博世轉(zhuǎn)向毫米波雷達(dá)技術(shù)研發(fā) 中國車載毫米波雷達(dá)市場競爭

• 黃江 2023年9月8日 來源：新浪 1032 65
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業(yè)內(nèi)人士指出，這些德國巨頭的退出很大程度上是因?yàn)榧す饫走_(dá)未能如期獲得汽車廠商的訂單。此外，L3級等高級自動駕駛在許多國家/地區(qū)仍陷入監(jiān)管困境，使得企業(yè)不愿在激光雷達(dá)上投資。

全球Tier 1汽車供應(yīng)商的領(lǐng)先者博世最近宣布退出高端自動駕駛汽車激光雷達(dá)傳感器的開發(fā)，并將其資源重新分配給毫米波雷達(dá)和其他傳感技術(shù)。

博世轉(zhuǎn)向毫米波雷達(dá)技術(shù)研發(fā)

在全球排名前十的德國公司中，大陸集團(tuán)是最后一家持有激光雷達(dá)的公司，與AEye在2023年IAA Mobility展會上舉辦了聯(lián)合展覽。過去一年有傳言稱，大陸集團(tuán)正在考慮將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向利潤更高的輪胎和塑料業(yè)務(wù)，并可能剝離汽車零部件業(yè)務(wù)。

采埃孚集團(tuán)在一年前放棄激光雷達(dá)，此前該公司向德國Ibeo投資了1億美元。博世三年前涉足激光雷達(dá)傳感器領(lǐng)域，并于今年7月正式退出該領(lǐng)域。盡管該公司正在將資源投入雷達(dá)技術(shù)，但其仍然認(rèn)為激光雷達(dá)對于L3自動駕駛汽車至關(guān)重要，并為未來的潛在應(yīng)用敞開了大門。

業(yè)內(nèi)人士指出，這些德國巨頭的退出很大程度上是因?yàn)榧す饫走_(dá)未能如期獲得汽車廠商的訂單。此外，L3級等高級自動駕駛在許多國家/地區(qū)仍陷入監(jiān)管困境，使得企業(yè)不愿在激光雷達(dá)上投資。

博世轉(zhuǎn)向的領(lǐng)域是毫米波雷達(dá)制造。目前該領(lǐng)域的頂級競爭者是24GHz SRR和77GHz雷達(dá)。降價和將雷達(dá)集成到汽車中的速成課程是公司爭奪訂單的常用技巧。半導(dǎo)體廠商通過推出新的芯片產(chǎn)能為該激烈市場做出了貢獻(xiàn)。

中國車載毫米波雷達(dá)市場競爭力現(xiàn)狀

車載毫米波雷達(dá)(mmWave Radar)是ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，高級駕駛輔助系統(tǒng))重要感知裝置之一，具有全天候/全時段速度、距離和水平角測量功能，遠(yuǎn)距測量性能最優(yōu)，優(yōu)勢尤其體現(xiàn)在惡劣天氣下攝像頭和激光雷達(dá)失效時。該技術(shù)成熟度高，在汽車傳感技術(shù)領(lǐng)域已有近20年經(jīng)驗(yàn)積累，被經(jīng)典品牌車企和新興造車勢力廣泛應(yīng)用。配置方案主要有1前、1前+2 、1前+4 、2前+2 /4 等，通常與攝像頭聯(lián)用。

然而，傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)不能測高、分辨率低且無法識別靜物，隨著ADAS感知指標(biāo)不斷提高，這些短板暴露日益明顯。據(jù)Tesla公開信息，以上缺陷可能是汽車行駛中突然制動(又稱“幽靈剎車”)引發(fā)交通事故主因之一，因此Tesla在2021年5月宣布取消在后繼車型搭載毫米波雷達(dá)。另一方面，近年來激光雷達(dá)以分辨率絕對優(yōu)勢力圖擴(kuò)大市場份額。

為適應(yīng)高階進(jìn)化ADAS需求，新一代4D成像雷達(dá)基于傳統(tǒng)產(chǎn)品特性大幅提升分辨率，增加高度測量和成像功能。能計算目標(biāo)距離、速度、水平角度和俯仰角度，可提供汽車周圍環(huán)境信息，避免井蓋、路肩等引發(fā)虛警制動。同時依據(jù)周圍環(huán)境空間坐標(biāo)和速度信息，還能提供更真實(shí)路徑規(guī)劃/通行空間檢測功能。

據(jù)預(yù)測，2025年中國車載毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到263億CNY。車載4D成像雷達(dá)成本結(jié)構(gòu)可分為軟件和硬件兩部分，軟件占50%，硬件中射頻前端MMIC占25%，信號處理芯片占10%，高頻PCB占10%。

為突破車載毫米波雷達(dá)市場被國外巨頭占據(jù)絕對優(yōu)勢現(xiàn)狀，國內(nèi)眾多企業(yè)正在技術(shù)及成本方面不斷努力進(jìn)取。2022年華為實(shí)現(xiàn)4D成像雷達(dá)產(chǎn)品方案量產(chǎn)。2023年3月比亞迪(002594)旗下弗迪科技也規(guī)劃4D成像雷達(dá)產(chǎn)品年內(nèi)量產(chǎn)。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局分析及發(fā)展前景研究報告》顯示：

自特斯拉被曝考慮重新加入雷達(dá)，且有可能是高分辨率4D雷達(dá)以來，國內(nèi)市場對4D毫米波雷達(dá)的熱情持續(xù)高漲。

蓋世汽車梳理發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)至少有20家公司在4D毫米波雷達(dá)方向上有所布局，包括老牌的Tier1、跨界巨頭、創(chuàng)業(yè)公司等等。不過，相當(dāng)一部分公司目前只是儲備了4D毫米波雷達(dá)的技術(shù)，產(chǎn)品還處于研發(fā)或者調(diào)試過程中。

2月16日，特斯拉申請召回約36.28萬輛配備“全自動駕駛”軟件的車輛，原因就是這套軟件可能導(dǎo)致車輛在停車標(biāo)識前無法實(shí)現(xiàn)完全停車，從而引發(fā)安全隱患。同時，“幽靈剎車”的用戶投訴量也增加了——特斯拉的輔助駕駛系統(tǒng)有時會出現(xiàn)不必要的詭異剎車——這可能跟感知元件受到誤導(dǎo)有關(guān)，但沒人知道確切答案。

這種情況下，不能說4D毫米波雷達(dá)能夠解決特斯拉的所有問題，但至少提供了安全冗余。4D毫米波雷達(dá)之所以是“4D”，在于增加了“目標(biāo)高度”這一維度解析，實(shí)現(xiàn)了“3D+高度”四個維度的信息感知，這讓車輛能夠適應(yīng)更為復(fù)雜的路況。技術(shù)短板因此得以解決，甚至還部分實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)力有不逮的性能盲區(qū)——比如在雨天場景中能夠?qū)崿F(xiàn)更為精準(zhǔn)的感知，探測距離更是達(dá)到300米(激光雷達(dá)一般為100米-150米)。

最關(guān)鍵的是成本。公開資料顯示，4D毫米波雷達(dá)的成本最低僅為激光雷達(dá)的十分之一，貴的也只有500美元左右，這完全符合馬斯克的真香定律——性能更好，成本更低。

毫米波雷達(dá)通過飛行時間法完成測距和測方位角的功能，通過多普勒效應(yīng)完成測速度的 功能。毫米波雷達(dá)通過發(fā)射毫米量級的電磁波并接收回波的方式，來獲取遠(yuǎn)方物體二維 水平坐標(biāo)信息。飛行時間法通過發(fā)出電磁波反射時間差完成對物體距離的測量和反射角 度的差異完成對方位角的測量，多普勒效應(yīng)反射回的波頻完成對前方物體速度的判斷。

毫米波雷達(dá)的清晰度由雷達(dá)通道數(shù)決定。雷達(dá)通道數(shù)等于接收天線數(shù)量和發(fā)射天線數(shù)量 之積。以 4D 成像雷達(dá)為例，12 發(fā)射通道和 16 接收通道可以幫助雷達(dá)實(shí)現(xiàn) 192 通道數(shù)， 通道封裝在射頻芯片中。所以想要從硬件上提升毫米波雷達(dá)的清晰度，可以通過增加射 頻芯片的方式提升通道數(shù)。除此之外，優(yōu)化軟件亦可以成為提升分辨率的重要方式，多 通道集成三維成像技術(shù)和虛擬孔徑成像技術(shù)的應(yīng)用幫助毫米波雷達(dá)清晰度進(jìn)一步提升。

3D 毫米波雷達(dá)成本大幅度降低為其量產(chǎn)上車創(chuàng)造了必要條件。車載毫米波雷達(dá)最早可 以追溯到 1990 年代，三菱汽車 Diamante“車前距離控制”系統(tǒng)、奔馳汽車 Distronic 系 統(tǒng)中開創(chuàng)性地將毫米波雷達(dá)運(yùn)用于汽車輔助駕駛領(lǐng)域。由于射頻芯片以 GaAs 工藝為主 導(dǎo)，成本限制毫米波雷達(dá)無法大規(guī)模應(yīng)用。2000 年代，SiGe 工藝的大力發(fā)展帶來毫米 波雷達(dá)成本迅速降低，沃爾沃、大眾、豐田、奧迪逐步增配毫米波雷達(dá)，如沃爾沃 S60、 大眾 CC、豐田第四代皇冠、奧迪 A7 等。此時毫米波雷達(dá)雖具備一定量產(chǎn)條件，但滲透 率仍然相對較低。2017 年，基于 CMOS 工藝的 77Hz 射頻芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，工藝難度的 降低幫助毫米波雷達(dá)成本下探至 30 美元，滲透率和裝配數(shù)量快速提升。疊加汽車電子 電氣架構(gòu)升級和智能化持續(xù)推進(jìn)，毫米波雷達(dá)逐步成為汽車標(biāo)配。

《2023-2028年中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局分析及發(fā)展前景研究報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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