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梦中客2025-11-02 20:06优质历史领域创作者文|避寒
编辑|避寒
2007年，23岁的陈嘉澍站在美国国务院的颁奖台上，手里握着价值200万人民币的富布莱特奖学金。
全球27个获奖者，他是唯一的中国人。台下有人问他毕业后的打算，他说要回国。
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这话听起来像客套，美国人没当真。六年后，这个拿着美国纳税人的钱培养出来的博士，真回去了。
更让美国人没想到的是，他回国后做的事，直接打破了西方在车载雷达芯片领域的垄断。
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在交换生项目中看到技术鸿沟2006年秋天，陈嘉澍坐在美国梅隆大学的实验室里，盯着示波器上跳动的波形发呆。
他是香港城市大学电子工程专业的学生，刚来美国做交换生三个月。这个学期的课题是研究毫米波集成电路，说白了就是车上那些能'看见'障碍物的雷达传感器核心部件。
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实验室里摆着几块德国博世公司的雷达模组，拆开一看，芯片用的是砷化镓工艺。陈嘉澍翻了翻资料，这种工艺性能好，频率高，缺点是贵得离谱。
一颗芯片成本要几百美元，装一套完整的雷达系统得上万块。
他问导师能不能用便宜的CMOS工艺做？
导师摇头说做不了，CMOS晶体管在77GHz这么高的频率下损耗太大，信号还没发出去就衰减完了。这是业界共识，不是你一个学生能改变的。
陈嘉澍没接受这个答案，他花了两个月时间推导电路模型，发现问题不在工艺本身，而在设计思路。
传统架构是直接放大高频信号，损耗当然大。如果换一种方式，先降频再放大，理论上完全可行。
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他把这个想法写成论文，题目叫《无线射频集成电路》。论文里没有复杂的公式堆砌，就是一步步拆解问题，提出解决方案。
2007年4月，美国国务院启动第一届富布莱特科学奖学金评选。这个项目是美国科学交流计划的一部分，说穿了就是用钱吸引全球最聪明的脑袋来美国。
奖学金覆盖全部学费、生活费、学术会议开支华锋优配快线，折算下来超过200万人民币。
全球70多个国家的学生递交申请，最后选出27人。陈嘉澍凭那篇论文拿到名额，评委会给的评语是代表了未来无线通信发展的方向。
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拿到奖学金那天，陈嘉澍给宁波的爷爷打电话报喜。老人家在电话那头沉默了几秒，问拿了人家的钱，还能回来吗？
陈嘉澍说能。
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在伯克利实验室验证'不可能'2007年秋天，陈嘉澍进入加州大学伯克利分校，师从无线集成电路领域的权威Ali Niknejad教授。
Niknejad是伯克利无线通信研究中心的负责人，手下有二十多个博士生。第一次组会，他给每个新生布置了课题。
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轮到陈嘉澍，Niknejad直接让他继续研究CMOS毫米波，把理论变成实际电路。
这个课题听起来简单，做起来全是坑。
首先是射频前端设计。
传统毫米波电路用的是平面波导结构，体积大，成本高。陈嘉澍改用集成化设计，把发射、接收、混频、滤波全部塞进一颗芯片里。这么做的难度在于，不同模块之间会互相干扰，信号串扰一旦控制不好，整个电路就是一堆废铁。
他花了半年时间调参数，测试了上百种布局方案。2008年3月，第一版芯片流片回来，接上电源，示波器上什么都没有，失败。
第二版改进了屏蔽结构，信号出来了，频率不对，再失败。
第三版，频率对了，功率不够。继续改。
2009年初，第四版芯片终于达到设计指标，陈嘉澍把测试数据整理成论文，投稿到国际固态电路大会。这是集成电路领域的奥运会，全球每年只接收200篇左右的论文，录取率不到15%。
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论文被接收了，不仅接收，还拿到了Jack Kilby杰出学生论文奖，全球每年只有一个人能拿这个奖。
接下来三年，陈嘉澍的研究成果又三次登上ISSCC。他带团队做出了世界首款60GHz WiGig CMOS SoC芯片，证明了CMOS工艺在毫米波频段的可行性。
博士毕业前，硅谷几家科技公司来挖人。有公司直接开价年薪150万美元起，配股票期权，在加州买房的首付我们帮你出。
陈嘉澍拒绝了，他看中的不是薪水华锋优配快线，而是国内市场的空白。
2013年，中国汽车市场的毫米波雷达100%依赖进口。博世、大陆、德尔福这些国际巨头把持着整个产业链，一套77GHz雷达系统卖到车厂手里要两三千美元。核心芯片技术完全被卡住，国内企业连模仿的机会都没有。
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陈嘉澍想做的事很简单，把这个技术带回去，让中国车厂用得起自己的雷达。
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用五次流片攻克'从0到1'2014年春天，陈嘉澍在上海注册了加特兰微电子公司。
启动资金是他自己的积蓄加上天使轮融资，一共不到2000万。租了张江高科技园区一间200平米的办公室，招了十几个人，全是从伯克利、斯坦福这些学校回来的博士。
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第一个任务：设计出一颗能用的77GHz CMOS雷达芯片。
听起来简单，实际上是从0到1的死磕。
在伯克利做研究，可以慢慢试错，有学校的晶圆厂支持，流片成本有人买单。创业不行，每一次流片都是真金白银，一次失败就是几百万没了。
陈嘉澍把团队分成三组：射频前端组、基带算法组、封装测试组。每组都有明确的指标：功耗、灵敏度、抗干扰能力，一项都不能差。
2014年10月，第一版芯片设计完成，送到台积电流片，三个月后芯片回来，测试结果不理想。发射功率达标，接收灵敏度不够，信噪比差了3个dB。
问题出在低噪声放大器设计上。陈嘉澍带着团队重新推导电路，调整晶体管尺寸，优化布局布线。2015年6月，第二版芯片流片。
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这一版性能上来了，新问题又出现了：芯片在高温环境下不稳定。车规级芯片要求零下40度到125度都能正常工作，第二版在80度以上就开始漂移。
温度补偿电路得重新设计，第三版、第四版，每一次流片都在解决上一版暴露出来的问题。
最难的是测试环节。国内没有成熟的毫米波雷达测试设备，国外供应商要么不卖，要么价格高得离谱。团队只能自己搭测试平台，从信号源、频谱仪到暗室环境，一点点攒起来。
2017年3月，第五版芯片终于通过全部车规认证测试。这是全球第一颗采用CMOS工艺的77GHz车规级雷达射频芯片，成本只有传统砷化镓方案的40%。
芯片出来了，还得让车厂认可，陈嘉澍带着样品跑了十几家车企，大部分人的反应是国产芯片？能用吗？
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他没多解释，直接把测试报告摆出来：探测距离、角度分辨率、速度精度，每一项指标都不比国际巨头的产品差。
2017年下半年，第一家车企下了试产订单。2018年，加特兰的芯片正式装车量产。
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从'追赶者'到'定义者'2019年，加特兰推出集成雷达基带处理的SoC芯片。
这颗芯片把射频前端、信号处理、目标识别算法全部集成在一起，雷达厂商拿到手直接能用。开发周期从一年缩短到三个月，成本再降30%。
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车企的态度开始转变，原来是'能不能用'，现在变成'什么时候能供货'。
2020年，加特兰又拿出AiP技术，把天线阵列和芯片做成3D封装。整个雷达模组的尺寸缩小到硬币大小，可以装在车门、后视镜这些以前塞不进雷达的地方。
这个技术打开了新市场，车身内生命体征探测、电动门防夹、后排乘客监测，这些应用场景以前用摄像头，现在有了更好的选择。
毫米波雷达的优势在于不受光线影响，能穿透遮挡物，还能检测到呼吸、心跳这种微弱动作。装在车内顶棚上，可以防止儿童或宠物被遗忘在车里。
到2024年底，加特兰的芯片出货量突破1000万片，服务超过200款车型，是中国唯一量产供应车规级77GHz雷达芯片的企业。
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陈嘉澍没停下来，他带团队在做4D成像雷达，能同时测量目标的距离、速度、水平角度和垂直角度。传统雷达只能告诉你前面有个物体，4D雷达能告诉你这个物体的轮廓、姿态、运动趋势。
这个技术对L3级以上自动驾驶至关重要。激光雷达贵，摄像头受天气影响大，毫米波雷达是唯一能全天候工作、成本可控的传感器。
2024年12月12日，中国半导体行业协会IC设计分会颁奖典礼在上海举行。陈嘉澍获得'IC设计业年度企业家提名'称号，全年只有三个人拿到这个奖。
颁奖台上，有记者问他当年拿美国奖学金出国，现在做的事是不是在跟美国竞争？
陈嘉澍说不是竞争，是填补空白，中国需要这个技术，我学会了，就该拿回来用。
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他顿了顿，又说美国人培养我的时候，可能没想到我会回来做这件事。那是他们的失算，不是我的问题。
从2007年拿奖学金到2024年，17年时间，陈嘉澍带着加特兰走完了从技术追赶到技术引领的路。下一个目标是2028年占全球市场10%的份额。
这条路上没有捷径，每一颗芯片都是真刀真枪干出来的。
参考资料：
1. 新华网：《中国光子毫米波雷达技术取得突破性进展》2025年1月31日
2. 新浪科技：《载誉而归华锋优配快线，加特兰创始人陈嘉澍博士亮相ICCAD-Expo 2024》2024年12月13日
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