2017年前后,一則消息在半導(dǎo)體圈子里炸開了鍋:國內(nèi)團(tuán)隊(duì)做出了一顆77GHz CMOS毫米波雷達(dá)芯片,而且是車規(guī)級(jí)的。在此之前,這個(gè)領(lǐng)域幾乎是博世、德州儀器等國際巨頭的專屬領(lǐng)地,單顆芯片動(dòng)輒幾百美元,國內(nèi)整車廠想給車裝上前向雷達(dá),成本壓力大到令人窒息。
而這顆芯片背后的人,叫陳嘉澍。
故事要從2006年說起。當(dāng)時(shí)還在卡內(nèi)基梅隆做交換的陳嘉澍,拆解了一塊博世雷達(dá)模塊。那套系統(tǒng)用的是砷化鎵工藝,性能出色但價(jià)格高昂,基本只有頂配豪華車型才負(fù)擔(dān)得起。一個(gè)念頭在他腦子里扎了根:能不能用成本低得多的CMOS工藝來實(shí)現(xiàn)同樣的功能?導(dǎo)師對(duì)此并不看好,認(rèn)為這條路走不通。
但他偏偏不信邪。閉關(guān)兩個(gè)月后,他提出了一種先降頻再放大的技術(shù)路線,論文發(fā)表后直接斬獲富布萊特獎(jiǎng)學(xué)金,獎(jiǎng)金據(jù)估算約合兩百萬元人民幣,足以覆蓋后續(xù)博士階段的全部開銷。
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此后他進(jìn)入伯克利攻讀博士,師從知名教授Niknejad。那幾年幾乎長在實(shí)驗(yàn)室里。2009年,經(jīng)歷多次迭代后,第四版芯片終于測(cè)試通過。那篇成果論文不僅入選了半導(dǎo)體頂會(huì)ISSCC,還摘得Jack Kilby學(xué)生論文獎(jiǎng),截至目前被引用已超過一千次。
2013年博士畢業(yè)時(shí),硅谷的邀約紛至沓來——百萬美元級(jí)年薪、永久綠卡、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,條件優(yōu)渥到幾乎沒有拒絕的理由。然而他的選擇出人意料:據(jù)傳他當(dāng)場拒絕了所有合同,第二天就拖著行李箱奔赴機(jī)場。臨走前,一位教授試圖挽留,問他是否確定放棄這里的機(jī)會(huì)。他只說了一句話:我想讓更多普通汽車也能用上雷達(dá)。
這話乍聽有些理想主義,但對(duì)照他后來走過的路,每一步都在兌現(xiàn)。
2014年,上海張江,一間逼仄的辦公室里擠著十幾個(gè)人。啟動(dòng)資金捉襟見肘,進(jìn)口測(cè)試設(shè)備價(jià)格離譜且遭遇供應(yīng)封鎖,海外供應(yīng)商明確拒絕出售。團(tuán)隊(duì)被逼到墻角,想出了堪稱草莽的辦法——把家用冰箱搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室模擬零下四十度的極寒環(huán)境,用烤箱充當(dāng)一百二十五度高溫測(cè)試設(shè)備。方法雖然簡陋,卻硬是撐過了五輪流片失敗。
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數(shù)千萬資金消耗殆盡,成果卻遲遲不見,有人選擇離開。那段日子里,陳嘉澍承受著巨大的壓力——深夜獨(dú)自盯著示波器,反復(fù)確認(rèn)每一組數(shù)據(jù),內(nèi)心的煎熬可想而知。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2017年。那顆CMOS工藝的77GHz單芯片終于面世,直接將同類產(chǎn)品價(jià)格拉低了約八成。過去一顆進(jìn)口芯片要幾千元,如今國產(chǎn)方案只需幾百元。奇瑞率先搭載量產(chǎn),比亞迪、理想、小鵬隨后跟進(jìn)。此后團(tuán)隊(duì)又接連攻克了AiP天線集成和SoC一體化設(shè)計(jì),將客戶的開發(fā)周期從一年壓縮到三個(gè)月。
從技術(shù)角度看,博世早期采用的SiGe和GaAs方案存在功耗偏高、體積偏大的問題。而加特蘭的CMOS路線在集成度上明顯占優(yōu),功耗降低幅度約在三成以上,不過早期版本在噪聲系數(shù)上與國際頂尖方案仍有一到兩個(gè)dB的差距。
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這個(gè)短板在后續(xù)迭代中被逐步補(bǔ)齊。到2026年,加特蘭芯片累計(jì)出貨量已突破兩千萬顆,國內(nèi)市場占有率超過三分之一。旗下天樞UWB芯片更在厘米級(jí)定位標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域占據(jù)了重要話語權(quán),產(chǎn)業(yè)鏈已實(shí)現(xiàn)反向輸出,甚至在慕尼黑設(shè)立了研發(fā)站點(diǎn)。
回過頭看,陳嘉澍做的事情,本質(zhì)上就像把高端音響里昂貴的真空管換成了晶體管——材料更便宜、更適合大規(guī)模量產(chǎn),但要調(diào)校出同等品質(zhì)的效果,難度極高。他硬是啃下了這塊硬骨頭。
有業(yè)內(nèi)工程師曾在行業(yè)論壇上感嘆:過去被海外廠商卡脖子,現(xiàn)在反過來是他們主動(dòng)尋求合作。
如今站在2026年回望,加特蘭的Andes成像雷達(dá)方案已經(jīng)在歐洲車企拿下定點(diǎn)項(xiàng)目。十年前那個(gè)連學(xué)費(fèi)都湊得艱難的年輕人,如今他設(shè)計(jì)的芯片平均每三輛智能汽車?yán)锞陀幸活w。
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粗略算一筆賬:以單顆芯片均價(jià)兩百元、出貨兩千萬顆計(jì)算,整條產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)省的成本大約在四十億元人民幣。這些真金白銀最終以更低的整車價(jià)格和更普及的安全配置,實(shí)實(shí)在在回饋到了消費(fèi)者身上。
技術(shù)競爭歸根結(jié)底是人的競爭。當(dāng)年在機(jī)場拖著行李箱頭也不回的那個(gè)身影,如今看來,正是中國芯片自主化進(jìn)程中最值得銘記的畫面之一。
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