这两年随着自动驾驶的火爆,雷达传感器技术成为一项热门技术,吸引了许多资本和人才的注意力,尤其是激光雷达传感器和毫米波雷达传感器,行业内多家创业企业得到资本市场的投资和认可,而超声波雷达由于在更早以前就在汽车倒车雷达、机器人避障、无人机定高中有所运用,市场覆盖广泛,成本低廉,目前已经成为激光雷达和毫米波雷达追赶和超越目标。激光雷达由于批量成本较高很难在短时间内降到毫米波雷达的成本范围,那已经大批量使用的毫米波雷达有没有可能降到超声波雷达的成本范围呢?我们从毫米波雷达技术发展路线来做一下分析预测。

众所周知,毫米波雷达由于其抗干扰能力强,可穿透塑料、陶瓷等材料,已经在很多领域得到了客户的认可,并且在智能驾驶、无人机、机器人、工业控制、智能家居等行业大批量使用。但是,由于目前主流的设计还是采用分立元器件+天线技术或者MMIC芯片+天线技术,使得产品批量成本相对超声波雷达还是高,对于一些严格控制成本的消费品领域,市场还是无法渗透。同时,采用分立元器件或者MMIC芯片,天线尺寸很难变小,功耗也较高,限制了毫米波雷达传感器在手机、移动设备、物联网、智能穿戴、扫地机器人、无人机等功耗要求低的设备中使用。成本低、尺寸小、功耗低、稳定性好是目前雷达传感器变革的方向,随着万物互联(IOT)、毫米波5G移动通信与汽车雷达如火如荼的展开,封装天线技术让这一切变成可能。

基于AiP技术的PCR雷达传感器原理图

封装天线(简称AiP)是基于封装材料与工艺,将天线与芯片集成在封装内实现系统级功能的一门技术,目前有多家厂商采用AIP技术来实现通信、毫米波雷达系统,比如英飞凌和Google合作开发,用于手势识别的60GHz毫米波雷达,目前处于产品研发阶段,预计很快会有样机提供;瑞典的一家独立于隆德大学(Lund University)的移动传感器技术公司Acconeer开发了工作在60GHz 频段的PCR雷达传感器,目前其中国区代理商深圳市佰誉达科技公司已经批量销售。联发科(MediaTek)于1月12日在CES上披露正研发基于76-81GHz频段,采用AiP封装的汽车毫米波雷达芯片。国外大厂纷纷看好这种技术,目前看来进展较为领先,已经批量化生产出货的就是这家瑞典的Acconeer公司。因为市面上能买到的只有这家公司的产品,所以我们以这家公司产品做一下分析,尺寸为5.5x5.2x0.88mm,功耗低至0.2mW,这使得一些智能穿戴、手机人脸识别、无人机定高/避障、机器人避障/材料识别等行业运用毫米波雷达成为可能。

世界知名市场研究与战略咨询公司Yole,去年年尾出版了一份市场分析报告:2018年度汽车雷达技术 “Radar Technologies for Automotive 2018”。报告提出AiP技术会是毫米波5G通信与汽车雷达芯片必选的一项技术,可以清楚看见AiP技术已经是毫米波汽车雷达主流天线与封装技术。而采用封装天线,让毫米波雷达系统可以实现芯片化,芯片化产品的一大优势就是一旦量产,成本就会大大降低。短期内,超声波雷达成本优势难以超越,但可以预见,在不久的将来,毫米波雷达将取代并超越超声波雷达广泛的运用场景。