2017年5月16日，德州儀器（TI）全球同步發(fā)布了其傳感器領(lǐng)域的突破性產(chǎn)品——毫米波傳感器。兩個(gè)系列5款產(chǎn)品，分別面向汽車和工業(yè)領(lǐng)域，76~81 GHz、單芯片、CMOS工藝、超過(guò)目前解決方案3倍的感測(cè)精度，全新的毫米波軟件開(kāi)發(fā)套件……
TI在毫米波領(lǐng)域可謂不鳴則已，一鳴驚人，雖然剛進(jìn)入毫米波傳感器領(lǐng)域，但看上去其已站在了領(lǐng)域的制高點(diǎn)。
之前，提供毫米波雷達(dá)解決方案的主要有NXP、Infineon 、ST三家，TI的加入，自然將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)格局的變化。三足鼎立將演變?yōu)樗姆痔煜逻€是一家獨(dú)大？從目前各廠商的方案來(lái)看，TI新發(fā)布的產(chǎn)品從集成度、感測(cè)精度都超越其他同類方案，再加上CMOS工藝可能帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)，所以，TI的方案無(wú)疑極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
TI在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的布局可謂“厚積厚發(fā)”，所推出方案不僅針對(duì)目前在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的主要關(guān)注點(diǎn)汽車領(lǐng)域，還同時(shí)鎖定了工業(yè)領(lǐng)域。日前，本刊記者專訪了TI汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Sudipto Bose先生和TI工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Robert Ferguson先生，對(duì)TI在毫米波傳感器領(lǐng)域的方案作了深入了解。
為什么是毫米波傳感器？
目前的雷達(dá)測(cè)距應(yīng)用中，超聲波雷達(dá)、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)都有相應(yīng)應(yīng)用。為何TI選擇毫米波傳感器切入該領(lǐng)域？
Sudipto Bose先生介紹到，檢測(cè)物體的距離、速度和角度的需求廣泛存在于汽車和工業(yè)領(lǐng)域。隨著智能駕駛的發(fā)展、工業(yè)領(lǐng)域效率的提升要求以及家庭和建筑智能化的要求，這樣的感測(cè)需求日益增長(zhǎng)，這主要靠雷達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在這些感測(cè)需求中，穿透塑料、墻壁、玻璃等材料，以及雨、霧、灰塵、光照和黑暗等環(huán)境條件下的感測(cè)場(chǎng)景日益增多。毫米波技術(shù)是唯一能夠滿足所有這些需求的傳感技術(shù)。
TI汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Sudipto Bose先生
相比目前應(yīng)用廣泛的24 GHz微波雷達(dá)，77 GHz頻段因頻率更高，波長(zhǎng)更小，所以可以實(shí)現(xiàn)更大的感測(cè)范圍、更高的檢測(cè)精度、更小的器件尺寸。但頻率的提高對(duì)元器件設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理都帶來(lái)了相應(yīng)的挑戰(zhàn)。TI推出毫米波傳感器之前，現(xiàn)有的77 GHz毫米波雷達(dá)方案都為多芯片方案，因而在精度、尺寸、功耗、上市時(shí)間和設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜度方面都存在或多或少的不足之處。
TI本次發(fā)布了AWR和IWR兩個(gè)系列產(chǎn)品，分別面向汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用和工業(yè)雷達(dá)領(lǐng)域。在集成度、感測(cè)精度、整體方案尺寸等方面都為用戶帶來(lái)了突破性的提升。該系列芯片為全集成式CMOS芯片，具有小于4 cm的距離分辨率，距離精度低至小于50 μm，范圍達(dá)到300 m。
汽車?yán)走_(dá)：百米到毫厘的全方位感測(cè)
TI本次推出三款針對(duì)汽車領(lǐng)域應(yīng)用的毫米波傳感器，分別是AWR1243、AWR1443和AWR1642，分別面向中遠(yuǎn)距離雷達(dá)、接近感測(cè)、超短和短程雷達(dá)。 AWR1243主要應(yīng)用于前后向檢測(cè)，適用于緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航控制、高速公路自動(dòng)駕駛等應(yīng)用；AWR1443主要面向車內(nèi)成員檢測(cè)、駕駛室內(nèi)手勢(shì)識(shí)別、駕駛員監(jiān)控等應(yīng)用，單芯片集成了RF和MCU部分；AWR1642主要用于超短和短程雷達(dá)，如車道變更、行人檢測(cè)、停車輔助等場(chǎng)景，該款芯片單片集成了RF、MCU、及DSP三個(gè)功能模塊。
對(duì)于TI雷達(dá)方案與其他廠商方案的差異化優(yōu)勢(shì)，Sudipto Bose先生介紹到：“TI的毫米波雷達(dá)是建立在CMOS基礎(chǔ)上的，TI有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，基于CMOS技術(shù)的毫米波傳感器的推出是TI在過(guò)去7年長(zhǎng)期投入帶來(lái)的結(jié)果。CMOS技術(shù)可以把我們整個(gè)雷達(dá)芯片做成一個(gè)，這樣帶來(lái)幾個(gè)好處。第一，我們把整個(gè)產(chǎn)品的探測(cè)精度提高了，我們的毫米波雷達(dá)探測(cè)的精度可以達(dá)到一根頭發(fā)絲的精度；第二，我們把整個(gè)功耗降低了，目前跟我們友商的方案相比，我們是其整體功耗的四分之一，如果你要用一個(gè)絕對(duì)值來(lái)說(shuō)，我們可能會(huì)在150 mW的數(shù)量級(jí)；第三，我們把整個(gè)尺寸降低，我們整個(gè)芯片是10.4 mm×10.4 mm，整個(gè)設(shè)備可以做到像智能手表這么大的物體里面。與此同時(shí)，TI提供了整套開(kāi)發(fā)套件，整個(gè)雷達(dá)產(chǎn)品是一個(gè)系列，整個(gè)系列都會(huì)基于一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境給到客戶，這樣整個(gè)產(chǎn)品有非常大的擴(kuò)展性。”
TI汽車毫米波傳感器
工業(yè)領(lǐng)域：集成化優(yōu)勢(shì)替代傳統(tǒng)產(chǎn)品
目前，毫米波雷達(dá)主要被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。而在工業(yè)領(lǐng)域，類似的應(yīng)用場(chǎng)景同樣很多，如液位測(cè)量、接近檢測(cè)、速度測(cè)量、方位角測(cè)量等。TI新推出的毫米波傳感器，不但能勝任許多類似的測(cè)量應(yīng)用，而且有望為這些傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)全新的智能化水平。
TI工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Robert Ferguson先生以幾個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景直觀地向大家展示了毫米波傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用潛力。其中包括液位感測(cè)、交通監(jiān)控、智能路燈、機(jī)器人、人員計(jì)數(shù)、無(wú)人機(jī)應(yīng)用等等。他表示， TI目前基于毫米波傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要在三個(gè)層面：距離、相對(duì)速度和方位。現(xiàn)有的技術(shù)中，比如包含感應(yīng)技術(shù)的自動(dòng)門(mén)，由于只能感知位置信息，在有人跑步進(jìn)入的時(shí)候無(wú)法準(zhǔn)確的感測(cè)，因此應(yīng)用具有局限性。用TI的雷達(dá)技術(shù)，距離、相對(duì)速度和方位這三個(gè)層面都有所涵蓋，實(shí)現(xiàn)了非常大的提升。
TI工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Robert Ferguson先生
TI本次推出兩款面向工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品，一款為IWR1443，其在一塊芯片中集成了RF和MCU；另一款為IWR1642,，單芯片集成了RF、MCU、DSP。
工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用
對(duì)于半導(dǎo)體廠商來(lái)說(shuō)，汽車領(lǐng)域一直是重要增長(zhǎng)領(lǐng)域。智能駕駛以及自動(dòng)駕駛的發(fā)展更是促進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，受益于ADAS 的發(fā)展，毫米波雷達(dá)芯片出貨量將快速增長(zhǎng)，至2020年，預(yù)計(jì)全球車載毫米波雷達(dá)出貨量可達(dá)7200萬(wàn)顆。按國(guó)內(nèi)ADAS滲透率在2020年達(dá)到30%估算，市場(chǎng)規(guī)模將超200億。目前ADAS中應(yīng)用雷達(dá)系統(tǒng)，均基于鍺硅（SiGe）技術(shù)，TI基于CMOS技術(shù)的毫米波傳感器的推出，將集成度、感測(cè)精度和產(chǎn)品尺寸都提升到一個(gè)新的高度。結(jié)合完整的產(chǎn)品體系以及完善的設(shè)計(jì)支持，相信TI必將在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。