TI毫米波传感器重塑雷达市场格局

2017年5月16日，德州仪器（TI）全球同步发布了其传感器领域的突破性产品——毫米波传感器。两个系列5款产品，分别面向汽车和工业领域，76~81 GHz、单芯片、CMOS工艺、超过目前解决方案3倍的感测精度，全新的毫米波软件开发套件……

        TI在毫米波领域可谓不鸣则已，一鸣惊人，虽然刚进入毫米波传感器领域，但看上去其已站在了领域的制高点。

        之前，提供毫米波雷达解决方案的主要有NXP、Infineon 、ST三家，TI的加入，自然将带来产业格局的变化。三足鼎立将演变为四分天下还是一家独大？从目前各厂商的方案来看，TI新发布的产品从集成度、感测精度都超越其他同类方案，再加上CMOS工艺可能带来的成本优势，所以，TI的方案无疑极具竞争优势。

        TI在毫米波雷达领域的布局可谓“厚积厚发”，所推出方案不仅针对目前在毫米波雷达领域的主要关注点汽车领域，还同时锁定了工业领域。日前，本刊记者专访了TI汽车雷达产品营销总监Sudipto Bose先生和TI工业雷达产品营销总监Robert Ferguson先生，对TI在毫米波传感器领域的方案作了深入了解。



为什么是毫米波传感器？

        目前的雷达测距应用中，超声波雷达、微波雷达、激光雷达都有相应应用。为何TI选择毫米波传感器切入该领域？

        Sudipto Bose先生介绍到，检测物体的距离、速度和角度的需求广泛存在于汽车和工业领域。随着智能驾驶的发展、工业领域效率的提升要求以及家庭和建筑智能化的要求，这样的感测需求日益增长，这主要靠雷达来实现。而在这些感测需求中，穿透塑料、墙壁、玻璃等材料，以及雨、雾、灰尘、光照和黑暗等环境条件下的感测场景日益增多。毫米波技术是唯一能够满足所有这些需求的传感技术。

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TI汽车雷达产品营销总监Sudipto Bose先生

        相比目前应用广泛的24 GHz微波雷达，77 GHz频段因频率更高，波长更小，所以可以实现更大的感测范围、更高的检测精度、更小的器件尺寸。但频率的提高对元器件设计及数据处理都带来了相应的挑战。TI推出毫米波传感器之前，现有的77 GHz毫米波雷达方案都为多芯片方案，因而在精度、尺寸、功耗、上市时间和设计过程复杂度方面都存在或多或少的不足之处。

        TI本次发布了AWR和IWR两个系列产品，分别面向汽车雷达应用和工业雷达领域。在集成度、感测精度、整体方案尺寸等方面都为用户带来了突破性的提升。该系列芯片为全集成式CMOS芯片，具有小于4 cm的距离分辨率，距离精度低至小于50 μm，范围达到300 m。



汽车雷达：百米到毫厘的全方位感测

        TI本次推出三款针对汽车领域应用的毫米波传感器，分别是AWR1243、AWR1443和AWR1642，分别面向中远距离雷达、接近感测、超短和短程雷达。 AWR1243主要应用于前后向检测，适用于紧急制动、自适应巡航控制、高速公路自动驾驶等应用；AWR1443主要面向车内成员检测、驾驶室内手势识别、驾驶员监控等应用，单芯片集成了RF和MCU部分；AWR1642主要用于超短和短程雷达，如车道变更、行人检测、停车辅助等场景，该款芯片单片集成了RF、MCU、及DSP三个功能模块。

        对于TI雷达方案与其他厂商方案的差异化优势，Sudipto Bose先生介绍到：“TI的毫米波雷达是建立在CMOS基础上的，TI有一个实验室，基于CMOS技术的毫米波传感器的推出是TI在过去7年长期投入带来的结果。CMOS技术可以把我们整个雷达芯片做成一个，这样带来几个好处。第一，我们把整个产品的探测精度提高了，我们的毫米波雷达探测的精度可以达到一根头发丝的精度；第二，我们把整个功耗降低了，目前跟我们友商的方案相比，我们是其整体功耗的四分之一，如果你要用一个绝对值来说，我们可能会在150 mW的数量级；第三，我们把整个尺寸降低，我们整个芯片是10.4 mm×10.4 mm，整个设备可以做到像智能手表这么大的物体里面。与此同时，TI提供了整套开发套件，整个雷达产品是一个系列，整个系列都会基于一个软件开发环境给到客户，这样整个产品有非常大的扩展性。”

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TI汽车毫米波传感器



工业领域：集成化优势替代传统产品

        目前，毫米波雷达主要被应用于汽车领域。而在工业领域，类似的应用场景同样很多，如液位测量、接近检测、速度测量、方位角测量等。TI新推出的毫米波传感器，不但能胜任许多类似的测量应用，而且有望为这些传统应用领域带来全新的智能化水平。

        TI工业雷达产品营销总监Robert Ferguson先生以几个典型的应用场景直观地向大家展示了毫米波传感器在工业领域的广泛应用潜力。其中包括液位感测、交通监控、智能路灯、机器人、人员计数、无人机应用等等。他表示， TI目前基于毫米波传感器在工业领域的应用主要在三个层面：距离、相对速度和方位。现有的技术中，比如包含感应技术的自动门，由于只能感知位置信息，在有人跑步进入的时候无法准确的感测，因此应用具有局限性。用TI的雷达技术，距离、相对速度和方位这三个层面都有所涵盖，实现了非常大的提升。

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TI工业雷达产品营销总监Robert Ferguson先生

        TI本次推出两款面向工业领域应用的产品，一款为IWR1443，其在一块芯片中集成了RF和MCU；另一款为IWR1642,，单芯片集成了RF、MCU、DSP。

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工业领域应用



        对于半导体厂商来说，汽车领域一直是重要增长领域。智能驾驶以及自动驾驶的发展更是促进半导体领域发展的重要驱动力。有机构预测，受益于ADAS 的发展，毫米波雷达芯片出货量将快速增长，至2020年，预计全球车载毫米波雷达出货量可达7200万颗。按国内ADAS渗透率在2020年达到30%估算，市场规模将超200亿。目前ADAS中应用雷达系统，均基于锗硅（SiGe）技术，TI基于CMOS技术的毫米波传感器的推出，将集成度、感测精度和产品尺寸都提升到一个新的高度。结合完整的产品体系以及完善的设计支持，相信TI必将在毫米波雷达领域占据重要地位。

TI毫米波传感器重塑雷达市场格局

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