近年來全球汽車雷達市場得到迅速增長，根據(jù)市場調(diào)研報告，2021年全球汽車雷達市場規(guī)模達16億美元，同比增長37%；從2021~2024年，預計還會實現(xiàn)18%的年復合增長率，到2024年汽車雷達市場規(guī)模將達到27億美元。作為高速增長的雷達市場的領先供應商，2021年，恩智浦在汽車雷達方面的市場占有率位居第一，遙遙領先于其他競爭對手，并且全球前20大汽車OEM幾乎都采用了恩智浦的雷達技術。
“當前，中國的自動駕駛滲透率和商業(yè)化步伐正在加速，新的風口也正在形成，一方面，L2+級別的自動駕駛規(guī)模量產(chǎn)不斷猛增，并逐步向L3級過渡；另一方面，高級自動駕駛的商業(yè)化應用正在干線物流、港口、礦山等特定場合逐步展開。在自動駕駛多點開花的背后，作為感知層的重要組成——車載雷達，也從幕后站到了聚光燈下，成為備受關注的熱點?！?對于雷達傳感器的重要性，恩智浦全球資深副總裁，大中華區(qū)主席李廷偉博士如是說道，“雷達傳感器是無人駕駛汽車的眼睛，其分辨率、探測精度、安全性和可靠性將對智能交通的發(fā)展和自動駕駛的商業(yè)化進程起到舉足輕重的作用?！?/p>
汽車雷達市場兩大變化趨勢
恩智浦全球副總裁，ADAS產(chǎn)品線總經(jīng)理Steffen Spannagel分析，目前雷達市場有兩大重要變化：一是毫米波雷達技術從之前的SiGe轉(zhuǎn)型到RFCMOS，二是24GHz傳感器正被77GHz傳感器取代。
恩智浦汽車雷達概況（圖源：恩智浦公司）
“恩智浦在汽車雷達領域已經(jīng)深耕二十多年時間，我們之前共推出了五代汽車雷達芯片，現(xiàn)在正在努力研發(fā)第六代。恩智浦早在第四代時就過渡到了RFCMOS，RFCMOS也在第六代產(chǎn)品開發(fā)中起到非常重要的作用，進一步提升系統(tǒng)的集成并降低系統(tǒng)成本?！盨teffen Spannagel如是說道，“恩智浦從一開始就關注77GHz技術，使得我們在當今市場上具有很多優(yōu)勢。此外，恩智浦還擁有很多關鍵的硬件IP，今后還有軟件IP，這些IP+技術都使得我們可以提供獨特的可擴展的系統(tǒng)解決平臺，給汽車雷達市場提供我們的解決方案?！?nbsp;
S32R45和S32R41處理器可滿足L2+~L5級自動駕駛需求
深入分析雷達市場，ADAS市場可以細分為不同的自動駕駛級別。從L1級別的駕駛員輔助到L5級別的可以實現(xiàn)完全自動駕駛，中間會經(jīng)歷L2（L2+）、L3、L4。由于傳感內(nèi)容更多，市場細分增長最強勁，L2+和L3~L5是恩智浦認為使用成像雷達最主要的細分領域。L2+需要車的雷達傳感器數(shù)量達到5個以上，據(jù)估計，到2030年有43%的乘用車都能夠支持L2+的技術；L3~L5現(xiàn)在看來主要用于出行及服務類的汽車，也是一個非常有吸引力的細分領域。
隨著雷達市場的強勢增長，不同的用例對市場提出了不同的雷達需求，角雷達就是一個突出案例。和標準的前向雷達一樣，對半導體集成進一步提升的要求越來越多，不同于過去所有的用例使用芯片組，現(xiàn)在角雷達已經(jīng)出現(xiàn)了單芯片集成，但單芯片不會用于所有的市場細分，一些高級的傳感應用（如成像雷達）會用到芯片組，即單獨的雷達處理器加上毫米波雷達收發(fā)器。
恩智浦雷達產(chǎn)品家族（圖源：恩智浦公司）
為了應對這樣的市場需求，恩智浦重點考慮的是提供可擴展的產(chǎn)品組合，包括前沿的技術節(jié)點、先進的77GHz/RFCMOS性能、出色的硬件加速架構、領先的軟件算法，通過其高端雷達軟件開發(fā)工具(Premium Radar SDK)推向市場。
今年年初恩智浦發(fā)布了業(yè)界首款專用16nm成像雷達處理器S32R45，加上全新的雷達處理器S32R41，支持L2+到L5級的自動駕駛，可將4D成像雷達的優(yōu)勢延伸到更多的汽車，不僅支持高端車和出行及服務車輛，也能夠支持主流的乘用車。
成像雷達擴展了雷達的功能，除了檢測大型目標之外，還通過高分辨率點云來感測汽車周圍環(huán)境，從而增強環(huán)境測繪和場景感知能力。在復雜的城市場景下，可通過這些圖像對各種目標進行分類，包括弱勢道路使用者和汽車，例如靠近大型貨運卡車行駛的摩托車、從泊放車輛之間進入車道的兒童。此外，成像雷達必須能夠測量最遠300米以外目標的速度并同時進行分類，這遠超人眼視線的范圍。它還必須能夠識別快速移動的汽車，將其與行駛緩慢的汽車甚至靜態(tài)障礙物區(qū)分開，例如駕駛車道上掉落的輪胎。
S32R45、S32R41是目前業(yè)界為數(shù)不多能夠勝任高達4片MMIC芯片的級聯(lián)的處理器，兩款雷達處理器都能夠與恩智浦毫米波收發(fā)器器件同時使用。在高達12發(fā)16收等效192個虛擬通道算力的需求下，S32R45一片就能搞定。正因如此，業(yè)界正開始大量地從FPGA使用上往MCU，尤其是S32R45上切換。S32R41也已經(jīng)有不少客戶在進行樣片評估和系統(tǒng)開發(fā)。
與合作伙伴共同助力雷達技術落地
2021年，全球汽車半導體市場總體上增長了45%，ADAS和雷達市場增長更加強勁，在成像雷達領域，國內(nèi)一些企業(yè)處于全球領先水平，因此恩智浦非?？粗刂袊袌觯c眾多合作伙伴開展密切合作并聯(lián)合創(chuàng)新。2019年，恩智浦與隼眼科技簽署了投資與戰(zhàn)略合作協(xié)議，為客戶提供基于恩智浦雷達產(chǎn)品的參考設計解決方案，以及系統(tǒng)級的支持與服務。近兩年，還陸續(xù)與華域汽車、為升科科技公司展開了更多合作探索。
“在中國的自動駕駛市場上，恩智浦不僅始終堅持對毫米波雷達、輔助駕駛和自動駕駛的技術發(fā)展進行投資，積極配合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈主流化、高速成長的節(jié)奏，而且還一直致力于與產(chǎn)業(yè)鏈中的合作伙伴進行技術和市場化的合作，從各個層面向各個參與方提供了非常多技術支持。”恩智浦全球市場與銷售副總裁，大中華區(qū)汽車電子總經(jīng)理劉芳表示。
南京隼眼電子科技有限公司CTO張慧博士指出：“盡管當前有些較為激進的主機廠或廠商可能在短期內(nèi)放棄了毫米波雷達，但是學術界、產(chǎn)業(yè)界對其不可替代性或必要性方面卻有著非常堅定的認識，即毫米波雷達是不可或缺的?！?/p>
張慧表示，毫米波雷達在發(fā)展的過程中一旦涉及到成像，則會有大量的深度學習、人工智能的算法和需求導入進來，而中國在這方面擁有著比較大的優(yōu)勢。
張慧指出5H交通雷達的概念即全息感知、超高智能、超精、超分辨和超距離。用多片級聯(lián)的恩智浦前端解決方案，實現(xiàn)了超過1500米的檢測能力，也是目前業(yè)內(nèi)唯一和最高水平。與此同時角精度優(yōu)于0.1度，角分辨率優(yōu)于0.6度，可以同時覆蓋10-14個車道，這些指標數(shù)據(jù)目前在業(yè)內(nèi)領先，能達到該水平的尚無前例。在多個省市的高速公路和智慧城市/智能網(wǎng)聯(lián)建設上也大量采用了毫米波雷達，每一臺毫米波雷達除了4D，即目標的距離、速度、方位、俯仰，同時內(nèi)置了高精地圖，可以對車輛目標實現(xiàn)車道級的定位，而且可以實時生成交通事件，還結(jié)合了合作伙伴的數(shù)字孿生計算平臺能力，包括目標分類，進而實現(xiàn)了比較好的車路協(xié)同。
隼眼電子采用雷達技術的實現(xiàn)效果（圖源：隼眼電子公司）
上圖是隼眼電子與頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作在高速公路上實現(xiàn)的效果，上圖是用純雷達做的數(shù)字孿生的效果，下圖則是用純雷達做了一個車路協(xié)同的效果，達到了業(yè)內(nèi)最高水平。
華域汽車4D雷達產(chǎn)品（圖源：華域汽車公司）
華域汽車系統(tǒng)股份有限公司電子分公司技術中心執(zhí)行總監(jiān)石磊先生介紹：“我們目前正在與恩智浦緊密合作，基于恩智浦強大的S32R45平臺開發(fā)一個4片級聯(lián)的成像雷達，這一雷達可以達到350米的距離，水平和俯仰實現(xiàn)1度和2度的分辨率，F(xiàn)OV可以進一步擴展到正負75度，盲區(qū)可以進一步縮小。華域在4D雷達方面的投入非常堅定，對4D雷達在未來可以徹底取代現(xiàn)在傳統(tǒng)的普通雷達的前景抱有很大期待，所以我們目前仍在繼續(xù)開展下一代4D雷達的研發(fā)?！?/p>
華域4D雷達LRR30最多可以輸出1024點4D點云和64個跟蹤目標，是市場上最早的一批可量產(chǎn)的成像雷達之一。華域目前正在研發(fā)的LRR40最多可以輸出3072點4D點云和128個跟蹤目標，石磊表示，得益于恩智浦強大的S32R45的處理器，除了可以對前雷達本身的點云做處理，以及可以把全車雷達點云數(shù)據(jù)接過來做融合，并且可以借助雷達點云去實現(xiàn)一些基于雷達的SLAM和基于雷達的FREESPACE等功能在雷達里面去做集成，這樣強大的處理器可以用來實現(xiàn)更先進的偽隨機混合數(shù)字調(diào)制解調(diào)編碼技術，從而獲得更高的抗干擾能力。
“激光雷達就是鐳射為基礎的傳感器，鐳射很容易受到霧或雨等天氣變化的影響。而成像雷達結(jié)就算遇到下雨天氣，偵測范圍還是可以到300米，這是成像雷達比激光雷達更適合做自動駕駛車傳感器重要的原因?！睘樯瓶萍脊煞萦邢薰綜TO蔡青翰先生指出。
為升科科技目前與恩智浦合作開發(fā)，使用S32R45，和4個TEF8232一起做4D 成像雷達。借助恩智浦平臺，為升科科技發(fā)展了很多算法，經(jīng)由混合MIMO 技術，可以把12Tx 16Rx擴大出192個虛擬通道；借由與恩智浦合作開發(fā)的高角度分辨率，可以得到小于1度的水平角分辨率，以及小于2度的垂直角分辨率，使得偵測距離大于300米，輸出數(shù)據(jù)速率達到20FPS，并使雷達每秒提供8萬個點云，同時為升科科技還將利用AI技術來做目標分類。
4D成像雷達有望取代激光雷達
目前全球汽車制造商對自動駕駛汽車的傳感器系統(tǒng)選擇上尚存爭議，攝像頭、激光雷達、4D成像雷達，到底三者誰會在未來更勝一籌呢？Steffen Spannagel認為：“無法依靠單一的器件一統(tǒng)天下，因為市場有很多細分，自動駕駛級別也不同，攝像頭和雷達的優(yōu)缺點互補性非常強，將會共存。而同時成像雷達目前還位于發(fā)展早期，相信未來在理想情況下最終能夠取代激光雷達?！?/p>
如今車上的雷達傳感器數(shù)量越來越多，就意味著會有越來越多的雷達傳輸會發(fā)生，不可避免會出現(xiàn)干擾問題，比較鄰近的車輛會出現(xiàn)雷達傳感器信號互相干擾。對此，恩智浦在開發(fā)新的軟件的算法來解決這一干擾問題。
作為全球領先的汽車半導體公司和汽車雷達解決方案供應商，恩智浦在雷達領域擁有極其廣泛的產(chǎn)品組合，以及豐厚的行業(yè)積淀和生態(tài)系統(tǒng)。“恩智浦將持續(xù)以領先的技術，切實賦能更多前沿應用在中國的落地，助力中國汽車產(chǎn)業(yè)的變革和可持續(xù)化發(fā)展?！崩钔ゲ┦空f道。
