Arbe Robotics推出基于格芯22FDX®技术的高清汽车成像雷达芯片组

借助高清成像雷达，汽车在各种天气和照明条件下，无论距离长短，在任何方位、任何高度以及任何多普勒效应下，都能感应周围的环境状况。与当今市面上的传感器相比，它能够更好地跟踪速度和检测距离。

美国近期发生的两起与自动驾驶汽车有关的事故显示，当前迫切需要改进传感器和ADAS（先进的驾驶辅助系统）相关技术。Arbe Robotics是一家以色列军事雷达技术开发创业公司，它针对这一需求推出了基于格芯22FDX®技术的高清汽车成像雷达芯片组。

Arbe Robotics的成像雷达提供1°方位角、1.25°仰角、超过300米探测距离和100°宽视角的高分辨率性能。该公司表示，其先进技术能够探测到小型目标（例如人或自行车），即使被大型物体（例如卡车）遮住也能探测出来。这种成像雷达能够确定对象是否在移动，以及朝哪个方向移动，并实时提醒汽车存在风险。

其他汽车传感器可能因为下雨，因为起雾，或者因为闪烁的灯光（例如突然出现反射光）而失灵。Arbe的雷达完全不会受到这些因素影响。定制雷达处理器能够实时创建全方位的4D环境图像，并根据其雷达特征对目标进行分类。

「我们的雷达所展现的性能要远优于现有的雷达」，Arbe Robotics公司研发部门副总裁Avi Bauer表示，该公司在2015年创立于以色列特拉维夫。担任之前的职位时，他曾对从锗硅(SiGe)到CMOS体硅等多种可用工艺技术进行基准检测，发现这些技术均存在不足。22FDX的全耗尽SOI技术能够满足雷达前端设备和处理器的需求。两种芯片均基于22FDX构建，因而更易同时集成于单芯片解决方案中，这造就了该公司的新一代产品。



Bauer在他之前的工作中表示：「因为CMOS体硅技术的限制，我们在提升效率方面陷入困境」，其中包括功率处理。Bauer表示，依据28nm设计规则，CMOS在集成度和长距离雷达功率方面都存在不足。如今用于长距离雷达的硅锗工艺虽然还不错，但其耗电量高，且密度低。如果采用16nm FinFET工艺进行大型数字RF设计，成本太高，风险太大。

「采用SOI技术之后，设计更加简单，且偏压还可实现标准CMOS中无法实现的目标」，Bauer表示。对于传输和接收模块，SOI的高电阻率衬底对无源组件（电感器和电容器）相当有利，并能提供出色的绝缘性能。「高品质的无源器件非常重要。进行22nm设计时，SOI工艺技术可以提供更出色的整体性能。」

Bauer表示，22FDX工艺无需采用基于FinFET的设计所需的高掩膜数量和昂贵的设计工具，因此能够满足公司的功率、性能和密度目标，同时仍然保持在摩尔定律的每功能单位成本曲线范围内。速度和晶体管密度非常重要：高清成像雷达会生成大量数据，这些数据需要以极低的延迟，在检测位置附近及时处理。Bauer表示，Arbe开发了一款定制处理器用于雷达数据分析，并使用现成的处理器管理存储器和其他控制功能。

采用或不采用LiDAR

格芯高级总监Bert Fransis表示，通过采用在任何天气条件下都能够「视物」的高清成像雷达系统，ADAS汽车「拥有了战胜LiDAR的条件。」Fransis表示，他相信高清成像雷达最终会大范围部署取代LiDAR（激光探测与测量），后者基于激光传感器，常见于如今的ADAS试验车车顶。ADAS公司可以将CMOS成像摄像头和高清成像雷达相结合，从而「大幅降低汽车的可视系统所需的成本」。安装在试验车车顶、可以旋转的LiDAR模块耗费$10,000或更多的资金，只能在晴天使用，且提供的帧速率只有20 Hz。

目前的LiDAR模块「不能在雾天、雪天使用。只能在严格的限制条件下，才能提供高分辨率」，Fransis表示。



IHS Markit的汽车电子和半导体高级分析员Phil Amsrud表示，从基于MEMS的LiDAR到全固态LiDAR，LiDAR领域在持续创新，因此很多汽车公司很可能将LiDAR保留在「传感器融合」封装中。「从我们如今掌握的数据来看，LiDAR不止是针对试验车进行科学试验，它的使用寿命应该会更长。现在，大家对于活动部件数量更少的新技术的研究投入了更多精力，不断展开诸多合作。我们有理由认为，LiDAR将会应用于生产车辆中。它仍然在传感器融合考量的范围之内，我认为这些技术将并行运行。」

3D+速度=4D

即使Arbe Robotics和其他公司将雷达的有效测量范围扩展到300米以上，并能实现更高清的成像，但许多汽车公司仍会继续部署LiDAR。Arbe Robotics声明自己是首家提供高清4D图像（3D+速度），可在宽动态范围内实施监测障碍物的雷达公司。

Arbe Robotics市场营销副总裁Shlomit Hacohen表示，公司目前可为客户提供原型，预计将于明年初批量上市。「我们的成像雷达能够真正提升道路安全性，因为它可以在所有天气和照明条件下使用。与当今市面上的其他传感器相比，它能够更好地跟踪速度和检测距离。」她表示。

如今的雷达支持安全系统，包括自适应巡航控制、盲点侦测和自动紧急制动。「但是，如果使用目前市面上的雷达，您就需要牺牲一些分辨率和视场。」Hacohen说道。

Arbe Robotics系统可配置用于后视、侧视或前视检测。该公司称，它可以达到1°方位角、1.25°仰角和0.1 m/s的多普勒高清分辨率。它支持100°方位角的宽视场、30°仰角以及40 FPS（帧/秒）的实时刷新率。

Arbe Robotics的后处理技术已获得专利，该技术通过将摄像头和LiDAR仅指向目标区域以降低功耗。

考虑采用MRAM技术

我询问Bauer，Arbe Robotics是否计划采用格芯开发的eMRAM（嵌入式磁性RAM）技术，他表示Arbe Robotics考虑在下一代单芯片设计中采用该技术。「作为单个设备中的独立系统，我们可能需要了解一下eMRAM技术。如今，我们已经处于关键阶段，再添加一项功能（例如eMRAM）都可能增加风险。但是，我们正慎重考虑将其用在下一代设计中。」