从美国获奖学金回国,巧手打造77GHz汽车雷达芯片
2007年,23岁的陈嘉澍在美国国务院的领奖台上乐得像个小孩,手里攥着一笔两百万人民币的富布莱特奖学金,简直就跟中彩票一样!
全世界的27位得奖者,他是独一无二的中国大侠!
台上有人问他毕业了准备咋办,他嗓门一提就说要回老家!
这话听上去像是在打招呼,美国佬可没当回事儿!
六年之后,这个用美国纳税人的钱捣鼓出来的博士,终于回家了!
让美国人没料到的是,他一回国就干了一件事,直接把西方在车载雷达芯片的那口锅给砸了!
在交换生的项目里,2006年秋天,陈嘉澍在美国梅隆大学的实验室里,看着示波器上那些跳来跳去的波形,愣得像个木头人。
他是香港城市大学搞电子的学生,刚到美国当交换生三个月,真是新鲜得像个刚出锅的包子!
实验室那儿放着几块德国博世的雷达模块,一拆开,里面的芯片居然是用砷化镓做的。
陈嘉澍瞅了瞅资料,这玩意性能杠杠的,频率高得不像话,就是价格贵得让人直掉眼泪!
一颗芯片花几百块,整套雷达系统得十来万,这钱可真是像流水一样!
他问老师,能不能用划算点的CMOS技术搞一搞。
老师无奈地撇撇嘴,说这玩意儿搞不定,77GHz的CMOS管子损耗简直像打了鸡血,信号还没出门就已经变成虚无缥缈的空气了。
这可是一针见血的真相,光你一个小学生是撼动不了的!
陈嘉澍不乐意听这个答复,他花了整整两个月钻研电路模型,最后发现问题不是出在工艺上,而是设计的脑洞有点小。
老式的架构就是把高频信号像放大镜一样搞上去,损耗那是多得很啊!
要是换个法子,先把速度慢下来再放大,理论上绝对没问题。
他把这主意整成了篇文章,标题起得特豪气,叫《空中飞的电路玩意儿》。
这篇论文没啥高深的公式,就像拆快递一样,慢慢分析问题,还愁啥,解决方案迎刃而解!
2007年4月,美国的外交部搞了个首届福布赖特科学奖学金的评比。
这项目是美国科学沟通计划的玩意儿,说白了就是用钞票把全球最聪明的脑筋拉到美国来!
这奖学金啥都有,学费、吃饭、开会的钱全包了,算来算去超过两百万人民币呢,简直让人笑出声!
全世界七十多国的小伙伴们争先恐后地报了名,最后只挑出了二十七位英俊潇洒的幸运儿!
陈嘉澍那篇论文给他赢得了名额,评委们评价这篇作品就是未来无线通信的风向标。
老头儿那边静默了几秒钟,随后就问:我把你钱拿走了,还能再回来不?
陈嘉澍表示这事儿他能搞定。
Niknejad是在伯克利搞无线的老大,他手下跟着二十多个博士生,忙得跟炒豆腐似的!
第一次开会,那个家伙给每个新同学发了个任务,像是在派遣小兵上战场!
陈嘉澍小兄弟上场了,Niknejad直接指挥他把CMOS毫米波理论变成实际的电路,不就是让他继续拷贝课本上的内容吗?
这事情听着没啥,做起来处处是雷!
头一件事就是搞射频前面的设计!
传统毫米波电路就像个大块头,不仅占地方,还耗钱,真是让人心疼!
陈嘉澍这小子真厉害,把发射、接收、调频和过滤统统塞进一块芯片里,简直像把火锅的所有菜都放在一个盆里,一锅端!
这事儿难就难在,咋样拆分那几个模块,它们之间就像小孩打架一样,信号一旦弄糟了,整个电路就跟废铁堆没啥区别了!
他折腾了半年,调来调去,试了上百种摆放法!
2008年3月,第一版芯片一上市就试电,结果示波器上干巴巴空空如也,彻底扑街!
更新版的遮挡设计搞定了,信号多少有点出来了,可惜频率不对,又出错了。
第三版的玩意儿,频率对上了,可功率还差个把火!
继续弄呗!
2009年年头,第四版芯片终于如愿以偿到达了设计的目标,陈嘉澍把测试的数据整理成了篇论文,递交到国际固态电路大会上。
这是集成电路界的全世界运动会,每年才认认真真地挑出200篇论文,录取率连15%都不到,真是考得让人抓狂啊!
他带着小伙伴们造出了全球第一款60GHz的WiGig CMOS SoC芯片,给大家展示了CMOS技术在毫米波频段也是能玩的!
博士快毕业,硅谷那帮科技公司就像苍蝇闻到臭豆腐一样,飞过来抢人!
有公司一口气给你开年薪150万美金,还送股票期权,帮你付加州买房的首付,一听就想立刻搬去那儿!
陈嘉澍不干了,他眼里瞅的不是钱,而是国里的市场像个大漏斗,啥都没有!
2013年,咱们中国的汽车毫米波雷达全靠外国兄弟送货上门。
博世、大陆、德尔福这帮大哥把整个行当都攥在手里,一套77GHz的雷达系统,竟然要车厂掏两三千美元,简直是“这个定价太离谱了”!
核心芯片技术被彻底堵死,咱们的公司连跟着抄个作业的机会都没得!
陈嘉澍的心愿就是把这项技术带回去,好让咱们中国的车企也能自个儿用上雷达。
他的启动钱是自家攒的加上那点天使基金,合起来才不到两千万,真让人恶心!
在张江高科技园租了一间200平米的办公室,招了十几个博士,全是从伯克利和斯坦福这些神学校回来的!
第一个使命:搞个能用的77GHz的CMOS雷达芯片!
表面上像喝水一样容易,实际上那就是从无到有的拼命干!
在伯克利搞科研,就像慢悠悠的摸索,学校的晶圆厂给力,出片的钱有人替你掏!
创业这事儿真心不靠谱,每次失败就像往火里扔钱,一眨眼几百万就飞了!
陈嘉澍把团队分了三拨儿:一拨负责发射信号的,一拨搞计算的,还有一拨测测包装的。
每一组都有 rõ ràng 的标准:耗电量、灵敏度、抗干扰能力,少一条都不行!
2014年10月,咱们把第一版的芯片设计搞定,甩给台积电一趟,三个月后回来一看,这结果怎么个鸟样啊!
发射的劲儿可行,但接收那边有点小失灵,嘈杂比差了三个dB。
问题就出在那啥,叫低嘈杂放大器的设计上!
陈嘉澍牵着小伙子们重新划拉电路图,调了调晶体管的身量,顺便把线路摆得更好看了。
2015年6月,第二波芯片出炉啦!
这版子性能提高了,新的麻烦也跟着来了:芯片在热得像煮熟的饺子时心神不宁!
这车用芯片可是有点意思,得在零下四十到一百二十五度都不掉链子,第二版一旦热过八十,就跟开小差似的。
温控电路要重新搞一搞,第三版、第四版,一块儿试片总是在修补上一版的问题,真是不停闹腾啊!
最费劲的是检验那一趟!
咱这边连个靠谱的毫米波雷达测试器都找不着,国外的要么死活不卖,要么就宰你一刀价得嚷得跟天上飞的蚊子似的!
团队就像在拼乐高,得自己动手组装测试平台,从信号源、频谱仪到黑漆漆的实验室,全靠一点一滴往上凑!
2017年3月,第五版芯片终于顺利过了所有的汽车测试关卡!
这是世界上第一款用CMOS技术做的77GHz汽车专用雷达射频芯片,花销只要传统砷化镓方案的40%!简直是省钱又靠谱!
芯片终于搞定了,但得先让车企点头,陈嘉澍背着样品跑了十几家厂,结果大家的反应就是:这玩意儿竟然是国货!
这玩意儿能派上用场吗?
他也没啰嗦,直接把测试报告扔出来:侦测的距离、角度的清晰度,还有速度的准确性,个个都是跟国际大牌不相上下!
2017年下半年,第一家汽车公司开始试着生产车子了。
2018年,加特兰的芯片终于开工大吉,正式上路生产啦!
这块芯片把发射接收、信号处理和目标识别的东西都整合到一块了,雷达厂商拿到就可以直接上阵!
开发时间从一年压缩到三个月,开销也省了三成!真是太划算了,简直像拎着白菜去买西瓜!
2020年,加特兰又把天线和芯片捏成了3D的玩意儿,用上了AiP技术!
这雷达小得跟硬币似的,车门、后视镜这些以前没地儿放的地方,都能塞进去了!
这玩意儿把新商机给捅开了,车内部的生命体征侦测、不让夹到手的电动门、后座乘客监控,之前全靠摄像头,有了更靠谱的办法!
毫米波雷达厉害得很,光线不管它啥事儿,还能把挡着的东西透得一清二楚,更厉害的是连你打个喷嚏、心跳加速都能察觉得到!
把它放在车顶上,可以避免小朋友或狗狗被抛在车里忘了!
到了2024年底,加特兰的芯片就像不可思议的星星一样,出货数突破一千万片,供给了200多款车型,是中国唯一能生产车规级77GHz雷达芯片的厉害公司!
陈嘉澍不带停,正带着他的团队搞那四维成像雷达,能一口气测出目标的远近、快慢、横向角和竖向角!
老式雷达就像个傻瓜,只会说“前面有货”,而4D雷达就厉害了,能把那货的身材、动作和走向都一清二楚地搬出来。
这玩意儿对三级以上的自动驾驶可真是命根子!
激光雷达烧钱,摄像头遇到风雨就发慌,毫米波雷达才是那种在任何天气下都能稳当工作的还能省钱的传感器!
颁奖台上,有记者问他,您当年拿着美国的奖学金去留学,回头看,是不是在跟美国叫板啊?
陈嘉澍直言:这不是打擂台,是找补缺口。咱们国家盼着这门技术呢,我学会了,当然得带回来给大家用!
他犹豫了一下,又挤出一句:美国人教我的时候,估计没料到我最后会回去搞这个!
那是他们自己没算好,跟我没关系!
从2007年拿了奖学金,到2024年,整整17年,陈嘉澍和加特兰一路走来,从跟跑变成了领跑,这段路走得那叫一个曲折啊!
下一个大目标是到2028年咱们能拿下全球市场10%的蛋糕!
这条路上没得省事,每个芯片都是拼了命做出来的!
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