芯智驾──集萃产学研企名家观点，全面剖析AI芯片、第三代半导体等在汽车“大变形”时代的机会与挑战！
推进自动驾驶快速发展的新方案中，激光雷达并非唯一选择，4D成像毫米波雷达（下称“成像雷达”）也是关注焦点之一。不过，与激光雷达方案相比，成像雷达技术进展要缓慢些，其中，缺乏适配的芯片是制约其提速发展的重要原因之一。
不过，在今年CES上，恩智浦率先打响2022年成像雷达提速第一枪，推出全新S32R41处理器；随即，TI也不甘人后，在中国官宣推出全新的AWR2944车载毫米波雷达传感器，继续巩固自己的优势地位。
成像雷达“芯”启航，恩智浦、TI抢跑
芯片是上层应用的基础，成像雷达也不例外，承泰科技产品总监张问海认为，“成像雷达同时兼具传统毫米波雷达全天候工作以及激光雷达高密度点云成像双重优势，具备取代激光雷达成为自动驾驶核心传感器的潜力。”
据了解，成像雷达成本仅为激光雷达的1/10，具有普及推广的成本优势。不过，张问海也指出，以目前技术水平，成像雷达还需要加大研发力度，未来，成像雷达与其他传感器仍将长期共存。其中一个重要原因是，成像雷达仍处于成长阶段，其性能还无法满足需求，缺乏有足够优势的芯片支撑，特别是中国，目前推出的成像雷达几乎都是TI方案，据张文海透露，国内某知名Tier 0.5大厂也不例外。
为了加快成像雷达的上车进度，各知名芯片企业已在加快研发力度。元旦刚过，全球知名毫米波雷达芯片提供商恩智浦率先打响了2022年成像雷达的第一枪，其在CES上，一是宣布S32R45成像雷达芯片量产，二是推出S32R41新产品。
根据恩智浦介绍，这两款产品应用超分辨率雷达软件算法实现小于1度的角度分辨率，同时应用高级MIMO波形设计支持多个天线通道同时工作，从而实现雷达传感器性能的提升，可满足L2+级至L5级的自动驾驶需求，用于构建4D成像雷达，实现360度环绕感知。据了解，恩智浦利用创新架构，通过配置低复杂度传感器，实现192个虚拟天线通道，来提高原始传感器硬件的性能。
在恩智浦引领下，成像雷达喜讯频传。紧接着，TI在中国宣布推出全新的AWR2944车载毫米波雷达传感器，尺寸比目前的毫米波雷达传感器小约30%，集成4个发送器，比现有的毫米波雷达传感器分辨率高33%，可使车辆更清晰地探测障碍物并避免碰撞。
据TI Jacinto处理器业务部经理Curt Moore介绍，“针对自动泊车和自动驾驶，先使用AWR2944传感器等器件检测更远距离的物体，然后使用我们的Jacinto处理器无缝处理数据，可以提升车辆的感知能力和安全性。”
事实上，近期推出毫米波雷达芯片方案的企业并不止恩智浦和TI，英特尔旗下的Mobileye也开始了自己的成像雷达芯进程。
与如上企业不同的是，Mobileye自研成像雷达所需的接收、发射、处理芯片以及振荡器等，并基于这些核心底层推出成像雷达。据披露，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。这些表现已远远高出此前大陆集团推出的ARS540成像雷达（虚拟通道数为192个，水平角分辨率为1°，垂直分辨率为2.3°）的表现。
另外，安霸在收购成像雷达方案提供商傲酷后，也在计划将毫米波雷达、激光雷达功能集成到其新一代SoC芯片中，安霸中国区市场营销副总裁郄建军表示，“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。”郄建军认为，未来的趋势是将所有功能融合到一颗芯片上。
随着成像雷达芯片的丰富，汽车智能化之路又多了“芯”选择，将为接下来的成像雷达产品铺平道路。
智驾新蓝海，选“芯”是关键
恩智浦、TI、Mobileye、安霸等企业加速布局成像雷达背后，汽车智能化是重要支撑，潜在需求巨大。
仅中国部分，中汽协数据显示，2021年我国新能源汽车产销量分别为354.5万辆和352.1万辆，同比均增长1.6倍，远超2021年年初150万辆的年销量预测。进入2022年，我国新能源汽车销量预测为550-600万辆，继续保持高速增长势头。
而随着汽车电动化的加速，汽车智能化也将提速。麦肯锡数据显示，至2025年，我国L0、L1、L2、L3、L4/5级智能汽车的渗透率分别为15.00%、33.00%、39.00%、10.00%、3.00%；另外，Gartner分析认为，全球L3级及以上级别的自动驾驶汽车，2019年增量为38.8万辆，到2029年，这一增量将提升至250万辆，年复合增长率为21%。
为加速汽车智能化发展，行业正在尝试各种智能感知系统方案，其中，毫米波雷达已经成为重要感知器件之一。不过，在汽车向更高级别智能化演进过程中，传统的毫米波雷达已无法满足需求，其感知信息中，只有距离和方位，缺少高度参数，且无法形成高密度点云成像，导致道路目标识别困难，此前已有部分车企采用传统毫米波雷达方案开发的自动驾驶导致多起伤人事故发生。
而激光雷达虽然高密度点云成像能力可以解决传统毫米波雷达的痛点问题，但是激光雷达上车的成本高昂，难以普及，且存在无法全天候工作的天然缺陷，于是，兼具传统毫米波雷达与激光雷达的成像雷达获得了行业的关注。
根据Yole Développement统计数据，恩智浦至今仍是全球最大的传统毫米波雷达芯片供应商，特别是在77GHz领域，市占率超过60%；其次，英飞凌也是毫米波雷达芯片的重要提供商，这两家企业几乎对毫米波雷达的芯片市场形成了垄断格局。
不过，在成像雷达市场，TI才是推动者，其也希望借助新一代雷达芯片方案打破恩智浦和英飞凌的垄断地位。历经AWR1642、AWR2243两代产品后，TI已站稳了成像雷达的脚跟。
截止目前，全球具备成像雷达芯片研发实力的企业仍不多，某业内人士透露：“目前全球4D成像雷达芯片主要由TI等少数企业提供，特别是国内，我们没有更多的选择。”
不过，TI的产品仍非最佳方案。4D成像雷达解决方案提供商Arbe曾表示，“研发初期，我们想从第三方购买芯片组，却发现市面上没有能够处理自动驾驶所需的海量信息的芯片。”为满足其成像雷达的研发需求，Arbe选择自研，并于2020年5月成功推出RFIC成像雷达处理芯片。Arbe表示，“我们自研的芯片生成的图像比市面上其他雷达芯片详细100倍。”
随着自动驾驶路线日渐清晰，使得更多的企业发力面向L2级及以上更高级别的自动驾驶，新一代成像雷达也成了香饽饽，2021年3月，博世将其毫米波雷达芯片方案从英飞凌切换为格芯的22FDX射频方案后表示：“这套射频解决方案是最具吸引力和最适合下一代汽车雷达的平台。”
对恩智浦来说，智能能驾驶时代的到来，正让其面临着新困局，德国大陆在开发成像雷达时，原选用的恩智浦方案难以实现小型化，最后替换为赛灵思的FPGA方案，也让恩智浦感到了危机。
此前，笔者在《【芯智驾】6款4D成像毫米波雷达芯片方案，谁是智驾担当？》一文中介绍，已有企业基于恩智浦S32R294开发成像雷达，但并未获得市场认可，这也是恩智浦将希望压住在即将量产的S32R45上的重要原因。
而TI的上一代芯片方案AWR2243虽然在国内的知名度很高，但在国际市场推进则要缓慢很多，众多国际成像雷达方案提供商认为，TI芯片并不能满足他们需求，也在促使TI推出更高性能的成像雷达芯片，以达到与恩智浦、英飞凌等传统毫米波雷达厂商共享汽车智能化红利的目标。
不过，令人意外的是，一直主导AI SoC芯片的Mobileye，横空推出性能更高的成像雷达整体解决方案，一旦量产，成像雷达江湖或将迎来新变局。
有业内人士表示，此前只是准备阶段，2022年才是汽车智能化的真正元年，那么，成像雷达能否顺利上车，成为汽车智能化的新选择？我们拭目以待。
（校对/James）
