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将毫米波雷达成本降低一半,这家芯片公司靠什么走那么久?
2017年11月20日 作者: 暂无评论 72+ 0

Yosemite10 月 25 日,毫米波雷达芯片供应商加特兰在上海开了第一场产品发布会,与业内多数科技公司相比,发布会场面算不上宏大,但对这个 30 多人的团队来说,却是一个重要节点,因为这个成立 3 年的公司发布了自己第一批正式量产的毫米波雷达芯片。

此次发布的产品主要有两款:用于车载毫米波雷达的 77GHz 芯片——Yosemite(2T4R)、Yosemite(4T8R),和用于工业级消费市场的 60GHz 芯片 Yellowstone。

毫米波雷达芯片向来是巨头的战场。国内或国外,英飞凌、恩智浦几乎占据绝大部分市场。下游供应商不缺少芯片来源,但造价低的芯片仍存在巨大市场缺口,这也是加特兰的切入点。

从功能上来讲,这两款芯片与市面上的芯片区别并不明显,但因为使用了数字模拟电子产品芯片里大量使用的标准 CMOS 工艺,成本降到了原来 SiGe 芯片组的二分之一到三分之一。

根据爱板网的了解,目前,国际上车载毫米波雷达的重要玩家主要是博世、大陆、德尔福、海拉这些大的 Tier 1 厂商,一般的小型硬件供应商,在芯片供应商面前议价能力较低,首先在成本上就已经丧失与第一梯队竞争的优势。降低芯片成本,也正是其重要诉求所在。

* 加特兰的 Yosemite(4T8R)芯片

77GHz 毫米波雷达芯片,未来五年不变的主线

做更廉价和高集成度的毫米波雷达芯片,是 3 年前陈嘉澍在创业之初为公司做出的基本定位。

2014 年,从加州伯克利大学博士毕业的陈嘉澍结束在硅谷一家通讯公司 3 年的职业经历,回国创业,在此之前,他对创业方向与国内市场都做了详细的调研。

因为多年来一直从事毫米波芯片研究,并持续看好这个领域,在他的计划里,下一步自然还是继续沿着自己擅长的方向走,做毫米波雷达芯片。

在国内,ADAS 和智能驾驶热度逐年攀升,尤其前者,无论业内对 L3、L4、L5 的争议如何激烈,但几乎没有人再对 ADAS 的应用普及存疑,标配 ADAS 功能是近两年汽车生产的普遍趋势。

因为造价远低于激光雷达,探测精度高,体积小,且受天气影响少,毫米波雷达一直是 ADAS 不可替代的配置之一。在 ACC、AEB、盲点监测等功能搭建上,毫米波雷达都是重要的硬件支撑。而比起还处于将来完成时的 L4、L5,ADAS 又是可以立即投入量产的应用,这也是陈嘉澍和很多 ADAS 创业者看好这一领域最重要的一点:快速商业化的预期。眼下,毫米波雷达多装配于高端车,中端车、低端车市场正处于刚刚开启阶段。

“过去几十年,车上的电子部件芯片总比重几乎没有什么变化,直到智能行业出现。未来车上的芯片比重会越来越大,这是非常大的机会。做 77GHz 的毫米波雷达核心芯片,是我们未来五年不变的主线。”陈嘉澍解释道。而仅以目前来看,芯片就已经占到毫米波雷达总成本的 70%。

“从发展趋势来讲,现在很多主机厂希望一辆车上装配 5 个毫米波雷达,1 个中长距的,往前看的,车辆四个角各一个中短距的,这样基本可以实现 360 度的覆盖,形成防撞系统和变道辅助系统。”2020 年,全球车载毫米波雷达出货量预计可达到 7200 万颗。若按照 30% 的 ADAS 渗透率来预估,三年后,仅国内出货量就可达到 4500 万颗,市场规模超过 200 亿。

同时,在 60GHz 的毫米波雷达方面,近两年大热的无人机、机器人也在为其提供充分的应用场景。Yosemite

*加特兰的 Yosemite(2T4R)芯片

芯片的工艺节点

如何在实现高集成度的情况下,大幅度降低成本,加特兰的解法是用数字模拟电子芯片市场上大量使用的 CMOS 工艺,替代目前毫米波雷达芯片采用的锗硅工艺,并将射频、模拟及混合信号模块全部集中到一个芯片上,单芯片替代多芯片之后,因为不需要多余的连接,系统版型设计更为简化,集成度也更高。

“CMOS 的工艺节点在不断演化,每两年会有一次更新,这是摩尔定律。10 年前,我们还停留在 90 纳米、130 纳米,而今天则是 10 纳米。CMOS 工艺的 feature size 越来越小,所以工作频率越来越高。其工艺节点还停留在 90 纳米的时候,不具备工作在 77GHz 的可能,而在硅工艺上加上一种比较昂贵的化学元素“锗”,可以使器件的速度提高 3 倍以上,因此过去很长一段时间内,毫米波雷达芯片均采用锗硅工艺。”

“2010 年以后,CMOS 工艺进入 45 纳米节点,晶体管 ft 接近 200GHz,工艺本身已具备实现 77GHz 电路的可能。”陈嘉澍认为,正是 CMOS 的这种制程演化给了加特兰入场的机会,而提前完成 CMOS 毫米波集成电路研发的团队组建,也为公司在之后的竞争中赢得了更多主动。

直至现在,进行毫米波雷达芯片研发的创业公司仍然非常少见。一方面巨头把占市场,新兴公司并不容易闯入;另一方面,国内外从事毫米波芯片研究的人才非常难寻,团队组建难度较高。加特兰的团队由陈嘉澍与来自硅谷的几位合伙人共同搭建,三年多的时间才逐步扩充到今天的规模。

研发之后

要量产 77 GHz和 60 GHz 的高频率芯片,对电路设计也提出了非常大的考验。那么,如何证明加特兰使用 CMOS 工艺的芯片也可以实现锗硅同样的性能?

“你可以直接去测试。”面对爱板网的质疑,陈嘉澍的回答非常干脆。

一年多之前,加特兰开始陆续引入近 10 家下游合作伙伴,用样品与后者搭载系统原型,不断做调试。2018 年,其合作的部分毫米波雷达硬件就将投入量产。不过,问及合作伙伴名字,陈嘉澍表示眼下还不方便透露。

车载芯片的研发过程中,关卡比比皆是,例如,如何使芯片符合零下 40 度到 125 度的车规级标准,陈嘉澍坦言,仅在这方面,团队就花了一年多时间做测试迭代修改。

此外,芯片制造前期需要的资金规模巨大,其量产的一次性投入可能就高达百万美金,并且回报周期也比一般行业要长很多。

科技公司要具备很好的融资能力,这几乎是业界共识。2014 年底,这家初创的芯片公司收到了华登国际和矽力杰的一笔天使投资,今年上半年,来自中关村兴业和峰瑞资本的 A 轮投资则为团队又“续了一次血”。

对于加特兰这样的创业公司来讲,实现第一代芯片的量产只是初步完成了从零到一,如何让产品实现更高可靠性、打入更多主流 Tier 1 厂商,是团队需要持续努力的方向。技术的迭代是一项没有通关的游戏,这一点,大多数科技公司都明白,陈嘉澍也明白。http://www.eeboard.com/news/haomi/ ‎http://www.eeboard.com/news/intel-93/

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