幾年前，Matthew Carey 的一位朋友在一場離奇的車禍中喪生 —— 當時朋友的車在高速公路上撞上了一些小型雜物后失控翻車。按理說，車輛傳感器本應及時探測到這些雜物，但事故發生時的環境讓如今所有車載傳感器都形同虛設：大霧天氣疊加清晨刺眼的陽光。雷達難以清晰識別小型物體，激光雷達受大霧限制，攝像頭則會被強光眩光致盲。正因如此，Carey 和他的聯合創始人決定研發一款能夠應對這種場景的傳感器 —— 太赫茲成像儀。

從歷史上看，太赫茲頻段一直是電磁波譜中利用率最低的部分。人們過去甚至難以讓太赫茲波在空氣中傳播較短距離，但得益于深入的工程設計和硅晶體管頻率的提升，如今實現數百米范圍內的太赫茲波傳輸已成為可能。Carey 聯合創辦的波士頓初創公司 Teradar，成功研發出一款滿足汽車行業 300 米探測距離要求的傳感器。

該公司上周正式亮相，推出的芯片據稱分辨率達到車載雷達的 20 倍，同時能夠穿透各種天氣條件，且成本低于激光雷達。Carey 表示，這項技術 “集合了激光雷達和雷達的全部優勢”。目前，該技術已在汽車制造商處進行測試，有望應用于 2028 年投產的車型，屆時將成為首款量產上市的車載太赫茲傳感器。

“每解鎖電磁波譜的一個新頻段，就等于解鎖了一種觀察世界的全新方式，”Carey 說道。

車載太赫茲成像技術

Carey 介紹，Teradar 的系統采用全新架構，融合了傳統雷達和攝像頭的特性。太赫茲發射器由多個元件陣列組成，可生成電子可控的波束；而傳感器則類似攝像頭中的成像芯片。波束掃描目標區域后，傳感器會測量信號的往返時間及返回位置。

系統通過這些信號生成點云數據，與激光雷達的輸出類似，但不同的是，它無需任何移動部件。激光雷達的移動部件不僅大幅增加了成本，還容易受到路況影響而磨損。

“這款傳感器兼具雷達的簡潔性和激光雷達的分辨率，”Carey 表示。他補充道，該技術最終是替代現有兩種傳感器還是作為補充配件，取決于汽車制造商的選擇 —— 目前公司已與五家車企展開合作。

太赫茲晶體管與電路

Carey 指出，Teradar 取得當前進展，部分得益于硅晶體管技術的進步 —— 尤其是現代晶圓廠能夠提供的器件最高頻率穩步提升。

麻省理工學院（MIT）電氣工程教授、太赫茲電子領域專家 Ruonan Han 對此表示認同。這些技術進步提升了太赫茲電路的效率、輸出功率和接收器靈敏度；此外，對高效傳輸太赫茲波至關重要的芯片封裝技術也得到了改進。結合電路與系統設計方面的研究，工程師如今已能將太赫茲技術應用于自動駕駛、安全防護等多個領域。

不過，Han 也表示：“要實現真正安全的自動駕駛所需的性能 —— 尤其是探測距離方面，仍然面臨巨大挑戰。” 他的 MIT 實驗室多年來一直致力于太赫茲雷達及其他電路的研發，目前重點開發用于機器人和無人機的輕量化、低功耗太赫茲傳感器。該實驗室還孵化了一家成像技術初創公司 Cambridge Terahertz，專注于利用太赫茲頻段的優勢開發安檢掃描儀，可穿透衣物探測隱藏武器。

Teradar 也計劃探索汽車領域之外的應用場景。Carey 指出，雖然太赫茲波無法穿透皮膚，但在該頻段下，黑色素瘤與正常皮膚會呈現不同顏色，有望用于醫療檢測。

但目前，Carey 的公司仍聚焦于車載應用。對此，我不得不提出一個問題：Teradar 的技術是否能挽救上個月在舊金山被 Waymo 自動駕駛汽車不幸撞倒的貓咪 Kit Kat？

“它很可能能救下那只貓。”Carey 回應道。