国内的77GHz毫米波雷达企业暂时很难打进主机厂体系,领投方同华投资

“随着国内汽车主动安全相关政策的逐步实施,以及汽车智能化向中低端车型的快速渗透,看似77GHz毫米波雷达有着巨大的市场,但国内77GHz雷达厂商短时间内很难从中获益。”雷博泰克总经理黎宏对《高工智能汽车》表示。

目前,国产毫米波雷达厂商能进入前装的屈指可数,而提到雷达芯片,更是少之又少,包括厦门意行半导体、清能华波、上海矽杰微、加特兰、南京问智微等公司,基本的情况就是海龟团队,初创企业,新生产品。

雷博泰克成立于2014年,公司以研发24GHz毫米波雷达为主、77GHz毫米波雷达正处于研发阶段。研发团队主要是来自于军工雷达背景和国防科技大学的人才,其24GHz毫米波雷达开发的后装BSD已出货7000余套。

如果说国产毫米波雷达厂商的日子不好过,那么国产雷达芯片厂商的生活,更可谓是水深火热。

黎宏认为,77GHz毫米波雷达市场看似热闹,其实并不成熟。以前,高频毫米波雷达芯片对于我国长期处于禁运管制状态,国内难有机会接触和开发,导致国内77GHz毫米波雷达企业普便成立晚,体量小,多数没有前装经验。

上海矽杰微电子有限公司(以下简称矽杰微电子)前身是上海微技术工业研究院的RFIC部门,于2016年获得专业基金公司投资后,独立运营。

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矽杰微创始人卢煜旻曾在美国微波芯片老牌厂商M/A-COM、汽车电子一级供应商AutoliV和NXP半导体从事芯片的开发工作。公司其它三位副总来自于NXP、NVIDIA、密西根大学的Rad Lab。

雷博泰克总经理 黎宏

2016年11月,矽杰微拿到了Pre-A轮融资;2017年完成了A轮8000万人民币融资,领投方同华投资,;2018年4月20日,完成了A轮的增资,由中民投资本领投,青域资本跟投。

从主机厂角度来看,更倾向于选择一些具有承担风险的能力的企业。目前,国内的77GHz毫米波雷达企业暂时很难打进主机厂体系,主要表现为以下几个方面。

矽杰微电子是一家毫米波雷达芯片开发的公司,采用锗硅BICMOS工艺,研制了高度集成24GHz雷达SOC,同时公司在开发一系列的24GHz和77GHz的高集成度产品。

技术比想象中困难,部分创业者将要出局

在车载领域,矽杰微目前开发了三款毫米波雷达芯片产品,分别为RK1201L 、SRK1101A、SRK1102A。

77GHZ毫米波雷达技术壁垒较高,除了硬件工艺本身之外,MMIC芯片和天线PCB板是技术难点。

RK1201L为24GHz一发两收雷达芯片。核心指标:9dBm发射功率,-103 dBc/Hz相位噪声,30dB接收机增益,9dB噪声系数,片上集成功率和温度传感器, 5mm*5mm QFN封装。SRK1101A是24GHz一发一收雷达芯片,SRK1102A是其升级版,可用于BSD。

前端单片微波集成电路:它包括多种功能电路,如低噪声放大器、功率放大器、混频器、甚至收发系统等功能。具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。

矽杰微相关人员表示,公司刚进入车载毫米波雷达领域,产品还处在调试、测试阶段,跟一些主机厂有合作。

毫米波雷达的关键部件前端单片微波集成电路技术由在国外半导体公司掌控,而高频的MMIC只掌握在英飞凌、飞思卡尔等极少数国外芯片厂商手中。国内厦门意行和南京米勒为正在研发雷达MMIC,相关性能仍有待验证。

厦门意行半导体公司创始人杨守军曾担任DICE GmbH & Co KG设计主管,开发出多款商用车载雷达系统中关键集成电路,产品广泛被装车应用。

77GHz雷达天线需要高规格、高频PCB板:毫米波雷达天线的主流方案是微带阵列,简单说将高频PCB板集成在普通的PCB基板上实现天线的功能,需要在较小的集成空间中保持天线足够的信号强度。

博士期间主要从事24GHz、77GHz单片微波/毫米波集成电路设计的研究和产品开发工作。2017年意行半导体获得中国宝安集团、北汽产投等投资机构的A轮战略性投资。

目前全球仅罗杰斯、Schweizer,Taconic等少数公司拥有相关技术。国内PCB板公司有包括兴森快捷,沪电,深南,目前仍处于起步状态,其中沪电与Schweizer方面有所合作,技术较为先进。

公司是基于SiGe工艺24 GHz MMIC套片(SG24T1、SG24R1 等MMIC),基于该MMIC套片和雷达解决方案,可以实现BSD、LCA、FCW、ACC、AEB等汽车防碰撞雷达的应用。

国内77GHz毫米波雷达如何突围?

公司近日发布了24GHz 毫米波雷达芯片SG24TR12。SG24TR12 是一颗24GHz,1 发2 收,收发一体集成的毫米波雷达芯片,未来还会推出1 发2 收、1 发4 收全集成毫米波雷达芯片。

黎宏认为,更看好有军工技术背景的企业。因为,军用领域国产雷达已经有了较高的技术水平和量产经验,由参加过军工雷达项目的技术人才,可以更快研发出77GHz毫米波雷达;

加特兰微电子CEO陈嘉澍曾在复旦大学、香港升读城大电子及通讯工程学工学士课程,美国著名学府柏克莱加州大学修读博士,2013年毕业回国,创立加特兰微电子科技公司。

而由一些没有参加过量产雷达项目的院校博士、等理论人才,组成的团队很难将理论知识转换为产品,这需要大量的项目经验,当资金耗完,还不能拿出产品,可能面临着出局的危险。

2017年公司发布了车载毫米波雷达77GHz收发芯片Yosemite、Yosemite,采用了先进的标准CMOS工艺制程以及低损耗的晶圆级封装技术。

前装测试周期长

该芯片具有非常高的集成度, 包括发射机、接收机、锁相环及调频连续波综合器、模拟基带、电源管理等模块,并支持主从模式实现通道数量扩展。

虽然77GHz毫米波雷达有巨大的市场需求,但国产77GHz毫米波雷达很难拿到主机厂订单。

这款芯片实现了全球最小的封装体积(6.65x6.65mm)和最低的功耗,并且符合汽车级工作温度范围: -40-125摄氏度。

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清能华波成立于2010年,研发雷达的背景是清华大学的团队,公司负责将研发成果进行应用转化。公司研发了多通道单片集成的77GHz毫米波雷达芯片,采用了CMOS工艺,低功耗、小尺寸,FCW前向碰撞预警、BSD盲点侦测等。

因为,77GHz主要应用于前向AEB/LKA等主动控制ADAS,相比其他预警类ADAS,77GHz直接影响行车安全,主机厂更倾向于选择有前装案例的雷达企业;除此之外,主机产对国产77GHz毫米波雷达测试周期长。

南京问智微电子有限公司于 2014 年由留学回国人员创立。主要从事微波毫米波系统级芯片的研制和开发,应用领域包括雷达、无线通讯和超宽带模拟调理芯片等行业。

黎宏表示,双十协定(供应商装车完成10W公里测试,主机厂装车完成10万公里测试)只是开胃菜,其它协议,测试流程,量产周期等,还需要不少时间,从测试,到量产装车最少需要3年时间。并且,主机厂方面非常严格,在测试过程中,不会给测试企业出错的机会。

问智微已经拥有了4颗核心系统级芯片的IP。其中77GHz汽车雷达套片主要应用于汽车防撞、盲区检测等应用。

芯片受制于人,何谈量产?

该方案由三颗芯片组成:发射机芯片、接收机芯片和信号发生器芯片。三颗芯片均采用国际领先的锗硅半导体工艺和晶圆级扇出式封装。三颗芯片的扇出式封装面积均小于3.2 x 3.6 mm2。

目前,国内没有可量产77GHz毫米波雷达芯片,多数国内雷达企业采用的是英飞凌和TI的一代芯片。

国产毫米波雷达芯片市场刚刚起步,24Ghz芯片基本为Sige工艺,77GHz为CMOS工艺,芯片产品还处在测试阶段。

黎宏认为,采用进口芯片,完成国产77GH毫米波雷,不能算作可量产化,也不具有市场竞争力,因为英飞凌、TI等毫米波雷达芯片巨头与博世、大陆等雷达厂商之间存在着密切的商业关系、资本关系。

从业人员表示,毫米波雷达的国产化,需要从芯开始,但目前国产雷达产品尚且步履蹒跚,更奈何雷达芯片?因此在各种展览宣传中,雷达芯片厂商的展位都不起眼,且门可罗雀。

如果国内77GHz毫米波雷达与博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司形成竞争关系,那么,英飞凌、TI等芯片企业可能会采用提升价格、限量供货或停止供货等方式,保证博世、大陆等核心合作伙伴利益。

部分芯片厂商的产品,因为一些安全需求,会被用于红旗等国字号OEM车型,但什么时候能够被雷达厂商接受,还是个问号。

从商业博弈的角度来看,未来国产77GHz毫米波雷达存在一定的市场风险。

“没有对比,就没有伤害”的国产芯片

从价格方面讲,目前、博世77GHz毫米波雷达只需要1500人民币左右,在两年前其价格在2700人民币左右。

根据高工智能产业研究院报告数据,2016年博世、大陆的全球市场份额达到35%,其次为海拉、富士通天、电装、采埃孚天合、德尔福、奥托立夫、法雷奥等,9家企业的全球市场份额达到88%。

如果国产77GHz毫米波雷达可达到批量出货,其成本也将会高出博世、德尔福、大陆等等企业。此时,博世、德尔福、大陆等企业将77GHz毫米波雷达降到1000元人民币左右,甚至更低。

而站在这些毫米波雷达巨头背后的,是英飞凌、恩智浦、飞思卡尔、意法半导体、德州仪器。

国产77GHz毫米波雷达不管是企业体量、技术水平、竞价优势还是市场成熟度等方面都不够成熟,主机厂真正量装搭载国产77GHz毫米波雷达还需要一些时间。

早在2008年,英飞凌就宣布该公司的低成本雷达芯片已由博世公司的新一代毫米波雷达采用。英飞凌于2008年底开始量产雷达芯片,博世09年初生产配备该芯片的毫米波雷达,这款毫米波雷达就是“LRR3”。

那么,雷达厂商如何度过寒冬?之后又有哪些雷达厂商能够优先获得主机厂青睐?黎宏认为,研发后装BSD和多领域技术落地应用,可以为企业持续造血。雷博泰克的产品应用也包括了机场跑道监控雷达、特殊场景安防雷达、后装BSD雷达等领域,接下来要打一场持久战。

英飞凌发布利用76GHz~77GHz频带毫米波雷达用前端芯片RXN7740,采用SiGe技术,可应用于支持20~200m左右距离的长距离及中距离雷达系统。

但机会永远留给有准备的企业。

第四代远距离雷达传感器(远程雷达,LRR4)就使用了英飞凌77 GHz锗硅单片微波集成电路,被用作高频发射器和接收器和意法半导体(STMicroelectronics)的微控制器)。

主机厂方面表示,虽然目前不会批量采购国产77GHz毫米波雷达,但市场需求依然旺盛。

2015年英飞凌和海拉共同开发了适用于24GHz频率的盲区探测雷达传感器,该系统在效率上的提升主要归功于英飞凌BGT24Axxas全新MMIC芯片系列。它提升了雷达的信噪比,提高了盲区内物体探测和尺寸测量的精度。

他们会提前选择一些77GHz毫米波尔雷达厂商,在销量较小的车型上装车试用,建立长期合作关系,再根据市场反馈和国内雷达企业技术水平、量产规模、价格等,逐步应用到其它主流车型。

英飞凌MMIC包含所有高频组件,是一款全集成式收发器,海拉的雷达系统因此可变得更小、更低价和功耗更低。

奥托立夫77GHz多模雷达集成了两块电子板,包括德州仪器的微控制器和汽车视觉处理器。射频板使用混合PTFE/FR4基板制作成不对称结构,并且配备有平面天线。

该雷达使用英飞凌77GHz SiGe单片集成微波集成电路作为其高频发射器和接收器。射频芯片采用最新的eWLB封装,这是英飞凌开发和制造的扇出型晶圆级封装。发射器和接收器连接到双功率放大器和英飞凌的波形发生器。

德国大陆有短距雷达SRR320、长距雷达ARS400/410/430系列等等。SRR3-B雷达可用于BSD、LCA等功能,MCU电路板集成了一款恩智浦的微控制器;高频发射器和接收器采用英飞凌的24GHz锗硅的单片微波集成电路。77GHz雷达ARS4-A可用于FCW、AEB、ACC等功能,使用了恩智浦微控制器

2015年,飞思卡尔和大陆宣布,计划将飞思卡尔的下一个77 GHz的雷达技术集成到大陆的下一代短程和中程汽车雷达模块。

大陆的ARS 400雷达解决方案采用了飞思卡尔的MR2001 77 GHz的多通道雷达收发器和微控制器 MPC577xK集成了雷达信号的ADC和专用DSP的雷达。高度集成的ARS 400包括从77 GHz的天线输入整个信号通路到汽车的网络连接,可实现可靠,功能丰富,外形小巧雷达解决方案。

德州仪器2017年推出76到81 GHz CMOS雷达芯片,传感器的距离分辨率小于4 cm,范围精度小于50 μm且最远可达300 m范围。

这款雷达芯片1000颗订单量的成本为45美元/颗,可在多雨、多雾、积雪等其他传感器失灵的环境下工作,服务于ADAS功能。目前,新款毫米波雷达芯片产线已经开始大规模生产,德州仪器意图同传统雷达芯片巨头抢夺市场份额。

以上,可以看出全球几乎占据大部分市场份额的雷达厂商,都使用了国际雷达芯片厂商的产品,这些芯片厂商原本在汽车领域就有较大的话语权。

国内的毫米波雷达公司刚刚起步,使用的也都是国外雷达芯片厂商的芯片,纵使如此,雷达产品仍难进入自主OEM的供应链。

苏州豪米波科技CEO毕欣认为,国产雷达芯片的路相对比较长。

主要有两方面的原因:一方面国产雷达芯片只是射频收发组件,并完成射频上下变频功能,而收发单元在整个雷达系统中功能和成本比例并不很高,相比其它图像处理和ADAS芯片,目前国产的雷达芯片并不具备雷达信号处理相关算法的核心功能。

另外一方面,从中国自主汽车与零部件发展历程看,国产零部件芯片需要经历国产零部件的发展并成熟后,市场机遇才能爆发,(目前国产工业领域专业24GHZ芯片仍很难量产,可见一斑),因此,国产雷达芯片还需要3-5年的零部件的稳定期后,才会出现真正的增长。

国产芯片行业从业人士表示,国产毫米波雷达产品厂商目前的前装出货量都极少,回溯到芯片行业,要解决的问题首先是“有”的问题,之后才是质量、成本控制的问题。

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