近日，據(jù)新華社報(bào)道，南開大學(xué)與香港城市大學(xué)攜手，在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域取得重大突破，成功研制出薄膜鈮酸鋰光子毫米波

　　這一創(chuàng)新成果為未來6G通信、智能駕駛、精準(zhǔn)感知等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有望帶來全新變革。

　　2025年1月27日，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的集成光子毫米波雷達(dá)芯片在《Nature Photonics》期刊在線發(fā)表。

　　這一成果成功打破了片上光子雷達(dá)在頻率與帶寬上的限制，成為光子雷達(dá)技術(shù)發(fā)展道路上的重要里程碑。

　　此前，片上光子雷達(dá)的頻率和帶寬受限，嚴(yán)重影響其在諸多領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，而此次突破為該技術(shù)的發(fā)展開辟了新路徑。

　　這款芯片在性能上表現(xiàn)卓越，實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)高分辨率測(cè)距、測(cè)速和逆合成孔徑雷達(dá)成像。

　　它能夠高效實(shí)現(xiàn)毫米波V頻段雷達(dá)信號(hào)的生成，中心頻率為45GHz，帶寬為10GHz ，并能完成目標(biāo)回波的去斜。

　　尤為關(guān)鍵的是，該芯片成功突破了先進(jìn)制程中高速數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)雷達(dá)性能的限制。

　　過去，高速數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能局限，使得雷達(dá)在信號(hào)處理和目標(biāo)探測(cè)精度上難以提升，而這款新芯片的誕生解決了這一長期困擾行業(yè)的難題。

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　　為全面探究集成薄膜鈮酸鋰光子毫米波雷達(dá)的性能，研究團(tuán)隊(duì)開展了一系列測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該集成光子毫米波雷達(dá)在測(cè)距、測(cè)速及成像功能的分辨率均超越厘米級(jí)。其距離分辨率達(dá)1.5cm，速度探測(cè)分辨率達(dá)0.067m/s，逆合成孔徑雷達(dá)二維成像分辨率達(dá)1.5cm×1.06cm。

　　與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)系統(tǒng)和其他片上雷達(dá)芯片相比，新芯片在分辨率、靈活性和適用性方面實(shí)現(xiàn)了跨越式提升。

　　它能夠精準(zhǔn)捕捉目標(biāo)的細(xì)微特征，包括位置、速度以及形狀與姿態(tài)，為高精度目標(biāo)探測(cè)提供了強(qiáng)有力的支持，在智能駕駛、安防監(jiān)測(cè)等需要高精度探測(cè)的場景中具有巨大的應(yīng)用潛力。

　　雷達(dá)芯片處于雷達(dá)系統(tǒng)的核心地位，運(yùn)作時(shí)巧妙融合射頻與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。雷達(dá)探測(cè)器發(fā)射高頻電磁波信號(hào)后，芯片的射頻前端負(fù)責(zé)接收反射回波，它憑借出色頻率選擇性與信號(hào)放大能力，捕捉微弱信號(hào)。

　　在雷達(dá)芯片行業(yè)，國際半導(dǎo)體巨頭憑借深厚的技術(shù)積累和廣泛的市場布局，長期占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　恩智浦（NXP）：作為汽車?yán)走_(dá)芯片領(lǐng)域的佼佼者，恩智浦的旗艦產(chǎn)品S32R45和新推出的S32R41處理器表現(xiàn)卓越。S32R41專門用于77GHz高級(jí)雷達(dá)應(yīng)用，采用Arm Cortex?-a53和Cortex-M7內(nèi)核，搭配專用雷達(dá)處理加速器，可構(gòu)建4D成像雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)360度環(huán)繞感知，滿足L2 +級(jí)至L5級(jí)的自動(dòng)駕駛需求，在眾多知名汽車廠商的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

　　英飛凌：擁有毫米波雷達(dá)全套解決方案，覆蓋高性能前雷達(dá)、高性價(jià)比角雷達(dá)以及艙內(nèi)監(jiān)控毫米波雷達(dá)芯片。其關(guān)鍵部件MMIC、MCU和PMIC在各類細(xì)分雷達(dá)應(yīng)用場景中廣泛使用，成熟量產(chǎn)的級(jí)聯(lián)方案助力實(shí)現(xiàn)4D雷達(dá)，為汽車安全與智能駕駛提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，在全球汽車?yán)走_(dá)市場占據(jù)可觀份額。

　　德州儀器（TI）：2024年1月推出的AWR2544 77GHz毫米波雷達(dá)傳感器芯片采用衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)設(shè)計(jì)，顯著提升了高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）中的傳感器融合和決策能力。憑借持續(xù)的研發(fā)投入和先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，德州儀器的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，在雷達(dá)芯片市場始終保持著強(qiáng)勁的競爭力。

　　意法半導(dǎo)體：基于豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和全面的汽車?yán)走_(dá)收發(fā)器與電源管理IC產(chǎn)品組合，為客戶提供基于24GHz和77GHz MMIC的雷達(dá)解決方案。其產(chǎn)品滿足嚴(yán)格的汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）要求，在汽車?yán)走_(dá)芯片市場占據(jù)重要地位。

　　Uhnder：作為數(shù)字毫米波成像雷達(dá)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，Uhnder基于數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）技術(shù)，開發(fā)出完全由軟件定義的雷達(dá)芯片和傳感器模塊，能為ADAS、AV和物流自動(dòng)化系統(tǒng)提供最高分辨率的數(shù)字感知。2024年2月完成5000萬美元D輪融資，彰顯了市場對(duì)其技術(shù)潛力的高度認(rèn)可。

　　2022年推出的首款車規(guī)級(jí)4D數(shù)字成像雷達(dá)芯片S80，已通過基于AECQ104的所有車規(guī)資格認(rèn)證以及基于ISO26262的ASIL-B認(rèn)證，并已部署在Fisker的Ocean車型上，成功切入汽車?yán)走_(dá)市場。

　　相較于國外企業(yè)，國內(nèi)車載毫米波雷達(dá)芯片企業(yè)起步較晚，技術(shù)積累相對(duì)較少，但在產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展與市場需求的驅(qū)動(dòng)下，正積極布局，奮力追趕。

　　加特蘭微電子：2014年成立后專注于CMOS芯片研發(fā)，2024年一季度出貨超800萬顆，預(yù)計(jì)全年出貨600萬顆。其產(chǎn)品已進(jìn)入20余家車企、超200款車型，適用于多種類型的雷達(dá)。

　　森思泰克：77GHz產(chǎn)品率先應(yīng)用于ADAS關(guān)鍵功能，成功“上路”，為國內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了重要支持。

　　德賽西威：積極開發(fā)多頻段產(chǎn)品，助力自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷升級(jí)，在車載雷達(dá)芯片領(lǐng)域不斷拓展業(yè)務(wù)。

　　清能華波：專注于芯片設(shè)計(jì)，努力在技術(shù)研發(fā)上取得突破。此外，南京米勒、鋮昌科技、電科芯片等企業(yè)也憑借各自的優(yōu)勢(shì)，在研發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)發(fā)力，在細(xì)分領(lǐng)域嶄露頭角，逐步縮小與國際企業(yè)的差距，有望在未來提升自身競爭力。

　　根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2022年全球雷達(dá)芯片市場規(guī)模約為50億美元，預(yù)計(jì)到2027年將增長至120億美元。

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　　目前，國際企業(yè)在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，英飛凌和恩智浦合計(jì)市場份額超過50%，TI和ADI分別占據(jù)約15%和10%的市場份額。

　　新興企業(yè)如Arbe和Uhnder雖然當(dāng)前市場份額較小，但增長迅速，預(yù)計(jì)未來幾年將占據(jù)更大市場份額。

　　國內(nèi)企業(yè)在積極追趕的過程中，也有望在未來的市場格局中占據(jù)更重要的位置，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展與變革。

　　內(nèi)容來源于：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫：雷達(dá)芯片，新突破；IT之家：我國光子毫米波雷達(dá)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為 6G 技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)