近年來全球汽車雷達市場得到迅速增長，根據市場調研報告，2021年全球汽車雷達市場規模達16億美元，同比增長37%；從2021~2024年，預計還會實現18%的年復合增長率，到2024年汽車雷達市場規模將達到27億美元。作為高速增長的雷達市場的領先供應商，2021年，恩智浦在汽車雷達方面的市場占有率位居第一，遙遙領先于其他競爭對手，并且全球前20大汽車OEM幾乎都采用了恩智浦的雷達技術。
“當前，中國的自動駕駛滲透率和商業化步伐正在加速，新的風口也正在形成，一方面，L2+級別的自動駕駛規模量產不斷猛增，并逐步向L3級過渡；另一方面，高級自動駕駛的商業化應用正在干線物流、港口、礦山等特定場合逐步展開。在自動駕駛多點開花的背后，作為感知層的重要組成——車載雷達，也從幕后站到了聚光燈下，成為備受關注的熱點。” 對于雷達傳感器的重要性，恩智浦全球資深副總裁，大中華區主席李廷偉博士如是說道，“雷達傳感器是無人駕駛汽車的眼睛，其分辨率、探測精度、安全性和可靠性將對智能交通的發展和自動駕駛的商業化進程起到舉足輕重的作用。”
汽車雷達市場兩大變化趨勢
恩智浦全球副總裁，ADAS產品線總經理Steffen Spannagel分析，目前雷達市場有兩大重要變化：一是毫米波雷達技術從之前的SiGe轉型到RFCMOS，二是24GHz傳感器正被77GHz傳感器取代。
恩智浦汽車雷達概況（圖源：恩智浦公司）
“恩智浦在汽車雷達領域已經深耕二十多年時間，我們之前共推出了五代汽車雷達芯片，現在正在努力研發第六代。恩智浦早在第四代時就過渡到了RFCMOS，RFCMOS也在第六代產品開發中起到非常重要的作用，進一步提升系統的集成并降低系統成本。”Steffen Spannagel如是說道，“恩智浦從一開始就關注77GHz技術，使得我們在當今市場上具有很多優勢。此外，恩智浦還擁有很多關鍵的硬件IP，今后還有軟件IP，這些IP+技術都使得我們可以提供獨特的可擴展的系統解決平臺，給汽車雷達市場提供我們的解決方案。”
S32R45和S32R41處理器可滿足L2+~L5級自動駕駛需求
深入分析雷達市場，ADAS市場可以細分為不同的自動駕駛級別。從L1級別的駕駛員輔助到L5級別的可以實現完全自動駕駛，中間會經歷L2（L2+）、L3、L4。由于傳感內容更多，市場細分增長最強勁，L2+和L3~L5是恩智浦認為使用成像雷達最主要的細分領域。L2+需要車的雷達傳感器數量達到5個以上，據估計，到2030年有43%的乘用車都能夠支持L2+的技術；L3~L5現在看來主要用于出行及服務類的汽車，也是一個非常有吸引力的細分領域。
隨著雷達市場的強勢增長，不同的用例對市場提出了不同的雷達需求，角雷達就是一個突出案例。和標準的前向雷達一樣，對半導體集成進一步提升的要求越來越多，不同于過去所有的用例使用芯片組，現在角雷達已經出現了單芯片集成，但單芯片不會用于所有的市場細分，一些高級的傳感應用（如成像雷達）會用到芯片組，即單獨的雷達處理器加上毫米波雷達收發器。
恩智浦雷達產品家族（圖源：恩智浦公司）
為了應對這樣的市場需求，恩智浦重點考慮的是提供可擴展的產品組合，包括前沿的技術節點、先進的77GHz/RFCMOS性能、出色的硬件加速架構、領先的軟件算法，通過其高端雷達軟件開發工具(Premium Radar SDK)推向市場。
今年年初恩智浦發布了業界首款專用16nm成像雷達處理器S32R45，加上全新的雷達處理器S32R41，支持L2+到L5級的自動駕駛，可將4D成像雷達的優勢延伸到更多的汽車，不僅支持高端車和出行及服務車輛，也能夠支持主流的乘用車。
成像雷達擴展了雷達的功能，除了檢測大型目標之外，還通過高分辨率點云來感測汽車周圍環境，從而增強環境測繪和場景感知能力。在復雜的城市場景下，可通過這些圖像對各種目標進行分類，包括弱勢道路使用者和汽車，例如靠近大型貨運卡車行駛的摩托車、從泊放車輛之間進入車道的兒童。此外，成像雷達必須能夠測量最遠300米以外目標的速度并同時進行分類，這遠超人眼視線的范圍。它還必須能夠識別快速移動的汽車，將其與行駛緩慢的汽車甚至靜態障礙物區分開，例如駕駛車道上掉落的輪胎。
S32R45、S32R41是目前業界為數不多能夠勝任高達4片MMIC芯片的級聯的處理器，兩款雷達處理器都能夠與恩智浦毫米波收發器器件同時使用。在高達12發16收等效192個虛擬通道算力的需求下，S32R45一片就能搞定。正因如此，業界正開始大量地從FPGA使用上往MCU，尤其是S32R45上切換。S32R41也已經有不少客戶在進行樣片評估和系統開發。
與合作伙伴共同助力雷達技術落地
2021年，全球汽車半導體市場總體上增長了45%，ADAS和雷達市場增長更加強勁，在成像雷達領域，國內一些企業處于全球領先水平，因此恩智浦非常看重中國市場，與眾多合作伙伴開展密切合作并聯合創新。2019年，恩智浦與隼眼科技簽署了投資與戰略合作協議，為客戶提供基于恩智浦雷達產品的參考設計解決方案，以及系統級的支持與服務。近兩年，還陸續與華域汽車、為升科科技公司展開了更多合作探索。
“在中國的自動駕駛市場上，恩智浦不僅始終堅持對毫米波雷達、輔助駕駛和自動駕駛的技術發展進行投資，積極配合國內產業鏈主流化、高速成長的節奏，而且還一直致力于與產業鏈中的合作伙伴進行技術和市場化的合作，從各個層面向各個參與方提供了非常多技術支持。”恩智浦全球市場與銷售副總裁，大中華區汽車電子總經理劉芳表示。
南京隼眼電子科技有限公司CTO張慧博士指出：“盡管當前有些較為激進的主機廠或廠商可能在短期內放棄了毫米波雷達，但是學術界、產業界對其不可替代性或必要性方面卻有著非常堅定的認識，即毫米波雷達是不可或缺的。”
張慧表示，毫米波雷達在發展的過程中一旦涉及到成像，則會有大量的深度學習、人工智能的算法和需求導入進來，而中國在這方面擁有著比較大的優勢。
張慧指出5H交通雷達的概念即全息感知、超高智能、超精、超分辨和超距離。用多片級聯的恩智浦前端解決方案，實現了超過1500米的檢測能力，也是目前業內唯一和最高水平。與此同時角精度優于0.1度，角分辨率優于0.6度，可以同時覆蓋10-14個車道，這些指標數據目前在業內領先，能達到該水平的尚無前例。在多個省市的高速公路和智慧城市/智能網聯建設上也大量采用了毫米波雷達，每一臺毫米波雷達除了4D，即目標的距離、速度、方位、俯仰，同時內置了高精地圖，可以對車輛目標實現車道級的定位，而且可以實時生成交通事件，還結合了合作伙伴的數字孿生計算平臺能力，包括目標分類，進而實現了比較好的車路協同。
隼眼電子采用雷達技術的實現效果（圖源：隼眼電子公司）
上圖是隼眼電子與頭部互聯網企業合作在高速公路上實現的效果，上圖是用純雷達做的數字孿生的效果，下圖則是用純雷達做了一個車路協同的效果，達到了業內最高水平。
華域汽車4D雷達產品（圖源：華域汽車公司）
華域汽車系統股份有限公司電子分公司技術中心執行總監石磊先生介紹：“我們目前正在與恩智浦緊密合作，基于恩智浦強大的S32R45平臺開發一個4片級聯的成像雷達，這一雷達可以達到350米的距離，水平和俯仰實現1度和2度的分辨率，FOV可以進一步擴展到正負75度，盲區可以進一步縮小。華域在4D雷達方面的投入非常堅定，對4D雷達在未來可以徹底取代現在傳統的普通雷達的前景抱有很大期待，所以我們目前仍在繼續開展下一代4D雷達的研發。”
華域4D雷達LRR30最多可以輸出1024點4D點云和64個跟蹤目標，是市場上最早的一批可量產的成像雷達之一。華域目前正在研發的LRR40最多可以輸出3072點4D點云和128個跟蹤目標，石磊表示，得益于恩智浦強大的S32R45的處理器，除了可以對前雷達本身的點云做處理，以及可以把全車雷達點云數據接過來做融合，并且可以借助雷達點云去實現一些基于雷達的SLAM和基于雷達的FREESPACE等功能在雷達里面去做集成，這樣強大的處理器可以用來實現更先進的偽隨機混合數字調制解調編碼技術，從而獲得更高的抗干擾能力。
“激光雷達就是鐳射為基礎的傳感器，鐳射很容易受到霧或雨等天氣變化的影響。而成像雷達結就算遇到下雨天氣，偵測范圍還是可以到300米，這是成像雷達比激光雷達更適合做自動駕駛車傳感器重要的原因。”為升科科技股份有限公司CTO蔡青翰先生指出。
為升科科技目前與恩智浦合作開發，使用S32R45，和4個TEF8232一起做4D 成像雷達。借助恩智浦平臺，為升科科技發展了很多算法，經由混合MIMO 技術，可以把12Tx 16Rx擴大出192個虛擬通道；借由與恩智浦合作開發的高角度分辨率，可以得到小于1度的水平角分辨率，以及小于2度的垂直角分辨率，使得偵測距離大于300米，輸出數據速率達到20FPS，并使雷達每秒提供8萬個點云，同時為升科科技還將利用AI技術來做目標分類。
4D成像雷達有望取代激光雷達
目前全球汽車制造商對自動駕駛汽車的傳感器系統選擇上尚存爭議，攝像頭、激光雷達、4D成像雷達，到底三者誰會在未來更勝一籌呢？Steffen Spannagel認為：“無法依靠單一的器件一統天下，因為市場有很多細分，自動駕駛級別也不同，攝像頭和雷達的優缺點互補性非常強，將會共存。而同時成像雷達目前還位于發展早期，相信未來在理想情況下最終能夠取代激光雷達。”
如今車上的雷達傳感器數量越來越多，就意味著會有越來越多的雷達傳輸會發生，不可避免會出現干擾問題，比較鄰近的車輛會出現雷達傳感器信號互相干擾。對此，恩智浦在開發新的軟件的算法來解決這一干擾問題。
作為全球領先的汽車半導體公司和汽車雷達解決方案供應商，恩智浦在雷達領域擁有極其廣泛的產品組合，以及豐厚的行業積淀和生態系統。“恩智浦將持續以領先的技術，切實賦能更多前沿應用在中國的落地，助力中國汽車產業的變革和可持續化發展。”李廷偉博士說道。
