特斯拉啟用，這一傳感器再添新爆點(diǎn)！

導讀：特斯拉啟用之前放棄的毫米波雷達，而這一變化為日益火熱的毫米波雷達行業(yè)增添了新的“爆點(diǎn)”。

近日，有消息稱(chēng)，特斯拉公司自動(dòng)駕駛系統（FSD） 新方案曝光，新一代硬件傳感器方案涉及兩方面變化：攝像頭減少，由原先前置3個(gè)變成2個(gè)，但提高分辨率；同時(shí)重新啟用之前放棄的毫米波雷達。而這一變化為日益火熱的毫米波雷達行業(yè)增添了新的“爆點(diǎn)”。毫米波雷達廠(chǎng)商間的競爭也將進(jìn)一步升級。

“戰火”向產(chǎn)業(yè)鏈上游蔓延

隨著(zhù)智能駕駛時(shí)代的到來(lái)，作為車(chē)用傳感主要器件之一的毫米波雷達也進(jìn)入高速發(fā)展期。據中金研究測算，2025年中國車(chē)載毫米波雷達市場(chǎng)規模將達到114億元，2020-2025年復合增長(cháng)率為19%。

2021年特斯拉一度宣布取消Model 3和Model Y的毫米波雷達，不過(guò)隨著(zhù)新方案曝出，預計特斯拉將把毫米波雷達重新納入視野。這更加增添了毫米波雷達的熱度。

根據曝光文件信息，特斯拉計劃重新采用的是一種非脈沖式毫米波雷達，工作頻率76-77GHz，最大掃頻帶寬700MHz，最小210MHz，幀周期約為67ms。整體設備結構相對簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、成本低，可以用于道路車(chē)輛監測記錄、汽車(chē)防撞、車(chē)流量檢測、自動(dòng)駕駛等。

實(shí)際上，除特斯拉以外，奔馳、奧迪、上汽、比亞迪、吉利、紅旗、長(cháng)安、蔚來(lái)、理想等汽車(chē)品牌都在智能駕駛車(chē)型中采用了毫米波雷達。如奔馳的新一代S級轎車(chē)中搭載5顆毫米波雷達（1個(gè)前向長(cháng)距離雷達+4個(gè)角雷達）；蔚來(lái)ET7搭載5顆毫米波雷達；小鵬G3采用3顆毫米波雷達。

與此同時(shí)，毫米波雷達領(lǐng)域的“戰火”，也快速向產(chǎn)業(yè)上游蔓延。去年，瑞薩電子宣布正式進(jìn)軍車(chē)用毫米波雷達市場(chǎng)，首發(fā)推出4發(fā)4收、76-81GHz的單片微波集成電路(MMIC)。產(chǎn)品基于新收購的Steradian Semiconductors設計，預計2023年送樣，2024年量產(chǎn)。MMIC適用于成像雷達、遠程前向雷達，也可用于角雷達等。

另一家車(chē)用芯片大廠(chǎng)英飛凌也在2022年發(fā)布了基于28納米CMOS技術(shù)的76-81GHz雷達MMIC系列，產(chǎn)品進(jìn)一步提高了系統級性能與集成度。而在Mobileye公司的計劃中，到2025年將推出基于毫米波雷達/激光雷達的消費級自動(dòng)駕駛車(chē)輛方案，屆時(shí)車(chē)輛僅需安裝一個(gè)前向激光雷達，同時(shí)外加360°全包覆車(chē)身的毫米波雷達，即可實(shí)現自動(dòng)駕駛任務(wù)。

值得注意的是，英飛凌、意法半導體等廠(chǎng)商還在推動(dòng)車(chē)廂內監測雷達的應用，如中控大屏/連屏、駕駛員監控系統(DMS)、乘客識別等。

工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生也看好毫米波雷達等傳感器件在汽車(chē)領(lǐng)域的應用?！翱梢园哑?chē)當做是一個(gè)安裝傳感器的平臺，各種物理量、化學(xué)量、生物量的傳感器隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展將會(huì )越來(lái)越多地應用于汽車(chē)當中。汽車(chē)智能化的程度將會(huì )成為決定汽車(chē)性能和功能的關(guān)鍵因素。智能化的基礎之一就是感知技術(shù)?！?/span>郭源生指出。

朝高集成、高分辨發(fā)展

為應對毫米波雷達的加速上車(chē)趨勢，各家芯片廠(chǎng)商不斷迭代升級技術(shù)，如2022年德州儀器推出新一代毫米波雷達單芯片SoC方案AWR2944，相比第一代方案集成度更高。這將進(jìn)一步提升產(chǎn)品的尺寸、分辨率和RF器件的綜合性能。在德州儀器看來(lái)，高集成帶來(lái)的直接優(yōu)勢就是高性?xún)r(jià)比，因為可以用單SoC方案解決以前用三個(gè)子系統組成的毫米波雷達傳感器。

2022年恩智浦也推出業(yè)界首款采用16nm工藝生產(chǎn)的專(zhuān)用毫米波雷達處理器S32R45。車(chē)載毫米波雷達的核心器件主要包括單片微波集成電路和雷達數字信號處理器等，其中雷達數字信號處理器主要用于對毫米波雷達的中頻信號進(jìn)行數字處理?！坝羞@些處理器使我們能夠支持很多毫米波雷達的用例，比如近距離的環(huán)境測繪，同時(shí)也可以進(jìn)一步來(lái)支持中距離環(huán)境感知，以及300米以外的遠距離感知。有了這三合一的用例，相信我們能夠在未來(lái)幾年推動(dòng)L2+以上乘用車(chē)大規模采用毫米波雷達技術(shù)?！倍髦瞧秩蚋笨偛?，ADAS產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理Steffen Spannagel表示。

更高的分辨率也是毫米波雷達重要發(fā)展方向之一。2022年意法半導體消費和工業(yè)用全局快門(mén)圖像傳感器已推出VD55G0 40萬(wàn)像素和VD56G3 150萬(wàn)像素兩款產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在940nm處具有最高的量子效率，拍攝性能穩??；正方形傳感器的分辨率與鏡頭最佳匹配，適合旋轉拍攝使用場(chǎng)景；拍攝時(shí)間很短，降低系統功耗，能夠在確保準確成像的同時(shí)降低系統功耗。

過(guò)去，毫米波雷達被認為是輔助型的傳感器，其產(chǎn)品定位和主要功能是實(shí)現碰撞預警，而今，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛向更高級別演進(jìn)，毫米波雷達的性能在提升，例如高程分辨能力和高分辨力、更遠的作用距離、易于和視覺(jué)融合、能夠用雷達數據集訓練AI等。毫米波雷達在車(chē)輛駕駛中將發(fā)揮更加重要的作用。

有望取代激光雷達？

4D成像是毫米波雷達發(fā)展的主要方向。傳統毫米波雷達僅可探測物體的二維水平坐標信息（距離、方位角）及相對速度，不具備測“高度”的能力，這使其很難判斷前方靜止物體是在地面還是在空中，在遇到井蓋、減速帶、立交橋、交通標識牌等地面、空中物體時(shí)，無(wú)法準確測得物體的高度數據。4D雷達增加了縱向天線(xiàn)及處理器，可實(shí)現對物體高度的探測，提供更高密度、高分辨率的點(diǎn)云信息。而且4D雷達探測范圍超過(guò)300米，可有效過(guò)濾虛假警報，是目前唯一能在各種天氣下實(shí)現1度角分辨率的傳感器。

那么，隨著(zhù)4D毫米波雷達的發(fā)展，其性能方面逐漸可以媲美低線(xiàn)束的激光雷達，是否有可能取代車(chē)載傳感領(lǐng)域另一重要產(chǎn)品激光雷達呢？Steffen Spannagel認為：“自動(dòng)駕駛技術(shù)無(wú)法依靠單一的傳感器件一統天下。根據我們對市場(chǎng)的理解，沒(méi)有一刀切的傳感器，因為市場(chǎng)有很多細分，而且自動(dòng)駕駛級別也不同，我們認為攝像頭和雷達會(huì )共存，因為它們的優(yōu)缺點(diǎn)互補性非常強。比較特殊的是激光雷達。我們認為有很大的可能性，4D毫米波雷達的解決方案可以降低或取代激光雷達的使用。4D毫米波雷達現在還位于發(fā)展的早期，但我們相信未來(lái)它的性能可以大大提升，并在理想情況下最終能夠取代激光雷達?！?/strong>