Автомобильные чипы радиолокации с технологией CMOS (комплементарная металлооксидная полупроводниковая) в миллиметровой волновой области обеспечивают трансформативное улучшение интеграции, энергоэффективности и снижение себестоимости по сравнению с традиционными решениями SiGe (силиций - германий) для радиолокации. Согласно Белой книге по автомобильным чипам радиолокации Texas Instruments за 2024 год, 77 - ГГц чипы радиолокации с технологией CMOS достигают плотности передаточной (TX) мощности 12 дБм/мм² - на 33% выше, чем у SiGe - чипов (9 дБм/мм²), - при этом потребляют всего 650 мВт мощности в полнофункциональном режиме, что на 42% меньше, чем SiGe - чипы (1,12 Вт). Архитектура CMOS позволяет осуществить монолитную интеграцию 4 TX - каналов, 4 RX - каналов и сигнального процессора на одной кристаллической подложке, уменьшая размер модуля радиолокации на 55% (от 8 см³ до 3,6 см³) по сравнению с дискретными модулями на основе SiGe. Кроме того, чипы CMOS обеспечивают разрешение по дальности 15 см, что на 50% выше, чем у SiGe - чипов (30 см), что критично для различения соседних объектов в гущественном движении. 

Key Manufacturing Breakthroughs: Advanced CMOS Process and Antenna IntegrationКлючевые прорывы в производстве: передовой процесс CMOS и интеграция антенны
Две важные инновации в производстве ускорили коммерциализацию чипов радиолокации в миллиметровой волновой области с технологией CMOS. Во - первых, оптимизация процесса 7 - нм FinFET CMOS: Infineon адаптировал свой 7 - нм FinFET - процесс для улучшения высокочастотных характеристик, достигнув частоты отсечения (fT) 300 ГГц - на 25% выше, чем у 12 - нм CMOS (240 ГГц). Этот процесс снижает паразитную емкость на 30%, позволяя чипу поддерживать стабильную работу в диапазоне 77 - 81 ГГц (автомобильный диапазон миллиметровых волн) с фазовым шумом не более - 105 дБс/Гц при смещении 1 МГц. Во - вторых, интеграция антенны на чипе: NXP Semiconductors использует интегрированные плоские антенны, непосредственно изготовленные на кристалле CMOS с использованием медного дамасценового процесса, исключая необходимость в внешних модулях антенн. Эта интеграция снижает потерю сигнала на 4 дБ (от 8 дБ до 4 дБ) и сокращает время сборки модуля на 40%, как подтверждают данные производства NXP за 2024 год.
Промышленные применения: внедрение в системы автономного вождения уровня L2+ - L4
В дальнобойных системах радиолокации (важных для адаптивного контроля скорости и автоматического аварийного торможения) Tesla Model Y 2024 года использует 77 - ГГц чипы радиолокации с технологией CMOS TI, достигая дальности обнаружения 300 метров - на 20% больше, чем у предыдущей радиолокации на основе SiGe (250 метров). По результатам дорожных испытаний NHTSA, это увеличение дальности снижает рискных столкновений на 28% на шоссе. Для радиолокации угловых зон (используется для обнаружения «слепых» зон) Volkswagen ID.7 использует чипы радиолокации с технологией CMOS Infineon, которые обеспечивают горизонтальное поле зрения (FoV) 120° - на 50% шире, чем у SiGe (80°), - что позволяет обнаруживать автомобили на расстоянии до 50 метров в соседних полосах движения. В шаттлах с автономным вождением уровня L4 (например, в автопарке Waymo без водителя) модули радиолокации с технологией CMOS NXP работают в многомодовом режиме (77 ГГц для дальнего действия, 60 ГГц для ближнего действия), достигая точности классификации целей 98% (для пешеходов, велосипедистов и автомобилей) - на 15% выше, чем у систем на основе SiGe, - с задержкой 8 мс, что соответствует требованиям реального времени для принятия решений.
Текущие проблемы: точность на больших расстояниях, устойчивость к помехам и стоимость
Несмотря на широкое распространение, автомобильные чипы радиолокации в миллиметровой волновой области с технологией CMOS сталкиваются с тремя ключевыми проблемами отрасли. Точность на больших расстояниях остается ограничением: на расстояниях более 250 метров отношение сигнал - шум (SNR) чипов CMOS ухудшается на 18% (от 20 дБ до 16,4 дБ), что приводит к снижению точности позиционирования объектов на 10%. Это требует дополнительных алгоритмов обработки сигнала, которые увеличивают потребление энергии на 15%. Во - вторых, помехы между радиолокационными системами: с увеличением числа автомобилей с оборудованием на миллиметровые волны (предполагается, что к 2030 году их количество достигнет 1,2 миллиарда) помехы между соседними радиолокационными системами повышают частоту ложных обнаружений на 25%. Существующие решения (например, прыжки частот) увеличивают сложность и стоимость чипа на 8%. Наконец, оптимизация стоимости: хотя чипы CMOS на 30% дешевле, чем SiGe - чипы (11,4 долларов за единицу), стоимость изготовления по 7 - нм процессу по - прежнему на 40% выше, чем по 12 - нм. Хотя TSMC планирует снизить стоимость 7 - нм процесса на 25% к 2026 году за счет увеличения использования wafers, это не полностью устранит давление на стоимость для автомобилей класса.