重点内容速览：
1. 毫米波雷达的硬件构成
2. 恩智浦：汽车毫米波雷达的主要供应商
3. TI：已经推出3代毫米波雷达传感器
4. 英飞凌：在4D成像毫米波雷达领域落后于恩智浦和TI
5. 加特兰：专注于CMOS工艺的国产毫米波雷达芯片企业
6. 矽杰微：物联网毫米波雷达传感器的重要玩家
毫米波雷达的工作原理是雷达通过发射电磁波，以及接收目标反射的电磁波，来实现目标的检测，其探测原理类似蝙蝠或者海豚，只是毫米波雷达发射的是电磁波，而蝙蝠和海豚发出的是超声波。从工作频段来看，目前我国的毫米波雷达有5个使用频段，分别是：24GHz~24.25GHz（仍可继续使用）、24.25GHz~26.65GHz（不再受理和审批新的设备，原设备用到报废为止）、59GHz~64GHz（无变动，居家、工业应用较多）、76GHz~79GHz（用于新的汽车毫米波雷达设备）。
毫米波雷达有两种工作方式，即脉冲方式和连续波方式，其中连续波又分为频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、单频连续波（CW）和调频连续波（FMCW）四种。目前，连续波工作方式中的FMCW是主流方案，该方案不仅能同时测出多个目标的距离和速度信息，还可对目标进行连续跟踪，而且发射功率和成本较低。
前面几篇关于《毫米波雷达》的文章中，我们谈到了初创企业的融资情况，主要的应用领域，本文主要介绍毫米波雷达的主要结构，以及芯片供应商都有谁，他们有哪些比较典型和热门的芯片产品和解决方案。
毫米波雷达的硬件构成
从硬件方面来看，毫米波雷达系统主要由天线、雷达前端收发模块、数字信号处理单元，以及各种接口模块组成。其中雷达前端收发模块的功能是进行毫米波信号的调制、发射与接收，硬件包括天线阵列、射频前端、中频电路、模数转换器等；数字信号处理单元的功能是进行信号处理与数据处理，包括DSP、MCU或者FPGA等；接口模块负责数据通信及与其他系统的集成。
图：毫米波雷达的主要硬件构成（来源：Prof.Marcus Gardill webinar）
最初，毫米波雷达的射频链路是由分立器件搭建的，难度很大，只有博世、大陆等技术能力比较强的少数几个公司可以完成产品研发与量产，而且价格也比较昂贵。但随着半导体集成技术的发展，开始出现越来越多的集成芯片，比如MMIC（Monolithic Microwave Integrated Circuit，单片微波集成电路）的出现，将射频前端的分立器件集成在了一块芯片上，迅速降低了设计门槛和成本。再加上MMIC制造工艺从最初的砷化镓（GaAs）工艺，发展到锗硅（SiGe）工艺，再过渡到CMOS工艺与FD-SOI工艺，推动了制造成本的持续降低。而且，随着技术的发展，已经有部分厂商将后面的数字信号处理单元也集成到了MMIC芯片当中，做成了单芯片。
如今，主流的MMIC芯片供应商有恩智浦、英飞凌、ST、TI、Arbe、Uhnder、ADI、索喜等，国内供应商有加特兰、矽杰微、清能华波、牧野微、矽典微、岸达科技、厦门意行、毫感科技、圭步微等。其中，恩智浦、英飞凌、TI与ST占据了大部分的市场份额。
数字处理单元所用到的DSP、MCU、以及FPGA等产品供应商，全球来看有TI、英飞凌、恩智浦、意法半导体、ADI、瑞萨、AMD、Altera等，国内有中电科14所、中电科38所、湖南进芯电子、北京中星微电子、兆易创新、安路科技、紫光同创、复旦微电子、高云等。接下来是芯查查总结的毫米波雷达主流厂商的芯片产品及解决方案介绍。
恩智浦：汽车毫米波雷达的主要供应商
恩智浦很早就布局了毫米波雷达技术，尤其是在汽车ADAS和自动驾驶应用中表现突出。恩智浦在飞思卡尔时代就与大陆集团有长期的合作，为大陆集团的毫米波雷达系统ARS300和ARS400系列提供基于SiGe工艺的MMIC芯片和雷达MCU产品。据悉，当时双方约定，恩智浦提供给大陆集团的MMIC产品是不能对中国销售的。比如基于SiGe工艺的MMIC产品MR2001和MR3003系列就是此类产品。
到了2018年，恩智浦开始推出基于40nm的CMOS工艺MMIC产品TEF810x系列，并开始向中国销售。其中TEF810x系列包含7个型号，包括低端的1发3收、中端的2发4收，以及高端的3发4收。该系列MMIC是一款单芯片、低功耗汽车FMCW雷达收发器，适合短距、中距和长距雷达应用，涵盖76~81GHz的整个汽车毫米波雷达频带。完全集成的3个发射器、4个接收器、ADC，以及一个低相位噪声压控振荡器（VCO）。TEF810x还内置了功能安全监视器，并提供MIPI-CSI2和LVDS外部接口功能，符合ISO26262 ASIL-B标准。
图：恩智浦TEF810x系列产品主要特性（来源：恩智浦）
2020年，恩智浦推出了其第二代RFCMOS MMIC产品TEF82xx系列。TEF82xx 是一款完全集成的RFCMOS 76-81GHz汽车雷达收发器。它通过支���各种关键安全应用来实现360°感测，包括自动紧急制动、自适应巡航控制、盲点监控、横向交通告警和自动泊车。
图：TEF82xx系列重要特性（来源：恩智浦）
与TEF810x不同的是，TEF82xx集成了相位旋转器，输出功率更大，ADC采样率更高。
图：TEF82xx系列主要应用框图（来源：恩智浦）
2023年1月，恩智浦推出了集成度更高的单芯片SoC产品SAF85xx，该系列SoC采用了28nm RFCMOS工艺，它将雷达收发器与基于Arm Cortex-A53、Arm Cortex-M7内核和SRAM的雷达微处理器单元（MPU）集成在一起。此外，它还包含包含4个发射器、4个接收器、ADC转换功能、相位旋转器、低相位噪声VCO、SPT雷达加速器、BBE32矢量DSP等，可支持各种使用情况和不同的雷达数据输出，如目标数据、点云数据或FFT输出。SAF85xx是面向ASIL B级符合ISO 26262标准的器件，旨在通过其HSE安全引擎满足最新的SHE+、EVITA Full安全要求。
图：恩智浦SAF85xx的主要应用（来源：恩智浦）
随后还推出了SAF85xx的裁剪版SAF86xx，同样是基于28nm RFCMOS工艺，主要用于卫星雷达系统。
图：恩智浦单芯片SoC产品规划（来源：恩智浦）
随着除了MMIC芯片，在雷达处理器芯片方面，恩智浦也入局较早。在2018年时，恩智浦推出了基于Power架构的S32R274系列雷达处理器芯片。2019年推出了更新的S32R294系列，仍然采用的是Power架构，采用了16nm工艺。到2020年在推出TEF82xx系列收发器的同时也推出了S32R45雷达处理器。S32R45是基于Arm Cortex-A53和Arm Cortex-M7内核的32位汽车雷达微处理器单元(MPU)。专注于提供先进的高分辨率远程前雷达或后雷达传感器，提供成像雷达分辨率功能。高性能雷达处理能力和能效通过适用于批量采用的专用处理器支持最新的ADAS雷达应用，同时还涵盖了需要专用高性能雷达处理的工业和消费类应用。
图：Zendar在CES 2025上展示的Semantic radar AI解决方案（来源：恩智浦）
在解决方案方面，恩智浦的合作伙伴大陆集团、华域汽车、隼眼科技等都有相关的4D毫米波雷达解决方案和产品提供。值得一提的是，在今年的CES展会上，恩智浦携手合作伙伴Zendar展示了AI在毫米波雷达上的应用。Zendar在基于恩智浦的S32R雷达处理器平台和RFCMOS SAF85xx单芯片SoC的分布式孔径雷达（DAR）方案上演示了其Semantic radar AI，这是Zendar使用基于雷达数据训练的AI模型，使用该AI模型后，即使人和物体处于静止状态，也能准确地感知，这项技术能够在全天各种天气条件下更精确地了解场景。
TI：已经推出3代毫米波雷达传感器产品
TI在毫米波雷达领域有广泛的产品和解决方案，涵盖了工业、汽车和消费电子等多个应用场景。其产品主要分为两大类，即工业毫米波雷达和汽车毫米波雷达。据其官网信息，TI总共有30个（工业和汽车各15个）毫米波雷达传感器产品系列在售，包括其最近在CES2025上发布的IWRL6844工业毫米波雷达传感器，AWRL6844和AWR2944P汽车毫米波雷达传感器这三款预发布的产品。
图：TI推出的IWRL6844产品系列简介（来源：芯查查）
据TI官方介绍，TI的AWRL6844毫米波雷达传感器采用的是4个发射器和4个接收器设计，通过将边缘AI算法集成到单一芯片中，提供更高的检测精度，可以用于座椅安全带提醒、车内儿童检测和入侵检测等功能。这些功能的实现不仅确保车辆内乘客的安全，也为未来的智能驾驶打下了基础。
图：TI毫米波雷达传感器产品（来源：TI）
其实TI第一代毫米波雷达传感器包括了AWR1243、AWR1443、AWR1642、AWR1843、AWR1843AOP，其中AWR1243属于射频前端产品，其余的为单芯片雷达传感器产品，且为3/2发射器与4接收器；第二代产品有AWR2243、AWR2943/4，开始改为3/4发射器与4接收器设计了；到了最新的第三代产品AWRL6844和AWR2944都改为了4发射器与4接收器设计。
值得一提的是，AWR2544 是业界首款用于卫星雷达架构的芯片，也是业界首款采用封装上装载（Launch On Package，简称LoP）技术的产品，可通过PCB内部的波导设计，实现MMIC与3D天线之间的直接信号传输，可极大提升电磁信号的传输效率。在车载毫米波雷达市场中，LoP技术开始成为众人瞩目的焦点，其与先进3D波导天线的结合，更是为距离和物体检测带来了前所未有的性能提升。
解决方案方面，TI提供了毫米波雷达软件开发套件，支持评估和开发毫米波传感器应用，包括构建块、演示和示例，而且TI还与多家公司合作，提供即用型模块、完整端到端硬件和软件解决方案。
英飞凌：在4D毫米波雷达领域落后于恩智浦和TI
英飞凌与博世合作比较紧密，长期为博世定制毫米波雷达芯片。2009年，该公司就推出了全球首款基于SiGe工艺的77GHz车用毫米波雷达芯片。不过，英飞凌在4D成像毫米波雷达领域布局缓慢，落后于恩智浦和TI。
在2017年，英飞凌推出了RTN7735PL，采用3发射器和4接收器架构；2020年，推出RXS816x，仍是3发射器和4接收器架构，但可以支持4D雷达级联；2022年11月推出CTRX8191收发器，采用了4发射器和4接收器架构，也是英飞凌首款采用28nm CMOS工艺的MMIC产品，此前，英飞凌所有的MMIC产品都是采用130nm SiGe工艺制造的。
图：英飞凌的TC4X产品（来源：英飞凌）
在毫米波雷达专用MCU上，英飞凌主要有TC3X和TC4x，后者相比前者升级了信号处理单元SPU，增加了可以运行机器学习算法的并行计算单元PPU。TC3x 系列中可以用作毫米波雷达专用处理器的是TC336、TC356/357、TC397，性能最强的TC397可以支持3/5片RXS8162级联。而TC4x系列基于台积电28nm，首批样品已于2023年底提供给客户，不过实际量产估计要到今年了。��信号处理单元从上一代的SPU2.0升级为了SPU3.0，使得FFT等信号处理运算延迟大幅减少；增加了并行计算单元 PPU，可以运行机器学习算法。
加特兰：专注于CMOS工艺的国产毫米波雷达芯片企业
加特兰成立于2014年，2017年成功量产了全球首个汽车级CMOS工艺77/79GHz毫米波雷达射频前端芯片，率先实现了在汽车前装市场的突破。2019，加特兰还推出了集成雷达基带处理的SoC芯片，以及AiP（Antenna-in-Package）技术，通过在芯片封装内部集成天线阵列，减少用户天线设计和高频板材投入，并大幅缩短模块研发和生产周期。
图：加特兰的AiP毫米波雷达芯片优势（来源：加特兰）
在2024年6月的“2024加特兰日”上，加特兰透露其产品已经进入了20余家车企，实现了200款车型搭载。并推出了多个全新毫米波雷达芯片平台、技术和方案，包括Andes SoC芯片的两片级联参考设计方案、Kunlun车规级毫米波雷达SoC平台，以及毫米波封装技术ROP。
Andes SoC芯片将毫米波雷达的4发4收射频芯片和计算芯片融合成一颗SoC芯片，并支持Chip-to-Chip灵活级联，帮助下游雷达厂商通过选择不同数量的SoC进行级联，快速打造出具备不同性能的成像雷达产品，从而降低物料成本并简化开发流程。Andes两片级联参考方案，不仅比现有4D成像雷达方案拥有更好的射频和计算性能，并且在性能、成本和尺寸三大指标上也更平衡。
Kunlun平台的SoC均采用射频和计算模块集成化设计，其射频模块拥有高达6发6收的通道数量，远超常见的2发3收和2发4收毫米波雷达射频芯片。计算模块包括高性能双核CPU、1.8MiB片上存储空间，以及RSP雷达信号处理器。同时，其还拥有13mm x 16mm的微小封装体积和超低功耗优势，可为各类新兴应用提供精度更高、稳定性更强的空间感知能力。
ROP封装技术通过辐射体（Radiator）将信号直接传输到波导天线系统中，不仅解决了传统标准封装技术中的天线馈线损耗较大的问题，而且相较AiP技术，还拥有更高的通道隔离度，可让雷达实现更远的探测距离和更宽的FOV。ROP封装技术将应用到Alps-Pro和Andes系列产品中。
矽杰微：物联网毫米波雷达传感器的重要玩家
矽杰微的前身是上海微技术工业研究院的RFIC部门，于2016年获得专业基金公司投资后，独立运营，并于2019年被评为国家高新技术企业。该公司2017年开发出国内第一颗具有自主知识产权的高集成度24GHz雷达SoC，目前已经拥有一系列的24GHz、60GHz和77GHz的毫米波雷达芯片，应用领域覆盖汽车、物联网及工业领域。
图：矽杰微芯片产品（来源：矽杰微）
中电港的萤火工场基于矽杰微设计了一系列的物联网毫米波雷达解决方案，包括CEM5826-M11、CEM5881-M11、CEM5861L、CEM5861G-M11、CEM5825F、CEM5855H、CEM5831E-M12、CEM5819等。
图：中电港萤火工场设计的毫米波雷达感应模块功能对比（来源：中电港）
除了前面提到比较多的汽车应用，毫米波雷达其实在智能家居领域也应用颇广，比如智能马桶、智能冰箱、电饭煲、智能台灯、电热水器等产品。中电港萤火工场针对这些物联网场景提供了一系列的毫米波雷达解决方案，感兴趣的伙伴可以联系中电港萤火工场获取。
图：中电港萤火工场设计的CEM5819毫米波雷达解决方案（来源：中电港）
其中CEM5819采用了CW调制方式，可应用于智能家居、自动门感应器、扶梯控制、水龙头控制、智能马桶、传送带测速等多个应用场景中。
结语
当然，除了上面提到的企业和产品，其实还有很多毫米波雷达企业，比如ST、Arbe、瑞萨电子、安森美、ADI、索喜、岸达科技、厦门意行、毫感科技、圭步微、牧野微、迈矽科、问智微、清能华波等。
目前毫米波雷达芯片的主要供应商还是海外厂商为主，但可以明显看到国内毫米波雷达芯片企业发展迅速，已经开始攻城略地了。另外，近几年发展火热的AI也开始在毫米波雷达领域渗透。