市场中的发展方向。
随着L2及更高级别自动驾驶技术的普及，车辆需要更精准的环境感知能力。毫米波雷达以其全天候工作能力和高分辨率特点，已成为实现自动驾驶的关键传感器之一。
全球多个地区的政府推动ADAS（高级驾驶辅助系统）强制安装规定，进一步刺激毫米波雷达的市场需求。例如，欧盟已将自动紧急制动系统（AEB）列为新车强制性功能。
毫米波雷达主要用于距离测量、速度感知和目标识别，其功能需求涵盖以下几点：
● 高分辨率和广视场角：提升检测精度以支持更复杂的驾驶场景，如城市环境中的行人避让。
● 高探测距离：长距能力可满足高速公路驾驶需求，例如目标车道的提前规划。
● 实时响应与抗干扰：确保在多传感器环境中快速、可靠地处理数据。
◎ 在L0-L2的经济型驾驶场景中，低成本成为毫米波雷达的重要考量，这需要芯片高度集成化以降低生产成本。
◎ 在L3-L4高阶自动驾驶中，4D成像雷达需要支持数千虚拟通道，实现超高分辨率点云，这对芯片的计算能力提出了更高要求。
毫米波雷达芯片的高集成度和多通道设计使得热管理变得复杂，特别是在高温环境下使用时需保持稳定性能。
传统汽车雷达芯片方案主要采用低分辨率的雷达技术，能够提供基本的距离和速度测量功能。
● 射频前端芯片：传统雷达芯片的射频前端通常采用砷化镓（GaAs）或硅锗（SiGe）等材料，具有较高的电子迁移率和射频性能，能够实现较高频率的信号发射和接收，雷达芯片的射频前端工作在 77GHz 频段，可提供一定的距离分辨率。
● 信号处理芯片：信号处理芯片主要负责对射频前端接收到的回波信号进行处理，包括滤波、放大、模数转换（ADC）和数字信号处理（DSP）等功能。
在传统雷达芯片中，信号处理芯片的计算能力相对有限，主要采用微控制器单元（MCU）或数字信号处理器（DSP）来实现简单的信号处理算法，如快速傅里叶变换（FFT）用于频谱分析，从而获取目标的距离和速度信息。
然而，由于其计算能力的限制，传统雷达芯片在处理复杂环境下的多目标检测和识别时可能存在一定困难，且分辨率相对较低，难以满足高级自动驾驶对环境感知的高精度要求。
毫米波雷达的技术演进经历了三个主要阶段：
● GaAs工艺时代（1990-2007年）
以高功率输出和高频工作能力为优势，但集成度低、成本高，仅限少数高端车型采用，第一代奔驰ARS100雷达采用GaAs工艺，为豪华车市场服务。
● SiGe工艺时代（2007-2017年）
兼具硅材料的低成本优势和GaAs的高性能特点，集成度大幅提升，雷达系统价格下降50%以上。大陆ARS4系列雷达，采用2片MR2001Tx和4片MR2001Rx芯片，实现了L2级别自动驾驶的基本功能。
● CMOS工艺与未来FD-SOI工艺（2017年至今）
◎ CMOS工艺：进一步降低雷达系统成本，支持单片MMIC实现全部雷达功能。
◎ FD-SOI工艺：通过降低功耗与提高可靠性，适用于未来高端4D成像雷达应用。
英飞凌最新CTR8191收发器采用28nm CMOS工艺，支持4T4R配置并实现高信噪比与低功耗性能。
● 成本驱动型：面向L0-L2市场，注重性价比，MMIC高度集成，通常采用2-4发射通道与4接收通道配置。
◎ TI AWR2944：支持MMIC与SoC的单片集成，应用于短距场景如门雷达和舱内活体检测。
◎ 加特兰Alps系列：基于SiGe工艺，支持3D雷达与4D雷达功能，广泛应用于中低端ADAS市场。
● 性能驱动型：面向L3-L4市场，支持多通道4D成像雷达，强调高分辨率、高探测距离及点云密度。
◎ Arbe Phoenix方案：采用48T48R虚拟通道架构，支持高达350米的目标检测和超精细的点云密度。
◎ Uhnder S80：全球首款车规级数字成像雷达芯片，支持4片级联实现3072个虚拟通道，抗干扰能力出色。
● 创新技术：封装上装载与中央计算架构，提升信号传输效率、降低功耗，并通过减少PCB层数进一步降低成本。
◎ NXP SAF85xx采用LoP技术，支持高效热管理并降低电磁干扰（EMI），通过域控实现集中处理，雷达头仅保留射频前端，简化硬件并降低成本，
◎ NXP SAF86xx专为中央计算雷达设计，优化原始数据传输性能，适用于未来自动驾驶感知架构。
NXP、英飞凌、TI、ST 等国际企业凭借多年的技术积累和市场布局，占据了车载毫米波雷达的主要市场份额。这些公司以高性能和广泛的产品组合为特点，如 NXP 的 SAF85xx 和英飞凌的 RXS816x 系列，均支持多通道高集成，满足 L2+ 至 L4 自动驾驶需求。
此外，TI 在中央计算架构领域处于领先地位，其 AWR2544 等产品进一步推动了毫米波雷达向高性能发展。
加特兰微电子、矽杰微、毫感科技等国内企业近年来发展迅速，已进入全球毫米波雷达产业链。
◎ 加特兰的 Andes 系列产品瞄准高端 4D 成像雷达市场，以22nm 工艺实现低成本和高性能结合；
◎ 矽杰微和牧野微则专注于 SOC 和高集成方案，助力中低端市场扩展。
部分整车厂加速布局毫米波雷达供应链，推进垂直整合战略。例如特斯拉通过自研感知组件增强系统优化能力，而比亚迪通过与本土芯片企业合作，加速自主研发进程。
毫米波雷达芯片的快速发展，推动了智能驾驶从基础ADAS到L4高级自动驾驶的技术跨越。
● 未来发展方向包括：
◎ CMOS和FD-SOI工艺将进一步推动单片MMIC的高集成化发展，持续降低毫米波雷达系统成本。
◎ 高通道数4D成像雷达将成为主流，推动毫米波雷达与激光雷达、摄像头等传感器的深度融合，提升整体环境感知能力。
◎ 在国内智能驾驶市场爆发式增长的推动下，本土芯片厂商如加特兰、矽杰微等将迎来快速崛起的机遇。
毫米波雷达正处于成本优化与技术提升的双重加速阶段。通过技术创新与市场推广，毫米波雷达有望成为自动驾驶领域的核心传感器。
