芯耀
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11月中旬，市場研究與戰(zhàn)略咨詢公司Yole發(fā)布《雷達(dá)行業(yè)現(xiàn)狀：參與者、應(yīng)用和技術(shù)趨勢》報(bào)告，其合作伙伴System Plus Consulting同時(shí)發(fā)布《2021汽車?yán)走_(dá)比較報(bào)告》，分析了雷達(dá)行業(yè)現(xiàn)狀、預(yù)測了未來市場、應(yīng)用和技術(shù)趨勢，還揭示了一些頭部汽車?yán)走_(dá)元器件供應(yīng)商的技術(shù)戰(zhàn)略以及他們的特色產(chǎn)品。
汽車?yán)走_(dá)105億美元市場
Yole預(yù)測，汽車?yán)走_(dá)市場將以每年19%的速度增長，到2025年將達(dá)到105億美元。在過去十年中，汽車?yán)走_(dá)市場的增長令人印象深刻，這一增長勢頭將持續(xù)到2025年。
汽車出行在雷達(dá)行業(yè)中的地位
今天，汽車出行已成為最具活力的細(xì)分市場，道路安全要求將雷達(dá)推到了主流技術(shù)地位。引領(lǐng)趨勢的是ADAS和HAD（高度自動(dòng)化駕駛，Highly Automated Driving）。技術(shù)趨勢主要是縮小射頻板的尺寸，而無論頻率范圍如何。
在市場競爭方面，幾乎所有雷達(dá)公司都在加強(qiáng)和擴(kuò)展為汽車行業(yè)提供的產(chǎn)品。從地區(qū)看，歐洲公司正在引領(lǐng)汽車?yán)走_(dá)市場，這指的主要是上游的半導(dǎo)體器件，也包括部分雷達(dá)系統(tǒng)。
從整個(gè)行業(yè)供應(yīng)鏈和競爭格局看，最上游的信號(hào)處理及電源管理芯片只有少數(shù)幾家廠商；然后是射頻和MMIC（單片微波集成電路）芯片，廠商也不多；搞雷達(dá)子系統(tǒng)的更少，因?yàn)樗橛谛酒拖到y(tǒng)之間，空間不大；最擁擠的是Tier 1雷達(dá)供應(yīng)商，其上游選擇有限，下游卻有很多行業(yè)OEM/最終客戶的需求。
雷達(dá)行業(yè)供應(yīng)鏈格局
Yole射頻設(shè)備技術(shù)與市場分析師Cedric Malaquin：“雷達(dá)為自動(dòng)駕駛提供了有趣的功能。它是傳感器組合中一個(gè)強(qiáng)大的解決方案。”由于技術(shù)成熟，雷達(dá)的發(fā)展一直在加速。2021年，成像雷達(dá)開始在汽車中商用，它可能是“足夠好”的感測解決方案。
逆向工程和成本計(jì)算公司System Plus Consulting的高級(jí)技術(shù)和成本分析師Stephane Elisabeth博士斷言：“未來幾年，自動(dòng)駕駛有望成為現(xiàn)實(shí)，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，視覺技術(shù)的數(shù)量不斷增加，除了為駕駛員和乘客提供安全外，還提供了越來越多的功能。”
在這些視覺技術(shù)中，雷達(dá)系統(tǒng)是構(gòu)建得最好、最安全的傳感器。2000年，汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)面世，SRR（近距離）系統(tǒng)用于盲點(diǎn)檢測或后方交叉路口警報(bào)。如今，來自多家供應(yīng)商的車輛已經(jīng)提供了“L2+級(jí)別”自動(dòng)化，駕駛員可以隨時(shí)待命，也可以在一段時(shí)間內(nèi)不插手。這些車輛集成了大約5個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)，包括SRR和LRR（遠(yuǎn)距離雷達(dá)），以支持緊急制動(dòng)和自適應(yīng)巡航控制。
System Plus Consulting的報(bào)告對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)成本的分析表明，自2012年以來，其成本一直在下降，這是其滲透汽車行業(yè)的重要條件。
雷達(dá)系統(tǒng)的成本分解（美元）
頭部供應(yīng)商的勢力范圍
安波福（Aptiv，前Delphi Technologies）、博世（Bosch）、大陸（Continental）、電裝（Denso）、海拉萬都（Hella/Mando）和維爾寧（Veoneer，前Autoliv）仍然是開發(fā)汽車?yán)走_(dá)模塊頂級(jí)供應(yīng)商，近年來為汽車市場提供了最新的雷達(dá)系統(tǒng)。此外，還有采埃孚天合（ZF/TRW）、現(xiàn)代摩比斯（Hyundai Mobis）和鐵將軍（SteelMate）等。
提供汽車?yán)走_(dá)的重要廠商
要了解各領(lǐng)先公司、模塊制造商和雷達(dá)供應(yīng)商的技術(shù)路徑，以及他們?yōu)橹С肿约合掠慰蛻舳⒌墓?yīng)鏈，可以看看他們都做了什么？
Tier 1的雷達(dá)傳感器應(yīng)用范圍
雷達(dá)傳感器分為24GHz NB（窄帶）、77GHz和79GHz幾類，可以看到哪些Tier 1在這幾個(gè)市場中比較有優(yōu)勢。
對(duì)領(lǐng)先的雷達(dá)傳感器系統(tǒng)廠商的分析表明，在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，基于英飛凌（Infineon，IFX）和恩智浦（NXP）的系統(tǒng)最多；德州儀器（TI）次之；其余是基于意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）和聯(lián)發(fā)科的產(chǎn)品。
主流Tier 1使用的MMIC芯片組
多年來，在毫米波雷達(dá)芯片領(lǐng)域，市場一直由英飛凌和恩智浦把持。2020年初，英飛凌宣布與首創(chuàng)車載4D高清點(diǎn)云成像雷達(dá)的美國傲酷（Oculi）合作，進(jìn)軍汽車級(jí)成像雷達(dá)市場，但至今還這是猜。2021年10月下旬，專注AI視覺芯片的半導(dǎo)體公司安霸（Ambarella）宣布收購傲酷。由此可見，4D雷達(dá)進(jìn)入了最關(guān)鍵的市場占位階段。
事實(shí)上，頭部廠商都認(rèn)為實(shí)現(xiàn)4D成像的關(guān)鍵在于多天線，技術(shù)門檻并不高。為了搶占市場，德州儀器2016年底推出基于CMOS工藝的高集成度77GHz毫米波雷達(dá)傳感器AWR1642系列，是為適用中短距場景的集成DSP和MCU的單芯片產(chǎn)品，但在長距毫米波雷達(dá)芯片組市場仍排在老三的位置。
2018年底，德州儀器拋出4D成像毫米波雷達(dá)概念，推出了基于AWR2243 FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）單芯片射頻芯片的4片級(jí)聯(lián)4D毫米波雷達(dá)全套設(shè)計(jì)方案，最難搞的天線也融入其中，內(nèi)嵌四元件串饋貼片天線。傲酷的產(chǎn)品就搭載了這樣的方案。
因?yàn)槔走_(dá)系統(tǒng)的功能是由芯片性能決定的，當(dāng)然還要考慮經(jīng)濟(jì)性。英飛凌和恩智浦都是MMIC市場的領(lǐng)導(dǎo)者，其趨勢是每個(gè)芯片集成更多的數(shù)字功能。
System Plus Consulting解釋說：“市場份額因頻率和汽車應(yīng)用而異。在24GHz，意法半導(dǎo)體的解決方案處于低端。在77GHz，英飛凌和恩智浦多年來一直處于領(lǐng)先地位，德州儀器正在迎頭趕上。”
德州儀器是怎么追趕的？AWR1843AoP 77/79GHz雷達(dá)芯片組被稱為世界上第一個(gè)76-81GHz汽車單片雷達(dá)，是采用集成天線封裝的片上系統(tǒng)器件。與競爭對(duì)手不同，德州儀器不僅在同一片SoC上集成了發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和本地振蕩器，還集成了MCU和DSP。之后，該公司在AWR1843AoP中使用集成式封裝天線（AoP）升級(jí)其先前的芯片，以保持領(lǐng)先于競爭對(duì)手。
帶天線的雷達(dá)傳感器PCB
這使得AWR1843成為目前市場上集成度最高的雷達(dá)芯片組。它有7個(gè)通道、4個(gè)接收器（Rx）和3個(gè)發(fā)射器（Tx），以及MCU和DSP，都在同一個(gè)芯片和天線上。毫不奇怪，與競爭對(duì)手相比，這種新芯片組非常緊湊和先進(jìn)。
德州儀器的產(chǎn)品組合目前包括4種不同芯片解決方案，其目標(biāo)是汽車和工業(yè)應(yīng)用，從超短距離雷達(dá)探測（USRR）到雷達(dá)成像（RI）。此外，其產(chǎn)品組合范圍從低功耗、高度集成的設(shè)備到工作在79GHz頻段的高性能雷達(dá)。德州儀器也在尋求替代短程應(yīng)用的24GHz設(shè)備。此外，將MCU和DSP放在同一個(gè)芯片上，并將天線放在封裝頂部，可大幅減少PCB面積，與其他解決方案相比，空間減少近80%。
Tier 1加碼4D成像
大陸的第一臺(tái)成像雷達(dá)ARS540 4D遠(yuǎn)程雷達(dá)是2020年9月發(fā)布的，是與賽靈思聯(lián)合打造的汽車行業(yè)首款用于自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)版4D成像雷達(dá)，其重量為530.5克，尺寸136.8×90.3×65.6mm，頻率范圍76-77GHz，裝車為寶馬iX 2021款。
不過，報(bào)告指出，大陸的SRR和LRR雷達(dá)傳感器的集成度最低：這兩種設(shè)備都基于相同的射頻板面積，兩種設(shè)備的MMIC集成也是相同的。
2020年4D成像市場引爆，2021年1月，安波福以新一代ADAS平臺(tái)的形式推出了4D成像雷達(dá)，支持從入門級(jí)駕駛輔助到高級(jí)駕駛輔助、自動(dòng)泊車等多種功能。系統(tǒng)還允許整合未來開發(fā)的技術(shù)和功能（包括與Motional合作開發(fā)的自動(dòng)駕駛技術(shù)和功能），為升級(jí)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛做好準(zhǔn)備。
作為安波福智能汽車架構(gòu)（SVA）的重要組成部分，新的ADAS平臺(tái)完全兼容目前的域控制架構(gòu)，也可以開發(fā)可遠(yuǎn)程迭代升級(jí)的新功能、新服務(wù)。
2021年4月，采埃孚宣布獲得上汽集團(tuán)長距離成像雷達(dá)技術(shù)的生產(chǎn)訂單。采埃孚長距離PREMIUM 4D成像雷達(dá)可以感知包括高度在內(nèi)的四個(gè)維度的車輛周圍環(huán)境，使其在功能上與攝像頭和激光雷達(dá)等光學(xué)傳感器相似，最遠(yuǎn)探測距離可達(dá)350m。利用4D成像技術(shù)，高分辨率雷達(dá)可以為從半自動(dòng)到高級(jí)自動(dòng)駕駛（包括L4級(jí)自動(dòng)駕駛）功能提供必要的安全性和可靠性。采埃孚的4D成像雷達(dá)將于2022年在上汽集團(tuán)R品牌裝車。
2021年10月，博世首次展出了第五代毫米波雷達(dá)至尊版4D成像雷達(dá)。至尊版采用76-77GHz頻段，最遠(yuǎn)探測距離達(dá)302米，水平視場角可達(dá)120°，垂直視場角可達(dá)24度。博世4D毫米波雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測，水平視角的增大以及探測精度的進(jìn)一步提升；相比第四代毫米波雷達(dá)，其帶寬將提升50%，點(diǎn)云密度提高10倍，同時(shí)可通過拓展可占用帶寬獲得更多的反射量，從而實(shí)現(xiàn)更精確的環(huán)境建模。該雷達(dá)集成度更高，體積更小，高度63mm，寬度72mm，厚度19mm；改善整車集成度，體積顯著減小，同時(shí)性能顯著提升?？纯瓷厦娲箨懤走_(dá)的尺寸就明白了。
其他一些老牌雷達(dá)企業(yè)也在加緊推進(jìn)4D成像毫米波雷達(dá)的進(jìn)度，不過目前都還沒有產(chǎn)品發(fā)布。
4D成像雷達(dá)具有不懼暴雨、強(qiáng)光等惡劣環(huán)境的全天候特性，是毫米波雷達(dá)的一種“升維”，也延續(xù)了過去的成本優(yōu)勢。
與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)比較，4D成像雷達(dá)增加了高度探測，點(diǎn)云數(shù)量更多，探測更準(zhǔn)確、迅速，特別是對(duì)弱勢道路交通使用者與潛在路障，能夠直接測量其高度并更好地進(jìn)行目標(biāo)分類識(shí)別；同時(shí)具備更高的魯棒性，能夠更好地滿足舒適、安全以及自動(dòng)化駕乘體驗(yàn)，可以在復(fù)雜及高度自動(dòng)駕駛場景提升系統(tǒng)的舒適性與安全性。
Yole也指出，安全要求一直在推動(dòng)雷達(dá)規(guī)范和集成的進(jìn)展。自2014年以來，隨著每一個(gè)新的具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)突破，汽車前部雷達(dá)視野都有所增加。由于安裝條件困難，目前前端雷達(dá)的最大FoV為120°，因此預(yù)計(jì)主機(jī)廠將從前端的1臺(tái)雷達(dá)改為3臺(tái)。
2022年AEB（自動(dòng)緊急制動(dòng)）之風(fēng)迎面而來，特別是在道路交叉口和出發(fā)點(diǎn)避免前方駛來車輛及側(cè)面穿過車輛發(fā)生碰撞，對(duì)雷達(dá)推出了更高的要求。
