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毫米波雷達(dá)市場競爭升級

2023-02-02 14:06 電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

導(dǎo)讀:近日,消息稱特斯拉公司自動駕駛系統(tǒng)(FSD) 新方案曝光,新一代硬件傳感器方案涉及兩方面變化:攝像頭減少,由原先前置3個變成2個,但提高分辨率;同時重新啟用之前放棄的毫米波雷達(dá)。

近日,有消息稱,特斯拉公司自動駕駛系統(tǒng)(FSD) 新方案曝光,新一代硬件傳感器方案涉及兩方面變化:攝像頭減少,由原先前置3個變成2個,但提高分辨率;同時重新啟用之前放棄的毫米波雷達(dá)。而這一變化為日益火熱的毫米波雷達(dá)行業(yè)增添了新的“爆點”。毫米波雷達(dá)廠商間的競爭也將進(jìn)一步升級。

“戰(zhàn)火”向產(chǎn)業(yè)鏈上游蔓延

隨著智能駕駛時代的到來,作為車用傳感主要器件之一的毫米波雷達(dá)也進(jìn)入高速發(fā)展期。據(jù)中金研究測算,2025年中國車載毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到114億元,2020-2025年復(fù)合增長率為19%。

2021年特斯拉一度宣布取消Model 3和Model Y的毫米波雷達(dá),不過隨著新方案曝出,預(yù)計特斯拉將把毫米波雷達(dá)重新納米視野。這更加增添了毫米波雷達(dá)的熱度。根據(jù)曝光文件信息,特斯拉計劃重新采用的是一種非脈沖式毫米波雷達(dá),工作頻率76-77GHz,最大掃頻帶寬700MHz,最小210MHz,幀周期約為67ms。整體設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單、尺寸小、重量輕、成本低,可以用于道路車輛監(jiān)測記錄、汽車防撞、車流量檢測、自動駕駛等。

實際上,除特斯拉以外,奔馳、奧迪、上汽、比亞迪、吉利、紅旗、長安。蔚來、理想等汽車品牌都在智能駕駛車型中采用了毫米波雷達(dá)。如奔馳的新一代S級轎車中搭載5顆毫米波雷達(dá)(1個前向長距離雷達(dá)+4個角雷達(dá));蔚來ET7搭載5顆毫米波雷達(dá);小鵬G3采用3顆毫米波雷達(dá)。

與此同時,毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的“戰(zhàn)火”,也快速向產(chǎn)業(yè)上游蔓延。去年,瑞薩電子宣布正式進(jìn)軍車用毫米波雷達(dá)市場,首發(fā)推出4發(fā)4收、76-81GHz的單片微波集成電路(MMIC)。產(chǎn)品基于新收購的Steradian Semiconductors設(shè)計,預(yù)計2023年送樣,2024年量產(chǎn)。MMIC適用于成像雷達(dá)、遠(yuǎn)程前向雷達(dá),也可用于角雷達(dá)等。

另一家車用芯片大廠英飛凌也在2022年發(fā)布了基于28納米CMOS技術(shù)的76-81GHz雷達(dá)MMIC系列,產(chǎn)品進(jìn)一步提高了系統(tǒng)級性能與集成度。而在Mobileye公司的計劃中,到2025年將推出基于毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)的消費級自動駕駛車輛方案,屆時車輛僅需安裝一個前向激光雷達(dá),同時外加360°全包覆車身的毫米波雷達(dá),即可實現(xiàn)自動駕駛?cè)蝿?wù)。

值得注意的是,英飛凌、意法半導(dǎo)體等廠商還在推動車廂內(nèi)監(jiān)測雷達(dá)的應(yīng)用,如中控大屏/連屏、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)、乘客識別等。工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生也看好毫米波雷達(dá)等傳感器件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用?!翱梢园哑嚠?dāng)做是一個安裝傳感器的平臺,各種物理量、化學(xué)量、生物量的傳感器隨著汽車智能化的發(fā)展將會越來越多地應(yīng)用于汽車當(dāng)中。汽車智能化的程度將會成為決定汽車性能和功能的關(guān)鍵因素。智能化的基礎(chǔ)之一就是感知技術(shù)?!惫瓷赋?。

朝高集成、高分辨發(fā)展

為應(yīng)對毫米波雷達(dá)的加速上車趨勢,各家芯片廠商不斷迭代升級技術(shù),如2022年德州儀器推出新一代毫米波雷達(dá)單芯片SoC方案AWR2944,相比第一代方案集成度更高。這將進(jìn)一步提升產(chǎn)品的尺寸、分辨率和RF器件的綜合性能。在德州儀器看來,高集成帶來的直接優(yōu)勢就是高性價比,因為可以用單SoC方案解決以前用三個子系統(tǒng)組成的毫米波雷達(dá)傳感器。

2022年恩智浦也推出業(yè)界首款采用16nm工藝生產(chǎn)的專用毫米波雷達(dá)處理器S32R45。車載毫米波雷達(dá)的核心器件主要包括單片微波集成電路和雷達(dá)數(shù)字信號處理器等,其中雷達(dá)數(shù)字信號處理器主要用于對毫米波雷達(dá)的中頻信號進(jìn)行數(shù)字處理?!坝羞@些處理器使我們能夠支持很多毫米波雷達(dá)的用例,比如近距離的環(huán)境測繪,同時也可以進(jìn)一步來支持中距離環(huán)境感知,以及300米以外的遠(yuǎn)距離感知。有了這三合一的用例,相信我們能夠在未來幾年推動L2+以上乘用車大規(guī)模采用毫米波雷達(dá)技術(shù)?!倍髦瞧秩蚋笨偛?,ADAS產(chǎn)品線總經(jīng)理Steffen Spannagel表示。

更高的分辨率也是毫米波雷達(dá)重要發(fā)展方向之一。2022年意法半導(dǎo)體消費和工業(yè)用全局快門圖像傳感器已推出VD55G0 40萬像素和VD56G3 150萬像素兩款產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在940nm處具有最高的量子效率,拍攝性能穩(wěn)??;正方形傳感器的分辨率與鏡頭最佳匹配,適合旋轉(zhuǎn)拍攝使用場景;拍攝時間很短,降低系統(tǒng)功耗,能夠在確保準(zhǔn)確成像的同時降低系統(tǒng)功耗。

“智能駕駛需要有更好的毫米波雷達(dá)?!毙幸椎繡EO兼CTO趙捷如在此前演講時指出。過去,毫米波雷達(dá)被認(rèn)為是輔助型的傳感器,其產(chǎn)品定位和主要功能是實現(xiàn)碰撞預(yù)警,而今,隨著自動駕駛向更高級別演進(jìn),毫米波雷達(dá)的性能在提升,例如高程分辨能力和高分辨力、更遠(yuǎn)的作用距離、易于和視覺融合、能夠用雷達(dá)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練AI等。毫米波雷達(dá)在車輛駕駛中將發(fā)揮更加重要的作用。

能否取代激光雷達(dá)?

4D成像是毫米波雷達(dá)發(fā)展的主要方向。根據(jù)為升科科技股份有限公司CTO蔡青翰介紹,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)僅可探測物體的二維水平坐標(biāo)信息(距離、方位角)及相對速度,不具備測“高度”的能力,這使其很難判斷前方靜止物體是在地面還是在空中,在遇到井蓋、減速帶、立交橋、交通標(biāo)識牌等地面、空中物體時,無法準(zhǔn)確測得物體的高度數(shù)據(jù)。4D雷達(dá)增加了縱向天線及處理器,可實現(xiàn)對物體高度的探測,提供更高密度、高分辨率的點云信息。而且4D雷達(dá)探測范圍超過300米,可有效過濾虛假警報,是目前唯一能在各種天氣下實現(xiàn)1度角分辨率的傳感器。

那么,隨著4D毫米波雷達(dá)的發(fā)展,其性能方面逐漸可以媲美低線束的激光雷達(dá),是否有可能取代車載傳感領(lǐng)域另一重要產(chǎn)品激光雷達(dá)呢? Steffen Spannagel認(rèn)為:“自動駕駛技術(shù)無法依靠單一的傳感器件一統(tǒng)天下。根據(jù)我們對市場的理解,沒有一刀切的傳感器,因為市場有很多細(xì)分,而且自動駕駛級別也不同,我們認(rèn)為攝像頭和雷達(dá)會共存,因為它們的優(yōu)缺點互補(bǔ)性非常強(qiáng)。比較特殊的是激光雷達(dá)。我們認(rèn)為有很大的可能性,4D毫米波雷達(dá)的解決方案可以降低或取代激光雷達(dá)的使用的。4D毫米波雷達(dá)現(xiàn)在還位于發(fā)展的早期,但我們相信未來它的性能可以大大提升,并在理想情況下最終能夠取代激光雷達(dá)?!?/p>