毫米波雷达是推动ADAS和自动辅助驾驶发展的关键驱动因素，这种感知方式使得车辆能够感知周围环境并基于此信息做出决策，从而提高了安全性和驾驶性能。毫米波雷达雷达在面对干扰大气和环境因素时表现非常强大，能够即时测量距离、角度和速度，并生成环境的信息。

　　毫米波雷达技术主要用于高档车辆，但在过去的20年里，雷达技术取得了长足的进展，第一个大规模生产的77GHz雷达于1998年在奔驰S级车；2011年之后更多车辆采用了标准毫米波雷达产品（开始普及）。目前全球毫米波雷达市场的主要驱动因素是对ADAS的需求增加，同时由NCAP要求的主动安全系统的需求加速增长，汽车行业目前对高精度、多功能毫米波雷达系统的需求增加了。

　　为满足下一代雷达系统的需求，毫米波雷达转向了CMOS，采用CMOS技术可以显著增加集成密度，单芯片上的雷达发射接收器（雷达芯片SoC开始流行），设计通常包括毫米波前端、模拟基带和数字处理，全部集成在同一芯片上，还可以包括微（MCUs）、数字信号处理器（DSPs）、内存和机器学习引擎，使得毫米波雷达能够独立运行，几乎不需要外部组件，从而降低了整体BOM成本，芯片制造节点选择是40/45nm、28nm和22nm，甚至选择了16nm。

　　汽车雷达最有前途的硅技术之一是全耗尽硅绝缘体（FD-SOI），FD-SOI技术使得高频雷达组件能够集成在单一芯片上，不仅可以提高雷达系统的性能，还可以实现低功耗操作，这对于汽车应用中的功率效率至关重要。

　　毫米波雷达的任务是识别和空间定位基于质量的障碍物，包括其他车辆、自行车骑手、行人、动物，甚至固定障碍物。

　　高精度和高分辨率不仅使得今天的雷达能够进行物体探测，还能进行物体分类，为了获得更高的精度和分辨率，需要付出更多的数据。随着精度和分辨率的提高，数据量相应增加，这需要更多的计算能力。在管理由高精度和分辨率雷达系统产生的大量数据，同时保持低功耗方面，架构的选择和使用高效CMOS技术至关重要。

　　1）CMOS技术允许将多个组件（如雷达收发器、信号处理电路和控制逻辑）集成到一个芯片中，提高了雷达系统的分辨率和密度，使其能够更准确、可靠地检测物体。

　　2）CMOS技术通常比传统的模拟雷达收发器更便宜，有助于降低雷达系统的总成本。通过将雷达系统集成到单一芯片上，SoC可以更加紧凑和高效，空间和功耗都至关重要。

　　评估CMOS技术在77GHz工作的汽车雷达中的适用性的一种方法是查看晶体管的速度。CMOS技术的传输频率进入传统上由BiCMOS工艺主导的雷达汽车市场，BiCMOS工艺在整体雷达市场中占据了2/3以上的份额。在目前用于雷达的CMOS工艺中，22nm的FD-SOI技术明显优于finfet和bulk技术，并且与最先进的SiGe技术相媲美。

　　这种技术被诸多雷达芯片制造商，如博世和Arbe，视为雷达的最先进CMOS技术，能够提供fT 350 GHz和Fmax 390 GHz的晶体管，以及其他几个独特的优势，将在下一节中描述。

　　FD-SOI与传统的体硅技术相比，具有更好的性能和更低的功耗，在设计和制造过程中具有更多的灵活性。FD-SOI晶体管具有几个独特特性，比如能够在低电压下工作、抵消PVTA（Process, Voltage, Temperature, Aging）变化、对辐射几乎不敏感，以及表现出非常高的固有晶体管速度，这使其成为优于其他RF-CMOS技术替代方案的理想选择。

　　由于其固有的低变异性特性和Body Bias技术，FD-SOI能够在非常低的供电电压下工作，甚至可以达到0.4V或更低，这使其成为对功耗非常关键的应用的理想技术。降低供电电压可以减少动态功耗，这是与其他技术相比的独特优势，允许在功耗比性能更为重要的应用中更高效地使用电能。

　　FD-SOI以其高抗高能粒子的特性而闻名，高能粒子可能导致电子器件出现软错误。这是因为在FD-SOI中，活动器件区域与基底之间由薄薄的绝缘层（称为Box）隔开。埋藏的氧化物层降低了器件对在基底中产生的电荷的敏感性，使其不太可能发生软错误。这使FD-SOI成为诸如先进驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶系统（AD）等对安全性要求极高的应用的理想技术。

　　Body Bias允许在制造后对器件的阈值电压进行控制，在汽车应用中是一个非常有用的工具，并且已经在许多消费者和汽车产品中广泛使用，用于PVTA补偿。通过在产品中实施体偏压，可以达到显著减少工艺、电压、温度和老化变化的目标，简化产品工程师确保产品规格在1 ppm以下的任务。在数字方面，最近开发了新的自适应技术ABB，允许应用设计在广泛的工作条件下（如温度、制造变异性和供电电压）维持目标操作频率。构能够使22nm FD-SOI技术的处理器能效提高30％，并将操作频率提高450％。

　　随着速度、噪声、功耗、漏电和变异性目标变得越来越难以实现，FD-SOI技术通过提供改进的晶体管匹配度、增益和寄生参数，简化了模拟和射频模块的设计。将尽可能多的模拟/射频功能组合到单一的RF-CMOS硅平台中对于成本和功耗效率而言变得更加重要，但是RF-CMOS平台在频率上的增加，特别是在毫米波频谱中，面临着越来越多的困难。FinFET结构具有更多的架构限制，因此在这个频率范围内通常使用SiGe-Bipolar平台。由于FD-SOI是一种平面技术，它不具备3D器件的限制，其Ft/Fmax在350 GHz至410 GHz的范围内，可以充分利用毫米波频谱，使FD-SOI RF-CMOS平台成为各种应用（如汽车雷达）的有前途的选择。

　　Smartcut技术已被用于将伪形生长的硅薄膜通过完全松弛的SiGe缓冲层作为供体晶片转移，形成独特的应变硅绝缘体（SSOI）晶片。SSOI技术是SOI技术的自然延伸，结合了SOI的优势和张力应变硅的载流子迁移率增强，适用于高性能低功耗应用。n通道和p通道晶体管的性能提高，用于提高逻辑和射频性能，n通道FD-SOI器件的饱和电流（Ion）在20%张力应变硅通道下增加28%，在未松弛张力应变的情况下通过Ge凝聚在35% c-SiGe中形成，Ion增加16%。在形成cSiGe通道之前通过局部张力应变的方法，性能将更高，可超过25%的cSiGe。

　　应变硅对绝缘体上的晶体管的提高性能，降低功耗，减少漏电电流等目标越来越难以实现，FD-SOI技术通过在晶体管中提供改进的匹配、增益和寄生参数，为模拟和RF模块的设计提供了解决方案。将尽可能多的模拟/RF功能集成到单一的RF-CMOS硅平台中对于成本和功耗效率而言变得更加重要，但是RF-CMOS平台在频率上的增加，特别是在毫米波频谱中，面临着越来越多的困难。FinFET结构具有更多的架构限制，因此在这个频率范围内通常使用SiGe-Bipolar平台。

　　FD-SOI是一种平面技术，不具备3D器件的限制，其Ft/Fmax在350 GHz至410 GHz的范围内，可以充分利用毫米波频谱，使FD-SOI RF-CMOS平台成为各种应用（如汽车雷达）的有前途的选择。

　　集成模拟前端和数字信号处理的SoC是下一代雷达技术的合理选择，允许在传感器操作期间高效、广泛地监测多个参数并进行实时评估，这对于符合安全性要求的应用是必不可少的。传统上，雷达系统是使用离散元件实现的，这增加了功耗和整个系统成本。FD-SOI技术看似是汽车雷达的理想技术和自然演变。FD-SOI技术结合了无掺杂通道的高迁移率、相同设计规则下最小的总电容、低功耗数字功能和硅基迁移率增强的选项，这些功能极大地提高了数字和RF/mmWave功能的性能，为开发完全集成的雷达设备提供了理想平台。

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