當我們形容一些 " 智能駕駛新生代 ",會用到一個詞語 : 性價比。随着消費級智駕車走向降本,開始出現激光雷達從量産車剝離的現象。
行業分析師們将此現象的原因歸結爲激光雷達沒有爲行業帶來那麽多突破性的發明,然而這陣寒風并沒有波及到毫米波雷達。
根據 Yole Developpment 最新報告顯示,毫米波雷達半導體市場正在迅猛發展,預計 2022 至 2025 年間,将從 18 億美元增長到 30 億美元。
不僅是經濟層面的崛起,甚至有 Mobileye 這樣的自動駕駛方案商巨頭,爲毫米波雷達的行業地位瘋狂 " 打 Call",聲稱 2025 年除了正面的探測之外,Mobileye 隻想要毫米波雷達,不想要激光雷達。
Mobileye 首席執行官
當然,Mobileye 提出此想法也是基于毫米波行業目前最優異的産品:4D 毫米波雷達的誕生。4D 毫米波雷達讓大家看到了用最低成本突破最大效益的希望,成爲了行業内新星。今年以來,至少有 6 家 4D 毫米波雷達企業拿到融資,總額度達 10 億。
4D 毫米波雷達
4D 毫米波雷達正在推動智能産業發展,也催生着各大企業将 4D 毫米波雷達打造的更加完美。
4D 毫米波雷達的進化
毫米波雷達是工作在毫米波波段探測的雷達,一般毫米波的波長爲 1-10mm, 頻率在 30-300GHz,通過發射和接收電磁波的信号後利用多普勒效應來計算目标物的各個參數(測距、測速、測角、高度)。
多普勒效應
結構上來說,毫米波雷達的硬件占比約爲 50%,主要由射頻前端(MMIC)、數字信号處理器、天線、控制電路等部分構成,另外 50% 則由軟件算法構成。
所以天線陣的增益可以讓 4D 毫米波雷達實現感知數據的豐富,理論上來說,收發電磁波的數據越多,4D 毫米波雷達的探測數據就越精準,當然對處理信息的能力要求也就更大。
爲了增加更多的感知通訊通道,業内常見的方式是将标準雷達芯片進行多芯片級聯,增加天線數量,再加上軟件能力呈現 4D 效果。比如理想 L7 上搭載的森斯泰克 2 片級聯 4D 成像雷達 STA77-6,就使用了這樣的技術。
通過 2 芯片級聯,STA77-6 4D 成像雷達做到了 6 發射器 8 接收器,擁有 48 個虛拟通道,作用距離 300 米,方位角分辨率達到了 2 °。
STA77-6
5 月初,恩智浦半導體宣布和蔚來開展 4D 成像雷達合作。
恩智浦今年帶來的單芯片毫米波雷達,通過将多收發天線集成在單顆芯片上,直接提供成像雷達芯片,将 4D 毫米波雷達推向 " 單芯片 " 時代。
由于過去 ADAS 系統不夠成熟,毫米波雷達的市場需求一直處于變化之中,所以此前将毫米波雷達最核心的 MMIC 芯片和雷達專用處理器分開是明智的。
但随着毫米波雷達滲透率的提高以及半導體技術的優化,市場開始成熟,性能要求趨向于穩定。恩智浦那邊就判斷:"2025 年以後,單芯片将成爲角雷達領域的主導方案。"
基于多年來的技術積累和對毫米波雷達的行業趨勢預判,恩智浦在今年推出了首款 28nm 單芯片成像雷達方案 SAF85xx。
這套單芯片式解決方案由高度集成的射頻前端和多核雷達處理器組成,配備了四個高性能發射器、四個接收器、一個帶硬件加速器的多核雷達處理器,以及千兆以太網通信接口和存儲器。
與恩智浦的前一代産品相比,SAF85xx 的 RF 性能翻倍,信号處理速度提高 40%。
該單芯片系列可爲角雷達和前向雷達提供 4D 傳感功能,适用于衆多安全關鍵型 ADAS 應用,如自動緊急制動、自适應巡航控制、盲點監測、橫向交通警告和自動泊車。
尤其重要的是,SAF85xx 是基于 RFCMOS 工藝打造,這種工藝的優點在于它可以在同一芯片上實現射頻電路和數字電路,減少電路闆的數量,提高集成度。比以往主流的砷化镓(GaAs)工藝相比,成本上有所下探。
最後
4D 毫米波雷達的進化,會讓業内部分以 4D 毫米波雷達代替激光雷達的看法成爲現實嗎?激光雷達不能爲行業帶來明顯突破,4D 毫米波雷達就可以嗎?
個人來說,4D 毫米波雷達代替激光雷達并不現實,在文中簡單聊過兩者區别,激光雷達生成點雲的數量和角分辨率上的優勢都大大高于 4D 毫米波雷達且激光雷達現在也在進步中。
目前以 4D 毫米波雷達爲重點感知硬件的智駕方案還是存在于 L2 級量産市場,比如飛凡 R7 屏霸版,就能在取消激光雷達(搭載 4D 毫米波雷達)的情況下實現 NOA 功能。
飛凡 R7 屏霸版
關注過我們第三季智駕大橫評的朋友,也許還會記得一件很有趣的事兒,就是理想 L9 在遮住激光雷達後 NOA 功能仍然可以開啓,這也是一部分 L2 級市場放棄激光雷達的原因,就像一個博士滿腹經綸,但是在自家公司沒有職能發揮,最後也隻能被開除。
但這并不能說明激光雷達在 L2 級别就是無意義的,例如分别在 2 季智駕大橫評中分别奪冠的極狐阿爾法 S HI 版和阿維塔 11,它們展示出的頂尖水平絕對缺不了那 3 顆激光雷達的功勞。
也就是說,僅有 4D 毫米波雷達,其實是可以實現 L2 級别輔助智能駕駛功能,同時目前業内在 L2 智駕方案中能讓激光雷達發揮的價值遠高于其成本的企業,還并不算多。
連推出高性能 4D 毫米波雷達的恩智浦,也認爲在高級别的自動駕駛中,4D 毫米波雷達并不是激光雷達的替代品,而是相輔相成來保證更智能的決策和更高的安全性。
不可否認的是,4D 毫米波雷達是一條非常有前景的賽道,不僅爲當前的消費級智能車市場提供了一份更加實惠的方案,在未來的智駕方案中,也同樣具有競争力。
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