特斯拉CEO埃隆·馬斯克最近不太順,，先是2月中旬，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）調(diào)查其過去9個月中收到的多達(dá)354件的關(guān)于“幽靈剎車”問題的投訴——Model 3、Model Y等車型自動駕駛功能常會在正常行駛中因檢測到并不存在的“陰影”等突然剎車而急劇減速，造成嚴(yán)重安全隱患,；時至6月，此類投訴不減反增,，已上升至758件,，涉及車輛多達(dá)41.6萬輛,。

　　6月初,，特斯拉開啟新一輪10%裁員，因為馬斯克表示感覺經(jīng)濟(jì)狀況不佳,。的確,，特斯拉本身的“經(jīng)濟(jì)狀況”也并不好，與去年6月相比,，特斯拉（TSLA）股票價格已經(jīng)是“哪兒來回哪”,，從去年11月的近1300美元跌至不到640美元，已經(jīng)腰斬,。

　　插曲而已,，回到今天要聊的和自動駕駛密切相關(guān)的話題：汽車?yán)走_(dá)。

　　雖然2021年被視為4D成像毫米波雷達(dá)量產(chǎn)元年的開啟,，但真正的量產(chǎn)車到現(xiàn)在還沒有等到,。

　　Yole集團(tuán)旗下Yole Intelligence剛發(fā)布的《2022年汽車?yán)走_(dá)報告》指出，雷達(dá)市場正在4D成像和頻率提升層面謀求發(fā)展,，不同功能的雷達(dá)IC也在出現(xiàn)多種技術(shù)轉(zhuǎn)換,。成像雷達(dá)將推動下一波增長,，到2027年將達(dá)到43億美元，相當(dāng)于雷達(dá)總市場的30%,。

　　不過,，從自動駕駛進(jìn)程看，技術(shù)層面的安全挑戰(zhàn)仍有待解決,，需要一種既能解決安全問題,，又容易制造和加快商業(yè)化，且成本可控的解決方案,。

　　特斯拉欲廉價“平替”激光雷達(dá)

　　還是在6月,，馬斯克表示，特斯拉自動駕駛軟件FSD BETA新版本將在兩周內(nèi)推出,，聯(lián)想到近期特斯拉提交的一份技術(shù)審核文件顯示,，特斯拉4D成像毫米波雷達(dá)已經(jīng)正式應(yīng)用于量產(chǎn)。另據(jù)6月份特斯拉向FCC注冊了新的高分辨率雷達(dá)裝置,，據(jù)說可以構(gòu)成未發(fā)布的HW 4.0（下一代FSD）的一部分,。

　　爆料者指出，新雷達(dá)單元的頻率范圍與特斯拉之前使用的博世和大陸單元相似,，可用于成像,，類似于激光雷達(dá)光束映射其周圍環(huán)境的方式。其產(chǎn)品型號為1541584,，被稱為EUT,，它是一種非脈沖汽車?yán)走_(dá)，工作頻率在76-77GHz,，同時支持3種傳感模式,。

　　去年6月，馬斯克將雷達(dá)裝置從特斯拉傳感器系統(tǒng)中剔除,。他也曾表示,，如果有超越攝像頭表現(xiàn)的雷達(dá)，特斯拉可以考慮采納這個方案,。目前看來,，特斯拉似乎找到了理想中的雷達(dá)裝置。在此之前,，也有媒體爆料過特斯拉打算加一個新的“4D”成像雷達(dá),，感知范圍是之前雷達(dá)的兩倍。

　　事實上,，特斯拉剔除普通毫米波雷達(dá),，只是去掉了對攝像頭起輔助作用的設(shè)備，不足為怪。今天,，4D成像使毫米波雷達(dá)性能大幅提升,，毫米波雷自然也可以回來。話說回來,，4D成像也不是特斯拉發(fā)明的,，現(xiàn)在已經(jīng)到了商用的階段。

　　4D成像雷達(dá)是在傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)基礎(chǔ)上增加對目標(biāo)高度維度數(shù)據(jù)的探測和解析,，即在X軸,、Y軸數(shù)據(jù)上增加了Z軸數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)距離,、速度,、角度加高度的四個維度信息感知。

　　伴隨性能的不斷提升,，當(dāng)前的雷達(dá)采用處理器加RF+CMOS單芯片實現(xiàn)成本驅(qū)動的硬件集成,。未來4D將以性能驅(qū)動，級聯(lián)CMOS成為主流,，利用高級雷達(dá)算法（+ML/AI）,，進(jìn)一步向成像雷達(dá)發(fā)展。

　　雷達(dá)架構(gòu)要求的硅進(jìn)化

　　Yole SystemPlus的《汽車?yán)走_(dá)比較報告》在分析了大陸,、博世,、電裝等公司的主要雷達(dá)系統(tǒng)及其芯片組的技術(shù)和成本后指出：未來幾年，自動駕駛將成為現(xiàn)實,。為了實現(xiàn)這一創(chuàng)新,，視覺技術(shù)的數(shù)量不斷增加，為駕駛員和乘客提供功能和安全,，其中雷達(dá)是最完善,、最好、最安全的系統(tǒng),。

　　從2000年推出短程雷達(dá)（SRR）系統(tǒng)用于盲點或車道交叉檢測到現(xiàn)在,，多家OEM提供了L3自動化功能,，駕駛員可以隨時待命,，在一段時間內(nèi)不插手。這些車輛集成了大約5個雷達(dá)系統(tǒng),，包括SRR和遠(yuǎn)程雷達(dá)（LRR）,，支持AEB（AEB）和自適應(yīng)巡航控制。

　　2020年年中,，汽車毫米波雷達(dá)市場占有率排名第一的德國大陸集團(tuán)推出全球第一個4D成像毫米波雷達(dá)ARS540,，當(dāng)時報道寶馬純電動旗艦SUV iX或成為首款量產(chǎn)車型，不過目前還沒有更新信息；隨后華為也發(fā)布了4D成像雷達(dá),。事實上,，全新一代奔馳S級的DRIVE PILOT系統(tǒng)已搭載Veoneer的雙目立體視覺和ARS540成像雷達(dá)。

　　系統(tǒng)和芯片競爭格局

　　與其他傳感器相比,，汽車?yán)走_(dá)吸引了投資界更多的興趣,，使其成為一個充滿活力的市場，新老玩家云集其中,。

　　盡管雷達(dá)市場多年前早已成熟,，但Yole分析師還是觀察到許多新入局的企業(yè)正在找準(zhǔn)定位并在設(shè)計方案上獲得成功，無論是麥格納,、現(xiàn)代摩比斯,、威孚高科等系統(tǒng)公司，還是Arbe,、Uhnder和Vayyar等硅芯片公司,。

　　一些大型科技公司也在投資雷達(dá)開發(fā)，華為,、高通,、英特爾等領(lǐng)先企業(yè)也都在深耕這一領(lǐng)域，未來還會有更多企業(yè)加入,。為了開拓新的收益來源,，實現(xiàn)差異化的OEM亟盼與這些大公司進(jìn)行直接對話，這給領(lǐng)先的Tier 1和半導(dǎo)體公司帶來了巨大壓力,，需要縮短以往的創(chuàng)新周期,。因此，這些領(lǐng)先企業(yè)正在通過合并或垂直整合的轉(zhuǎn)型方式來尋求協(xié)作,。

　　過去幾年,，在系統(tǒng)層面，汽車?yán)走_(dá)市場由六大Tier 1主導(dǎo)：大陸集團(tuán),、博世,、海拉（Hella）、電裝,、安波福（Aptiv）和維寧爾（Veoneer）,，另外還有ZF/TRW（采埃孚）、現(xiàn)代摩比斯和SteelMate都有4D成像雷達(dá)布局,。

　　在硅層面,，恩智浦和英飛凌占據(jù)大部分市場，新進(jìn)者Arbe,、Uhnder,、Vayyar也在獲得設(shè)計導(dǎo)入。通過拆解各種雷達(dá)系統(tǒng)，提取主要射頻芯片組和電路板進(jìn)行物理分析,，Yole SystemPlus認(rèn)為,，24GHz主要是意法半導(dǎo)體，恩智浦和英飛凌在77GHz頻率已領(lǐng)先多年,，德州儀器正在迎頭趕上,。

　　商用4D成像雷達(dá)時代

　　自動化并不像想象的那樣先進(jìn)

　　NHTSA 2020年的一項研究發(fā)現(xiàn)，美國72%的行人死亡發(fā)生在夜間,。公路安全保險協(xié)會（IIHS）在今年發(fā)布的一份報告中指出,，AEB“可以檢測行人，可以防止行人撞車,，但只能在白天或光線充足的道路上,。”

　　同樣,，自2018年以來一直在評估主動駕駛輔助（ADA）系統(tǒng)的美國汽車協(xié)會（AAA）上月發(fā)布報告警告消費(fèi)者：當(dāng)前可用的ADA系統(tǒng)無法在沒有持續(xù)駕駛員監(jiān)督的情況下持續(xù)運(yùn)行車輛,；駕駛員必須始終保持態(tài)勢感知。

　　給消費(fèi)者的信息很清楚：ADA并不像想象的那樣先進(jìn)或自動化,。

　　這意味著什么,？在消費(fèi)市場上沒有機(jī)器車（robocar）的情況下，OEM將AEB等主動駕駛輔助系統(tǒng)視為以安全名義提高標(biāo)價的下一個最佳選擇,。

　　不幸的是,，這些自動化功能并不是在所有條件下都能完美地工作。更糟糕的是,，現(xiàn)在監(jiān)管者和汽車評級機(jī)構(gòu)只在傾向于OEM的條件下測試這些功能,，而不是在消費(fèi)者每天駕駛的情況下進(jìn)行測試。

　　新車評估計劃（NCAP）就是一個很好的例子,。2015年在德州奧斯汀成立的雷達(dá)初創(chuàng)公司Uhnder首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Manju Hegde最近接受《Ojo & Yoshida報告》采訪時表示,，美國和歐洲NCAP項目迄今都在回避夜間使用AEB測試車輛，盡管“統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示夜間死亡人數(shù)增加了90%”,。他說：“作為一名雷達(dá)人,，我特別惱火，因為雷達(dá)在晚上真的很好,?！?/p>

　　顛覆者呼之欲出

　　眾所周知，AEB尤其會在夜間撞到行人和騎自行車的人,。但并非所有高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）都是一樣的,。Uhnder認(rèn)為，新型雷達(dá)就是答案：它可以在黑暗中看到人們,。

　　什么是數(shù)字雷達(dá)？它又有什么好處呢？其無干擾發(fā)射機(jī)可以為具有高對比度分辨率（HCR）的目標(biāo)提供更大的功率,，使得數(shù)字雷達(dá)能夠更好地區(qū)分相鄰物體,。

　　在提交給NHTSA的RFC文件中Uhnder寫道：“Uhnder利用通信和軍事行業(yè)的類似成熟技術(shù)，將汽車?yán)走_(dá)引入數(shù)字領(lǐng)域,，增強(qiáng)了傳統(tǒng)汽車模擬雷達(dá)的優(yōu)勢,，并解決了模擬雷達(dá)的一些缺點?！?/p>

　　Uhnder將DCM應(yīng)用于空中信號,。S80中完全集成的77GHz 4D成像雷達(dá)芯片采用數(shù)字編碼調(diào)制?！拔覀兊拇a與高通公司在CDMA中使用的代碼相同,，”他說。這是包括軍方在內(nèi)的許多人都熟悉的擴(kuò)頻通信系統(tǒng),。

　　典型應(yīng)用框圖

　　這種DCM方法明顯不同于汽車?yán)走_(dá)常見的模擬調(diào)頻連續(xù)波結(jié)構(gòu),。根據(jù)Uhnder的白皮書，DCM僅限于軍事應(yīng)用,，因為它對于大批量的汽車應(yīng)用成本太高,。不過，Uhnder聲稱,，CMOS技術(shù)和信號處理的進(jìn)步使“一種經(jīng)濟(jì)高效的DCM雷達(dá)系統(tǒng)成為可能,，能夠滿足汽車不斷增長的性能需求”。

　　歸納一下DCM的優(yōu)點：

　　綜上,，DCM雷達(dá)將FMCW/FCM的簡單模擬處理與更先進(jìn)的數(shù)字處理進(jìn)行了權(quán)衡,，可以比FMCW/FCM（幾十MHz速率）更高的速率（GHz范圍內(nèi)）實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。而這一直是以經(jīng)濟(jì)高效方式將DCM技術(shù)引入汽車應(yīng)用的主要障礙之一,。

　　硬件方面,，數(shù)字和模擬電路聯(lián)合設(shè)計可以實現(xiàn)比汽車半導(dǎo)體行業(yè)典型的單獨模擬和數(shù)字設(shè)計更好的性能。這種集成,、靈活的芯片設(shè)計允許軟件修改雷達(dá)性能,，以滿足客戶和應(yīng)用要求，而不是設(shè)計定制芯片的漫長而昂貴的方法,。

　　2022年2月,，北汽集團(tuán)副總經(jīng)理陳江曾表示，其車型有望搭載Arbe量產(chǎn)后的4D成像毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,，而上汽也早在去年就宣布已在其R汽車搭載,。AutoX也曾表示，未來五年將在其L4級車隊中搭載40萬個基于Arbe開發(fā)平臺的超高分辨率4D成像毫米波雷達(dá)系統(tǒng),。

　　另一家是以色列公司Vayyar,，2022年6月獲得1.08億美元E輪融資,，用以加速射頻成像方案的商業(yè)化進(jìn)程。