4D成像雷达成为研发高阶自动驾驶汽车的优质选项

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）随着自动驾驶越来越强调全天候、全天时情况下的主动安全，相关技术的空白区被逐渐发现。在整机厂和方案商解决这些技术挑战的过程中，4D成像雷达被寄予厚望，产业发展迎来了爆发期。

和传统毫米波雷达相比，4D成像雷达在距离、速度、方位的三维信息基础上增加了高度信息，进一步增强了毫米波雷达的感知能力，通过点云成像的方式，能够对道路上行人、非机动车、机动车等典型目标进行识别。

对于整个产业而言，4D成像雷达还算是一个“新玩意”，未来发展潜力巨大。2019年，成像雷达全球领军企业Arbe发布汽车4D成像雷达beta版产品——Phoenix前端系统，这是全球第一款超高分辨率的4D成像雷达，具有高分辨率、感知性能强和探测距离远等优点，让成像雷达引起了汽车产业的广泛注意。随后，2020年多个可量产的4D成像雷达面世，因此也有从业者将2020年定义为4D成像雷达“发展元年”。

至今，4D成像雷达已经形成一个颇具规模的产业生态。加上相比之下，4D成像毫米波雷达成本仅是激光雷达的十分之一，成为研发高阶自动驾驶汽车的优质选项。

原汽车生态巨头积极布局成像雷达在整个自动驾驶感知传感器的阵营里，相较于摄像头和激光雷达，4D成像雷达全天候、全天时的产品特性格外引人瞩目，能在任何条件下提供高可靠性的探测，甚至是雾、暴雨、漆黑及空气污染等各种恶劣天气和环境条件下。随着软硬件逐渐完善，4D成像雷达在分辨率方面的优势也愈发明显，这些都让传统汽车产业链公司极为重视，并积极布局。

首先，我们看到TI、恩智浦、ADI和安霸等芯片级供应商，以及Mobileye等方案商均在布局4D成像雷达。

2021年第四届进博会期间，TI展示了通过多片AWR2243传感器级联打造的毫米波汽车成像雷达系统方案，可实现长探测范围与高精细角度分辨率，可用于多种障碍物检测和远距离目标感应。

目前市场上已经有多款基于恩智浦S32R雷达处理芯片打造的成像雷达方案，S32R系列中的S32R45基于4颗Arm A53内核和3个锁步Arm M7内核打造，主频高达800MHz，S32R系列提供安全可靠的雷达处理，集功能安全、硬件安全、高性能实时处理和专用雷达处理加速于一身，适用于角雷达、前雷达和4D成像雷达等用例。同时，在77GGHz汽车雷达收发器方面，恩智浦和英飞凌占据着大部分市场份额。

如上所述，作为77GGHz汽车雷达收发器主要供应商之一，英飞凌也在积极布局成像雷达。相关统计数据显示，目前英飞凌控制着大概三分之二的全球车用77GHz雷达芯片市场，在4D成像毫米波雷达芯片方面，英飞凌推出的RXS816xPL系列芯片可满足成像雷达需求，并且该公司也在积极布局更多点云成像毫米波雷达芯片。

除了主要提供毫米波雷达芯片的三家企业，作为领先的FPGA供应商，原来的赛灵思，现在的AMD也有相关的产品应用于成像雷达方面，比如德国大陆公司的一些量产方案中就是选用Zynq UltraScale+ RFSoC的解决方案。

安霸在收购成像雷达方案提供商傲酷后，积极倡导方案融合，比如将毫米波成像雷达与激光雷达集成在一起，将成像雷达和视觉方案融合在一起。安霸中国区市场营销副总裁郄建军曾表示，目前域控制器是把几个传感器的信息融合起来，但这是一种后融合方式，融合效率不高。如果采用前融合技术，在视觉隐隐约约看到轮廓、但又不确定真实物体时，雷达就能快速检测，通过雷达的点云和摄像机的对应像素点前融合，芯片无需对目标进行二选一，带来更高的效率，并降低误检率、漏检率。

当然，成像雷达实际上是一个系统，毫米波雷达芯片是其中较为关键的部分，此外也会包括控制器、天线系统以及相关的软件配套等。因此，我们看到自动驾驶方案商和原汽车tier 1级供应商大部分都在规划自己的成像雷达解决方案。

在自动驾驶方案商层面，Mobileye首席执行官Amnon Shashua 曾公开表示，2025年除了正面的探测之外，Mobileye只想要毫米波雷达，不想要激光雷达。据介绍，Mobileye成像雷达虚拟通道数高达2304个，水平角分辨率达0.5°，垂直分辨率达2°，有效探测距离预计为150米。

再看tier 1级供应商。2021年10月，博世对外展示了第五代毫米波雷达至尊版，最远探测距离高达302米，水平视场角可达120度，垂直视场角可达24度。所谓的第五代毫米波雷达至尊版便是一款4D成像雷达解决方案。为升科则是国内合作博世的方案公司。

大陆集团是较早研发成像雷达的tier 1级供应商，该公司2016年就开始研发相关方案，并积极推动量产。大陆集团的ARS540是全球首个投入量产的4D成像雷达，2021上海车展期间，大陆集团展示了即将量产的业内首款4D毫米波成像雷达和纯固态激光雷达。

同样在在2021年上海车展上，采埃孚展出了为上汽集团在中国本地化生产的长距离成像雷达，目前采埃孚Premium4D成像雷达已经在飞凡R7上搭载，这款雷达拥有192个通道，其分辨率是传统汽车雷达的16倍，可在350米范围内进行全面的场景和物体探测。

安波福新一代前视雷达采用了成像雷达技术，可探测300米外的物体，并能确定其高度。该产品也被用于安波福的传感器融合方案中。

在国内，华域汽车4D成像毫米波雷达即将量产。 据介绍，华域汽车最新研发的4D成像毫米波雷达，除了能测定物体的距离、速度、方位角等二维平面信息外，还能测定物体高度和俯仰角度，勾勒出被识别物体在三维空间内的轮廓，甚至是监测出路上的易拉罐。在方案量产方面，据悉华域汽车并没有选择较为主流的FPGA方式。

德赛西威是国内77GHz毫米波雷达的主要供应商，目前该公司也在积极布局成像雷达。在该公司35周年活动上，对最新的成像雷达方案进行了展示。

我们将华为也归入到国内的tier 1级供应商。2021年，华为首次公开发布高分辨成像雷达产品和解决方案，并于2021年量产交付。在技术路线上，华为的成像雷达采用了经典FMCW方案，收发通道为12TX24RX，提供4倍分辨率提升、大视场无模糊和4D高密点云。

当然，上面罗列的并不是产业链上面的全部公司，由于成像雷达未来的发展潜力巨大，原来做毫米波雷达芯片以及模组方案的厂商都在做相关的探索，比如川速微波、 加特兰微电子、森思泰克等都已经有相关方案，加特兰微电子2021 年推出了面向4D 雷达的可级联芯片Alps CAL77S244-AE。

成像雷达成为初创企业的机遇除了传统的汽车产业链供应商以及成立较早的毫米波雷达企业，尤其是拥有77GHz车载雷达产品的公司，基本都在做成像雷达的探索。不过从产业发展时间线能够看出，目前全球成像雷达的发展依然处于早期阶段，其和激光雷达的权重问题，以及系统融合问题都还没有定论。因此，成像雷达也成为初创企业的优质赛道。

在这些初创企业中，将多发多收天线集成在一颗芯片的Arbe、Vayyar、Uhnder是比较具有代表性的企业。上面已经提到，Arbe的Phoenix芯片组曾在业界引起了广泛的关注，而在北京时间2022年7月19日，该公司又推出了环绕成像雷达Lynx。Lynx采用24x12信道，性能优于业内的3x4角雷达，甚至优于新一代12x16前向雷达。Arbe目前已在纳斯达克上市。

从产品属性来看，Vayyar是Arbe直接的竞争对手，Vayyar于此前完成了1.08 亿美元 E 轮融资，将继续研发面向汽车、养老照护等众多领域的成像雷达。

Uhnder是成立于2015年的数字雷达供应商，该公司采用DCM架构，搭载无干扰的发射器，可以把更多的功率放在目标上，具有高对比度的分辨率。据介绍，Uhnder的雷达芯片基于两个die，采用晶圆级封装，实现了高速互连。2022 年3月，Uhnder宣布推出业界首款汽车4D数字成像片上雷达。根据最新的报道，欧菲光即将在2023年基于Uhnder数字编码调制技术的成像雷达产品，助力中国汽车安全驾驶。

印度公司Steradian走的也是完全集成的路子，该公司的雷达集成电路完全集成了16通道E波段MIMO雷达接收器，传输功率为19dBm，具有精密波束控制。不过，该公司不出意外将被瑞萨收购，成为后者车载雷达方案的一部分。

除了国外的企业，在国内德心智能、几何伙伴、蛮酷科技等初创企业也在做相关的研发。

综合而言，传统汽车零部件供应商和自动驾驶方案提供商更倾向于选择传统的级联和CMOS方案，方案成熟稳定，不过在披露出来的性能方面比初创企业的产品也低一些，而初创企业大都会采用系统集成的方式，将天线和雷达传感器等集成到一颗芯片内，不仅方案尺寸更小，系统性能也更高。当然，正如上面提到的，目前成像雷达还处于早期阶段，属于各方势力割据混战，没有形成主流的方案，也没有出现BIG级厂商。

根据简乐尚博168report的统计数据，2020年全球成像雷达市场规模达到了9.76亿美元，预计2027年将达到14.65亿美元，2021年到2027年复合增长率（CAGR）为6.25%。在市场不断扩大的过程中，目前看来，老牌巨头和初创企业都有胜算。

审核编辑：彭静