芯智駕──集萃產(chǎn)學(xué)研企名家觀點(diǎn)，全面剖析AI芯片、第三代半導(dǎo)體等在汽車“大變形”時(shí)代的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)！
推進(jìn)自動(dòng)駕駛快速發(fā)展的新方案中，激光雷達(dá)并非唯一選擇，4D成像毫米波雷達(dá)（下稱“成像雷達(dá)”）也是關(guān)注焦點(diǎn)之一。不過(guò)，與激光雷達(dá)方案相比，成像雷達(dá)技術(shù)進(jìn)展要緩慢些，其中，缺乏適配的芯片是制約其提速發(fā)展的重要原因之一。
不過(guò)，在今年CES上，恩智浦率先打響2022年成像雷達(dá)提速第一槍，推出全新S32R41處理器；隨即，TI也不甘人后，在中國(guó)官宣推出全新的AWR2944車載毫米波雷達(dá)傳感器，繼續(xù)鞏固自己的優(yōu)勢(shì)地位。
成像雷達(dá)“芯”啟航，恩智浦、TI搶跑
芯片是上層應(yīng)用的基礎(chǔ)，成像雷達(dá)也不例外，承泰科技產(chǎn)品總監(jiān)張問(wèn)海認(rèn)為，“成像雷達(dá)同時(shí)兼具傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)全天候工作以及激光雷達(dá)高密度點(diǎn)云成像雙重優(yōu)勢(shì)，具備取代激光雷達(dá)成為自動(dòng)駕駛核心傳感器的潛力?！?/p>
據(jù)了解，成像雷達(dá)成本僅為激光雷達(dá)的1/10，具有普及推廣的成本優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，張問(wèn)海也指出，以目前技術(shù)水平，成像雷達(dá)還需要加大研發(fā)力度，未來(lái)，成像雷達(dá)與其他傳感器仍將長(zhǎng)期共存。其中一個(gè)重要原因是，成像雷達(dá)仍處于成長(zhǎng)階段，其性能還無(wú)法滿足需求，缺乏有足夠優(yōu)勢(shì)的芯片支撐，特別是中國(guó)，目前推出的成像雷達(dá)幾乎都是TI方案，據(jù)張文海透露，國(guó)內(nèi)某知名Tier 0.5大廠也不例外。
為了加快成像雷達(dá)的上車進(jìn)度，各知名芯片企業(yè)已在加快研發(fā)力度。元旦剛過(guò)，全球知名毫米波雷達(dá)芯片提供商恩智浦率先打響了2022年成像雷達(dá)的第一槍，其在CES上，一是宣布S32R45成像雷達(dá)芯片量產(chǎn)，二是推出S32R41新產(chǎn)品。
根據(jù)恩智浦介紹，這兩款產(chǎn)品應(yīng)用超分辨率雷達(dá)軟件算法實(shí)現(xiàn)小于1度的角度分辨率，同時(shí)應(yīng)用高級(jí)MIMO波形設(shè)計(jì)支持多個(gè)天線通道同時(shí)工作，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)傳感器性能的提升，可滿足L2+級(jí)至L5級(jí)的自動(dòng)駕駛需求，用于構(gòu)建4D成像雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)360度環(huán)繞感知。據(jù)了解，恩智浦利用創(chuàng)新架構(gòu)，通過(guò)配置低復(fù)雜度傳感器，實(shí)現(xiàn)192個(gè)虛擬天線通道，來(lái)提高原始傳感器硬件的性能。
在恩智浦引領(lǐng)下，成像雷達(dá)喜訊頻傳。緊接著，TI在中國(guó)宣布推出全新的AWR2944車載毫米波雷達(dá)傳感器，尺寸比目前的毫米波雷達(dá)傳感器小約30%，集成4個(gè)發(fā)送器，比現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)傳感器分辨率高33%，可使車輛更清晰地探測(cè)障礙物并避免碰撞。
據(jù)TI Jacinto處理器業(yè)務(wù)部經(jīng)理Curt Moore介紹，“針對(duì)自動(dòng)泊車和自動(dòng)駕駛，先使用AWR2944傳感器等器件檢測(cè)更遠(yuǎn)距離的物體，然后使用我們的Jacinto處理器無(wú)縫處理數(shù)據(jù)，可以提升車輛的感知能力和安全性?！?/p>
事實(shí)上，近期推出毫米波雷達(dá)芯片方案的企業(yè)并不止恩智浦和TI，英特爾旗下的Mobileye也開始了自己的成像雷達(dá)芯進(jìn)程。
與如上企業(yè)不同的是，Mobileye自研成像雷達(dá)所需的接收、發(fā)射、處理芯片以及振蕩器等，并基于這些核心底層推出成像雷達(dá)。據(jù)披露，Mobileye成像雷達(dá)虛擬通道數(shù)高達(dá)2304個(gè)，水平角分辨率達(dá)0.5°，垂直分辨率達(dá)2°，有效探測(cè)距離預(yù)計(jì)為150米。這些表現(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出此前大陸集團(tuán)推出的ARS540成像雷達(dá)（虛擬通道數(shù)為192個(gè)，水平角分辨率為1°，垂直分辨率為2.3°）的表現(xiàn)。
另外，安霸在收購(gòu)成像雷達(dá)方案提供商傲酷后，也在計(jì)劃將毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)功能集成到其新一代SoC芯片中，安霸中國(guó)區(qū)市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁郄建軍表示，“目前域控制器是把幾個(gè)傳感器的信息融合起來(lái)，但這是一種后融合方式，融合效率不高。如果采用前融合技術(shù)，在視覺隱隱約約看到輪廓、但又不確定真實(shí)物體時(shí)，雷達(dá)就能快速檢測(cè)，通過(guò)雷達(dá)的點(diǎn)云和攝像機(jī)的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)前融合，芯片無(wú)需對(duì)目標(biāo)進(jìn)行二選一，帶來(lái)更高的效率，并降低誤檢率、漏檢率?！臂Ыㄜ娬J(rèn)為，未來(lái)的趨勢(shì)是將所有功能融合到一顆芯片上。
隨著成像雷達(dá)芯片的豐富，汽車智能化之路又多了“芯”選擇，將為接下來(lái)的成像雷達(dá)產(chǎn)品鋪平道路。
智駕新藍(lán)海，選“芯”是關(guān)鍵
恩智浦、TI、Mobileye、安霸等企業(yè)加速布局成像雷達(dá)背后，汽車智能化是重要支撐，潛在需求巨大。
僅中國(guó)部分，中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量分別為354.5萬(wàn)輛和352.1萬(wàn)輛，同比均增長(zhǎng)1.6倍，遠(yuǎn)超2021年年初150萬(wàn)輛的年銷量預(yù)測(cè)。進(jìn)入2022年，我國(guó)新能源汽車銷量預(yù)測(cè)為550-600萬(wàn)輛，繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。
而隨著汽車電動(dòng)化的加速，汽車智能化也將提速。麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，至2025年，我國(guó)L0、L1、L2、L3、L4/5級(jí)智能汽車的滲透率分別為15.00%、33.00%、39.00%、10.00%、3.00%；另外，Gartner分析認(rèn)為，全球L3級(jí)及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車，2019年增量為38.8萬(wàn)輛，到2029年，這一增量將提升至250萬(wàn)輛，年復(fù)合增長(zhǎng)率為21%。
為加速汽車智能化發(fā)展，行業(yè)正在嘗試各種智能感知系統(tǒng)方案，其中，毫米波雷達(dá)已經(jīng)成為重要感知器件之一。不過(guò)，在汽車向更高級(jí)別智能化演進(jìn)過(guò)程中，傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)已無(wú)法滿足需求，其感知信息中，只有距離和方位，缺少高度參數(shù)，且無(wú)法形成高密度點(diǎn)云成像，導(dǎo)致道路目標(biāo)識(shí)別困難，此前已有部分車企采用傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)方案開發(fā)的自動(dòng)駕駛導(dǎo)致多起傷人事故發(fā)生。
而激光雷達(dá)雖然高密度點(diǎn)云成像能力可以解決傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的痛點(diǎn)問(wèn)題，但是激光雷達(dá)上車的成本高昂，難以普及，且存在無(wú)法全天候工作的天然缺陷，于是，兼具傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)的成像雷達(dá)獲得了行業(yè)的關(guān)注。
根據(jù)Yole Développement統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，恩智浦至今仍是全球最大的傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)芯片供應(yīng)商，特別是在77GHz領(lǐng)域，市占率超過(guò)60%；其次，英飛凌也是毫米波雷達(dá)芯片的重要提供商，這兩家企業(yè)幾乎對(duì)毫米波雷達(dá)的芯片市場(chǎng)形成了壟斷格局。
不過(guò)，在成像雷達(dá)市場(chǎng)，TI才是推動(dòng)者，其也希望借助新一代雷達(dá)芯片方案打破恩智浦和英飛凌的壟斷地位。歷經(jīng)AWR1642、AWR2243兩代產(chǎn)品后，TI已站穩(wěn)了成像雷達(dá)的腳跟。
截止目前，全球具備成像雷達(dá)芯片研發(fā)實(shí)力的企業(yè)仍不多，某業(yè)內(nèi)人士透露：“目前全球4D成像雷達(dá)芯片主要由TI等少數(shù)企業(yè)提供，特別是國(guó)內(nèi)，我們沒有更多的選擇。”
不過(guò)，TI的產(chǎn)品仍非最佳方案。4D成像雷達(dá)解決方案提供商Arbe曾表示，“研發(fā)初期，我們想從第三方購(gòu)買芯片組，卻發(fā)現(xiàn)市面上沒有能夠處理自動(dòng)駕駛所需的海量信息的芯片?！睘闈M足其成像雷達(dá)的研發(fā)需求，Arbe選擇自研，并于2020年5月成功推出RFIC成像雷達(dá)處理芯片。Arbe表示，“我們自研的芯片生成的圖像比市面上其他雷達(dá)芯片詳細(xì)100倍?！?/p>
隨著自動(dòng)駕駛路線日漸清晰，使得更多的企業(yè)發(fā)力面向L2級(jí)及以上更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，新一代成像雷達(dá)也成了香餑餑，2021年3月，博世將其毫米波雷達(dá)芯片方案從英飛凌切換為格芯的22FDX射頻方案后表示：“這套射頻解決方案是最具吸引力和最適合下一代汽車?yán)走_(dá)的平臺(tái)?！?/p>
對(duì)恩智浦來(lái)說(shuō)，智能能駕駛時(shí)代的到來(lái)，正讓其面臨著新困局，德國(guó)大陸在開發(fā)成像雷達(dá)時(shí)，原選用的恩智浦方案難以實(shí)現(xiàn)小型化，最后替換為賽靈思的FPGA方案，也讓恩智浦感到了危機(jī)。
此前，筆者在《【芯智駕】6款4D成像毫米波雷達(dá)芯片方案，誰(shuí)是智駕擔(dān)當(dāng)？》一文中介紹，已有企業(yè)基于恩智浦S32R294開發(fā)成像雷達(dá)，但并未獲得市場(chǎng)認(rèn)可，這也是恩智浦將希望壓住在即將量產(chǎn)的S32R45上的重要原因。
而TI的上一代芯片方案AWR2243雖然在國(guó)內(nèi)的知名度很高，但在國(guó)際市場(chǎng)推進(jìn)則要緩慢很多，眾多國(guó)際成像雷達(dá)方案提供商認(rèn)為，TI芯片并不能滿足他們需求，也在促使TI推出更高性能的成像雷達(dá)芯片，以達(dá)到與恩智浦、英飛凌等傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)廠商共享汽車智能化紅利的目標(biāo)。
不過(guò)，令人意外的是，一直主導(dǎo)AI SoC芯片的Mobileye，橫空推出性能更高的成像雷達(dá)整體解決方案，一旦量產(chǎn)，成像雷達(dá)江湖或?qū)⒂瓉?lái)新變局。
有業(yè)內(nèi)人士表示，此前只是準(zhǔn)備階段，2022年才是汽車智能化的真正元年，那么，成像雷達(dá)能否順利上車，成為汽車智能化的新選擇？我們拭目以待。
（校對(duì)/James）
