近年来，儿童被误锁车内或被遗忘车内而导致窒息、发生死亡的事件频有发生。据国外公益组织KIDS and CARS对1990-2019的儿童车内伤亡事件做出统计，车内高温导致的儿童死亡率常年居高不下。同时，相关机构对“2017年国内的35起事故的统计”结果也表明，校车误锁事件的致死率为高达100%，私家车误锁事件的致死率约为41%。基于以上，现在各大主机厂急需在车内能有一款传感器来监测车舱内生命体征的存在与否。

舱内生命体征探测

近日，加特兰微电子公司提出在车内安装毫米波雷达传感器来解决这一行业痛点的方案，并展示了汽车舱内活体检测的参考设计。针对在车舱内的人，需要有两种检测能力，一种是移动，毫米波雷达技术最大的优势就是对移动的物体比较敏感，毫无疑问，当车内有人移动时，毫米波雷达可以精确探测到。第二种是微动，人坐在车舱里面，即使在完全不动的情况下，人的呼吸以及心跳还是会带来身体表面的微动，通过对这个微动的探测，依然可以对车舱内静止不动的人包括进入睡眠状态的人可以给出一个精准的识别。

当然，目前用摄像头也可以探测车内情况，但摄像头会很大程度涉及到驾乘人员的隐私问题，毫米波雷达就能很好地解决这一问题。除此之外，毫米波雷达作为唯一可以“全天候全天时”工作的传感器，也是实现汽车ADAS以及自动驾驶不可或缺的核心传感器之一，被广泛地应用在汽车ADAS的自适应巡航控制(ACC)、前向防撞报警(FCW)、盲点检测(BSD)、辅助停车(PA)、辅助变道(LCA)等功能上。

随着汽车智能化的发展，汽车的自动泊车辅助的功能也越来越受到消费者的关注，当然，这需要在车身上增加更多的传感器，以探测周围的障碍物，对探测距离和精度提出了更高的要求，对成本和雷达尺寸的要求也会越来越高。

基于此，加特兰的AiP（Antenna in Package）应运而生。所谓Antenna即天线，是一种用来发射或接收无线电波（电磁波）的设备，是无线通讯最为基础和关键的设备之一。Package即封装，是一种用于容纳、包覆一个或多个半导体元件或集成电路的载体或外壳，半导体封装为晶片提供一定的冲击和划伤保护，为晶粒提供与外部电路连接的引脚或触点，在晶粒工作时帮助将晶粒工作产生的热量带走。AiP简单直译就是封装里的天线，它能提供非常强大的系统性能。在封装上可以放多个天线，且在天线和芯片的互联区域可以做得非常短，这样能够使得信号通过更短的路径到达天线，系统性能就能更加强大。

与传统天线板体积对比

当然，AiP产品最大的优势是高度集成并拥有更小的尺寸。据加特兰微电子公司生产技术总监王典介绍：“通过AiP实现出来的模组尺寸，相比传统模组的尺寸，可以大大缩小，这里也得益于它的集成度——因为在传统的模组上，必须把这些天线用一个高频的PCB板实现出来，而今天整个芯片内部就已经包含了这些天线的接口，客户不需要进行天线的设计和开发，可以缩短整个产品的研发周期以及成本，更快实现产品上市。”

提及AiP技术，它与加特兰其实有着非常深的渊源。从2017年加特兰的第一代产品研发出来之后其就开始了相关AiP的研发。2018年，加特兰的第一代的AiP和Alps当时的SoC样片同时问世，自此加特兰实现了毫米波雷达业界通道数量最多的AiP设计。如今经历了四代的迭代和优化，AiP正式进入量产。

AiP芯片图

目前，加特兰AiP的产品涉及Alps和Rhine两个系列的产品。Alps是77GHz车规级芯片，Rhine是60GHz工业级别产品。整个AiP携带的构架包括4个接收通道，4个发射通道。这4个发射通道的排布独具特色，不仅可以通过其中3个任意选择来控制它的发射特性，客户还可以通过两个天线实现MIMO功能，扩大接收天线的阵列。

在设计方面，加特兰有非常高的设计冗余度。普通的频段是76到81GHz，但整个使用带宽事实只有5GHz，加特兰在设计的时候保证了AiP设计带宽是16GHz，相当于翻了3倍的能力去设计。

AiP除了应用在汽车领域外，据加特兰微电子公司产品经理吴翔介绍，AiP也可适用于其他智能领域，包括智能空调、智能监控等。现在空调产品面临的行业痛点包括风机送风不均匀、房间不同位置冷热不均、空调风会吹向人体、舒适度较低，且无法获取空调在房间中的安装位置、房间尺寸等信息。

针对以上痛点，加特兰也开发了一套智能空调的智能化方案，吴翔表示：“通过我们的AiP产品，毫米波雷达可以精准地判断人在房间的具体位置，依托毫米波雷达对微动的判断，即便一个人在静止站立不动的情况下，我们也可以追踪到。同时，我们的方案也可以自动过滤其他运动物体，例如风扇、窗帘以及绿色植物等，以免导致空调误触发。”

在监控领域，目前常用的监控摄像头往往是基于光学CMOS传感器采集数据，之后再对图像数据进行分析，但这也有一些痛点：比如天气不好或者黑夜的时候没有办法去识别，或者识别难度会很高，尤其是光影会产生一些误报的情况。另外，对远距离的物体，有些摄像头的清晰度不够。基于此，吴翔表示加特兰的AiP毫米波雷达也会带来一些技术上的创新，通过摄像头加上毫米波和感知信息的融合，就能够提供多维度的或者跨角度的追求及更有效的信息。他表示：“现在监控摄像头开始大规模应用AI技术，即使这样还是会有误报的发生。但如果加一颗雷达以后，首先可以帮助摄像头降低误报率，第二可以用相对更低的预算即成本更低的AI 处理器来实现相同的探测能力，这也是毫米波雷达可以给监控市场带来的好处。”

吴翔最后也介绍道，随着各领域智能化的不断发展，加入AiP产品的毫米波雷达将在各领域的智能化方面大有可为，他表示：“我们也会继续研发下一代的产品，让其拥有更好的性能、更小的体积、更低的功耗、使其更容易开发且成本更优，用我们的新产品改变世界，让世界更加智能化。”

加特兰微电子公司 COO吕昱昭也表示：“今天我们给自己的定位不仅是一家芯片设计公司，我们也会提供解决方案。展望未来，我们的客户给我们提出了更多的要求，包括高性能、经济性、小型化、易生产，这也是我们会聚焦AiP技术的原因。我们预测，随着AiP技术的普及，到2024年全球毫米波雷达的容量将增长到4亿颗，AiP能给市场带来40%的增长。”