自動駕駛的快速發展，為車載毫米波雷達打開了新的增長空間。據相關分析數據顯示，未來3-5年，國內車載毫米波雷達的市場規模預計將實現40%左右的增長，到2023年市場規模有望突破200億元，2025年進一步增至263億元。
但這其中屬于本土玩家的市場份額卻只有很小一部分。由于國內車載毫米波雷達產業起步相對較晚，各方面條件都不是很成熟，在過去很長一段時間里該領域一直由外資零部件巨頭牢牢占據著主導地位，尤其在主流的77GHz車載毫米波雷達領域，自主化率更低。
而自動駕駛的發展又離不開毫米波雷達?？吹竭@一發展契機，過去幾年很多本土企業都將毫米波雷達當做了發力重點，爭相開展布局，由此拉開了車載雷達國產替代大幕。
本土廠商突圍毫米波雷達國產化
受智能化變革驅動，汽車行業對毫米波雷達的需求正呈現高速增長態勢。
與超聲波雷達、攝像頭等傳感器相比，毫米波雷達因具有探測范圍廣、距離遠以及抗干擾能力強的特性，并可以全天候工作，在過去幾年被廣泛應用于ACC、AEB、FCW等駕駛輔助功能中。發展到現在，很多車企都將毫米波雷達當做了整車智能駕駛系統的標配。例如剛剛上市的理想L9、智己L7、蔚來ES7以及小鵬G9、威馬M7等新車，單車所配置的毫米波雷達數量均已達到了5顆之多。
接下來，隨著智能駕駛不斷從ADAS向高階自動駕駛演進，對整車感知系統的準確性和可靠性提出更高要求，單車所搭載的毫米波雷達數量將進一步增加。到L4、L5階段，在整車的傳感器方案中，毫米波雷達數量最多有望達到12顆。
不僅如此，受市場需求及標準等的驅動，推動車載毫米波雷達應用趨勢從24GHz雷達逐漸轉向 77GHz甚至79GHz雷達，單車毫米波雷達價值也將因此大幅提升。據相關分析數據顯示，隨著單車毫米波雷達數量從L2的1~3顆增長至L4的8顆，其單車價值量有望從L2的87美元增加為L4的490美元。
如此廣闊的市場在過去幾年激發了一股創業熱潮，米傳科技也是在這一背景下創立的。據米傳科技CEO錢建良近日接受蓋世汽車采訪透露，考慮到毫米波雷達在汽車上有很多不同的應用場景，自成立米傳科技就規劃了三條77GHz雷達產品路線，分別是低成本車載軸向雷達MT-AR1E、高性能車載軸向雷達MT-AR1P和低成本能車載角雷達MT-CR1。
其中MT-AR1E最遠探測距離可達200米，最大探測范圍可達±45°，距離分辨率約為0.75米，角度分辨率為4.5°。“為什么會有這樣一個設計呢?主要是為了滿足前向和后向的各種探測需求，比如在ACC場景中，經常會有其他車輛切進或者切出車道，要檢測到這類情況，不同距離對角度的覆蓋要求不一樣，在150米左右的時候，可能±10°就可以檢測出來，但如果是在距車30~40米的時候，角度覆蓋太小的話難以滿足需求。” 錢建良指出。
在天線配置上，MT-AR1E采用了3發4收配置。因為對于量產級車載毫米波雷達而言，一個重要的考量因素是如何能在盡可能低的成本上實現盡可能優秀的性能表現，而這兩項恰恰都與天線配置有關，基于對市場需求的把控，米傳科技確定了3發4收方案，與行業主流趨勢基本一致。
MT-AR1P在設計上采用了兩個3發4收的收發器，實現6發8收，各方面性能較MT-AR1E均有極大的提升——最遠探測距離可達250米，最大探測范圍達±60°，同時兼具長距小角度和中距大角度的高分辨率探測需求。
而角雷達MT-CR1，從實際應用場景出發——主要是探測車輛四角的情況，支持RCW、CTA、LCA、BSD、APA等輔助駕駛功能應用，測角范圍比前面兩款產品更大，達到了±75°。在此過程中，為更好地支持泊車輔助等應用，米傳科技在MT-CR1上采用了超大帶寬天線，在主控單元中進一步集成了超短距應用算法，使MT-CR1得以兼具超短距雷達探測功能，由主控單元根據實際應用場景靈活配置和調度。
基于這一設計，MT-CR1最近探測距離能縮短至30米左右，對應的距離分辨率可以達到10厘米以下。“因為在泊車場景中，距離分辨率往往越小越好。另外，通過我們這種方案，相當于把角雷達和超短距雷達應用集成在一起，如此可以幫助降低整車毫米波雷達搭載量，從而降低感知系統的綜合成本。” 錢建良表示。
據悉，目前米傳科技三款毫米波雷達產品均已經完成了性能驗證，將于今年實現小批量生產，并交付給相關車企及Tier1合作伙伴進行下一步的項目開發。
補“短板”需從生態建設著手
在車載毫米波雷達領域，本土企業歷經數年探索，已經推出了不少量產級解決方案。盡管如此，與博世、大陸、安波福、海拉等外資巨頭相比，仍有較大差距。尤其是在產品成熟度方面，錢建良認為本土企業還有很多不足。
“何謂成熟度?就是能夠針對不同的場景應用設計出既滿足需求，同時成本又低的車載毫米波雷達產品。”但這并不容易。錢建良指出，目前本土企業在車載毫米波雷達方面一個很大的挑戰是分辨率無法很好地滿足需求，而這對于ACC等高頻輔助駕駛應用場景又十分關鍵。
不難發現，過去幾年本土企業在車載毫米波雷達國產替代方面大多是從BSD盲區監測等安全等級相對較低的領域做起，因為這一應用場景對雷達的性能要求相對較低，往往只需探測出目標區域內是否有障礙物即可，至于障礙物具體在什么位置，要求并不是很高。
另一個重要的差異則是在研發跟生產的隱性成本上，而這又直接決定了最終的產品成本。如果從1999年奔馳率先在S級轎車上應用77GHz雷達開始算起，毫米波雷達在汽車領域的應用已經有超過二十年的時間，在這期間車載毫米波雷達經過無數次的迭代升級，在模組的硬件方案、算法原理等方面其實基本趨于統一。“但為什么大家的產品價格還是有較大的差異，這主要是由研發和生產成本所導致。” 錢建良表示。
要解決這個問題，他認為很關鍵的一點是要做好車載毫米波雷達的生態建設，也即是要有完善的車載毫米波雷達測試測量方法及設備，這是重要的技術基礎。“毫米波雷達工作是靠發射信號出去，并接收目標反射信號，然后根據收發的時間差測得目標的位置數據和相對距離，以及計算相對速度的。在此過程中，信號質量的好壞會直接決定雷達的整體性能，也只有這一步做好了，后面針對雷達設計的一系列優化才更有意義。” 錢建良指出。
為此，在專注于研發車載毫米波雷達模組的同時，米傳科技也在進行毫米波雷達的生態環境建設，并自主研發了77GHz毫米波雷達信號專用測試設備MT-RSM77和專用全自動測試系統MT-RSS77，以及相關的配套工具，比如用于100Base-T1車載以太網接口和100Base-TX標準以太網接口互轉的MT-BR2RJ45，以拿到盡可能多的毫米波雷達原始數據，用于支撐后續的一系列研發，推動降本。
“與其他一些設備供應商不同，我們這套設備是專為毫米波雷達而研發。而且我們這套工具不僅可以用在產品研發過程中，還可用于生產階段。因為車載毫米波雷達產品在下線之前，也需要進行一系列的檢測，傳統的做法基本都是應用國外設備，不僅價格昂貴，而且這類設備往往僅能檢測雷達測距、測速、測角等性能是否滿足要求，但無法明確告知具體問題所在，后續還需要技術部門介入，無形中會增加生產成本。但我們的設備不僅能檢測產品是否合格，還能測出不合格之處，能不能通過軟件補救快速轉化成合格產品。” 錢建良解釋道。
據他透露，目前這套測試設備基本完成研發，在米傳科技內部已經在用于對相關產品進行測試測量，將來合適的時候也會對外開放甚至出售，用于幫助其他企業解決底層信號系統問題。“底層信號是毫米波雷達企業必須弄清楚的一件事，這個雖然很重要但并不是雷達成敗的核心，雷達成敗的真正核心還包括后面一系列的算法，所以有意愿的企業不必有其他顧慮。”
值得一提的是，與外資設備企業的解決方案相比，米傳科技這套設備的價格可能不足其十分之一，而且由于米傳科技本身也是毫米波雷達研發企業，在雷達測試測量方面有很深入的研究，有望比外資設備提供商更好地支持本土毫米波雷達企業的發展。
4D雷達量產化要看自動駕駛
整車智能化升級，不僅賦予車載毫米波雷達更大的市場空間，也為這項技術帶來了新的創新升級方向，即4D成像雷達。
與傳統毫米波雷達相比，4D雷達主要是在原有探測距離、方位、速度的基礎上增加了對目標高度維的測量。如此一來，可以有效解決傳統毫米波雷達角度分辨率不足、對高度測量不精確、無法高密度點云成像等問題，更好地滿足高級別自動駕駛對環境的高精度感知需求。甚至在部分業內人士看來，在某些場景中4D雷達有望作為激光雷達的“平替”。
因此近兩年以博世、大陸、采埃孚等為代表的國際Tier1，以及華為、華域汽車、縱目科技、保隆科技、經緯恒潤、森思泰克、安智汽車等本土零部件提供商，相繼啟動了4D毫米波雷達研發計劃，并陸續進入量產周期。
比如采埃孚的4D毫米波雷達已經確認將搭載于飛凡R7，該車計劃今年下半年正式上市并完成交付。華域汽車近日在投資者互動平臺表示，其電子分公司自主研發的4D成像毫米波雷達產品已實現對友道智途等商用車智駕客戶的小批量供貨。安智汽車創始人郭健則透露，由該公司研發的4D成像雷達將在年內面世。
據相關機構預測，4D毫米波雷達將從2022年年初開始小規模前裝導入，預計到2023年搭載量將突破百萬顆，到2025年占全部前向毫米波雷達的比重有望超過40%。
錢建良透露，目前米傳科技也在緊跟這一行業趨勢，并計劃開展相關立項。但具體的項目進展還要看自動駕駛的實際發展情況。而且4D毫米波雷達本身面臨的技術挑戰也不容忽略，盡管在探測效果上，4D毫米波雷達提升明顯，但在技術難度上也是成倍增加的。
“4D毫米波雷達要增加高度維的測量，必須得有測量高度維的天線陣，這意味著算法會更復雜，對應處理器的算力也需要增加。” 錢建良表示。而目前的事實是，適配4D毫米波雷達的芯片才剛剛起步。今年初，恩智浦在2022 CES上正式宣布量產S32R45成像雷達芯片，緊隨其后，Mobileye、安霸等企業也紛紛宣布加速布局4D雷達芯片研發。整體來看，行業還處于比較初級的發展階段。
另外，要提升4D雷達的角分辨率和測高能力，在技術實現上很有難度，目前行業主要有三種方案，一種是通過增加芯片、天線等硬件來實現，即將標準雷達芯片進行多片級聯，形成多發多收天線陣列，但這種方案會因為硬件的堆疊，造成成本、尺寸、功耗同步大幅增加，工藝難度上升，而且大量的天線之間還會相互干擾。另一種是依靠AI算法增加虛擬通道數，但會因為幀率變慢，導致反應速度變慢。第三種則是通過將多發多收天線集成在一顆芯片中，形成專用4D雷達芯片，不過這類芯片往往能耗較高，并且價格也十分昂貴。
盡管如此，錢建良表示，米傳科技依舊會緊跟市場需求進行相應的技術儲備，并選擇合適的技術路線。與此同時，也會持續完善毫米波雷達生態環境建設，以更好地支持產品研發，比如開發面向艙內生命體征探測的毫米波雷達，也將是米傳科技比較確定的發展方向。
