4D毫米波雷達加速而來，新老“玩家”同臺競技

從2021年開始，4D毫米波雷達在汽車行業(yè)迅速躥紅。一時間，大陸集團、Waymo、安波福、華為等科技巨頭紛紛推出新品，同時也引發(fā)了傲酷、蘇州毫米波、安智杰等諸多新興玩家紛紛押注布局。2022年，這一新興技術發(fā)展風頭或更為強勁。就在不久前，4D毫米波雷達解決方案提供商幾何伙伴獲得博世旗下博原資本獨家投資，再度呈現(xiàn)了行業(yè)對于此技術領域的看好。也可以說，4D毫米波雷達正加速而來。

4D毫米波雷達“走紅”背后

新生事物的興起通常跟兩大因素相關，一是原有技術局限，二是市場所需，4D毫米波雷達也不例外。

作為核心技術之一，毫米波雷達由于具備全天候全天時的探測能力，再加上通過直接測量距離和速度，更容易實現(xiàn)對目標運動狀態(tài)的檢測，正逐漸在越來越多的新車上搭載。然而面對L3以及更高級別自動駕駛，傳統(tǒng)毫米波雷達的短板逐步呈現(xiàn)。它存在無法高密度點云成像，不能有效地解析目標的輪廓與類別、角分辨率低、不能檢測靜止目標等技術局限，難以滿足自動駕駛向上發(fā)展需求。

盡管激光雷達目前也被行業(yè)所看好，但成本巨高不下且量產門檻高是其目前暫且無法解決的痛點。隨著智能網聯(lián)汽車滲透率快速攀升，更高性能的毫米波雷達被市場所需。

在此背景下，4D毫米波雷達應勢而生，增加了對目標高度維度數(shù)據的探測和解析，實現(xiàn)了距離、方位、高度以及速度四個維度的信息感知，可以有效地解析目標的輪廓、類別等等，并具備高角分辨率，完美彌補了傳統(tǒng)毫米波雷達的短板。“一個直觀的數(shù)據，傳統(tǒng)的雷達無法識別150米以外靜止的易拉罐，但是4D毫米波成像雷達可以看到。在數(shù)據方面，其可達到每秒32000個點云數(shù)據?！奔{瓦電子CEO李建林表示。

此外，價格方面，4D毫米波雷達的價格在100－150美元之間，中短期內量產成本遠遠低于激光雷達。因此，4D毫米波雷達會在追求極致性價比，不能規(guī)模采用激光雷達，但又需要有激光雷達的部分優(yōu)勢功能如靜止目標檢測等的城市L3、AVP等場景下，迅速占據重要位置。

商業(yè)化加速，新老玩家同臺競技

對于毫米波雷達而言，4D成像雷達帶來的改變無疑是革命性的。正是看到這一點，近兩年國內外新老玩家快速發(fā)力，不少已宣布量產規(guī)劃。

據了解，早在2019年，以色列公司Arbe發(fā)布了采用專利芯片組技術的車規(guī)級4D成像雷達測試版產品——Phoenix。此后，Waymo、大陸集團、采埃孚、安波福、博世等國際科技巨頭開始陸續(xù)宣布相關動態(tài)。

其中，Waymo于2020年宣布在第五代自動駕駛感知套件中推出4D成像雷達；大陸集團則在2020年底宣布2021年其首個4D毫米波雷達量產解決方案，并表示寶馬將成為首家量產搭載汽車制造商；安波福在2021年初宣布推出下一代L1至L3 ADAS平臺，并表示在傳感器套件中，采用了毫米波雷達、攝像頭和激光雷達的融合感知方案，其中就包含了首款4D毫米波雷達。采埃孚2021年宣布從上汽集團獲得長距離成像雷達技術的生產訂單，2022年正式供貨。博世2021年在中國市場首次對外亮相第五代雷達至尊版，即4D成像雷達。

國內，不少企業(yè)也開始發(fā)力，如華為于2020年北京車展上展示了4D毫米波雷達；華域汽車于2021年表示已完成4D成像毫米波雷達產品的自主研發(fā)，計劃于當年第四季度實現(xiàn)量產。此外，還有不少新玩家涌入布局，如Mobileye在2022年CES展上推出了全套的傳感器，當中就包括4D毫米波圖像雷達；安智杰則于不久前發(fā)布了4D毫米波成像雷達；蘇州毫米波在投資者互動中表示，4D點云成像雷達正在按計劃研發(fā)調試中；楚航科技、納瓦電子、森思泰克、木?？萍肌缀位锇?、珠海上富電技等也在布局，但具體的量產時間尚未公布。

另外，還有一個新的玩家值得一提，那就是傲酷（Oculii），據了解該司的4D毫米波雷達解決方案已應用在與長城汽車聯(lián)合打造的無人物流車上，同時還定點多家OEM的量產項目，在行業(yè)內擁有一定影響力。2021年，傲酷被安霸所收購。

從目前來看，4D毫米波雷達已進入小規(guī)模量產導入階段，前期依然是外資科技巨頭占據主導，不過我們看到，國內企業(yè)行動亦較為快速，未來可期。各大廠商軍備競賽背后，一定會是4D成像雷達的技術愈發(fā)成熟，搭載率向上攀升。據中金公司預計，至2025年中國車載4D成像雷達市場規(guī)模在悲觀、中性、樂觀情況下有望分別達到1．9、3．6、5．4億美元，2022E－25E CAGR分別達到34％、64％、88％。

未來可期，但仍需強化“內功”

4D毫米波雷達作為車規(guī)級安全件，開發(fā)周期非常長，要有足夠的時間來完成系統(tǒng)設計、測試驗證等環(huán)節(jié)。通常來講，開發(fā)一款雷達要5年的時間，如果是走定制芯片的路線，可能會更長。因此，要真正做到4D高清成像且實現(xiàn)規(guī)模量產并不是易事。

傲酷CMO＆亞太區(qū)總裁郄建軍曾指出，要做到4D高清成像必須要解決以下幾個問題：一是要有高度這一維度的準確數(shù)據以實現(xiàn)立體成像；二是要能夠分辨開來距離的很近的車、人等，要求的角分辨率很高，要實現(xiàn)1度及以下角分辨率（目前4D毫米波雷的水平角分辨率多為1°）；三是較強的抗干擾性，尤其抗多徑干擾的能力，保證成像清晰不受影響；四是要跟蹤分類，通過雷達直接對大小車型、行人等進行分類。

據介紹，在一般的4D雷達成像方案中，主要是依靠增加芯片、天線等硬件來實現(xiàn)。如Arbe、Vayaar、Unhder等采用的方案就是將多發(fā)多收天線集中在一個芯片中，通過專門的4D毫米波雷達芯片實現(xiàn)同樣的功能。但由于這種方案天線太多，互相之間會干擾，噪聲很大，做成的4D成像雷達探測距離往往都不會很遠，干擾難以去除，且角分辨率到了一定程度有天花板。

還有部分公司采用基于77GHz／79GHz標準雷達芯片的多級聯(lián)方式來實現(xiàn)，從而提升功率和角分辨率。但這種方案的弊端是雷達的尺寸大，不利于裝車，功耗特別大，散熱很難。另外由于這些方案往往需要采用更多的芯片硬件，成本也會成倍增加。

因此，對于4D毫米波雷達而言，商業(yè)化正當時，但挑戰(zhàn)依然不小，仍然需要強化內功。

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