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发布时间： 2025/6/12 14:47:42 | 33 次阅读
去年Calterah Day加特兰日活动期间，我们报道了加特兰的汽车毫米波雷达芯片在中国市场份额已经达到20%；而近Calterah Day 2025期间，加特兰微电子创始人兼CEO陈嘉澍在开场演讲中就说今年这一数值有望突破1/3。
有关加特兰在汽车毫米波雷达领域的成绩，其他相关数字还包括2024年加特兰芯片出货量约600万颗，2025年预计跃升至1600万颗；截止目前的芯片累计出货量超过1900万颗；其4T4R雷达SoC产品出货量超过1200万颗，在范围内“成为这个领域的领军者”；
30%2B家OEM车厂超过300款车型搭载加特兰毫米波雷达芯片，“售价跨8万-100万区间”，包括用于ADAS辅助驾驶系统的毫米波雷达，以及当前中高端车型会选配的新兴短距雷达...
且在出海进程中，去年加特兰的毫米波雷达“正式导入一家欧洲主流零部件企业的雷达平台”，今年基于该合作也“正式获得欧洲一家传统豪华品牌ADAS雷达定点（traditional European premium OEM ADAS platform award）”，“采用加特兰的ROP技术，单车搭载5颗毫米波雷达（1颗前雷达、4颗角雷达）”。
陈嘉澍在主题演讲中总结取得这些成绩的三要素：创新、质量、安全——这类抽象词汇听起来还是挺空的。不过填充这几个词的关键技术和产品，如技术路线选择、成像雷达级联方案、RoP封装、RSP专用雷达信号处理器、系统算法解决方案等等...
这些都让加特兰成为我们在国产车用芯片领域所见，为数不多真正贯彻了这三要素，在安全与质量的基础上具备产品与技术差异化——用陈嘉澍的话来说是有能力做“me first”产品的企业。去年的分析文章里，我们大致对加特兰的部分技术与产品做过介绍——推荐对加特兰尚不熟悉的读者阅读。我们认为，单从技术和产品层面就已经不难理解这家企业目前所处市场地位的成因。
本文不打算将太多笔墨放在毫米波雷达产品上。今年加特兰日的亮点，无疑在于发布的UWB SoC芯片：Dubhe（天枢）系列。加特兰称其为业界首颗支持802.15.4ab标准的、且具备2T4R雷达探测能力的车用UWB SoC芯片。
借此机会，我们也能看看已经在车用毫米波雷达产品上做出了me first产品的企业，在做UWB SoC芯片时有着怎样的思考和差异化尝试；以及车用UWB芯片正向哪个方向发展。
了解UWB（Ultra-Wideband）技术的读者应该知道，这也是个发展略有些年头的技术了：工作带宽常见6-10GHz范围、超过500MHz，所以被称为UWB超宽带。现在UWB主要用于高精度测距与定位——2020年IEEE 802.15.4z发布，真正达成了UWB安全测距的标准化；2021年宝马将UWB带到车内，实现的功能就是我们所熟知的数字钥匙。
数字钥匙这项应用本身也经历了从早期基于NFC——无法达成无感体验，到后来结合NFC%2BBLE低功耗蓝牙——实现无感解锁落锁、但存在测距精度和安全性差的问题，以及“第三代数字钥匙”又加入了UWB实践高精度定位且更安全的体验。陈嘉澍援引统计机构的数据，随UWB在汽车数字钥匙应用上的普及，未来10年内其行业渗透率会超过一半——以后一半以上的汽车都会支持UWB。
在我们参与的不少国产芯片发布会之中，加特兰可能是为数不多能将“why”逻辑讲明白的企业——也就是“我们为什么要发布这款产品”，及该问题子集的“推这款产品是要解决什么问题”。重点可能不在于为媒体或投资人讲故事，而在于它是达成加特兰在谈毫米波雷达产品时PPT上出现“think independently（独立思考）”、明晰业务逻辑、并做到创新与差异化的基础。
加特兰UWB数字钥匙方案展示，匹配高通智能手机连接方案；FiRa 3.0 & CCC 3.0 UWB连接demo
除了明确的UWB市场潜力以外，加特兰认为UWB技术目前在汽车中的应用面临4大痛点：（1）探测范围受限；（2）当有障碍物遮挡——如与其他车并排停放，背包或口袋中的数字钥匙非视距（NLoS）测量性能不稳定；（3）UWB芯片使用场景单一，基本就只用于数字钥匙这一个功能；（4）相对较高的功耗，难以实现长待机。
“我们期望通过技术创新，推出一款芯片，能够很好地解决这些痛点。”这是本次发布Dubhe系列芯片的背景。陈嘉澍说在看到UWB的市场潜力，以及客户面临的痛点以后，加特兰2023年就决定进行车用UWB芯片的开发，于是“招募了50%2B无线通信领域的资深，和已有的数模车规芯片开发人员，构建超过百人的UWB开发团队”；
与此同时，加特兰也参与了标准的讨论制定，“在IEEE 802.15组织中有5位投票成员，在中国仅次于无线通讯大厂；也为下一代标准802.15.4ab贡献了两项必要；并将我们过去10年在毫米波雷达领域的积累，赋能UWB雷达模式的开发。”
具体到UWB SoC产品层面，面向汽车应用的包括2T4R的CAL1106AQ，和1T3R的CAL1104AQ。基本射频性能规格如下图：支持射频信道5/6/8/9，Tx峰值发射功率12dBm；
在IEEE 802.15.4z标准下，6.8Mbps数据速率SP0模式接收灵敏度-98dBm，对应BPRF（Base PRF）SP3测距包灵敏度-101dBM；而在802.15.4ab标准下，MMS测距包灵敏度则可以达到-107dBm。
SoC芯片算力、存储、连接等相关参数如下图：240MHz主频的RISC-V处理器，264KiB RAM, 1MiB闪存，支持CAN-FD/LIN接口，配备所需的安全相关模块，遵循ASPICE开发流程，可靠性标准符合AEC-Q100 Grade 2；6x6mm规格的wettable QFN40封装。
上述Dubhe系列的CAL110xAQ芯片7月准备送样，量产时间预计是在今年年底。
另外由于UWB芯片的应用场景并不限于汽车，陈嘉澍在列举UWB的应用场景时就提到智能电视的指向性遥控、智能楼宇的门禁出入、室内的精准定位导航、机器人协同通讯、地铁闸机无感出入等。
所以对应的加特兰这次发布的Dubhe系列芯片还包括面向非车用场景的CAL1106CW（2T4R）和CAL1104CW（1T3R），同样支持802.15.4ab标准，“也是业内早一批获得FIRA 3.0的芯片”，与此同时针对紧凑型应用也推出了WLCSP（Wafer Level Chip Scale Package）3x3mm封装规格。
智能电视遥控demo，基于UWB定位，通过遥控器可做滑动翻页、拖拽、写画及游戏操作
这里多次提到的支持802.15.4ab新标准，大概可以部分体现加特兰做“me first”和差异化产品的特点。不过有关Dubhe的关键问题在于，既然加特兰提出了UWB技术在汽车应用之中面临的几个痛点，那么这款UWB SoC芯片具体是怎么解决这些痛点的？以及特别强调首款支持802.15.4ab标准的UWB SoC芯片，有何价值？
加特兰先进连接产品线负责人肖俊明总结Dubhe系列芯片的几个关键特点：支持802.15.4ab标准，并实现高性能的link boost链路增益模式；2T4R的UWB雷达模式；更低的功耗。
对于点，他在主题演讲中说802.15.4ab是个尚在开发、还未正式发布的新标准。2020年802.15.4z标准冻结，并凭借安全高精度测距能力成为数字钥匙技术以后，“标准组织也注意到我们提到的上述痛点，几年前就开始进行新一代标准研发”。
“我们预计802.15.4ab标准将在今年底、明年初正式发布；而且CCC（Car Connectivity Consortium）联盟也在今年初成立了4ab标准设计落地的技术工作组，目标在明年2月完成落地研究。”肖俊明说，预计支持新标准的手机端芯片也会很快问世，则在Dubhe系列产品推动车端802.15.4ab标准落地的情况下，端到端基于802.15.4ab的数字钥匙会在2026-2027年前后面市。
新标准除了物理层速率新增对测距更友好的规格（主要是1.95Mbps）、带来更高的链路增益，802.15.4ab采用新的测距包（ranging packet）结构MMS：包含RSF(Ranging Sequence Fragment)测距片段与RIF(Ranging Information Field)安全片段，“每个片段时间缩短到60μs左右”。
RSF以1ms为周期重复发送、接收——“基于法规要求，平均发射功率谱密度（PSD）不能超过-41.3dBm/MHz”，“新标准发射包长缩短至原本的一半左右”（应该是指RSF packet duration大幅缩短），“此时就能获得大约3.5dB的发射功率boost”。与此同时，“新标准定义将RSF测距片段重复发送，接收端做相干合并”，“多16次合并可以获得12dB收益”（RSF多次传输，接收端累加RSF片段取平均，提升SNR，理论上实现更好的检测和测距精度）。
那么对802.15.4z（此处被加特兰标注为Soluxion X）和802.15.4ab（Dubhe新品）做对比，“MMS配置一个RSF测距片段，灵敏度boost 8dB达到-107dBm；16 RSF多发多收，-119dBm的接收灵敏度性能；整体实现了高达20dB的链路boost。”
不过对于整个数字钥匙系统，还需要考虑测距包之外的控制包和上报包——在UWB数传模式下工作。“整体看测距轮（ranging round），虽然测距阶段有-99dBm的接收灵敏度性能，但控制包和上报包灵敏度通常差一些”，也就构成了瓶颈，比如下表这一例中的-97dBm限制了“整体测距轮的性能”。
肖俊明说对于802.15.4ab新标准而言，“采用UWB做数传，整体链路预算也会被限制”，自然就会考虑“让UWB专注做测距”，而用接收灵敏度和发射功率更高的窄带系统承载数传，比如BLE、NB（Narrow Band）。基于BLE技术的成熟度、广泛性和通用性，且同为数字钥匙技术之一的特点，加特兰在此选择的是BLE。
所以加特兰采用的也就是所谓BLE-Assisted-MMS解决方案，“我们在标准组织里面提交了多份关于该技术的提案，并被标准所采纳”，终在Dubhe产品中落地。
对于实测结果展示，肖俊明给了几个不同的场景，分别（1）无遮挡环境的极限拉远——4ab模式（↑8dB）达成远500米距离，相比4z模式实现了2.5x的LoS测距扩展——“如果再加RSF测距片段，达到公里、数公里级也完全有可能”；（2）地下车库停车场场景，4ab模式可以穿透一旁的5辆车，做到稳定定位；
（3）背包模式下（数字钥匙在背包或口袋中），4ab模式实现稳定定位的范围扩展2倍左右；（4）数字钥匙在舱内的定位，基于4ab新标准也具备明确更出色的定位稳定性。
以上谈的是Dubhe基于IEEE 802.15.4ab标准带来的链路增益及实际可获得的体验提升。如果对应陈嘉澍提到UWB技术在汽车应用中的4大痛点，则这基本就解决了前两个痛点：覆盖范围小、非视距场景表现不稳定。
如前所述Dubhe的另外两大特色在于UWB雷达模式，以及低功耗优势——这两点着眼的正在于UWB车用场景少、功耗相对高的问题。肖俊明提到加特兰本身在雷达产品上就有的开发和量产经验，UWB雷达模式自然是手到擒来，也让UWB应用“不满足于基本场景”。
Dubhe系列产品中的2T4R通道配置版性能特性如下图：
显著更多23.5dB的雷达链路预算；收发通道数更多、多4天线，自然达成更高的天线增益和隔离度；并且由于2T4R设计，以及“特殊天线布阵”让芯片具备14?的解角能力——“在复杂场景下，抗干扰能力更强、分辨率更高”。
基于此，Dubhe UWB雷达可用于CPD儿童遗留检测——肖俊明给出了多种场景下的检测演示（婴儿在车内的不同位置、不同朝向），包括复杂场景下的抗干扰能力（如窗外有人挥手干扰也不误报）；还有像是脚踢尾门的检测，基于2T4R UWB雷达检测精度、覆盖范围的优势，也能做到此场景的检测与不误报...
有关UWB雷达与毫米波雷达的车内使用场景差异问题，在答记者问环节，加特兰毫米波雷达产品线负责人王政提到，毫米波与UWB基于不同频段具备不同的特性：“毫米波的衰减相对严重，但检测灵敏度和可靠性较高”，而UWB具备更好的穿透能力和更低的功耗。
“或许毫米波雷达用于CPD是更为鲁棒的选择，但UWB本身作为数字钥匙已经存在——那么对于一些对鲁棒性要求没那么高的场景，UWB显然就是个更经济的选择，不需要额外增加硬件，就能覆盖一部分CPD/LPD功能。”另从法规角度看，比如“国内对60GHz毫米波用于舱内检测仍在评估过程中，这种情况下也可以选择UWB雷达做舱内检测”。
有关扩展UWB车用场景的问题，值得一提的是，一套硬件的多场景复用本身有利于节省系统成本。而从肖俊明列举的系统设计来看，2T4R的Dubhe有助于降低系统成本还体现在多场景的多天线要求，“节省潜在外部天线开关和外部低噪声放大器——现有1T2R方案无法支持更多更灵活的天线配置”；以及并发场景对算力、存储资源等都提出了更高的要求，Dubhe芯片之上的“MCU算力与存储资源可以帮助客户降低甚至摆脱对上位机MCU或BLE SoC的性能要求”，也随之节约了系统成本。
是功耗问题，肖俊明介绍说Dubhe实现低功耗目标的方式，包括相比竞品采用更先进的TSMC 22nm制造工艺——N22 ULL相比N40 ULP工艺可实现65%的功耗降低；低功耗设计则囊括全数字化Tx、自适应与快速同步机制（自适应同步应该是指基于信号状况动态调整同步参数）、优化的解调与译码性能（更高的通信成功率）、快速AGC（Automatic Gain Control，基于信号强度快速调整接收端增益）、高效率的DFE数字前端。
终呈现的一组功耗数据为，在6dBm发射功率、3.3V供电电压下，Dubhe相比于Solution X的电流低了32%；以增益接收，功耗则低了多达56%。
如此一来，有关UWB技术在汽车应用中的痛点也就逐一解决了。“通过的4ab标准、链路增强，有效扩展了测距范围，未来手机远距离找车功能亦成为可能；复杂工况下，非视距场景的测距定位稳定性大幅提升，让数字钥匙解锁落锁、车窗内外定位变得更为精准丝滑；”陈嘉澍总结说。
“强大的2T4R雷达功能，让UWB锚点得以复用，用于舱内活体检测、脚踢尾门等一系列新功能，做到一套硬件、多种用途；再藉由22nm低功耗制程和一系列低功耗创新设计，降低锚点与电池侧设备的功耗，让入侵检测、哨兵模式等长待机功能成为可能。”
从企业及业务逻辑角度来看，Dubhe芯片的推出无疑是加特兰扩展市场、潜在创收的重要组成部分。如前文所述，加特兰的UWB SoC芯片并不单纯面向汽车市场——“车用市场非常确定，毕竟数字钥匙需要UWB。”肖俊明在采访中表示，“但UWB在其他领域也有广泛应用，各类智能场景都有覆盖。”如前文提到的无感过地铁闸机、电视指向性遥控、机器人等。
“我们已经有了一套完整的车用芯片开发体系，也得到了车用客户群体的认可。”陈嘉澍提到，“加特兰作为汽车芯片供应商，已经在车用领域积累起了优势，这也有利于UWB数字钥匙的尽快普及。”与此同时，“我们也看到不同领域的应用，未必每个领域都会做，但我们希望行业能够将这项技术普及开。智能定位在未来一定会有相当多的用途。”
所以在产品之外，UWB生态与技术普及也成为加特兰思考的一环。“UWB技术及产业发展现在还处在早期阶段，我们希望广大合作伙伴能够一起努力，将UWB技术服务于已经被毫米波服务过的每个人。”
陈嘉澍在主题演讲的说道，Dubhe芯片的问世，本身也会加速IEEE 802.15.4ab标准的落地，促成客户与合作伙伴向新标准迁移；并且“推动了UWB技术在汽车上不同应用的普及”。这本身也足够体现加特兰做“me first”产品与技术的方向了，毫米波雷达与UWB芯片产品上皆如此。
