芯智駕

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集萃產學研企名家觀點，全面剖析

AI

晶片、第三代半導體等在汽車

“

大變形

”

時代的機會與挑戰！

集微網訊息，十餘年篳路藍縷，2021年自動駕駛終於迎來了其商業化爆發的一年。據工信部資料，截至2021年第三季度，我國L2級自動駕駛乘用車新車市場滲透率已經達到20%。

輔助駕駛/自動駕駛不斷滲透下，各大感測器將進入一個新的發展階段。雖然步入L3及更高級別，鐳射雷達開始變得不可或缺，但對於L2級的駕駛輔助，攝像頭，尤其是毫米波雷達，因其足以提供強大的效能支撐，技術成熟且具備成本優勢，未來仍將是感知方案中的必選，對於L3甚至更高級別的自動駕駛，毫米波雷達也將是重要的感測器。

汽車ADAS領域的領先供應商安波福近日在媒體交流會上表示，仍十分看好毫米波雷達在自動駕駛中的作用，原因有幾點：一是，與基於攝像頭等視覺感測器的系統相比，以毫米波雷達為中心的系統配置不僅功能更強大，且它需要的算力及對能耗的要求減少了60%，系統成本降低至少25%；二是，毫米波雷達不僅具有良好的距離和速度檢測能力，還可靈活裝置於汽車的各個位置，它可以安全地置於車身面板後方，遠離汙垢和灰塵；此外，由於其全天候效能，在擴充套件車輛的執行設計方面扮演著重要的角色，它在夜間或照明條件不利的情況下，以及雨雪霧中均能執行良好，確保相關功能的可用性。

晶片級聯的4D

成像雷達方案，未來是大勢所趨？

當然，毫米波雷達確實存在一些技術侷限，例如，由於角度解析度不高，對目標的檢測只侷限於零散的一些反射點，而無法對目標的輪廓進行成象，所以對一些弱反射目標的檢測，會存在漏檢測或誤檢測的情況。為此，安波福表示正在透過人工智慧及機器學習技術來有效地消除這些侷限，讓其在更高級別的自動駕駛中發揮作用，這其中，好的晶片方案也大有裨益，可以助力突破毫米波雷達的技術瓶頸。

深耕毫米波雷達產品的德州儀器（TI）近期釋出了最新產品AWR2944，這是TI毫米波產品中第二代單晶片方案，產品尺寸、解析度和RF綜合性能都有較大提升。TI中國區嵌入式產品系統與應用總監蔣宏對集微網表示：“AWR2944中有DDMA、C-PHY等硬體加速單元，檢測距離比上一代提升40%，且可以解決在強幹擾下細小物體的漏檢。”同時，在多目標檢測方面，AWR2944包括其上一代產品都有多目標檢測、追蹤的功能，很多主機廠/tier 1用其追蹤16個目標或者更多。

實現多目標檢測之外，角解析度的儘可能提升，也是主機廠/tier 1的期望。對此，蔣宏談到，從原來24GHz 1發2收，到77GHz的2發4收，到AWR2944的4發4收，TI很早時就推過四片級聯，相當於12發16收，有196個虛擬通道。虛擬通道多了以後，整個的角解析度會得到很大的提升，另一方面，虛擬通道增加，客戶自己的一些演算法就可以得到更多的應用，包括像波束賦形等很多演算法都在裡面。這也是為什麼從去年開始大家認為4D成像雷達是一個熱點的原因，目前已有很多產品在路測準備上車了。

毫無疑問，伴隨自動駕駛不斷演進，就毫米波雷達領域中，未來更多應用的是4D成像級聯方案，其可以把很多傳統2D毫米波雷達的弱點攻克，比如垂直維度上的資訊採集和角度解析度的提升，如今，該技術的發展已相當快，大陸集團、採埃孚、安波福等傳統雷達供應商都已經推出甚至拿到4D雷達前裝量產訂單。

TI在2020年釋出並已量產的AWR2243，很多主機廠/tier 1已經開始做2片級聯、4片級聯的4D成像雷達，它保持了毫米波對測距測速的精準度，同時在角度解析度方面也有了極大的提升，到1度甚至更低到0。1度，每秒產生5萬個點雲的一些新應用。未來，這一技術隨著發射接收通道的增加，還會往前發展，解析度會越來越高，和鐳射雷達的差距也會逐漸縮小。

毫米波雷達是ADAS

的必選項，平衡效能與成本很關鍵

蔣宏也認為，車廠層面，鐳射雷達仍然會作為一些高階自動駕駛的選項，但是毫米波雷達基本上是汽車ADAS的必選項，是不可或缺的，這是市場的一個需求和狀況所決定的。

據行業分析師預測，到2030年，L2+自動駕駛汽車可能將佔汽車總產量的近50%。正是看到逐漸規模釋放的輔助駕駛/自動駕駛市場，傳統汽車晶片廠商近期紛紛推出毫米波雷達新品，擴充套件晶片陣容，增厚自身在這一領域的競爭實力。例如，恩智浦推出了新的雷達處理器S32R41，可將4D成像雷達的優勢延伸到更多的汽車，加之2022年上半年將開始首次量產的S32R45，這兩款處理器足以滿足L2+級至L5級的自動駕駛需求，用於構建4D成像雷達，實現360度環繞感知。

據瞭解，TI釋出的AWR2944適用於L2或者L2+這些目前比較主流的應用和場景。具體而言，AWR2944可做前角雷達，也可做前向雷達，因為它是4收4發，當它的FOV比較收斂的時候也可以很精準探測前向目標。蔣宏表示：“如果整個系統提升到L3、L4也非常適合，比如有一些案例，L3以上可能有8個雷達或者更多前角雷達。現在很多客戶用AWR2944的角雷達和前向雷達可以設計盲點監測系統（BSD）、自動緊急制動系統（AEB），甚至是滿足L3有限條件下的駕駛，使AWR2944作為毫米波感測器成為了整個系統中的感測單元。另外，駕駛艙內有其他的一些應用，AWR2944也能夠做到。”

主機廠/tier 1的實際需求也將影響毫米波雷達等感測器的未來發展，因為他們需要平衡效能和成本。出於這方面的考慮，在如今的智慧網聯汽車中，感測器越來越多，很多汽車的感知方案是5R1V（5個毫米波雷達，1個視覺感測器），接下去可能是8R甚至更高的方案。

在感測器方案裡，TI用RFCMOS做高整合，高整合帶來的直接優勢就是高性價比，因為可以用單片解決以前人家用三個子系統組成的毫米波感測器，這是非常重要的一點，出於對成本的考量，在同樣的這一代裡面再推出後續幾個更有價效比的產品，也是TI毫米波雷達路線圖的規劃之一，同時TI也在規劃第三代毫米波雷達。另一方面是跟隨感測器融合之勢，TI有TDA2x和TDA4x等汽車處理器，包括域控制器，ADAS的處理器，TI的毫米波雷達和TDA4x可形成非常不錯的組合，而且還有很多電源管理晶片，訊號、資料傳輸方面的器件，簡言之，TI在ADAS/自動駕駛方面可以提供一個全套的解決方案。

毫米波雷達未來的發展走向？

毫米波雷達單個感測器技術未來的發展走向，也必須將其放在ADAS/自動駕駛，以及汽車技術變革中來看。當下，ADAS領域的趨勢主要由三大方向主導和推進。

一是相關法規，有新車評價規程（NCAP）、聯合國第79號條例等等，它對於自動駕駛的方向和碰撞的要求提出了更高的要求，這些要求會推動ADAS技術不斷進步，而TI的AWR2944是首款單晶片角雷達感測器，集成了4個傳送器，可提供不錯的射頻效能，比傳統3傳送器器件的角解析度高33%，可幫助汽車製造商滿足上述NCAP安全要求。

二是汽車的架構，汽車上市時間和成本非常關鍵，這就取決於架構如何定義，一個好的汽車架構能夠複用，從而大大加快迭代速度，同時降低成本。

三是新興感測技術在自動駕駛領域中不斷的推廣和應用，比如77GHz毫米波雷達和60GHz毫米波雷達在DMS和自動輔助泊車上大量的使用。

毫米波雷達等感測器的發展緊跟以上相應的法規、技術對感知越來越高的要求，比如感測器要能夠全天候工作，探測距離更遠，感知的資訊維度更多，感知更精準等。蔣宏指出，從去年開始，4D毫米波雷達非常熱，這就跟國家的一些法規政策也有關，前向雷達在中國市場增長非常快，有很多諮詢公司給出預測，2023年中國市場就會增長到全球最大的前向雷達市場。

中國新能源汽車市場從政策驅動轉向市場驅動，快速落地，全球汽車市場也在加快向電動化轉型，這股熱潮對於整個毫米波雷達的發展也將起到促進作用。新能源熱潮的背後是電子化和智慧化，新能源賦予了汽車更大的可能性去更快實現智慧化，毫米波雷達屬於汽車智慧化的一部分，它是一種用於感知的核心器件。蔣宏強調道：“這種情況下，我們非常看好毫米波雷達，期待它能在這波由新能源所驅動的智慧化浪潮下拿到更多的份額並實現更廣泛的應用。目前，毫米波雷達的應用還在第一步，多級級聯以及更多的可能性其實還沒有被開發出來，伴隨著新能源帶來的智慧化趨勢，我們認為它在未來會產生更多新應用”。

（校對/Jimmy）