恩智浦：借勢(shì)明道 單芯片4D毫米波雷達(dá)加速“上車”

實(shí)現(xiàn)更高階自動(dòng)駕駛既是行業(yè)不可阻擋的趨勢(shì)，亦是行業(yè)的變革原力所系。在這一演進(jìn)過程中，包含毫米波雷達(dá)、圖像傳感器和激光雷達(dá)在內(nèi)的多傳感器融合方案已成為業(yè)界共識(shí)的主流方案。

恩智浦半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁兼射頻處理業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Torsten Lehmann提及，隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升，其感知的能力要求越來越高，促發(fā)了傳感器數(shù)量的攀升和性能的進(jìn)階。多種類別傳感技術(shù)通過組合互擅所長，確保汽車在任何天氣、光線、環(huán)境中均可安全駕駛。

對(duì)于毫米波雷達(dá)的“潛能”，Torsten Lehmann樂觀認(rèn)為，憑借出色的探測范圍和感知性能，毫米波雷達(dá)在自動(dòng)駕駛升級(jí)過程中將持續(xù)扮演至關(guān)重要的角色。

4D毫米波雷達(dá)強(qiáng)勢(shì)走高

經(jīng)過產(chǎn)業(yè)鏈的合力助推，目前市場大多數(shù)汽車已進(jìn)階到L1、L2級(jí)別，預(yù)計(jì)到2030年全球43%的汽車將具備L2+到L3級(jí)的自動(dòng)駕駛能力。

在這一“升級(jí)”趨勢(shì)的指引下，汽車毫米波雷達(dá)也迎來了新的拐點(diǎn)。Torsten Lehmann分析說，毫米波雷達(dá)將迎來三重加速增長，不僅帶動(dòng)了數(shù)量和滲透率的提升，也在推動(dòng)向更高性能的4D毫米波雷達(dá)演進(jìn)。

首先， Torsten Lehmann認(rèn)為，隨著新的舒適性功能和更嚴(yán)格的新車碰撞測試NCAP 2025標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)，越來越多的汽車將安裝毫米波雷達(dá)，雷達(dá)的滲透率將進(jìn)一步提高。

市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole給出了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)：汽車?yán)走_(dá)市場呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增勢(shì)，2022年汽車毫米波雷達(dá)市場規(guī)模為18億美元，預(yù)計(jì)到2025年超過30億美元，年復(fù)合增長達(dá)到18%到20%。對(duì)此Torsten Lehmann還指出，盡管現(xiàn)有市場中24GHz雷達(dá)仍有一定的使用量，但正在快速被77GHz雷達(dá)所取代，未來市場將以77GHz雷達(dá)為主。

其次，每輛汽車將有更多的雷達(dá)節(jié)點(diǎn)，不僅包括長距離的前向雷達(dá)提供自動(dòng)緊急制動(dòng)和自適應(yīng)巡航功能，還會(huì)在車身四周布置四個(gè)短距離的角雷達(dá)實(shí)現(xiàn)360度的全面感知，以及成像雷達(dá)進(jìn)行精確的環(huán)境映射和定位。Torsten Lehmann樂觀說，2020年平均每輛汽車的毫米波雷達(dá)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)，2024年或達(dá)至兩個(gè)，未來會(huì)攀升到約有五個(gè)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)。

最后，更高性能的4D成像雷達(dá)也將代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達(dá)占據(jù)主流。

據(jù)記者了解，L2級(jí)輔助駕駛的滲透率已超過預(yù)期，對(duì)于L2級(jí)輔助駕駛傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)作為標(biāo)配不可或缺。但面向更高級(jí)別自動(dòng)駕駛，傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的短板逐漸顯現(xiàn)，包括缺乏測高能力、角度分辨率低、點(diǎn)云稀疏且忽略靜態(tài)物體等，不足以支撐L2+以上功能的開發(fā)。

而4D毫米波雷達(dá)在2D傳感器測量速度和距離的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展到包括檢測方向、到達(dá)角和水平高度，性能得以大幅“加成”。

Torsten Lehmann分析道：“隨著4D毫米波雷達(dá)的發(fā)展，不僅可實(shí)現(xiàn)高達(dá)300到350米的探測距離，且可非常精準(zhǔn)地4D映射環(huán)境，達(dá)到接近于激光雷達(dá)的高分辨率，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境也可形成清晰的點(diǎn)云陣圖，提供全面的清晰感知?！?/p>

單芯片方案成爭奪熱點(diǎn)

4D毫米波雷達(dá)的“引爆”，也讓其迅速走到了聚光燈下。值得關(guān)注的是，在多方因子的交織作用下，4D毫米波雷達(dá)方案的比拼也迎來了單芯片時(shí)代。

Torsten Lehmann認(rèn)為，之前毫米波雷達(dá)在汽車中應(yīng)用處于早期階段，市場需求一直處于變化之中，涉及探測距離、發(fā)射和接收器數(shù)量、噪聲、功耗等考量，因而明智的選擇是將毫米波雷達(dá)最核心的兩大元器件MMIC芯片和雷達(dá)專用處理器分立的方案。

但隨著4D毫米波雷達(dá)市場需求增勢(shì)“顯性化”，加之半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)階以及成本的優(yōu)化，單芯片方案將成為競爭新焦點(diǎn)。

顯然，77GHz毫米波雷達(dá)的單芯片集成極具挑戰(zhàn)。因要實(shí)現(xiàn)高分辨率、高靈敏度和高性能，將MMIC芯片、雷達(dá)專用處理器、天線等集成為單芯片涉及數(shù)?；旌?、干擾控制、天線設(shè)計(jì)、算法融合等等，需要進(jìn)行全方位的考量，解決多層面的挑戰(zhàn)，這一方面考驗(yàn)毫米波雷達(dá)廠商的綜合技術(shù)能力，另一方面選擇合適的節(jié)點(diǎn)至關(guān)重要。Torsten Lehmann提到，從當(dāng)下來看，28nm節(jié)點(diǎn)在性能、工藝和集成度方面能達(dá)到一個(gè)優(yōu)化的平衡。

在成本方面，曾有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為4D毫米波雷達(dá)還沒有大規(guī)模量產(chǎn)成本是一大限制因素。對(duì)此Torsten Lehmann則認(rèn)為，成本和性能之間的取舍需要平衡，不同的細(xì)分市場有差異化的關(guān)注點(diǎn)，低端的市場可能是成本驅(qū)動(dòng)型的，但對(duì)高端市場來說則是性能驅(qū)動(dòng)。

4D毫米波雷達(dá)的單芯片集成，無疑為其規(guī)模化應(yīng)用也打開了“方便之門”。Torsten Lehmann強(qiáng)調(diào)，通過設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)單芯片方案不僅在性能上得到了增強(qiáng)，還可實(shí)現(xiàn)更小體積、更低功耗、更低成本，也將反過來促進(jìn)其進(jìn)一步的落地。

Torsten Lehmann進(jìn)一步判斷，隨著雷達(dá)數(shù)量和節(jié)點(diǎn)走高，2025年之后單芯片雷達(dá)將走向主流。

構(gòu)筑全擴(kuò)展性雷達(dá)“護(hù)城河”

著眼于4D毫米波雷達(dá)的單芯片趨勢(shì)，恩智浦憑借多年累積的優(yōu)勢(shì)全面出新，在去年首款專用16nm成像雷達(dá)處理器S32R45投入量產(chǎn)之后，又在今年推出了首款28nm單芯片高性能成像雷達(dá)方案。

“這一單芯片性能優(yōu)異，可實(shí)現(xiàn)小于1度的角分辨率、0.5度的俯仰分辨率、300米的距離和20FPS，已接近于激光雷達(dá)的性能數(shù)據(jù)。”Torsten Lehmann介紹說，“而且算力提升了2-4倍，尺寸縮小了30%，能效節(jié)約高達(dá)50%?！?/p>

盡管目前4D毫米波雷達(dá)芯片賽道頗為擁擠，但從競爭格局來看，恩智浦仍占據(jù)“C位”。這一是因?yàn)槎髦瞧钟型暾彝卣剐詮?qiáng)的雷達(dá)產(chǎn)品線，包括長距離雷達(dá)、角雷達(dá)和成像雷達(dá)，可為客戶提供全面的軟硬件一體化方案；二是恩智浦在中國擁有強(qiáng)大的本土支持團(tuán)隊(duì)和第三方合作伙伴，可為客戶提供全面的雷達(dá)設(shè)計(jì)支持。

深入來看，恩智浦的雷達(dá)產(chǎn)品線不僅覆蓋低端到高端，而且所有產(chǎn)品均可提供無縫的性能可擴(kuò)展性以及跨雷達(dá)平臺(tái)的軟件和硬件設(shè)計(jì)復(fù)用，最近恩智浦還新推出了先進(jìn)雷達(dá)處理算法Premium Radar SDK，進(jìn)一步增強(qiáng)了軟件開發(fā)的便利性，全面助力客戶高性能雷達(dá)方案的協(xié)同和加速開發(fā)。

一項(xiàng)有力的佐證是最近蔚來宣布采用恩智浦的汽車雷達(dá)技術(shù)，包括其突破性的4D毫米波成像雷達(dá)解決方案。據(jù)介紹，恩智浦最新的4D毫米波雷達(dá)解決方案可幫助車輛顯著提高前置雷達(dá)性能，使其能在高速公路、復(fù)雜的城市場景、以及遠(yuǎn)達(dá)300米的距離內(nèi)識(shí)別和分類其他車輛、弱勢(shì)道路使用者或物體，為汽車客戶帶來更高的道路安全性和舒適性。

憑借多年深厚的積淀以及穩(wěn)扎穩(wěn)打的戰(zhàn)略部署，恩智浦在4D毫米波雷達(dá)市場現(xiàn)在和將來都將迎來新的“饋贈(zèng)”，但恩智浦依然汲汲于未來步步為營。伴隨著4D毫米波雷達(dá)將向更強(qiáng)的處理能力、更高的MMIC工藝、更多的收發(fā)通道等方向演進(jìn)，恩智浦也將借勢(shì)明道，持續(xù)精進(jìn)。

審核編輯 ：李倩

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