矽杰微：为汽车和物联网打造中国“雷达芯”
2019-04-16 08:56:51   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

微访谈：矽杰微总经理卢煜旻

采访背景：

上海矽杰微电子有限公司（以下简称：矽杰微）是一家专注于毫米波雷达芯片及系统产品开发的高科技企业，公司开发了具有国内自主知识产权的第一颗高度集成24GHz毫米波雷达系统级芯片（SOC）。凭借雄厚的专业技术能力，目前矽杰微已开发一系列的24GHz和77/79GHz的高集成度产品，提供从芯片到模组的一站式解决方案，帮助客户缩短开发周期和提高产品竞争力。除了在汽车高级辅助驾驶（ADAS）领域，矽杰微还致力于推动毫米波雷达在智慧交通、智慧家居、智慧社区等物联网领域的应用，努力为新一代传感器及互联网技术的发展贡献自己的力量。

2019年4月26日至28日，麦姆斯咨询将在无锡举办《自动驾驶传感技术培训课程》，特别邀请到矽杰微创始人兼总经理卢煜旻博士参与授课，他将向大家重点详解“毫米波雷达核心MMIC芯片技术”。为了详细了解毫米波雷达芯片在汽车和物联网（IoT）中的应用及国产化发展，麦姆斯咨询专访了矽杰微卢总，以下为精彩的访谈内容。

矽杰微总经理卢煜旻

麦姆斯咨询：首先，您能简单介绍下矽杰微的发展历史和团队情况？

卢煜旻：上海矽杰微电子有限公司的前身是上海微技术工业研究院（简称：工研院）的射频集成电路（RFIC）团队。这是我2014年从美国归国后，在工研院这个平台上组建的团队。核心成员来自这个领域领先的企业和高校如：M/A-COM、奥托立夫（Autoliv）、恩智浦（NXP）、展讯、上海交通大学等。我们拥有一支高素质的设计开发和量产团队，具备扎实的设计技术和丰富的产品开发经验。2016年底公司从工研院正式独立出来运营。目前发展顺利。

图1 矽杰微的办公区和实验室

麦姆斯咨询：矽杰微掌握了哪些核心技术？并布局了哪些知识产权？

卢煜旻：公司的核心竞争力是硅基毫米波雷达芯片的设计开发及量产的专业技术（know-how）。围绕毫米波雷达芯片的设计量产及应用，我们也在积极布局相应的知识产权的申请与保护。通过“产品+专利”的方式进一步开拓海内外市场。

麦姆斯咨询：请您介绍下矽杰微的毫米波雷达芯片产品，以及它们的主要应用领域。

卢煜旻：我们目前有两条产品线，24GHz产品线包括高性能SRK1201L、集成PLL锁相环的SRK1202A、低功耗的SRK1101等产品。77/79GHz产品线的SRV3401即将发布。我们的第三条产品线也正在研发中。24GHz产品覆盖了汽车和物联网应用两大领域。77/79GHz产品目前主要定位于汽车应用。物联网应用我们看好智慧交通、智慧社区和智慧家居三个方向。

图2 毫米波雷达的主要应用领域

麦姆斯咨询：矽杰微自主研发了国内首款收发全集成的24GHz雷达系统级芯片（SOC），相比国外同类型产品，请您谈谈矽杰微的技术和产品优势有哪些？

卢煜旻：SRK1201L这颗芯片是我们2017年发布的产品，对标的是海外1T2R收发全集成的产品。我们有详细的技术指标对比显示出我们产品的先进性，这里我简要提几个方面：1、我们产品VCO的频率温度稳定性做得比较好，对于国内很多采用开环控制的雷达客户来说，这是一个非常重要的特点。2、我们产品的收发隔离度做得比较好。收发隔离对于所有的雷达系统来说都是一个非常重要的指标，我们的收发隔离比海外同类产品要高10dB左右。3、我们产品所有的射频口都是单端的设计，这减少了客户在PCB上加巴伦的需要（因为天线是单端的设计，如果芯片的射频端口是差分的话，就需要在天线和芯片中间加一个差分转单端的巴伦）。另外我们的芯片上加了很多的数字调节及BIST（Build-in-self-test，片上自测试）功能，能帮助客户迅速定位、调整芯片的工作状态。在这个产品的基础上，我们在2018年发布了SRK1202A产品，进一步在片上集成了高性能的PLL锁相环，26位小数分频可实现赫兹级分频精度，支持FSK、FMCW、LMFSK等多种调制模式。锁相环电荷泵电流可调，最大值为2.1 mA，对应鉴相频率杂散小于-55 dBc。

图3 矽杰微24GHz毫米波雷达产品系列

麦姆斯咨询：当前汽车毫米波雷达主流的趋势都是从24GHz向77/79GHz发展。矽杰微同时在布局开发24GHz和77/79GHz芯片。您能介绍一下，从24GHz向77/79GHz发展，雷达芯片在设计、制造到封装工艺上有哪些变化？主要有哪些技术挑战？

卢煜旻：硅基模拟芯片的发展有两个趋势，一是功率的增加，另一个就是频率的提高。高频电路的设计首先要求半导体工艺的制造商能提供准确的器件模型，这其实对大部分的晶圆代工厂（foundry）都是一个很大的挑战。从芯片设计的角度，由于频率提高，波长变短。更多时候设计师需要以微波电路的概念去设计电路，而不再是传统的模拟电路基于电压、电流的设计理念了。微波电路的设计方法和流程其实就是矽杰微设计团队的一个优势。

封装方面，传统封装的打线（wire bonding）方式由于线损和寄生电感效应太大不适合毫米波雷达，取而代之的是倒装芯片（flip chip）和焊球阵列封装（BGA）的方式。同样地，这几种封装应用在高频芯片的时候对生产厂商也带来很大的挑战，因为对生产的精度和一致性都提出了更高的要求。在设计上，我们会对封装和芯片进行全面的电磁仿真以保证我们的芯片在封装以后仍保持优秀的性能。

麦姆斯咨询：目前，矽杰微已和国内哪些雷达模组厂商或整机厂展开了合作？进展如何？

卢煜旻：国内目前有相当多的雷达模组开发商，矽杰微和大部分的下游客户都保持了良好的合作关系。希望在我们的支持下，国产模组厂商能尽快顺利地进入整机应用。

图4 毫米波雷达在汽车ADAS中的应用

麦姆斯咨询：毫米波雷达芯片市场当前主要被恩智浦（NXP）、英飞凌（Infineon）、德州仪器（TI）等国际半导体公司垄断，这对我国自主芯片设计业面临巨大的挑战，对此矽杰微会采用哪些市场策略来寻找突破口？

卢煜旻：国内汽车雷达的应用瓶颈应该还是在整机厂。对于任何产品（芯片或者模块）的完善来说，更新迭代都是一个必须经历的过程，而如果没有得到进入整机应用的机会，产品的更新迭代无从谈起。作为本土的公司，我们会提供更及时更到位的客户支持，以更高性价比的产品去获得客户的认可。随着ADAS功能的装机率的进一步提高，希望国产替代会真正进入一个良性循环的状态里。这需要这个产业链上的所有环节的厂商都一起努力。

麦姆斯咨询：当前5G通讯发展迅速，据说24GHz频段将被5G征用，所以未来车载24GHz毫米波雷达会逐渐被77/79GHz取代，您怎么看待这个事情？矽杰微对24GHz毫米波雷达芯片未来市场会做哪些调整？

卢煜旻：5G在国内目前有4个实验波段。其中一个波段是24.75GHz~27.5GHz。目前国内的24GHz雷达大部分是ISM雷达，也就是工作在24GHz-24.25GHz的范围里。这个波段是全球共有的ISM波段，不会被取消。24GHz的超宽带（UWB）雷达，国内的波段是24.25GHz~26.65GHz, 这个波段和5G的实验波段有一些重合，未来存在一定的不确定性。从避免冲突的角度考虑，未来UWB或者在24.75GHz以下工作（也就是24GHz~24.75GHz的750MHz带宽），或者采用79GHz波段。至于24GHz ISM雷达，我们认为是会长期存在的。

麦姆斯咨询：除汽车领域之外，矽杰微也着力于毫米波雷达在物联网（IoT）领域中的应用。在智慧停车方面，目前矽杰微和厦门科拓正在合作推出智慧道闸毫米波雷达方案，可以详细介绍一下这个项目么？目前项目进展情况如何。

卢煜旻：前面提到，除了车用市场外，我们也在努力推动雷达在智慧交通、智慧社区和智慧家居上的应用。例如，与厦门科拓在停车场道闸雷达上的合作属于我们在智慧交通领域的一部分。智慧道闸是智慧停车产业的重要入口，传统道闸的施工安装需要开挖路面，不但维护成本高，而且不具备防砸人的功能。相比之下，毫米波雷达方案优势明显，包括施工安装简便，后期调试维护以及升级更为便捷，而且对光线、雨雪、粉尘烟雾有极佳的适应能力。毫米波雷达对经过车辆的捕获率高，能有效避免误报、不报或砸车事件，弥补了地感线圈和红外线对人识别的不足。我认为毫米波雷达的技术未来还将在智慧社区、智慧家居等方面拓展出巨大的市场，这顺应了物联网、智能化的时代趋势，拥有10年以上的长跑道。

图5 矽杰微毫米波雷达产品应用于厦门科拓停车道闸实例

麦姆斯咨询：国内的毫米波雷达芯片研发起步较晚，当前美国的贸易战又直接剑指中国芯片的软肋，矽杰微作为国产芯片企业任重道远。您能否与大家分享一下矽杰微在毫米波雷达芯片产业化探索道路上的心得或建议？

卢煜旻：国内的毫米波雷达芯片，从生产到设计环节都还比较薄弱。我们作为无晶圆（fabless）芯片设计公司，生产端主要还是依靠海外供应商。这一点希望以后能有所改善。封测环节国内的厂商可能会比较容易突破，但晶圆制造会更加困难。设计端的问题主要是国内的人才比较匮乏，其实我们在公司的发展过程中也是在逐渐培养自己的技术人才。对于毫米波雷达这样的新兴领域，整个市场的产业化不是靠一两家公司能推得动的，需要上下游的各个环节都一起努力，随着终端市场的兴起，我们相信这个生态圈会越来越好。

麦姆斯咨询：最后，请您谈谈矽杰微电子的未来愿景和发展规划吧。

卢煜旻：矽杰微电子已经从一个设计团队快速成长为一个产品公司。我们有清晰的产品和技术路线，对未来的市场充分乐观。我们的团队也快速成长起来。很高兴在公司的发展过程中，我们得到了很多合作伙伴的支持和帮助。相信矽杰微会成为国内这个领域的一个非常重要的厂商（player）。谢谢！

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