
MMIC 芯片工藝改進(GaAs-SiGe-CMOS)推動車載毫米波雷達系統成本持續下行至初代工藝對應成本的 30%。(1)GaAs工藝時代(1990-2007):早期 PCBA 上大部分的器件都可以使用硅來制造,只有射頻部分沒有辦法使用,主流都是采用砷化鎵(GaAs)的工藝來制造;由于砷化鎵工藝所需要的材料比較稀缺,不管是材料成本和制造成本都比較高,對于生產線的要求也很高。因此在 2009 年之前,毫米波雷達中的前端射頻芯片最初也是使用的 GaAs 工藝,而且集成度很低,一個毫米波雷達只需要 7-8 顆 MMICs、3-4 顆BBICs,所以前端射頻芯片成本非常高占毫米波雷達整體成本大約 40%左右。(2)SiGe工藝時代(2007-2017):SiGe(鍺硅)擁有硅工藝的集成度、良率和成本優勢,從 2009年開始 SiGe 工藝逐漸代替 GaAs 工藝,毫米波雷達前端射頻芯片的集成度大幅提升,一個毫米波雷達只需要 2-5 顆 MMICs、1-2 顆 BBICs,毫米波雷達整個系統成本降低 50%,其中前端射頻芯片 MMIC 占總成本比重從 40%下降至 36%。(3)CMOS工藝時代(2017年至今):最初 CMOS 工藝沒法用在毫米波雷達芯片,是因為不能工作在高頻中,以 180nm為例,SiGe 可以工作在 180GHz 以上,而 CMOS 工作頻率只能達到 40GHz;直到 2010年工藝進步到 40nm,才使得 CMOS 用于 77GHz 毫米波雷達成為可能。由于 CMOS 晶圓價格非常便宜(SiGe 是 8 英寸晶圓,CMOS 是 12 英寸晶圓,1 個 12 英寸晶圓比 8 英寸晶圓產出的芯片數量要多很多,SiGe 單顆芯片成本比 CMOS 高約 20%)而且集成度非常高(可以把 MMIC 和數字處理芯片同時集成到一起),一個毫米波雷達只需要 1 顆 MMIC芯片、1 顆 BBIC 芯片;CMOS 工藝與上一代 SiGe 相比,毫米波雷達整體系統成本進一步下降了 40%,其中 MMIC 占系統總成本比重從 36%下降至 18%。(4)SoC時代(2019年至今):還會帶來 30%的成本降低,而 CMOS AiP(封裝天線)將會讓成本進一步下降。(資料來源:加特蘭微電子,見圖 5)