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汽車?yán)走_(dá),進(jìn)入高速發(fā)展期

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汽車?yán)走_(dá),進(jìn)入高速發(fā)展期

來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察


       據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)Yole透露,不斷發(fā)展的安全法規(guī)和新穎的駕駛自動(dòng)化功能正在推動(dòng)雷達(dá)市場(chǎng)。
  
  他們指出,總體而言,2021年雷達(dá)平臺(tái)市場(chǎng)為58億美元。根據(jù)他們的預(yù)計(jì),其未來幾年的復(fù)合年增長率將高達(dá)14%,那就意味著到2027年,整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到128億美元。這一市場(chǎng)增長主要來自4D和成像雷達(dá),這將更好地適應(yīng)未來更嚴(yán)格的駕駛場(chǎng)景.
  
  Yole同時(shí)指出,雷達(dá)傳感器也有望在更普遍的情況下進(jìn)入室內(nèi)監(jiān)控用例市場(chǎng),例如兒童存在檢測(cè)和占用監(jiān)控系統(tǒng)。這種新型雷達(dá)傳感器預(yù)計(jì)將帶來新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。據(jù)Yole預(yù)計(jì),到2027年這個(gè)市場(chǎng)將達(dá)到近5億美元。
  
  總結(jié)20年技術(shù)演進(jìn),彰顯未來之路
  
  Yole表示,第一個(gè)商用汽車?yán)走_(dá)于2000年為戴姆勒和寶馬汽車推出。在2020年和2021年期間,領(lǐng)先的雷達(dá)供應(yīng)商推出了他們的第5代雷達(dá)。現(xiàn)代汽車?yán)走_(dá)傳感器繼承自這個(gè)長期的進(jìn)化周期。到目前為止,升級(jí)主要集中在成本和外形優(yōu)化上,這說明了行業(yè)所追求的集成化趨勢(shì)。
  
  除了集成之外,RF性能隨著時(shí)間的推移顯著提高。最初,雷達(dá)以模擬波束形成和機(jī)械轉(zhuǎn)向運(yùn)行,然后轉(zhuǎn)向數(shù)字波束形成(全場(chǎng)景照明)。在數(shù)字波束形成時(shí)代,引入了MIMO技術(shù),可以在保持合理物理尺寸的同時(shí)增加天線虛擬孔徑。
  
  目前,業(yè)界提出了MIMO縮放(從0.2k到2k像素)作為實(shí)現(xiàn)成像雷達(dá)低于1°角分辨率的基線。這帶來了信號(hào)處理和計(jì)算方面需要克服的新挑戰(zhàn),這解釋了為什么重點(diǎn)轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí)和人工智能。
  
  新市場(chǎng)動(dòng)態(tài),新玩家定位
  
  過去幾年,汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)引起了更多關(guān)注。
  
  在系統(tǒng)層面,市場(chǎng)由六大一級(jí)供應(yīng)商引領(lǐng):Continental、Bosch、Hella、Denso、Aptiv和Veoneer。同時(shí),在芯片層面,恩智浦和英飛凌占據(jù)了大部分市場(chǎng)。盡管雷達(dá)市場(chǎng)已經(jīng)成熟多年,但我們看到多個(gè)新玩家定位并獲得設(shè)計(jì)勝利,無論是在系統(tǒng)級(jí)別(Magna、Mobis、Weifu等)還是在芯片級(jí)別(例如,Arbe、Uhnder、Vayyar)。而且還有更多,因?yàn)榇笮涂萍脊疽苍谕顿Y雷達(dá)開發(fā)(當(dāng)中包括華為、高通和英特爾……)。
  
  尋求新收入來源并渴望差異化以求生存的OEM熱衷于與這些公司直接討論,將其傳統(tǒng)供應(yīng)商列入候選名單。這給領(lǐng)先的一級(jí)供應(yīng)商和半導(dǎo)體公司帶來了巨大壓力,他們需要比通常的時(shí)間周期更快地進(jìn)行創(chuàng)新。因此,領(lǐng)先企業(yè)正在尋求協(xié)同效應(yīng),要么進(jìn)行整合,要么轉(zhuǎn)向垂直整合。
  
  毫米波雷達(dá)推陳出新,邁向4D
  
  從如今的技術(shù)來看,要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛依然有所難度,但是作為主動(dòng)防護(hù)汽車駕駛安全的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(AdvancedDriverAssistanceSystems,簡稱ADAS)正在逐漸成熟和普及,毫米波雷達(dá)就是汽車ADAS不可或缺的核心傳感器之一。
  
  在這個(gè)車企們追求高級(jí)別自動(dòng)駕駛的時(shí)代,毫米波雷達(dá)市場(chǎng)滲透率也在逐漸攀升。YoleDéveloppement數(shù)據(jù)顯示,全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將由2019年的205億美元增長至2025年的280億美元,年復(fù)合增長率為5%;其中,車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將由2019年的55億美元增長至2025年的105億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到11%。
  
  從20世紀(jì)60年代至今,經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)毫無疑問已經(jīng)是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù),然而過于成熟的技術(shù)卻限制了它的突破性創(chuàng)新,且在一定程度上固化了其市場(chǎng)格局,這也是毫米波雷達(dá)話題性不如激光雷達(dá)的原因之一。激光雷達(dá)作為一項(xiàng)新興技術(shù),無法預(yù)知的未來也正是它的魅力所在,蘊(yùn)藏著無限可能。
  
  此外,相比激光雷達(dá)的高探測(cè)精度以及較強(qiáng)的3D環(huán)境感知能力,毫米波雷達(dá)在面向L3及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能中的短板也十分明顯。傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)還停留在距離和方位的2D平面感知,缺少高度這個(gè)維度的感知,并且存在無法高密度點(diǎn)云成像,不能有效地解析目標(biāo)的輪廓與類別、水平角分辨率低、難以檢測(cè)橫穿目標(biāo)以及難以檢測(cè)靜止目標(biāo)等技術(shù)局限。
  
  具體來說,由于傳統(tǒng)車載毫米波雷達(dá)的天線只在二維方向上排列,使得其只可測(cè)量水平坐標(biāo)(X,Y),同時(shí)依靠多普勒效應(yīng)可以測(cè)量物體的速度信息,最終只可輸出(X,Y,V)三個(gè)指標(biāo)。
  
  從X軸看,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)橫向分辨率低,也就是上述說到的水平角分辨率低。橫向分辨率是指左右兩個(gè)掃描的激光點(diǎn)形成的夾角,夾角度數(shù)越小,橫向分辨率越高,和激光雷達(dá)相比,毫米波雷達(dá)的橫向分辨率不具備優(yōu)勢(shì)。
  
  而從Y軸看,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)則在測(cè)高能力上有所欠缺。由于不具備測(cè)高能力,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)難以判斷前方靜止物體是在地面還是在空中,井蓋、減速帶等“地面低小障礙物”以及交通標(biāo)識(shí)牌、龍門架、立交橋等“空中障礙物”,在它的“眼”里都是在地面這一平面上,在這種情況下,如果不把他們反射的信號(hào)全部過濾掉,毫米波雷達(dá)無疑就會(huì)發(fā)出前方有障礙的錯(cuò)誤預(yù)警,造成“幽靈剎車”。然而,當(dāng)橋梁、路牌下有靜止的車輛、三角錐桶等“路面上較大障礙物”,毫米波雷達(dá)也會(huì)因?yàn)檎`判導(dǎo)致交通事故發(fā)生。
  
  特斯拉在2016年時(shí)發(fā)生的那場(chǎng)自動(dòng)駕駛車禍,起因就是因?yàn)樘厮估瓟z像頭感知失效,無法識(shí)別出前方停下的貨車,而毫米波雷達(dá)作為備用傳感器,本應(yīng)該識(shí)別出前方障礙物發(fā)出預(yù)警,只可惜事實(shí)并非如此,最終造成慘劇的發(fā)生。
  
  因此,綜合來看,毫米波雷達(dá)要想再次占據(jù)自動(dòng)駕駛?cè)字械摹癈位”,升級(jí)4D感知?jiǎng)菰诒匦校?D成像毫米波雷達(dá)也就此誕生。
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