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热度飙升,4D数字成像雷达开启下一个风口

来源:盖世汽车
2023/12/23 13:41:54
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导读:资本市场的动作便是最直观的风向。今年以来,国内毫米波雷达赛道的资本热情一路高涨。据不完全统计,今年国内至少有8家4D毫米波雷达企业获得融资,已披露融资总额超十亿元。
  毫米波雷达部署上车已有近30年的时间,不过存在感一直不强,尤其是这几年势头更被激光雷达压住。但4D成像能力与数字化的快速迭代,以及年初特斯拉重新装回4D毫米波雷达的消息,给予了毫米波雷达再度走上风口的机会。
 
  资本市场的动作便是最直观的风向。今年以来,国内毫米波雷达赛道的资本热情一路高涨。据不完全统计,今年国内至少有8家4D毫米波雷达企业获得融资,已披露融资总额超十亿元。
 
  “数字雷达拥有巨大的潜力,因为它对于道路安全而言至关重要。与现有模拟雷达相比,数字雷达的分辨率提升16倍,目标反射功率提升24倍,对比度提升30倍,为道路使用者提供了更高的检测能力及道路安全保障。”日前,在Uhnder举办的以“数字化,新潮流”为主题的技术论坛上,Uhnder首席执行官兼联合创始人Manju Hegde在接受盖世汽车记者采访时如是谈到。
 
  4D数字成像雷达频出圈,L2+级别可平替激光雷达
 
  在汽车智能化加速前进以及行业强烈的降本增效压力下,4D毫米波雷达大火背后,是产品性能与成本优势在支撑。
 
  对比传统3D雷达,4D成像雷达在探测距离、速度、方位角三个维度之上增加了对高度(仰角)的探测,可以实时追踪物体的运动轨迹,更具备“成像”能力。
 
  根据信号调制方式的不同,4D雷达可以分为模拟雷达和数字成像雷达。前者采用模拟调制的调频连续波(FMCW)方案,后者基于数字编码调制(DCM)方案。尽管在不同的天气状况下,传统雷达与数字雷达各有优势,但是雷达数字化的升级,则将进一步拉高4D成像雷达的硬件、软件和算法能力。
 
  Uhnder表示,一般而言,无论在对路面静态或动态物体信息的抓取,还是分辨率、对比度、目标反射功率、抗干扰性,或是传感器融合能力、安全性等方面,4D数字成像雷达的表现都要优于传统模拟雷达。
 
  这主要源于传统模拟雷达的虚拟通道一般只有12~16个,每次只有一个发射器工作,目标反射功率较低,传统的FMCW技术也不具备很好的分辨率和抗干扰能力,市面上也多是需要5个左右的传感器芯片才能够支持所有功能。
 
  作为业内4D数字成像雷达的首创者,Uhnder此次所展示的4D数字成像雷达解决方案,基于数字编码调制的技术,可提供最高192个虚拟通道,较传统模拟雷达增加了12-16倍,支持12个发射通道和2 x 8个接收通道,并且能够同时工作,因而在上述维度上能看到更大角度的视野,精确处理更多目标,给自动驾驶带来体验的全面提升。
 
  在成本方面,对比激光雷达动辄五、六千甚至上万的价格,4D成像雷达的千元成本也占据了优势。“虽然现在激光雷达价格大概在$500美元左右,相比之前$10,000已经有所下降,但对于量产车而言,这个成本还是比较高。”Manju Hegde坦言。
 
  据Uhnder介绍,传统雷达解决方案往往需要用到5个、7个甚至16个芯片来获得同等的优势,而Uhnder 只需要一个芯片就可以实现,因此也能实现大幅的降本增效。
 
  “我们的芯片内嵌信号处理设计,因此不需要额外的处理器加持,并且功率更低,大概1 GHz左右。并且集成了多颗Arm处理器,以及广泛的指令,各种雷达所需的软件都在芯片上。”Manju Hegde谈到。
 
  值得注意的是,在自动驾驶发展过程中,传感技术孰优孰劣的问题一直是业界争论焦点。在Manju Hegde看来,车载的摄像头、雷达,或是激光雷达都是非常重要的,随着汽车智能化升级,它们是一种合作、互相补足的关系。
 
  Manju Hegde指出,自动驾驶越往前发展,就需要提供更精确的感知。“对于OEM、Tier 1来说,最好的是能够把这些所有的传感器进行融合,并且是要实现低水平的融合。如果是高水平融合,很可能一个传感器的劣势会遮盖住另一个传感器的优势。但是数字雷达可以相对容易地实现融合。”
 
  他进一步补充,激光雷达在光频率方面比较有优势,一些好的激光雷达可以获得微米级的分辨率。这样的高分辨率适用于飞机和卫星,但对于现在的L2++级别和NOA功能来说,大约0.5°到1°的分辨率就已足够,4D数字成像雷达可以替代激光雷达。不过往更高级别发展,还是需要激光雷达进行加持。也就是说,两者在L2++级别可能会有一些竞争,L3可能会实现融合,L4必定需要合作互补。此外,数字雷达和摄像头的融合也能够更好的助力整个车载视觉的提升。
 
  高阶自动驾驶提速,数字成像雷达市场体量将放大
 
  2023年11月17日,工业和信息化部等四部委联合发布《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》吹响L3商业化积极信号;12月5日,交通运输部办公厅发布《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》,首次从国家政策层面明确智能网联汽车可用于运输经营活动。
 
  不难发现,政策层面的松绑,正在加速高阶自动驾驶时代的到来。而这,无疑将进一步打开智驾传感器的市场空间。
 
  Manju Hegde在分享时提到,按照自动化程度分析,在L2级别,每辆汽车的传感器数量标配基本是3个雷达,一个前置雷达和两个后置雷达。若需要实现碰撞预警或者防碰撞的系统功能,还需要在此基础上增加两个前置雷达,因此共有5个车载雷达。那么到了L3可能就需要标配6个雷达,L4可能要达到8-12个雷达。
 
  尽管当前整个4D成像雷达市场仍处于发展的早期,市面上大多数车型采用的也是传统的毫米波雷达,但是,自动驾驶级别越往上走,对于安全性的需求就越高,传统雷达将无法满足更多高性能功能的实现。
 
  Uhnder也预计,到2025年,自动驾驶市场将实现最为基本的安全功能,包括AEB(自动紧急刹车系统)覆盖所有低中高端的车型,再往后就涉及ACC(自适应巡航控制系统)、LC安全功能、CTA、AES等,这些都需要更先进的数字成像雷达。
 
  因此纵观市场趋势,未来雷达有望将出现爆发式的增长,4D成像雷达市场的体量也会不断扩大。根据Yole统计的数据,到2028年,4D雷达市场规模将达到83亿美元,较2022年增长36%。其中,4D成像雷达市场规模为22亿美元,较2022年增长49%。
 
  值得一提的是,目前,4D数字成像雷达不再只是纸上谈兵的技术,现已成为可以落地并且实现商业化的产品。
 
  在继 Mobileye、加特兰(Calterah)之后,Uhnder是全球第三家实现4D数字成像雷达芯片量产的企业。据了解,模拟雷达一般采用28nm工艺,而Uhnder数字成像雷达来到了16nm工艺节点。其于去年3月推出首款车规级4D数字成像片上雷达,并完成相关功能安全认证;今年7月开始量产上车,目前每周产能达5千多片。
 
  鉴于中国汽车市场的重要性,以及ADAS的先进地位,Uhnder也格外强调“中国战略”。据介绍,Uhnder已在中国成立办公室并招聘员工,并和本土多家Tier 1进行了沟通与交流,未来也将投入更多的资源,加强在中国市场的发展。
 
  在访谈最后,面对当前L2级自动驾驶已经出现逐渐一些固定的传感器方案,而Uhnder要如何更好打入市场的提问时,ManjuHegde表示,Uhnder的4D数字成像雷达解决方案基本可以实现无缝对接Tier1和整车厂OEM的现有方案,实际部署过程和传统模拟雷达是一样的。“我们的优势在于还会提供经过SPICE认证的软件设计支持,并且还会提供API,方便Tier1和整车厂OEM在雷达上部署他们的算法。”

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