雷达传感器对自动驾驶汽车而言，其重要性不言而喻。因此，针对该领域推出的产品技术够不够前沿，是一家公司能否跻身汽车行业供应商前列的关键。近日，芯片制造商英飞凌宣布同比利时微电子研究中心IMEC达成合作协议，共同开发下一代雷达系统。如果你对IMEC的行业地位有了解的话，就能明白英飞凌此次强强联手的野心了。
IMEC是射频技术、IC雷达应用及天线设计领域的佼佼者。此次英飞凌牵手IMEC，将主要进行车用79GHz 全CMOS雷达芯片的产品研发。到目前为止，合作双方已经基于28nm CMOS技术开发了一款用于演示的集成电路，并计划在2016年第三季度展示芯片样品。此外，按照双方的规划，2017年初，将推出以该样品芯片为技术核心的雷达产品。
*IMEC成立于1984年，总部设在比利时鲁汶，目前是欧洲领先的独立研究中心。其研究方向主要集中在微电子，纳米技术，辅助设计方法，以及信息通讯系统技术（ICT），平均年收入超过一亿两千万欧元，均来自于其他合作者的授权协议及合约。IMEC的客户包括英特尔、ARM等世界各地的半导体和系统厂商，以及欧共体，欧洲航天局等国家政府单位。
值得一提的是，2015年6月23日，中芯国际与华为、比利时微电子研究中心(IMEC)以及高通附属公司Qualcomm Global Trading Pte. Ltd.签订合作协议，四家公司将共同投资成立中芯国际集成电路新技术研发(上海)有限公司，新公司将致力于开发下一代CMOS工艺。
IMEC提供的79GHz雷达芯片解决方案
如今，具备驾驶辅助功能的车辆一般会装配多达三套雷达系统。将来，全自动驾驶汽车可能会装配十套雷达系统和十多套摄像头或激光雷达系统。这也是为什么mobileye计划推出的EyeQ5芯片在传感器融合功能方面，支持多达20个传感器接入的原因。
英飞凌传感&控制事业部副总裁兼总经理Ralf Bornefeld指出，这些由雷达、摄像头或激光雷达组成了一套360°全景传感器成像系统，类似一种包裹汽车的“安全屏障”。他还透露称，英飞凌还计划开发一款单芯片CMOS雷达传感器，将其应用于对近距离传感有较高要求的自动泊车系统。不过Bornefeld同时也指出，“基于全CMOS技术打造的雷达并非能够取代其他雷达产品的万金油”。
首先是成本问题。除非市场需求量很高，否则相比主流的传统SiGe双极型晶体管制造工艺，全CMOS雷达芯片的生产成本还是很高；
其次，高度集成化的CMOS雷达芯片适用于对应用灵活性要求不高的产品。换句话说，标准化的程度越高，全CMOS雷达才会比基于SiGe技术打造的产品有优势；
最后，28nm 全CMOS雷达芯片无法满足长距离（300m）车用雷达的使用需求。因此，如果需要雷达产品应用的灵活度较高，那么至少未来10年的中短期内，基于SiGe打造的雷达芯片可能依然是市场主流技术。
因此，Bornefeld也表示，“英飞凌并不打算将赌注全部押在CMOS技术上。未来，基于SiGe和CMOS技术打造的雷达芯片产品会并存于市场”。
相比目前较成熟的24GHz雷达芯片技术，频率为79GHz的雷达在探测角度及频率分辨率上表现更出色。而更高的频率分辨率则能够利用多普勒效应获得更为精确的车速数据。据IMEC视觉系统项目负责人Wim Van Thillo介绍，未来计划推出的基于这款雷达芯片打造的传感器样品将集成MIMO天线，以实现对大尺寸物体、行人和自行车的识别。换句话说，IMEC已经在开发具备机器学习能力的雷达传感器。
据IMEC感知系统研发负责人Wim Van Thillo透露，除了联合英飞凌开发28nm 79GHz的全CMOS雷达芯片，IMEC同时还在进行140GHz高频雷达芯片的研究工作。在该频率下，雷达向外发射的无线电波波长为2.2mm。高距离分辨率是衡量雷达成像质量的关键指标之一，而要实现高距离分辨，雷达的瞬时信号带宽必须很大，因而如何让一枚面积只有1平方毫米的雷达芯片的信号带宽超4GHz，这是IMEC目前正在努力研究的问题。
未来，一方面通过信号处理得到车速的准确信息，同时在雷达芯片上集成能够进行模式识别和机器学习的算法，意味着雷达同样能够通过微多普勒特征识别并辨别出行人、自行车和其他机动车辆。如果将这些具备机器学习能力的雷达和其他摄像头、激光雷达等传感器进行融合，相当于为自动驾驶汽车增加了另一层安全保障。
小结
照目前的发展趋势而言，雷达传感器的市场正呈现逐步增长的态势。众所周知，目前在美国已经有20家主机厂承诺从2022年开始将在市场出售的车型中增加类似自动紧急刹车的功能，而雷达传感器因为成本低廉的原因（比基于摄像头的视觉识别传感器便宜），正受到车企和供应商的追捧。谈到这里，又想到了Mobileye计划推出的EyeQ5芯片，自动驾驶市场技术格局的悄然变化恐怕也是Mobileye从视觉识别走向传感器融合的内在动因吧。
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