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    • 本土廠商突圍毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化
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車載毫米波雷達(dá)迎新窗口期,本土企業(yè)加速破局

2022/06/29
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自動駕駛的快速發(fā)展,為車載毫米波雷達(dá)打開了新的增長空間。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示,未來3-5年,國內(nèi)車載毫米波雷達(dá)的市場規(guī)模預(yù)計將實現(xiàn)40%左右的增長,到2023年市場規(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份額卻只有很小一部分。由于國內(nèi)車載毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)起步相對較晚,各方面條件都不是很成熟,在過去很長一段時間里該領(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車載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域,自主化率更低。

而自動駕駛的發(fā)展又離不開毫米波雷達(dá)。看到這一發(fā)展契機(jī),過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,爭相開展布局,由此拉開了車載雷達(dá)國產(chǎn)替代大幕。

本土廠商突圍毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化

智能化變革驅(qū)動,汽車行業(yè)對毫米波雷達(dá)的需求正呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。

 

超聲波雷達(dá)、攝像頭傳感器相比,毫米波雷達(dá)因具有探測范圍廣、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,很多車企都將毫米波雷達(dá)當(dāng)做了整車智能駕駛系統(tǒng)的標(biāo)配。例如剛剛上市的理想L9、智己L7、蔚來ES7以及小鵬G9、威馬M7等新車,單車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,隨著智能駕駛不斷從ADAS向高階自動駕駛演進(jìn),對整車感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性提出更高要求,單車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,受市場需求及標(biāo)準(zhǔn)等的驅(qū)動,推動車載毫米波雷達(dá)應(yīng)用趨勢從24GHz雷達(dá)逐漸轉(zhuǎn)向 77GHz甚至79GHz雷達(dá),單車毫米波雷達(dá)價值也將因此大幅提升。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示,隨著單車毫米波雷達(dá)數(shù)量從L2的1~3顆增長至L4的8顆,其單車價值量有望從L2的87美元增加為L4的490美元。

 

如此廣闊的市場在過去幾年激發(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錢建良近日接受蓋世汽車采訪透露,考慮到毫米波雷達(dá)在汽車上有很多不同的應(yīng)用場景,自成立米傳科技就規(guī)劃了三條77GHz雷達(dá)產(chǎn)品路線,分別是低成本車載軸向雷達(dá)MT-AR1E、高性能車載軸向雷達(dá)MT-AR1P和低成本能車載角雷達(dá)MT-CR1。

其中MT-AR1E最遠(yuǎn)探測距離可達(dá)200米,最大探測范圍可達(dá)±45°,距離分辨率約為0.75米,角度分辨率為4.5°。“為什么會有這樣一個設(shè)計呢?主要是為了滿足前向和后向的各種探測需求,比如在ACC場景中,經(jīng)常會有其他車輛切進(jìn)或者切出車道,要檢測到這類情況,不同距離對角度的覆蓋要求不一樣,在150米左右的時候,可能±10°就可以檢測出來,但如果是在距車30~40米的時候,角度覆蓋太小的話難以滿足需求。” 錢建良指出。

在天線配置上,MT-AR1E采用了3發(fā)4收配置。因為對于量產(chǎn)級車載毫米波雷達(dá)而言,一個重要的考量因素是如何能在盡可能低的成本上實現(xiàn)盡可能優(yōu)秀的性能表現(xiàn),而這兩項恰恰都與天線配置有關(guān),基于對市場需求的把控,米傳科技確定了3發(fā)4收方案,與行業(yè)主流趨勢基本一致。

 

MT-AR1P在設(shè)計上采用了兩個3發(fā)4收的收發(fā)器,實現(xiàn)6發(fā)8收,各方面性能較MT-AR1E均有極大的提升——最遠(yuǎn)探測距離可達(dá)250米,最大探測范圍達(dá)±60°,同時兼具長距小角度和中距大角度的高分辨率探測需求。

而角雷達(dá)MT-CR1,從實際應(yīng)用場景出發(fā)——主要是探測車輛四角的情況,支持RCW、CTA、LCA、BSD、APA等輔助駕駛功能應(yīng)用,測角范圍比前面兩款產(chǎn)品更大,達(dá)到了±75°。在此過程中,為更好地支持泊車輔助等應(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)探測功能,由主控單元根據(jù)實際應(yīng)用場景靈活配置和調(diào)度。

基于這一設(shè)計,MT-CR1最近探測距離能縮短至30米左右,對應(yīng)的距離分辨率可以達(dá)到10厘米以下。“因為在泊車場景中,距離分辨率往往越小越好。另外,通過我們這種方案,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毫米波雷達(dá)搭載量,從而降低感知系統(tǒng)的綜合成本。” 錢建良表示。

據(jù)悉,目前米傳科技三款毫米波雷達(dá)產(chǎn)品均已經(jīng)完成了性能驗證,將于今年實現(xiàn)小批量生產(chǎn),并交付給相關(guān)車企及Tier1合作伙伴進(jìn)行下一步的項目開發(fā)。

補(bǔ)“短板”需從生態(tài)建設(shè)著手

在車載毫米波雷達(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?就是能夠針對不同的場景應(yīng)用設(shè)計出既滿足需求,同時成本又低的車載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。”但這并不容易。錢建良指出,目前本土企業(yè)在車載毫米波雷達(dá)方面一個很大的挑戰(zhàn)是分辨率無法很好地滿足需求,而這對于ACC等高頻輔助駕駛應(yīng)用場景又十分關(guān)鍵。

不難發(fā)現(xiàn),過去幾年本土企業(yè)在車載毫米波雷達(dá)國產(chǎn)替代方面大多是從BSD盲區(qū)監(jiān)測等安全等級相對較低的領(lǐng)域做起,因為這一應(yīng)用場景對雷達(dá)的性能要求相對較低,往往只需探測出目標(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級轎車上應(yīng)用77GHz雷達(dá)開始算起,毫米波雷達(dá)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有超過二十年的時間,在這期間車載毫米波雷達(dá)經(jīng)過無數(shù)次的迭代升級,在模組的硬件方案、算法原理等方面其實基本趨于統(tǒng)一。“但為什么大家的產(chǎn)品價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。” 錢建良表示。

要解決這個問題,他認(rèn)為很關(guān)鍵的一點是要做好車載毫米波雷達(dá)的生態(tài)建設(shè),也即是要有完善的車載毫米波雷達(dá)測試測量方法及設(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)射信號出去,并接收目標(biāo)反射信號,然后根據(jù)收發(fā)的時間差測得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)和相對距離,以及計算相對速度的。在此過程中,信號質(zhì)量的好壞會直接決定雷達(dá)的整體性能,也只有這一步做好了,后面針對雷達(dá)設(shè)計的一系列優(yōu)化才更有意義。” 錢建良指出。

 

為此,在專注于研發(fā)車載毫米波雷達(dá)模組的同時,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)信號專用測試設(shè)備MT-RSM77和專用全自動測試系統(tǒng)MT-RSS77,以及相關(guān)的配套工具,比如用于100Base-T1車載以太網(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)過程中,還可用于生產(chǎn)階段。因為車載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品在下線之前,也需要進(jìn)行一系列的檢測,傳統(tǒng)的做法基本都是應(yīng)用國外設(shè)備,不僅價格昂貴,而且這類設(shè)備往往僅能檢測雷達(dá)測距、測速、測角等性能是否滿足要求,但無法明確告知具體問題所在,后續(xù)還需要技術(shù)部門介入,無形中會增加生產(chǎn)成本。但我們的設(shè)備不僅能檢測產(chǎn)品是否合格,還能測出不合格之處,能不能通過軟件補(bǔ)救快速轉(zhuǎn)化成合格產(chǎn)品。” 錢建良解釋道。

據(jù)他透露,目前這套測試設(shè)備基本完成研發(fā),在米傳科技內(nèi)部已經(jīng)在用于對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行測試測量,將來合適的時候也會對外開放甚至出售,用于幫助其他企業(yè)解決底層信號系統(tǒng)問題。“底層信號是毫米波雷達(dá)企業(yè)必須弄清楚的一件事,這個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)測試測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)化要看自動駕駛

整車智能化升級,不僅賦予車載毫米波雷達(dá)更大的市場空間,也為這項技術(shù)帶來了新的創(chuàng)新升級方向,即4D成像雷達(dá)。

與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)相比,4D雷達(dá)主要是在原有探測距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對目標(biāo)高度維的測量。如此一來,可以有效解決傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)角度分辨率不足、對高度測量不精確、無法高密度點云成像等問題,更好地滿足高級別自動駕駛對環(huán)境的高精度感知需求。甚至在部分業(yè)內(nèi)人士看來,在某些場景中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際Tier1,以及華為、華域汽車、縱目科技、保隆科技、經(jīng)緯恒潤、森思泰克、安智汽車等本土零部件提供商,相繼啟動了4D毫米波雷達(dá)研發(fā)計劃,并陸續(xù)進(jìn)入量產(chǎn)周期。

 

車載毫米波雷達(dá)迎新窗口期,本土企業(yè)加速破局

4D毫米波雷達(dá)應(yīng)用場景,圖片來源: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,該車計劃今年下半年正式上市并完成交付。華域汽車近日在投資者互動平臺表示,其電子分公司自主研發(fā)的4D成像毫米波雷達(dá)產(chǎn)品已實現(xiàn)對友道智途等商用車智駕客戶的小批量供貨。安智汽車創(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,4D毫米波雷達(dá)將從2022年年初開始小規(guī)模前裝導(dǎo)入,預(yù)計到2023年搭載量將突破百萬顆,到2025年占全部前向毫米波雷達(dá)的比重有望超過40%。

錢建良透露,目前米傳科技也在緊跟這一行業(yè)趨勢,并計劃開展相關(guān)立項。但具體的項目進(jìn)展還要看自動駕駛的實際發(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)要增加高度維的測量,必須得有測量高度維的天線陣,這意味著算法會更復(fù)雜,對應(yīng)處理器算力也需要增加。” 錢建良表示。而目前的事實是,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)。整體來看,行業(yè)還處于比較初級的發(fā)展階段。

另外,要提升4D雷達(dá)的角分辨率和測高能力,在技術(shù)實現(xiàn)上很有難度,目前行業(yè)主要有三種方案,一種是通過增加芯片、天線等硬件來實現(xiàn),即將標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)芯片進(jìn)行多片級聯(lián),形成多發(fā)多收天線陣列,但這種方案會因為硬件的堆疊,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相互干擾。另一種是依靠AI算法增加虛擬通道數(shù),但會因為幀率變慢,導(dǎo)致反應(yīng)速度變慢。第三種則是通過將多發(fā)多收天線集成在一顆芯片中,形成專用4D雷達(dá)芯片,不過這類芯片往往能耗較高,并且價格也十分昂貴。

盡管如此,錢建良表示,米傳科技依舊會緊跟市場需求進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)儲備,并選擇合適的技術(shù)路線。與此同時,也會持續(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),比如開發(fā)面向艙內(nèi)生命體征探測的毫米波雷達(dá),也將是米傳科技比較確定的發(fā)展方向。

來源:蓋世汽車
作者:Vivi

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