博世发布22纳米毫米波雷达SoC,推动ADAS技术革新
博世最新推出的毫米波雷达SoC采用了22纳米FD-SOI RF-CMOS制造工艺,这一先进节点在性能与成本之间实现了良好平衡。该芯片特别针对基于人工智能的传感技术进行了优化,旨在全面提升下一代高级驾驶辅助系统(ADAS)的感知与决策能力,即使在复杂交通环境中,也能实现高精度的环境感知与快速响应。
在汽车雷达技术的发展过程中,探测距离、分辨率、模块体积与整体性能之间的平衡始终是核心挑战。为了解决这一问题,传统雷达系统通常采用多芯片架构,分别承担射频前端、基带信号处理和系统控制任务。然而,这种分散式设计不仅增加了模块体积,也在一定程度上限制了系统的性能表现。
博世最新推出的SX600和SX601毫米波雷达SoC,打破了以往的模块化架构,将雷达前端、四个发射通道和四个IQ接收通道、线性调频脉冲生成逻辑、多核微控制器系统,以及支持AI加速的数字信号处理单元全部集成于单一芯片封装中。这种高度集成的架构为雷达系统带来了前所未有的革新。
集成化设计带来的最显著优势是体积的大幅缩减。与传统方案相比,基于新SoC的雷达模块体积缩小了近30%。这一改进在现代汽车设计中具有重要意义,不仅提高了模块安装的灵活性,还扩大了雷达的部署范围。此外,模块尺寸的缩小也有利于热量管理,使系统在长时间运行下仍能保持稳定性能。更小的体积也为雷达外壳的设计提供了更多空间,进一步提升车辆的空气动力学表现。
在性能方面,该SoC支持SAE L2+级别的ADAS功能,包括自动紧急制动、自适应巡航控制、盲点监测和变道辅助等,为自动驾驶系统提供了坚实的技术基础。
雷达的探测性能高度依赖于线性调频信号的精确生成,而博世的SoC配备了一个全数字、快速响应的锁相环(PLL),专为76-81 GHz汽车频段的线性调频信号合成而设计。相比于传统的模拟或混合结构,数字PLL显著提升了相位噪声性能,使雷达能够更清晰地区分多个近距离目标,如行人从骑行者附近走出,或摩托车在两车之间穿行。在ADAS系统中,这种高精度识别能力对于减少误报和提升决策可靠性至关重要。此外,数字PLL还支持快速配置更新,实现了动态可变的线性调频信号,为多模式雷达应用提供了强大支持。
通过灵活的线性调频信号整形,该雷达能够适应多种驾驶场景。例如,在高速公路上,窄带长距离调频有助于探测远距离目标;在城市低速或停车场景下,宽带短距离调频则能提供更高的分辨率;而在复杂的多路径干扰环境中,快速跳频分集技术可增强目标检测能力。PLL的快速响应时间使芯片能够动态切换不同模式,确保雷达在各种条件下均能保持高性能。
在信号处理方面,新SoC引入了边缘AI处理机制,实现了雷达数据的本地推理处理。这一创新使SoC本身成为雷达单元内部的智能推理引擎,能够直接在传感器端执行神经网络分类任务,而无需将数据传输至中央处理器。这种设计带来了三个关键优势。
首先,77 GHz毫米波技术提供了高带宽,能够捕获高质量的回波信号,支持更复杂的AI推理模型。这使雷达能够有效区分移动与静止目标、行人与非生命体,并对异常运动轨迹进行识别。博世表示,SX601的探测范围相比此前产品提升了30%,这一进步主要归功于芯片架构的优化。
其次,本地处理技术显著降低了响应延迟。在自动紧急制动等关键场景中,毫秒级的响应时间至关重要。通过将分类器与控制逻辑集成在芯片内部,该SoC可在极短时间内完成感知与决策过程,满足交叉路口或行人避障等高要求场景。
第三,这种架构显著减少了系统总线的带宽需求。SoC无需将原始雷达帧传输至中央ECU,而是可以直接输出元数据,如目标分类、轨迹信息和置信度评分。这不仅缓解了车载以太网的压力,还支持分布式感知架构,使各雷达节点可协同构建全局态势图,从而提升整体ADAS系统的协同能力。
博世为该系列SoC提供了专门的AI开发工具链,针对雷达专用模型优化了训练与推理流程。尽管DSP架构的细节尚未公开,但博世强调,其SoC融合了SIMD计算与为距离-角度矩阵优化的自定义机器学习指令,为高效推理提供了底层支撑。
从市场角度看,SX600和SX601进入了一个需求持续增长的雷达市场。随着法规推动、消费者对安全性期待的提升,以及多传感器融合架构的普及,ADAS系统正加速演进。博世预计,到2032年,全球汽车雷达市场规模将从2024年的53亿美元增至220亿美元以上。在这一趋势下,博世的SoC不仅是雷达芯片,更是一个具备边缘计算能力的智能感知节点,专为超越传统外围设备的感知需求而设计。
两款SoC均工作在77 GHz频段,支持CAN XL和以太网接口,便于接入整车系统。内置的硬件安全加速器和数据加密功能可有效防止非法访问,提升系统安全性。其中,SX600面向成本敏感型应用,而SX601则在内存和计算能力方面更具优势,两款型号具备良好兼容性,方便用户进行系统升级。每个传感器配备四个发射和接收通道,对于更高性能需求的应用,博世还提供了由两个SoC组成的可级联架构。
博世移动电子部门执行副总裁Peter Wolfangel表示:“博世在雷达传感领域拥有25年的深厚积累,凭借先进的SoC技术,我们正帮助推动更智能、更安全的驾驶体验。”博世计划通过直销和分销渠道向整车厂和系统集成商提供这两款SoC产品,以应对汽车雷达半导体市场每年12%的高速增长,这一增速远高于整体汽车半导体市场的平均水平。