【導讀】實現更高階自動駕駛既是行業不可阻擋的趨勢，亦是行業的變革原力所系。在這一演進過程中，包含毫米波雷達、圖像傳感器和激光雷達在內的多傳感器融合方案已成為業界共識的主流方案。
恩智浦半導體執行副總裁兼射頻處理業務部總經理Torsten Lehmann提及，隨著自動駕駛級別的提升，其感知的能力要求越來越高，促發了傳感器數量的攀升和性能的進階。多種類別傳感技術通過組合互擅所長，確保汽車在任何天氣、光線、環境中均可安全駕駛。
對于毫米波雷達的“潛能”，Torsten Lehmann樂觀認為，憑借出色的探測范圍和感知性能，毫米波雷達在自動駕駛升級過程中將持續扮演至關重要的角色。
4D毫米波雷達強勢走高
經過產業鏈的合力助推，目前市場大多數汽車已進階到L1、L2級別，預計到2030年全球43%的汽車將具備L2+到L3級的自動駕駛能力。
在這一“升級”趨勢的指引下，汽車毫米波雷達也迎來了新的拐點。Torsten Lehmann分析說，毫米波雷達將迎來三重加速增長，不僅帶動了數量和滲透率的提升，也在推動向更高性能的4D毫米波雷達演進。
首先， Torsten Lehmann認為，隨著新的舒適性功能和更嚴格的新車碰撞測試NCAP 2025標準推動，越來越多的汽車將安裝毫米波雷達，雷達的滲透率將進一步提高。
市場調研機構Yole給出了強有力的數據：汽車雷達市場呈現出強勁的增勢，2022年汽車毫米波雷達市場規模為18億美元，預計到2025年超過30億美元，年復合增長達到18%到20%。對此Torsten Lehmann還指出，盡管現有市場中24GHz雷達仍有一定的使用量，但正在快速被77GHz雷達所取代，未來市場將以77GHz雷達為主。
其次，每輛汽車將有更多的雷達節點，不僅包括長距離的前向雷達提供自動緊急制動和自適應巡航功能，還會在車身四周布置四個短距離的角雷達實現360度的全面感知，以及成像雷達進行精確的環境映射和定位。Torsten Lehmann樂觀說，2020年平均每輛汽車的毫米波雷達節點為一個，2024年或達至兩個，未來會攀升到約有五個雷達節點。
最后，更高性能的4D成像雷達也將代替傳統雷達占據主流。
據記者了解，L2級輔助駕駛的滲透率已超過預期，對于L2級輔助駕駛傳統毫米波雷達作為標配不可或缺。但面向更高級別自動駕駛，傳統毫米波雷達的短板逐漸顯現，包括缺乏測高能力、角度分辨率低、點云稀疏且忽略靜態物體等，不足以支撐L2+以上功能的開發。
而4D毫米波雷達在2D傳感器測量速度和距離的基礎上，擴展到包括檢測方向、到達角和水平高度，性能得以大幅“加成”。
Torsten Lehmann分析道：“隨著4D毫米波雷達的發展，不僅可實現高達300到350米的探測距離，且可非常精準地4D映射環境，達到接近于激光雷達的高分辨率，同時對周邊環境也可形成清晰的點云陣圖，提供全面的清晰感知。”
單芯片方案成爭奪熱點
4D毫米波雷達的“引爆”，也讓其迅速走到了聚光燈下。值得關注的是，在多方因子的交織作用下，4D毫米波雷達方案的比拼也迎來了單芯片時代。
Torsten Lehmann認為，之前毫米波雷達在汽車中應用處于早期階段，市場需求一直處于變化之中，涉及探測距離、發射和接收器數量、噪聲、功耗等考量，因而明智的選擇是將毫米波雷達最核心的兩大元器件MMIC芯片和雷達專用處理器分立的方案。
但隨著4D毫米波雷達市場需求增勢“顯性化”，加之半導體技術的進階以及成本的優化，單芯片方案將成為競爭新焦點。
顯然，77GHz毫米波雷達的單芯片集成極具挑戰。因要實現高分辨率、高靈敏度和高性能，將MMIC芯片、雷達專用處理器、天線等集成為單芯片涉及數模混合、干擾控制、天線設計、算法融合等等，需要進行全方位的考量，解決多層面的挑戰，這一方面考驗毫米波雷達廠商的綜合技術能力，另一方面選擇合適的節點至關重要。Torsten Lehmann提到，從當下來看，28nm節點在性能、工藝和集成度方面能達到一個優化的平衡。
在成本方面，曾有業內人士認為4D毫米波雷達還沒有大規模量產成本是一大限制因素。對此Torsten Lehmann則認為，成本和性能之間的取舍需要平衡，不同的細分市場有差異化的關注點，低端的市場可能是成本驅動型的，但對高端市場來說則是性能驅動。
4D毫米波雷達的單芯片集成，無疑為其規模化應用也打開了“方便之門”。Torsten Lehmann強調，通過設計和封裝技術的創新，實現單芯片方案不僅在性能上得到了增強，還可實現更小體積、更低功耗、更低成本，也將反過來促進其進一步的落地。
Torsten Lehmann進一步判斷，隨著雷達數量和節點走高，2025年之后單芯片雷達將走向主流。
構筑全擴展性雷達“護城河”
著眼于4D毫米波雷達的單芯片趨勢，恩智浦憑借多年累積的優勢全面出新，在去年首款專用16nm成像雷達處理器S32R45投入量產之后，又在今年推出了首款28nm單芯片高性能成像雷達方案。
“這一單芯片性能優異，可實現小于1度的角分辨率、0.5度的俯仰分辨率、300米的距離和20FPS，已接近于激光雷達的性能數據。”Torsten Lehmann介紹說，“而且算力提升了2-4倍，尺寸縮小了30%，能效節約高達50%。”
盡管目前4D毫米波雷達芯片賽道頗為擁擠，但從競爭格局來看，恩智浦仍占據“C位”。這一是因為恩智浦有完整且拓展性強的雷達產品線，包括長距離雷達、角雷達和成像雷達，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大的本土支持團隊和第三方合作伙伴，可為客戶提供全面的雷達設計支持。
深入來看，恩智浦的雷達產品線不僅覆蓋低端到高端，而且所有產品均可提供無縫的性能可擴展性以及跨雷達平臺的軟件和硬件設計復用，最近恩智浦還新推出了先進雷達處理算法Premium Radar SDK，進一步增強了軟件開發的便利性，全面助力客戶高性能雷達方案的協同和加速開發。
一項有力的佐證是最近蔚來宣布采用恩智浦的汽車雷達技術，包括其突破性的4D毫米波成像雷達解決方案。據介紹，恩智浦最新的4D毫米波雷達解決方案可幫助車輛顯著提高前置雷達性能，使其能在高速公路、復雜的城市場景、以及遠達300米的距離內識別和分類其他車輛、弱勢道路使用者或物體，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扎穩打的戰略部署，恩智浦在4D毫米波雷達市場現在和將來都將迎來新的“饋贈”，但恩智浦依然汲汲于未來步步為營。伴隨著4D毫米波雷達將向更強的處理能力、更高的MMIC工藝、更多的收發通道等方向演進，恩智浦也將借勢明道，持續精進。
作者：集微網，來源：雪球
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