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特斯拉和华为押注4D成像雷达威廉希尔官方网站 ,谁家芯片方案最有看点?

章鹰观察 来源:电子发烧友网 作者:章鹰 2023-06-25 01:46 次阅读

电子发烧友原创 章鹰

6月8日,在比亚迪年度股东大会上,董事长王传福表示,今年汽车已经从供不应求转向了供大于求,汽车行业的窗口期只有3-5年,车型和威廉希尔官方网站 路线的选择非常重要。汽车工业的上半场是电动化,下半场是智能化。比亚迪在电动化已经具备强劲实力,但是在智能化方面存在短板,在自动驾驶领域的推进不如特斯拉、小鹏、华为等企业。

近期,特斯拉黑客@greentheonly通过拆解,揭秘了特斯拉Hardware 4(HW4)自动辅助驾驶计算机的组成,HW4 硬件继续基于三星 Exynos 芯片。二代FSDCPU 内核由 12 个增加至 20 个,运行频率在 1.37GHz-2.35GHz 之间。

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单从接口看,HW4.0 至少有两个以太网接口,从连接器判断是标准的单对线车载以太网,不是早期的 EAVB 以太网。新增以太网接口正是为了对接特斯拉自己开发的4D 毫米波雷达,传统毫米波雷达用 CAN 或 CAN-FD 连接,4D 毫米波雷达信息量大,需要用百兆以太网。据猜测特斯拉重新搭载的4D雷达或来自以色列企业Arbe——特斯拉在2022年底递交的雷达硬件备案材料中提到了Phoenix,而Arbe的4D成像雷达也叫Phoenix。

特斯拉的传感器方案,经历了“多传感器融合”、“纯视觉”和“4D毫米波雷达+视觉”3个阶段,为何特斯拉在HW4.0采用4D毫米波雷达方案?据悉,目前除特斯拉外,宝马、通用、长安等多家车企均对4D毫米波雷达有所布局,部分车型会在2023年交付。4D毫米波雷达到底有何优势会获得多家车企青睐?从成本和性能角度,4D毫米波雷达为何会加速量产上车?4D毫米波雷达上下游产业链前景如何?本文进行详细解析。

4D毫米波雷达为何走红?面向L3及更高自动驾驶,性能具备三大优势

毫米波雷达由于具备全天候全天时的探测能力,再加上通过直接测量距离和速度,更容易实现对目标运动状态的检测,正逐渐在越来越多的新车上搭载。然而面对L3以及更高级别自动驾驶,传统毫米波雷达的短板逐步呈现。它存在无法高密度点云成像,不能有效地解析目标的轮廓与类别、角分辨率低、不能检测静止目标等威廉希尔官方网站 局限,难以满足自动驾驶向上发展需求。

早在2021年,华为就发布了高分辨率4D成像雷达,华为智能汽车解决方案BU融合感知产品部R&C苗立靖认为,4D 是指检测目标的 4 个维度,包括它的速度、距离、水平角度和垂直角度。传统雷达最大缺点是水平分辨能力不足,不支持垂直分辨,导致看不清、看不准。近年来自动驾驶事故中,感知不足是重要原因之一。

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高分辨4D成像雷达三大优势:1、大阵列、高分辨率;2、大视场、无模糊;3、相比于3D毫米波雷达具有天线数量多且密度高、输出的点云图像密度更高等特点。NXP半导体Radar & V2X产品市场经理杨昌表示,4D毫米波雷达在3D毫米波雷达水平方向天线的基础上,增加布置垂直方向上的收发天线,从而增加对目标高度的估计。相比于3D毫米波雷达具有天线数量多且密度高、输出的点云图像密度更高等特点。在距离分辨率、距离精度、角度分辨率、角度精度、速度分辨率和速度精度等方面都有所提升。

据悉,4D毫米波雷达探测距离更长,最远探测距离可以达到300多米,目标点云更密集,可以形成点云成像级的输出,进而可以使用数据驱动的方式进行图像识别。

目前TeslaHW4.0已从纯摄像头的视觉方案回归到4D毫米波雷达的视觉方案,国内的上汽飞凡R7、飞凡F7、深蓝SL03都已经搭载了4D毫米波雷达,4D毫米波雷达正在成为自动驾驶系统传感器的“明日之星”。

据高工智能汽车研究院预计,2023年中国乘用车市场前装4D毫米波雷达将突破百万颗,到2025年4D成像雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过40%。华泰证券预测,2030 年中国 4D 毫米波雷达市场规模有望达到449 亿元。性能角度看,他们预测4D 毫米波雷达未来在分辨率上或可逼近16-64 线的激光雷达。

4D毫米波雷达产业链梳理!成本和芯片性能优势助力量产上车

毫米波雷达产业链主要分为上游射频MMIC 芯片、高频 PCB、处理芯片以及后端算法等相关企业,中游包括成品4D 毫米波雷达的生产企业,下游则为主机厂。我们可以从下图看一下4D毫米波雷达主要结构。

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图片来自天风证券研究所


据悉,目前已发布4D毫米波雷达样机并与国内车企达成合作的厂商包括经纬恒润、华为、威孚高科、楚航科技、联合光电等。上游芯片厂商主要包括射频芯片和处理器,主要企业包括德州仪器赛灵思、NXP、英飞凌等,伴随着4D算力诉求提升,逐渐分化成FPGADSP两大阵营。

目前,4D 毫米波雷达主流产品一般采用 2 片或 4 片 MMIC 级联的威廉希尔官方网站 方案,也有部分厂商采用单芯片集成的威廉希尔官方网站 方案。2019年,以色列公司Arbe发布了采用专利芯片组威廉希尔官方网站 的车规级4D成像雷达测试版产品——Phoenix。此后,Waymo、大陆集团、采埃孚、安波福、博世等国际科技巨头开始陆续宣布相关动态。Waymo于2020年宣布在第五代自动驾驶感知套件中推出4D成像雷达;大陆集团在2020年宣布2021年其首个4D毫米波雷达量产解决方案,并表示宝马将成为首家量产搭载汽车制造商。采埃孚2021年宣布从上汽集团获得4D长距离成像雷达威廉希尔官方网站 的生产订单,2022年正式供货。博世2021年在中国市场首次对外亮相第五代雷达至尊版,即4D成像雷达。2021 年,华为在上海车展发布 12 发 24 收的 4D毫米波雷达,采用4 片 3 发 6 收的芯片级联而成。

6月14日,TI现场应用工程师何伟键在电子发烧友汽车电子威廉希尔官方网站 创新论坛上表示,TI毫米波雷达在自动驾驶领域已完成第二代产品的迭代,相较于第一代产品在最大的区别在于,射频性能有50%以上的提升。在4D毫米波雷达领域,TI也推出了具有针对性的解决方案,可以通过多片TI的毫米波雷达射频前端进行级联,建立起一个多发多收的智能感知系统,以此保证在高角度分辨率的情况下能够探测到更远的距离(300m以上)。

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图:TI的毫米波雷达产品展示 电子发烧友拍摄


TI第一代产品主要用来做角雷达,其中用AWR1642 做后角雷达,用AWR1843 做 4D 角雷达;第二代产品用来做前雷达和高端角雷达,其中 AWR2243用来做4D 成像毫米波雷达,用 AWR2943 和 AWR2944 做高端前角雷达和前雷达。

根据佐思汽车研究发现,主要由于采用不同类型的处理器,特斯拉4D毫米波雷达方案的BOM成本大约为120美元,NXP的方案则要低20-30美元。NXP的4D毫米波雷达采用3发4收的TEF82xx收发器级联,4片级联192通道,8片级联可达768通道,已经和8线机械旋转激光雷达效果相近。

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NXP半导体Radar & V2X产品市场经理杨昌表示,前两年,毫米波雷达一直是车身感知的短板,甚至部分车企在对毫米波雷达减配。随着集成电路的发展,基于新一代集成电路芯片的毫米波雷达传感器逐渐崭露头角,美国的头部电动车企在新车中加装了4D毫米波传感器。

NXP设定入门级的4D毫米波雷达,采用4片TEF82XX收发器级联,一片S32R45配合做运算,高端的可采用6-8片TEF82XX收发器级联,需要两片S32R45做运算。NXP推出更高性价比的雷达处理器S32R41,专为L2+自动辅助驾驶应用量身定制。S32R45雷达处理器是作为恩智浦第6代汽车雷达芯片组系列中的旗舰产品,主力市场是面向更高级别自动驾驶。

天风证券研报显示,4D 毫米波雷达是最经济、稳定的车载雷达“标配方案”,有望对传统毫米波雷达、低线激光雷达形成替代,与高线激光雷达形成互补,后续或将在各类车型中持续放量。与激光雷达相比,4D 毫米波雷达部分性能指标已与其接近,还能更好弥补激光雷达速度、距离测量能力和受恶劣天气和环境影响的不足,但成本仅为其十分之一。软件定义汽车方面,4D毫米波雷达可以提供更丰富数据和可靠方案支持自动驾驶。

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