6G就看它了！中國光子毫米波雷達重大突破，L4級自動駕駛要來了！

近年來，隨著自動駕駛、智能家居和6G通訊等領域的快速發展，對高精度雷達技術的需求日益迫切。傳統電子雷達受限於低頻段窄頻寬的瓶頸，難以同時兼顧高解析度與小型化需求。

據南開大學官方消息，近日，南開大學智能光子研究院祝寧華院士團隊與香港城市大學合作，基於4英吋薄膜鈮酸鋰平台，成功研發了全球首款整合薄膜鈮酸鋰光子毫米波雷達，實現了釐米級距離、速度探測解析度及逆合成孔徑雷達（ISAR）二維成像的突破性進展。這一成果不僅標誌著中國在微波光子學領域的技術領先地位，更為6G時代的智能感知應用奠定了關鍵基礎。

微波光子學起步於上世紀70年代，微波光子雷達作為這一技術的延伸，突破了傳統電子雷達需要在頻率和頻寬之間權衡的限制。

此次南開與香港城市大學團隊通過材料創新，採用高線性電光係數、寬波長透明窗口和大折射率差的薄膜鈮酸鋰材料，結合相容CMOS工藝的4英吋晶圓平台，實現了高性能電光調製。與傳統矽基材料相比，薄膜鈮酸鋰的電光轉換效率提升了一個數量級，且支援更高頻率（可達300 GHz以上）和更大頻寬（超過傳統雷達的10倍）的訊號處理能力。如下圖：

同時，工藝上也實現了突破。通過紫外步進式光刻和干法刻蝕工藝最佳化，團隊將雷達的倍頻模組、回波去斜模組等功能整合到一塊僅15毫米×1.5毫米×0.5毫米的芯片上，尺寸僅為傳統分立式雷達系統的千分之一。這一設計不僅簡化了系統複雜度，還突破了高速數模/模數轉換器（ADC/DAC）的性能限制，實現了片上毫米波訊號的生成與回波處理一體化，顯著提升了訊號處理效率和抗干擾能力。

由於核心材料以及核心技術工藝的突破，微波光子雷達應用上也有望向更高頻率、更大頻寬和更小尺寸方向發展，在車載雷達、機載雷達和智能家居等多個領域引發變革性應用。

尤其在自動駕駛領域，由於現有車載雷達因解析度限制，難以識別細小障礙物（如路緣石、低矮護欄）。而新型光子雷達的釐米級精度可精準探測行人、車輛及複雜路況，例如在平衡車運動測試中（速度<1.5 m/s），雷達即時追蹤了目標的距離-多普勒特性，誤差低於0.1 m/s14。因而，搭載新型光子雷達技術的智能汽車將於1-3年內實現商業化，推動L4級自動駕駛的普及，使之成為自動駕駛的“超級視覺”。

當然，隨著低空飛行逐步的開放，以及產業進一步成熟。新型光子雷達在機載領域的應用也將迎來爆發時刻；新型光子雷達的ISAR成像能力可實現對空中目標（如無人機、小型飛行器）的高解析度識別。據說團隊在實驗中對大型飛機模型的成像顯示，其輪廓細節解析度達釐米級，遠超傳統雷達的米級水平，可顯著提升防空系統的早期預警能力。

隨著6G通訊對高頻段（太赫茲）和大頻寬的需求，光子雷達的相容性優勢將進一步凸顯。因此，南開大學與香港城市大學的這項突破，不僅填補了中國在片上光子雷達領域的空白，更以創新材料-工藝-應用全鏈路創新推動了微波光子學的產業化處理程序；標誌著微波光子雷達發展達到了一個重要的里程碑。 (飆叔科技洞察)