文|半導體產業縱橫 九林?
幾天前,問界回應了M7高速碰撞事故。從事故中可以看到的一點是,目前影響智能駕駛輔助和AEB主動安全的有多個因素,既包括傳感器的性能,也關乎背后觸發主動安全機制的硬性條件。
智能駕駛一直是車企之間競爭的焦點。從智能駕駛來看,攝像頭、毫米波雷達和激光雷達是主流的三大方式。
傳統毫米波雷達無法感知靜止的物體,感知和識別的重任交到了攝像頭手中,但攝像頭仍有很大的局限性,受到環境影響大,雨雪、黑暗都可能會讓攝像頭失靈。激光雷達能夠對物體的每個像素直接掃描,通過計算激光從物體反射回來的時間估算與物體的距離,更準確地還原場景,黑暗或者過于刺眼的陽光都不會影響它的效率。
目前,除了堅持走純視覺路線的特斯拉和極越外,其他車企的新車如果沒有搭載激光雷達,都不好意思多說兩句自己的智能駕駛體驗。
在前兩年,國內智能汽車還在堆料時期,長城的沙龍機甲龍負責人曾說過:“4顆(激光雷達)以下,請別說話。”
不過,到了2024年,汽車企業不再“熱衷”于激光雷達。
01 洗牌焦慮,車企減配
“現在的牌桌上,如果手里只有電動化一張牌,沒有智能化、生態化的準備,最終車企還是要面臨著重新洗牌。”前段時間,中國汽車藍皮書論壇主席賈可,一針見血地指出了當前車企面臨的新焦慮。
特斯拉下調Model 3和Model Y售價、小米帶著自家SU 7走進大眾視野,問界、理想、比亞迪等分別推出問界M9、理想MEGA、仰望U8等高端車型。
一邊是特斯拉引發的新一輪價格戰,一邊是國產車企沖擊高端市場,實際上是汽車市場競爭再次加劇。
回看智能電動車市場,實現價格戰最簡單的方式就是降價減配。作為汽車上最貴的智能駕駛核心部件,在價格戰步步緊逼的形勢下,硬件減配“犧牲”激光雷達,已經被提上日程。
如前文所述,目前,智能駕駛負責“感知”的部分,主流是靠著三個路線:攝像頭、毫米波雷達、激光雷達。大多是需要通過“卡爾曼濾波器”進行融合,融合根本上是為了提高“感知”的準確率。所以,從技術上來看,感知元件當然是多多益善。
但是,智能駕駛終究是要回歸到用戶,在成本、規模以及精度之間取舍,智能汽車最終還是考量它的“商品”的屬性。
在智能體驗優先、安全優先的前提下,車企在智能感知硬件上就有了三種降本方式:
第一種,直接減配激光雷達,車企只能為用戶提供高速 NOA 輔助駕駛。
第二種,更換技術路線,將感知硬件替換為視覺攝像頭,走全視覺路線,比如特斯拉、極越。不過,特斯拉作業并不好抄,門檻和壁壘極高。從這兩家的智駕的價格來看,現階段純視覺路線成本反而更貴。
第三種,追求性價比。削減激光雷達的數量,將激光雷達部分換成 4D 毫米波雷達,以此減少激光雷達的上車數量成本。
02 4D毫米波雷達,受到關注
一種技術好不好用,很多時候取決于我們有沒有做出來。這句話在 4D 毫米波雷達行業體現得更明顯。
4D 毫米波雷達未出世之前,特斯拉棄毫米波雷達不用。
兩年后,堅決抵制毫米波雷達的馬斯克,在推特上也松口說:“高清毫米波雷達是可行的選擇”。之后,特斯拉被挖出,在HW4.0預留有毫米波雷達的百兆網接口。
此外,博世也開始對4D毫米波青睞有加。
去年7月,博世公司的一名發言人確認:“鑒于技術的復雜程度以及市場推廣所需的時間,我們將不會再把更多的資金用于激光雷達的硬件研發。”簡而言之,就是激光雷達成本太高,造出來車企不愿意用。
相反,博世打算把技術和投資轉移到其他的傳感器上,即4D毫米波雷達。據報道,早在去年8月,博世就與瑞典的創新射頻天線技術公司(GapWaves)達成協議,聯合開發和生產滿足車載高分辨率要求的毫米波雷達天線。
最近,華為乾崑宣布了國內首發高精度4D毫米波雷達,讓4D毫米波雷達再次火了起來。
那么4D毫米波雷達有什么魅力?4D毫米波雷達被頻頻考慮,無外乎兩點原因:性能提升、價格便宜。
首先來看性能方面,目前主流毫米波雷達主要功能為測角、測距與測速,故也稱之為3D毫米波雷達。此前特斯拉Auto Pilot就是由3D毫米波提供運算支持,但是3D毫米波雷達固有的缺陷為無法測量物體高度,從而使其不能識別前方靜止物體是否會對車輛通行產生影響。4D毫米波雷達相比傳統雷達,多了“1D”,也就是多了一個探測物體高度的能力。
4D毫米波雷達增加了俯仰角的測量信息,并且角度分辨率可達到亞度(<1°)級別,能夠通過輸出大量的測量點清晰地呈現出目標障礙物的輪廓。
此外,4D毫米波雷達除了提供速度、距離、方位等三維數據,還“進化”出了類似激光雷達的點云成像效果,同樣能夠彌補純視覺算法偏弱無法覆蓋全場景的問題,清晰度上,部分指標近似達到16線數的激光雷達。遇到下雨、大霧等天氣,它的偵測范圍仍可以達到300米左右。
華為最新推出的高精度4D毫米波雷達,就可以支持泊車模式,垂直視野可達60°,相較傳統雷達垂直視野18°,有3倍提升;距離精度5厘米,相較傳統雷達20厘米精度,提升4倍。
再來看價格上,從成本來看,激光雷達價格多在1000美元,而4D毫米波雷達成本約為激光雷達的1/10-1/5。
目前 4D 毫米波雷達整體價格約在千元,且價格正在快速向傳統毫米波雷達靠近。比如Arbe公司的成像雷達價格人民幣690-1036元,采埃孚、大陸等Tier 1的產品單價為1036-1381元。
從上車應用來看,車企用腳投出了自己的一票。
據了解,蔚來新一代車型已經確定安裝 4D 毫米波雷達。蔚來 NT3.0 平臺車型將全系標配一顆來自賽恩領動的 4D 毫米波雷達。樂道首款車型L60同樣去掉了激光雷達,增加4D毫米波雷達,視覺能力和NIO基本一致,上市即可用上城區NOP+,在新勢力當中可能是頭一回。
國內廠商掀起 4D 毫米波雷達熱,同一時間內車企找到了 L2+自動駕駛感知硬件的最佳性價比。
根據Arbe的預測,4D毫米波雷達將于2024年在歐洲與北美市場L1-L4級別自動駕駛車型中開始列裝。市場規模方面,根據Yole預測,4D毫米波雷達2021年-2027年復合增長率將達到48%,而4D成像雷達CARG將達到109%。
03 4D毫米波雷達,誰在入局?
從資本市場來看,4D毫米波的熱度不斷攀升。
去年,蔚來和小米投了賽恩領動,融資規模超過億元,主要用于4D成像雷達量產研發與工業化落地。同時8月,國內“激光雷達第一股”禾賽科技CEO李一帆還出手投資了4D雷達新創公司傲圖科技。
不止,賽恩領動,小米還投資過幾何伙伴、縱目科技的多輪融資。其中,百度也投了幾何伙伴,每輪融資金額都至少達億元人民幣。
據半導體產業縱橫不完全統計,從2023年以來,國內至少已有10家4D毫米波雷達企業獲得融資,已披露融資總額遠超十億元,可見該細分市場的熱度不一般。
我們來看看4D毫米波雷達目前的“戰局”。
在4D毫米波成像雷達賽道,主要玩家包括傳統Tier 1、科技巨頭、新興企業三類。其中,博世、大陸、安波福、采埃孚等傳統Tier 1布局較早,普遍采用多芯片級聯技術增加接收和發射通道。科技巨頭諸如Mobileye、華為等科技企業也推出了4D毫米波成像雷達。
此外,還有新興企業,諸如傲酷(Oculii)、森思泰克、雷科防務、木牛科技、承泰科技、縱目科技、幾何伙伴、楚航科技、行易道、賽恩領動、華域汽車等。
傲酷目前4D毫米波雷達解決方案已應用在與長城汽車聯合打造的無人物流車上,同時還定點多家OEM的量產項目。
森思泰克2片級聯4D成像雷達STA77-6全球首發量產車型是在理想L7上,此外,森思泰克4片級聯4D成像雷達STA77-8已搭載某國內一線主機廠主打車型量產上市。
木牛科技目前4D成像雷達產品搭載在Bobcat機械車輛上,并與后者達成了戰略合作,為其批量供貨。此外,去年還發布了新4D成像雷達I79。
獲得小米融資的賽恩領動,此前推出了4D成像雷達 SFR-2K產品,SFR-2K (48 通道)單幀可輸出2048點云,實現水平角度分辨率1o。從最新的進展來看,目前,賽恩領動已經拿到了某頭部新能源車企全平臺量產項目定點,預計今年下半年量產上市。
04 結語
從整體市場來看,4D成像雷達遠未實現大規模上車,尚處于小規模試用階段。
為了推動 4D 成像雷達早日上車,整個行業仍有大量工作待啟動完成:明確定義和設定傳感器套件的最低性能要求:分辨率、誤檢率、范圍、延遲和靈敏度等,包括 4D 成像雷達在內;聚類、對象邊界、自由空間映射算法和跟蹤算法集成;合理的安裝位置和應用方法;統一的性能測試與評價標準等等。
在今天以L2/L2+智駕為主流的情況下,3D毫米波雷達基本可以滿足大多數場景下的需求。4D成像雷達目前處于“nice to have”的處境。如果當然更好,但問題是:企業是否有必要花費更高成本更換清晰度更高的傳感器?
不過,4D毫米波雷達的出現,讓汽車市場充滿了希望。行業期待 4D 毫米波雷達克服重重困難將 BOM 成本降至 50 美金以下,這不僅將是其上車的起點,而且一旦進入,其面對的或將是 10-15萬區間的廣闊汽車市場。
在技術和資本的推動下,4D毫米波雷達,開始上熱度了。