10 月 25 日,毫米波雷達(dá)芯片供應(yīng)商加特蘭在上海開了第一場產(chǎn)品發(fā)布會,與業(yè)內(nèi)多數(shù)科技公司相比,發(fā)布會場面算不上宏大,但對這個 30 多人的團(tuán)隊來說,卻是一個重要節(jié)點,因為這個成立 3 年的公司發(fā)布了自己第一批正式量產(chǎn)的毫米波雷達(dá)芯片。
此次發(fā)布的產(chǎn)品主要有兩款:用于車載毫米波雷達(dá)的 77GHz 芯片——Yosemite(2T4R)、Yosemite(4T8R),和用于工業(yè)級消費市場的 60GHz 芯片 Yellowstone。
毫米波雷達(dá)芯片向來是巨頭的戰(zhàn)場。國內(nèi)或國外,英飛凌、恩智浦幾乎占據(jù)絕大部分市場。下游供應(yīng)商不缺少芯片來源,但造價低的芯片仍存在巨大市場缺口,這也是加特蘭的切入點。
從功能上來講,這兩款芯片與市面上的芯片區(qū)別并不明顯,但因為使用了數(shù)字模擬電子產(chǎn)品芯片里大量使用的標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝,成本降到了原來 SiGe 芯片組的二分之一到三分之一。
目前,國際上車載毫米波雷達(dá)的重要玩家主要是博世、大陸、德爾福、海拉這些大的 Tier 1 廠商,一般的小型硬件供應(yīng)商,在芯片供應(yīng)商面前議價能力較低,首先在成本上就已經(jīng)喪失與第一梯隊競爭的優(yōu)勢。降低芯片成本,也正是其重要訴求所在。
77GHz 毫米波雷達(dá)芯片,未來五年不變的主線
做更廉價和高集成度的毫米波雷達(dá)芯片,是 3 年前陳嘉澍在創(chuàng)業(yè)之初為公司做出的基本定位。
2014 年,從加州伯克利大學(xué)博士畢業(yè)的陳嘉澍結(jié)束在硅谷一家通訊公司 3 年的職業(yè)經(jīng)歷,回國創(chuàng)業(yè),在此之前,他對創(chuàng)業(yè)方向與國內(nèi)市場都做了詳細(xì)的調(diào)研。
因為多年來一直從事毫米波芯片研究,并持續(xù)看好這個領(lǐng)域,在他的計劃里,下一步自然還是繼續(xù)沿著自己擅長的方向走,做毫米波雷達(dá)芯片。
在國內(nèi),ADAS 和智能駕駛熱度逐年攀升,尤其前者,無論業(yè)內(nèi)對 L3、L4、L5 的爭議如何激烈,但幾乎沒有人再對 ADAS 的應(yīng)用普及存疑,標(biāo)配 ADAS 功能是近兩年汽車生產(chǎn)的普遍趨勢。
因為造價遠(yuǎn)低于激光雷達(dá),探測精度高,體積小,且受天氣影響少,毫米波雷達(dá)一直是 ADAS 不可替代的配置之一。在 ACC、AEB、盲點監(jiān)測等功能搭建上,毫米波雷達(dá)都是重要的硬件支撐。而比起還處于將來完成時的 L4、L5,ADAS 又是可以立即投入量產(chǎn)的應(yīng)用,這也是陳嘉澍和很多 ADAS 創(chuàng)業(yè)者看好這一領(lǐng)域最重要的一點:快速商業(yè)化的預(yù)期。眼下,毫米波雷達(dá)多裝配于高端車,中端車、低端車市場正處于剛剛開啟階段。
“過去幾十年,車上的電子部件芯片總比重幾乎沒有什么變化,直到智能行業(yè)出現(xiàn)。未來車上的芯片比重會越來越大,這是非常大的機(jī)會。做 77GHz 的毫米波雷達(dá)核心芯片,是我們未來五年不變的主線?!标惣武忉尩?。而僅以目前來看,芯片就已經(jīng)占到毫米波雷達(dá)總成本的 70%。
“從發(fā)展趨勢來講,現(xiàn)在很多主機(jī)廠希望一輛車上裝配 5 個毫米波雷達(dá),1 個中長距的,往前看的,車輛四個角各一個中短距的,這樣基本可以實現(xiàn) 360 度的覆蓋,形成防撞系統(tǒng)和變道輔助系統(tǒng)。”2020 年,全球車載毫米波雷達(dá)出貨量預(yù)計可達(dá)到 7200 萬顆。若按照 30% 的 ADAS 滲透率來預(yù)估,三年后,僅國內(nèi)出貨量就可達(dá)到 4500 萬顆,市場規(guī)模超過 200 億。
同時,在 60GHz 的毫米波雷達(dá)方面,近兩年大熱的無人機(jī)、機(jī)器人也在為其提供充分的應(yīng)用場景。
芯片的工藝節(jié)點
如何在實現(xiàn)高集成度的情況下,大幅度降低成本,加特蘭的解法是用數(shù)字模擬電子芯片市場上大量使用的 CMOS 工藝,替代目前毫米波雷達(dá)芯片采用的鍺硅工藝,并將射頻、模擬及混合信號模塊全部集中到一個芯片上,單芯片替代多芯片之后,因為不需要多余的連接,系統(tǒng)版型設(shè)計更為簡化,集成度也更高。
“CMOS 的工藝節(jié)點在不斷演化,每兩年會有一次更新,這是摩爾定律。10 年前,我們還停留在 90 納米、130 納米,而今天則是 10 納米。CMOS 工藝的 feature size 越來越小,所以工作頻率越來越高。其工藝節(jié)點還停留在 90 納米的時候,不具備工作在 77GHz 的可能,而在硅工藝上加上一種比較昂貴的化學(xué)元素“鍺”,可以使器件的速度提高 3 倍以上,因此過去很長一段時間內(nèi),毫米波雷達(dá)芯片均采用鍺硅工藝?!?/P>
“2010 年以后,CMOS 工藝進(jìn)入 45 納米節(jié)點,晶體管 ft 接近 200GHz,工藝本身已具備實現(xiàn) 77GHz 電路的可能?!标惣武J(rèn)為,正是 CMOS 的這種制程演化給了加特蘭入場的機(jī)會,而提前完成 CMOS 毫米波集成電路研發(fā)的團(tuán)隊組建,也為公司在之后的競爭中贏得了更多主動。
直至現(xiàn)在,進(jìn)行毫米波雷達(dá)芯片研發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司仍然非常少見。一方面巨頭把占市場,新興公司并不容易闖入;另一方面,國內(nèi)外從事毫米波芯片研究的人才非常難尋,團(tuán)隊組建難度較高。加特蘭的團(tuán)隊由陳嘉澍與來自硅谷的幾位合伙人共同搭建,三年多的時間才逐步擴(kuò)充到今天的規(guī)模。
研發(fā)之后
要量產(chǎn) 77 GHz和 60 GHz 的高頻率芯片,對電路設(shè)計也提出了非常大的考驗。那么,如何證明加特蘭使用 CMOS 工藝的芯片也可以實現(xiàn)鍺硅同樣的性能?
“你可以直接去測試?!泵鎸π轮邱{的質(zhì)疑,陳嘉澍的回答非常干脆。
一年多之前,加特蘭開始陸續(xù)引入近 10 家下游合作伙伴,用樣品與后者搭載系統(tǒng)原型,不斷做調(diào)試。2018 年,其合作的部分毫米波雷達(dá)硬件就將投入量產(chǎn)。不過,問及合作伙伴名字,陳嘉澍表示眼下還不方便透露。
車載芯片的研發(fā)過程中,關(guān)卡比比皆是,例如,如何使芯片符合零下 40 度到 125 度的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn),陳嘉澍坦言,僅在這方面,團(tuán)隊就花了一年多時間做測試迭代修改。
此外,芯片制造前期需要的資金規(guī)模巨大,其量產(chǎn)的一次性投入可能就高達(dá)百萬美金,并且回報周期也比一般行業(yè)要長很多。
科技公司要具備很好的融資能力,這幾乎是業(yè)界共識。2014 年底,這家初創(chuàng)的芯片公司收到了華登國際和矽力杰的一筆天使投資,今年上半年,來自中關(guān)村興業(yè)和峰瑞資本的 A 輪投資則為團(tuán)隊又“續(xù)了一次血”。
對于加特蘭這樣的創(chuàng)業(yè)公司來講,實現(xiàn)第一代芯片的量產(chǎn)只是初步完成了從零到一,如何讓產(chǎn)品實現(xiàn)更高可靠性、打入更多主流 Tier 1 廠商,是團(tuán)隊需要持續(xù)努力的方向。技術(shù)的迭代是一項沒有通關(guān)的游戲,這一點,大多數(shù)科技公司都明白,陳嘉澍也明白。