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网易汽车10月20日报道 “随着AiP技术的普及，我们预测到2024年全球毫米波雷达的容量将增长到4亿颗，AiP将给市场带来40%的增长。”
近日，加特兰微电子科技（上海）有限公司（以下简称“加特兰”）在媒体分享会上，介绍目前已经实现量产的、基于封装天线（AiP）技术的两款毫米波雷达产品——Alps系列77/79GHz汽车级 CMOS毫米波雷达芯片，另一款Rhine系列60GHz工业级 CMOS毫米波雷达芯片。活动现场，加特兰COO吕昱昭、生产技术总监王典、产品经理吴翔，就毫米波雷达产品技术的研发历程和应用场景进行分享。
- 什么是AiP技术？
AiP（Antenna-in-Package）顾名思义就是“封装里的天线”。
它是将天线与芯片集成在封装内使芯片具有系统级无线功能的技术，实现了天线与芯片高度集成功能的同时，也兼顾了天线性能、研发周期、成本及体积。
加特兰生产技术总监王典表示，加特兰AiP的模组尺寸与传统芯片开发板相比足够小，在一个12mm×12mm的面积上完成了一个带雷达天线全尺寸的SoC，支持77GHz或者是60GHz的频段，里面包含有多个收发通道包括4个接收通道和4个发射通道，并且支持MIMO技术，系统性能更为强大。
从天线本身性能的来说，AiP的设计是有非常高的设计冗余度，在天线增益方面同样具有200%的冗余，以确保在封装工艺有偏差的情况下，器件还能正常工作。
使用加特兰的AiP之后，客户不需要再投入人力和时间进行天线设计和测试，大大缩短整个产品的研发周期，从而缩短产品上市的时间。
作为CMOS毫米波雷达芯片技术的领导者，加特兰把射频芯片和数字芯片集成到一起变成SoC，降低产品的开发难度和生产成本。这里有一些数据可以展示：从第一代的砷化镓到锗硅，整个系统成本大概降了50%。到了CMOS工艺的时代，跟上一代锗硅相比又降了40%的系统成本。而到SoC时代，又会带来30%的成本降低。而基于AiP技术的SoC芯片，整个系统成本还能再降低。
“这也是我们会聚焦AiP技术的原因。我们预测到2024年，AiP技术的普及会让全球的毫米波雷达的容量增长到4亿颗，给市场带来40%的增长。”
早在2017年，加特兰就成功研发CMOS工艺77/79GHz毫米波雷达芯片Yosemite，次年在车辆上实现量产。这也是全球第一个量产的CMOS工艺的77GHz毫米波雷达射频前端芯片。经过三年自主研发，加特兰的AiP技术日益成熟，在今年4月成功量产全球首款77GHz天线内置多通道毫米波雷达CMOS SoC AiP。
- 被自动驾驶带火的毫米波雷达，还能做什么？
得益于自动驾驶系统（ADAS）在新车型上的普及率提升，目前市面上已经有很多车企在车上应用毫米波雷达。包括将来的无人驾驶技术，也需要用摄像头雷达和其他传感器来做数据融合。这同样也是现在毫米波雷达在业界最清楚的一个行业应用。
正如加特兰微电子公司COO吕昱昭先生所言，“我们希望毫米波雷达技术能在大家的生活中得到更多的普及，能够更加平民化。这是我们的使命。”
随着AiP产品的问世，加特兰开始设想还能创造出怎么样新的应用，能够更广泛地应用于载体，将产品更快地推向市场。
在汽车舱内，毫米波传感器可以实现比如手势对车上娱乐系统的控制，检测生命体征、识别生命状态，比如心跳呼吸等探测。由于社会上儿童被遗留在车内危及生命的新闻频发，目前很多车企开始落实相关应用，例如拥有车内生命监测功能的WEY VV6等。
基于上述需求，加特兰做了一个舱内活体检测的参考设计，并在现场进行应用。针对舱内人移动或微动的活动状态进行检测。
考虑到车舱当人坐在里面完全不动的情况下，使用一般的雷达技术是无法探测的。然而即使在静止状态下，人的呼吸、心跳会带来身体表面的微动。毫米波雷达通过微动的探测，依然可以对车舱内是否有静止不动的人包括进入睡眠状态的人可以给出一个精准的识别，特别适合舱内儿童留存检查。
值得一提的是，与摄像头相比，毫米波雷达可以起到保护隐私的作用。
“用了AiP以后，我们只需要一个很小的传感器装在比如说车顶灯的位置或者装在后视镜的位置就可以完成这样一个车舱内生命体征的探测。” 加特兰产品经理吴翔如是说。
- 不只是汽车，AiP技术助力多场景应用毫米波雷达
除了汽车行业，AiP毫米波雷达在智能家居、住宅、消费电子、监控等领域的应用也越来越普及。
例如在现有的空调产品，依然存在空调送风不均匀，导致房间各处的温度不均衡；直吹空调风导致人体舒适度低；厂商对房间尺寸和安装位置信息缺失等问题。
针对这些痛点，加特兰开发了一套针对智能空调的解决方案——毫米波雷达通过对人体微动的判断，精准地跟踪人在房间里的具体位置，包括静止站立不动的情况。同时，还可以自动过滤除人或动物以外，其他容易误触发装置的物体，比如风扇、窗帘、绿色植物等。
另外，通过多通道天线的技术，可以得到运动人体的高度信息，以用来区分是大人、小朋友还是宠物。
相似的技术同样也可以检测人的心跳和呼吸。若把呼吸检测技术加到空调里面，通过对人呼吸次数是否变慢，判断是否进入睡眠，空调也可以自动进入睡眠模式。
再比如监控市场中，也有一些产品可以加入毫米波雷达，从而带来新突破。目前常用的监控摄像头是基于光学CMOS传感器，通过光学采集到数据以后，对图像进行分析。但同时也存在天气不好或者黑夜时识别难度高，光影会产生误报情况；对远距离的物体，某些摄像头的清晰度不够等痛点。
但当摄像头加入毫米波雷达，则可以通过信息感知来降低误报率，同时以成本更低的AI 处理器来实现相当的探测能力。
值得一提的是，在这之前也有雷达产品应用于监控市场，但大多数是视觉的摄像头在底下安装一个很大的雷达，产品体积过大。而搭载AiP芯片的毫米波雷达小体积的特点，很好的解决了这个问题。
“毫米波雷达产品本质上是一个传感器，而加特兰通过AiP这样一个技术，可以帮助客户快速地把它应用于各种行业的方方面面，可以基于它设计出更有特点，更有想法的新产品来改变世界。”加特兰微电子公司产品经理吴翔如是说。
正如他所言，随着需求的新增，各个行业也会对AiP提出更高的要求。面积能不能更小？功耗是不是可以更低？性能如何能做到更好？这个同样也是加特兰在未来研发下一代产品时，继续深挖的方向和奋斗的目标。
本文来源：网易汽车
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