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自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，為車(chē)載毫米波雷達(dá)打開(kāi)了新的增長(zhǎng)空間。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)3-5年，國(guó)內(nèi)車(chē)載毫米波雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)40%左右的增長(zhǎng)，到2023年市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億元，2025年進(jìn)一步增至263億元。
但這其中屬于本土玩家的市場(chǎng)份額卻只有很小一部分。由于國(guó)內(nèi)車(chē)載毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)起步相對(duì)較晚，各方面條件都不是很成熟，在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里該領(lǐng)域一直由外資零部件巨頭牢牢占據(jù)著主導(dǎo)地位，尤其在主流的77GHz車(chē)載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，自主化率更低。
而自動(dòng)駕駛的發(fā)展又離不開(kāi)毫米波雷達(dá)。看到這一發(fā)展契機(jī)，過(guò)去幾年很多本土企業(yè)都將毫米波雷達(dá)當(dāng)做了發(fā)力重點(diǎn)，爭(zhēng)相開(kāi)展布局，由此拉開(kāi)了車(chē)載雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代大幕。
本土廠商突圍毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)化
受智能化變革驅(qū)動(dòng)，汽車(chē)行業(yè)對(duì)毫米波雷達(dá)的需求正呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
與超聲波雷達(dá)、攝像頭等傳感器相比，毫米波雷達(dá)因具有探測(cè)范圍廣、距離遠(yuǎn)以及抗干擾能力強(qiáng)的特性，并可以全天候工作，在過(guò)去幾年被廣泛應(yīng)用于ACC、AEB、FCW等駕駛輔助功能中。發(fā)展到現(xiàn)在，很多車(chē)企都將毫米波雷達(dá)當(dāng)做了整車(chē)智能駕駛系統(tǒng)的標(biāo)配。例如剛剛上市的理想L9、智己L7、蔚來(lái)ES7以及小鵬G9、威馬M7等新車(chē)，單車(chē)所配置的毫米波雷達(dá)數(shù)量均已達(dá)到了5顆之多。
接下來(lái)，隨著智能駕駛不斷從ADAS向高階自動(dòng)駕駛演進(jìn)，對(duì)整車(chē)感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性提出更高要求，單車(chē)所搭載的毫米波雷達(dá)數(shù)量將進(jìn)一步增加。到L4、L5階段，在整車(chē)的傳感器方案中，毫米波雷達(dá)數(shù)量最多有望達(dá)到12顆。
不僅如此，受市場(chǎng)需求及標(biāo)準(zhǔn)等的驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)車(chē)載毫米波雷達(dá)應(yīng)用趨勢(shì)從24GHz雷達(dá)逐漸轉(zhuǎn)向 77GHz甚至79GHz雷達(dá)，單車(chē)毫米波雷達(dá)價(jià)值也將因此大幅提升。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示，隨著單車(chē)毫米波雷達(dá)數(shù)量從L2的1~3顆增長(zhǎng)至L4的8顆，其單車(chē)價(jià)值量有望從L2的87美元增加為L(zhǎng)4的490美元。
如此廣闊的市場(chǎng)在過(guò)去幾年激發(fā)了一股創(chuàng)業(yè)熱潮，米傳科技也是在這一背景下創(chuàng)立的。據(jù)米傳科技CEO錢(qián)建良近日接受蓋世汽車(chē)采訪透露，考慮到毫米波雷達(dá)在汽車(chē)上有很多不同的應(yīng)用場(chǎng)景，自成立米傳科技就規(guī)劃了三條77GHz雷達(dá)產(chǎn)品路線，分別是低成本車(chē)載軸向雷達(dá)MT-AR1E、高性能車(chē)載軸向雷達(dá)MT-AR1P和低成本能車(chē)載角雷達(dá)MT-CR1。
其中MT-AR1E最遠(yuǎn)探測(cè)距離可達(dá)200米，最大探測(cè)范圍可達(dá)±45°，距離分辨率約為0.75米，角度分辨率為4.5°。“為什么會(huì)有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)呢？主要是為了滿足前向和后向的各種探測(cè)需求，比如在ACC場(chǎng)景中，經(jīng)常會(huì)有其他車(chē)輛切進(jìn)或者切出車(chē)道，要檢測(cè)到這類(lèi)情況，不同距離對(duì)角度的覆蓋要求不一樣，在150米左右的時(shí)候，可能±10°就可以檢測(cè)出來(lái)，但如果是在距車(chē)30~40米的時(shí)候，角度覆蓋太小的話難以滿足需求。” 錢(qián)建良指出。
在天線配置上，MT-AR1E采用了3發(fā)4收配置。因?yàn)閷?duì)于量產(chǎn)級(jí)車(chē)載毫米波雷達(dá)而言，一個(gè)重要的考量因素是如何能在盡可能低的成本上實(shí)現(xiàn)盡可能優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，而這兩項(xiàng)恰恰都與天線配置有關(guān)，基于對(duì)市場(chǎng)需求的把控，米傳科技確定了3發(fā)4收方案，與行業(yè)主流趨勢(shì)基本一致。
MT-AR1P在設(shè)計(jì)上采用了兩個(gè)3發(fā)4收的收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)6發(fā)8收，各方面性能較MT-AR1E均有極大的提升——最遠(yuǎn)探測(cè)距離可達(dá)250米，最大探測(cè)范圍達(dá)±60°，同時(shí)兼具長(zhǎng)距小角度和中距大角度的高分辨率探測(cè)需求。
而角雷達(dá)MT-CR1，從實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā)——主要是探測(cè)車(chē)輛四角的情況，支持RCW、CTA、LCA、BSD、APA等輔助駕駛功能應(yīng)用，測(cè)角范圍比前面兩款產(chǎn)品更大，達(dá)到了±75°。在此過(guò)程中，為更好地支持泊車(chē)輔助等應(yīng)用，米傳科技在MT-CR1上采用了超大帶寬天線，在主控單元中進(jìn)一步集成了超短距應(yīng)用算法，使MT-CR1得以兼具超短距雷達(dá)探測(cè)功能，由主控單元根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景靈活配置和調(diào)度。
基于這一設(shè)計(jì)，MT-CR1最近探測(cè)距離能縮短至30米左右，對(duì)應(yīng)的距離分辨率可以達(dá)到10厘米以下。“因?yàn)樵诓窜?chē)場(chǎng)景中，距離分辨率往往越小越好。另外，通過(guò)我們這種方案，相當(dāng)于把角雷達(dá)和超短距雷達(dá)應(yīng)用集成在一起，如此可以幫助降低整車(chē)毫米波雷達(dá)搭載量，從而降低感知系統(tǒng)的綜合成本。” 錢(qián)建良表示。
據(jù)悉，目前米傳科技三款毫米波雷達(dá)產(chǎn)品均已經(jīng)完成了性能驗(yàn)證，將于今年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，并交付給相關(guān)車(chē)企及Tier1合作伙伴進(jìn)行下一步的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
補(bǔ)“短板”需從生態(tài)建設(shè)著手
在車(chē)載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，本土企業(yè)歷經(jīng)數(shù)年探索，已經(jīng)推出了不少量產(chǎn)級(jí)解決方案。盡管如此，與博世、大陸、安波福、海拉等外資巨頭相比，仍有較大差距。尤其是在產(chǎn)品成熟度方面，錢(qián)建良認(rèn)為本土企業(yè)還有很多不足。
“何謂成熟度？就是能夠針對(duì)不同的場(chǎng)景應(yīng)用設(shè)計(jì)出既滿足需求，同時(shí)成本又低的車(chē)載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。”但這并不容易。錢(qián)建良指出，目前本土企業(yè)在車(chē)載毫米波雷達(dá)方面一個(gè)很大的挑戰(zhàn)是分辨率無(wú)法很好地滿足需求，而這對(duì)于ACC等高頻輔助駕駛應(yīng)用場(chǎng)景又十分關(guān)鍵。
不難發(fā)現(xiàn)，過(guò)去幾年本土企業(yè)在車(chē)載毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代方面大多是從BSD盲區(qū)監(jiān)測(cè)等安全等級(jí)相對(duì)較低的領(lǐng)域做起，因?yàn)檫@一應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)雷達(dá)的性能要求相對(duì)較低，往往只需探測(cè)出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)是否有障礙物即可，至于障礙物具體在什么位置，要求并不是很高。
另一個(gè)重要的差異則是在研發(fā)跟生產(chǎn)的隱性成本上，而這又直接決定了最終的產(chǎn)品成本。如果從1999年奔馳率先在S級(jí)轎車(chē)上應(yīng)用77GHz雷達(dá)開(kāi)始算起，毫米波雷達(dá)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有超過(guò)二十年的時(shí)間，在這期間車(chē)載毫米波雷達(dá)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的迭代升級(jí)，在模組的硬件方案、算法原理等方面其實(shí)基本趨于統(tǒng)一。“但為什么大家的產(chǎn)品價(jià)格還是有較大的差異，這主要是由研發(fā)和生產(chǎn)成本所導(dǎo)致。” 錢(qián)建良表示。
要解決這個(gè)問(wèn)題，他認(rèn)為很關(guān)鍵的一點(diǎn)是要做好車(chē)載毫米波雷達(dá)的生態(tài)建設(shè)，也即是要有完善的車(chē)載毫米波雷達(dá)測(cè)試測(cè)量方法及設(shè)備，這是重要的技術(shù)基礎(chǔ)。“毫米波雷達(dá)工作是靠發(fā)射信號(hào)出去，并接收目標(biāo)反射信號(hào)，然后根據(jù)收發(fā)的時(shí)間差測(cè)得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)和相對(duì)距離，以及計(jì)算相對(duì)速度的。在此過(guò)程中，信號(hào)質(zhì)量的好壞會(huì)直接決定雷達(dá)的整體性能，也只有這一步做好了，后面針對(duì)雷達(dá)設(shè)計(jì)的一系列優(yōu)化才更有意義。” 錢(qián)建良指出。
為此，在專(zhuān)注于研發(fā)車(chē)載毫米波雷達(dá)模組的同時(shí)，米傳科技也在進(jìn)行毫米波雷達(dá)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，并自主研發(fā)了77GHz毫米波雷達(dá)信號(hào)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備MT-RSM77和專(zhuān)用全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)MT-RSS77，以及相關(guān)的配套工具，比如用于100Base-T1車(chē)載以太網(wǎng)接口和100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口互轉(zhuǎn)的MT-BR2RJ45，以拿到盡可能多的毫米波雷達(dá)原始數(shù)據(jù)，用于支撐后續(xù)的一系列研發(fā)，推動(dòng)降本。
“與其他一些設(shè)備供應(yīng)商不同，我們這套設(shè)備是專(zhuān)為毫米波雷達(dá)而研發(fā)。而且我們這套工具不僅可以用在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，還可用于生產(chǎn)階段。因?yàn)檐?chē)載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品在下線之前，也需要進(jìn)行一系列的檢測(cè)，傳統(tǒng)的做法基本都是應(yīng)用國(guó)外設(shè)備，不僅價(jià)格昂貴，而且這類(lèi)設(shè)備往往僅能檢測(cè)雷達(dá)測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角等性能是否滿足要求，但無(wú)法明確告知具體問(wèn)題所在，后續(xù)還需要技術(shù)部門(mén)介入，無(wú)形中會(huì)增加生產(chǎn)成本。但我們的設(shè)備不僅能檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，還能測(cè)出不合格之處，能不能通過(guò)軟件補(bǔ)救快速轉(zhuǎn)化成合格產(chǎn)品。” 錢(qián)建良解釋道。
據(jù)他透露，目前這套測(cè)試設(shè)備基本完成研發(fā)，在米傳科技內(nèi)部已經(jīng)在用于對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試測(cè)量，將來(lái)合適的時(shí)候也會(huì)對(duì)外開(kāi)放甚至出售，用于幫助其他企業(yè)解決底層信號(hào)系統(tǒng)問(wèn)題。“底層信號(hào)是毫米波雷達(dá)企業(yè)必須弄清楚的一件事，這個(gè)雖然很重要但并不是雷達(dá)成敗的核心，雷達(dá)成敗的真正核心還包括后面一系列的算法，所以有意愿的企業(yè)不必有其他顧慮。”
值得一提的是，與外資設(shè)備企業(yè)的解決方案相比，米傳科技這套設(shè)備的價(jià)格可能不足其十分之一，而且由于米傳科技本身也是毫米波雷達(dá)研發(fā)企業(yè)，在雷達(dá)測(cè)試測(cè)量方面有很深入的研究，有望比外資設(shè)備提供商更好地支持本土毫米波雷達(dá)企業(yè)的發(fā)展。
4D雷達(dá)量產(chǎn)化要看自動(dòng)駕駛
整車(chē)智能化升級(jí)，不僅賦予車(chē)載毫米波雷達(dá)更大的市場(chǎng)空間，也為這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)了新的創(chuàng)新升級(jí)方向，即4D成像雷達(dá)。
與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)相比，4D雷達(dá)主要是在原有探測(cè)距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對(duì)目標(biāo)高度維的測(cè)量。如此一來(lái)，可以有效解決傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)角度分辨率不足、對(duì)高度測(cè)量不精確、無(wú)法高密度點(diǎn)云成像等問(wèn)題，更好地滿足高級(jí)別自動(dòng)駕駛對(duì)環(huán)境的高精度感知需求。甚至在部分業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，在某些場(chǎng)景中4D雷達(dá)有望作為激光雷達(dá)的“平替”。
因此近兩年以博世、大陸、采埃孚等為代表的國(guó)際Tier1，以及華為、華域汽車(chē)、縱目科技、保隆科技、經(jīng)緯恒潤(rùn)、森思泰克、安智汽車(chē)等本土零部件提供商，相繼啟動(dòng)了4D毫米波雷達(dá)研發(fā)計(jì)劃，并陸續(xù)進(jìn)入量產(chǎn)周期。
4D毫米波雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景，圖片來(lái)源：采埃孚
比如采埃孚的4D毫米波雷達(dá)已經(jīng)確認(rèn)將搭載于飛凡R7，該車(chē)計(jì)劃今年下半年正式上市并完成交付。華域汽車(chē)近日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，其電子分公司自主研發(fā)的4D成像毫米波雷達(dá)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)對(duì)友道智途等商用車(chē)智駕客戶的小批量供貨。安智汽車(chē)創(chuàng)始人郭健則透露，由該公司研發(fā)的4D成像雷達(dá)將在年內(nèi)面世。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，4D毫米波雷達(dá)將從2022年年初開(kāi)始小規(guī)模前裝導(dǎo)入，預(yù)計(jì)到2023年搭載量將突破百萬(wàn)顆，到2025年占全部前向毫米波雷達(dá)的比重有望超過(guò)40%。
錢(qián)建良透露，目前米傳科技也在緊跟這一行業(yè)趨勢(shì)，并計(jì)劃開(kāi)展相關(guān)立項(xiàng)。但具體的項(xiàng)目進(jìn)展還要看自動(dòng)駕駛的實(shí)際發(fā)展情況。而且4D毫米波雷達(dá)本身面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)也不容忽略，盡管在探測(cè)效果上，4D毫米波雷達(dá)提升明顯，但在技術(shù)難度上也是成倍增加的。
“4D毫米波雷達(dá)要增加高度維的測(cè)量，必須得有測(cè)量高度維的天線陣，這意味著算法會(huì)更復(fù)雜，對(duì)應(yīng)處理器的算力也需要增加。” 錢(qián)建良表示。而目前的事實(shí)是，適配4D毫米波雷達(dá)的芯片才剛剛起步。今年初，恩智浦在2022 CES上正式宣布量產(chǎn)S32R45成像雷達(dá)芯片，緊隨其后，Mobileye、安霸等企業(yè)也紛紛宣布加速布局4D雷達(dá)芯片研發(fā)。整體來(lái)看，行業(yè)還處于比較初級(jí)的發(fā)展階段。
另外，要提升4D雷達(dá)的角分辨率和測(cè)高能力，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上很有難度，目前行業(yè)主要有三種方案，一種是通過(guò)增加芯片、天線等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)芯片進(jìn)行多片級(jí)聯(lián)，形成多發(fā)多收天線陣列，但這種方案會(huì)因?yàn)橛布亩询B，造成成本、尺寸、功耗同步大幅增加，工藝難度上升，而且大量的天線之間還會(huì)相互干擾。另一種是依靠AI算法增加虛擬通道數(shù)，但會(huì)因?yàn)閹首兟?，?dǎo)致反應(yīng)速度變慢。第三種則是通過(guò)將多發(fā)多收天線集成在一顆芯片中，形成專(zhuān)用4D雷達(dá)芯片，不過(guò)這類(lèi)芯片往往能耗較高，并且價(jià)格也十分昂貴。
盡管如此，錢(qián)建良表示，米傳科技依舊會(huì)緊跟市場(chǎng)需求進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備，并選擇合適的技術(shù)路線。與此同時(shí)，也會(huì)持續(xù)完善毫米波雷達(dá)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，以更好地支持產(chǎn)品研發(fā)，比如開(kāi)發(fā)面向艙內(nèi)生命體征探測(cè)的毫米波雷達(dá)，也將是米傳科技比較確定的發(fā)展方向。
來(lái)源：蓋世汽車(chē)
作者：Vivi
