作為汽車ADAS系統的重要傳感器，77GHz毫米波雷達未來將替代24GHz成為主流，并且朝著79GHz發展。另外，隨著工藝和技術的提升，體積更小、功耗更低、性能更好、價格更低的毫米波雷達又一次展現出在自動駕駛汽車應用中的重要性。CMOS制程毫米波雷達何時能夠普及?百億市場的毫米波雷達市場，中國廠商如何在市場中分一杯羹?

CMOS制程化提升毫米波雷達集成度降低成本 但上量仍需三到五年

“技術的進步看起來是芯片的進步，但背后其實是材料技術的支撐。” 蘇州豪米波技術有限公司董事長白杰表示。對于毫米波雷達同樣如此，過去雷達射頻芯片多采用砷化鎵(GaAs)、鍺硅(SiGe)技術，基于SiGe技術的77GHz汽車雷達系統也能滿足自適應巡航控制時的高速度要求，但它們體積過大、過于笨重，占用了大量電路板空間。2009年半導體工藝進入40納米之后，互補金屬氧化物半導體(CMOS)制程技術已經相對成熟并逐漸滲透取代傳統較高成本的材料工藝制程。尤其鍺硅多用于8吋晶圓制造，CMOS制程則以12吋晶圓量產，光是產出與成本優勢就比鍺硅明顯很多，加上采用單芯片與單一封裝設計，在集成度、成本與散熱表現等諸多方面都較鍺硅更進一步。

蘇州豪米波技術有限公司董事長白杰

具體來說，CMOS技術的傳統優勢包括更高的晶體管密度和更低功率，CMOS內的數字縮放降低了功率，縮小了尺寸，并且提高了每個節點的性能。在數字晶體管改進的推動下，CMOS的速度不斷提高，現已足以滿足79GHz應用的需要。基于CMOS制程的諸多優勢，在談及CMOS是否會取代鍺硅時木牛科技技術總監冀連營說到：“當年SiGe代替GaAs，汽車雷達從萬元級別到了千元級，那么CMOS工藝代替SiGe也是一樣的，會推動汽車雷達的普及，邁向更高的集成度。”

木牛科技技術總監冀連營

CMOS制程將帶來的優勢毋庸置疑，但一位業內人士同時表示：“CMOS與鍺硅的差異點，也就是難點所在，CMOS本身能承受的功率較少，在低功率下要保證距離范圍的覆蓋需要一些技術手段，另一個就是CMOS噪聲較大，需要在硬件設計和降噪算法上多下功夫。”冀連營從另一個角度分析：“CMOS制程帶來很多好處，價格降低，硬件可靠性提高等，但軟件也更加復雜。目前看，無論是多核還是多核加上硬件加速模塊，都會使得軟件處理更復雜，需要復雜的多核多線程同步通信機制，這個與汽車雷達要求安全性是對立的，設計驗證會變得更復雜。從雷達硬件設計者的角度，也就是使用芯片的人的角度看并沒有什么改變。更多是在軟件層面體現出的變化。尤其是CMOS如果射頻基帶集成度更高，比如單片解決方案，那么系統揉在一起，軟件開發更復雜一些。當然，COMS制程也降低了行業門檻，競爭更激烈。”

CMOS制程的77GHz毫米波雷達優勢與挑戰同在，廠商也相繼發布了新品，但規模化量產仍需等待。業內某領先廠商的專家表示：“目前車載毫米波雷達產品還是以SiGe為主，RFCMOS產品大部分將會在明年量產，真正起量至少還需要兩到三年時間。”白杰也表示：“業界都在推CMOS制程， CMOS制程從長期來看將會使毫米波雷達的成本降低，但是新技術的應用在剛開始并不會很便宜，價格的優勢還要等大規模量產之后才能逐步體現，所以SiGe毫米波雷達的產品仍將持續一段時間，采用CMOS制程的毫米波雷達產品普及和量產還需要三到五年時間。” DIGITIMES Research也預估高頻毫米波雷達因導入CMOS制程后要到2022年價格才會大幅下跌。

77GHz與CMOS制程化為毫米波雷達帶來百億市場 差異化路線幫中小廠商搶奪市場

隨著自動駕駛汽車的發展，汽車電子正逐步成為推動電子行業發展的重要力量。以ADAS為例，到2020年，預計全球車載毫米波雷達出貨量可達7200萬顆。按國內ADAS滲透率在2020年達到30%估算，每套ADAS需要4個短距離毫米波雷達+1個長距離毫米波雷達，國內出貨量可達4500萬顆，市場規模將超200億元。另外，DIGITIMES Research觀察車用毫米波雷達系統發展重點在制程CMOS化及高帶寬79GHz頻段重要性提升。DIGITIMES Research預估高頻毫米波雷達因導入CMOS制程后2022年價格相較2017年跌幅將達50%，24GHz因大陸業者殺價競爭，亦將有50%跌幅，又因毫米波雷達為ADAS系統中必要搭載的傳感器，至2022年市場規模將達159.6億美元。