隨著大眾對汽車駕駛安全性、舒適性要求的不斷提升，我們正進入一個新興的“汽車雷達時代”，伴隨著很多創新發展、顛覆性技術和新晉廠商。毫米波雷達（Millimeter Wave，MMW）是未來車載主力傳感器之一，將和攝像頭（Camera）、激光雷達（LiDAR）、超聲波傳感器一起為高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛汽車“保駕護航”。

毫米波雷達成為ADAS可靠性保障

毫米波雷達是使用工作頻段為30~300GHz、毫米波波長為1~10mm的雷達。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此，毫米波兼有微波制導和光電制導的優點。與激光雷達相比，目前毫米波雷達技術更加成熟、應用更加廣泛、成本更加低廉；與可見光攝像頭相比，毫米波雷達的準確性和穩定性更好，價格差距也在不斷縮小。尤其是毫米波雷達具有全天候全天時工作特點，無懼雨雪、霧霾、黑夜等惡劣天氣，已成為汽車高級輔助駕駛系統（ADAS）可靠性保障不可或缺的傳感器。

常見的車載毫米波雷達按工作頻率主要有24GHz和77GHz，根據其探測距離范圍又可分為：短程毫米波雷達SRR（60米以下）、中程毫米波雷達MRR（100米左右）、長程毫米波雷達LRR（200米以上）。

想要完全實現ADAS各項功能，全方位覆蓋汽車周圍環境的感測，兼顧性能和成本，會在一輛汽車的前中后安裝多顆毫米波雷達，比如滿足基本的L3級自動駕駛至少需要5顆毫米波雷達（1長+4短），隨著自動駕駛等級的增加，毫米波的數量也是不斷增加，到了L5級高級自動駕駛階段毫米波雷達將增加到10顆以上。“短程+中程+長程”毫米波雷達三者結合一起共同完成自適應巡航（ACC）、自動緊急制動（AEB）、前方/后方碰撞預警（FCW/BCW）、變道輔助（LCA）、盲點檢測（BSD）、倒車輔助（BPA）、泊車輔助（PA）等多種ADAS功能。

向低成本、小體積、低功耗、高集成發展

毫米波雷達的技術總的趨勢是朝著成本更低、體積更小、功耗更低、集成度更高的方向發展。在雷達芯片技術方面，高集成化的單片微波集成電路（MMIC）成為了主流，在工藝上先是SiGe替代了GaAs，當前正慢慢朝CMOS方向發展。利用CMOS工藝，不僅可將MMIC做得更小，甚至可以與微控制單元（MCU）和數字信號處理（DSP）集成在一起，實現更高的集成度，不僅能顯著地降低系統尺寸、功耗和成本，還能嵌入更多的功能。

頻段上，因為77GHz比24GHz雷達擁有更好的探測范圍和更大的可用帶寬，從而在距離分辨率和精度上有大幅提升，另外更小的波長也具有更小的體積和更強的抗干擾能力，正逐漸替代24GHz成為未來的主流。

另一方面，隨著毫米波雷達天線設計、調制技術和目標分辨率算法等方面不斷創新，比如合成孔徑雷達（SAR）、多輸入多輸出（MIMO）技術的突破，毫米波雷達在3D成像性能上正不斷接近現有的激光雷達性能，這些新型雷達甚至有取代部分激光雷達的趨勢。

ADAS普及率催生毫米波雷達需求

據麥姆斯咨詢報道，由于主要發達國家在新車評價規程（NCAP）中對汽車ADAS功能提出了更高的要求，促使ADAS的普及率迅速提升，從而推動毫米波雷達的需求增長。2017年全球毫米波雷達的出貨量較上年同期增長25%，達到4000萬個。預計2021年，全球毫米波雷達的出貨量將達到8400萬個，2017—2021年之間的復合年增長率為21.7%。預計2021年全球毫米波雷達市場規模將達到60億美元。

目前中國的汽車產量和銷量均已位居全球第一，2017年中國汽車預裝毫米波雷達的數量約有130萬個，其中24GHz雷達占比63.8%，77GHz雷達占比36.2%。24GHz雷達現在主要應用于盲點探測（BSD），市場需求來自中國品牌汽車型號；77GHz雷達主要用于自適應巡航控制系統（ACC），有些公司也將其用于前向碰撞預警（FCW）和自動緊急制動（AEB）。根據中國新車評價規程（C-NCAP），自動緊急制動系統（AEBS）將在2018年納入評分體系，因此77GHz雷達需求將會上升。另外，展望未來，體積更小、探測距離更長的77GHz雷達將會擠壓24GHz雷達的市場空間。

美國、歐洲和日本在車載雷達技術研究方面處于領先地位。現在越來越多的公司和供應商投入到汽車雷達系統研制、器件開發和算法研究當中。從毫米波雷達的產業布局來看，無論是系統還是核心元器件，目前都被海外的巨頭控制著，系統級廠商主要被大陸（Continental）、博世（Bosch）、海拉（Hella）、德爾福（Delphi）、奧托立夫（Autoliv）等老牌汽車零部件廠商控制，核心元器件主要被英飛凌（Infineon）、德州儀器（TI）、意法半導體（ST）、亞德諾半導體（ADI）等壟斷。

相比國外企業，車載毫米波雷達在國內仍屬于起步階段。不過，近些年國內毫米波雷達創新創業廠商逐漸增長，表現不錯的主要有行易道科技、華域汽車、隼眼科技、智波科技、森思泰克、豪米波技術、意行半導體、清能華波、矽杰微電子、加特蘭微電子等。

目前，國內在24GHz雷達方面，相對開發難度低和產業鏈成熟，發展較快，國內部分企業已有研發成果并實現量產；但在77GHz毫米波雷達方面仍屬于初級階段，只有極少數企業能做到77GHz雷達的樣機階段，目前行易道、森思泰克等企業正逐步實現77GHz毫米波雷達的量產，取得不錯的進展，不過核心芯片還是主要依靠國外廠商。可喜的是，國內24GHz/77GHz MMIC關鍵技術也在不斷獲得突破，其中由意行半導體自主研發的24GHz SiGe雷達射頻前端MMIC套片，率先實現了國內該領域零的突破，現已實現量產和供貨。去年，加特蘭微電子發布了其國內首款77GHz CMOS車載毫米波雷達收發芯片。

總之，無論是現階段的ADAS，還是更高階的自動駕駛，甚至是終極的無人駕駛，毫米波雷達都會是汽車最核心的傳感器之一。雖然國產毫米波雷達突破了部分核心技術，但畢竟剛剛起步，我國毫米波雷達產業國產化任重而道遠，不僅需要芯片、模塊、系統級廠商自身的努力，更需要全產業鏈上下游的互動和支持，以及社會資本和政府的大力扶持。希望隨著毫米波雷達產業鏈生態的不斷完善，國產毫米波雷達芯片技術將逐步滲入車載應用并實現產業化。