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芯片巨头加速扩张车载雷达版图,激光雷达取代者呼之欲出
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芯片巨头加速扩张车载雷达版图,激光雷达取代者呼之欲出

2019-04-25 10:11:47 来源:电子工程专辑

【大比特导读】作为RFCMOS 77GHz汽车雷达传感器领域的领先厂商,恩智浦半导体(NXP)日前宣布与南京隼眼(Hawkeye)电子科技有限公司签署投资与战略合作协议,以扩大其在中国汽车雷达市场的份额。

作为RFCMOS 77GHz汽车雷达传感器领域的领先厂商,恩智浦半导体(NXP)日前宣布与南京隼眼(Hawkeye)电子科技有限公司签署投资与战略合作协议,以扩大其在中国汽车雷达市场的份额。

恩智浦与隼眼科技签署投资与战略合作协议

生态开发模式重塑汽车产业价值链

该协议的财务条款没有被透露。但双方承诺将改变传统的商业模式,转而寻求以技术服务为主的生态开发模式,为客户提供基于恩智浦雷达产品的参考设计解决方案以及系统级技术支持与服务。具体包括:为国内Tier 1用户提供车载毫米波雷达系统的设计和仿真验证,以及天线和射频电子的设计;在时间周期有限的情况下,为Tier 1用户完成设计、验证、评价的全套服务,甚至可以开放后端处理软件等。

“这个模式在欧洲、美国和日本,在整个汽车的电子行业其实非常成熟,但是在中国不算成熟。”隼眼科技首席执行官施雪松希望此举能够将恩智浦、隼眼科技、Tier 1和车厂四方集合在一起,以帮助中国本土企业应对复杂多变的技术挑战,加速中国汽车雷达和自动驾驶市场的蓬勃发展。

依托东南大学毫米波国家重点实验室,成立于2015年4月的隼眼科技专注于76-81GHz车载毫米波雷达技术在汽车主动安全驾驶信息系统、汽车辅助自动驾驶系统中的研究、开发与应用。

东南大学毫米波国家重点实验室则是中国在毫米波领域唯一的国家级重点实验室,代表国内在该领域的最高科研水平。四年前,隼眼科技与其合作建立“东南大学隼眼汽车电子联合研究中心”,在毫米波多体制雷达成像、毫米波新型天线阵列和毫米波新型电路结构等方面积累了大量优秀的工程人才和丰富的产品经验。

毫米波是一项非常难的技术。但通过合作,隼眼科技能够把毫米波国家重点实验室两项最新的技术成果应用到解决方案中:一是中远距一体化雷达天线技术,能够将雷达传感器角分辨率提升1倍;二是基片集成波导(SIW)天线技术,能够大幅拓展雷达视野范围(FOV),降低辐射功耗。

东南大学毫米波国家重点实验室先进设计理念实例

“雷达人才不是从树上长出来的,他们都是非常稀缺的资源,在全球来说都是这样。所以如果要做全球创新的话,就不能光从欧洲或者美国的角度来做,必须要有最优秀的中国人才参与,否则生态系统就太狭隘,太缓慢了!”恩智浦全球资深副总裁兼首席技术官Lars Reger强调说。

走出迷宫

Lars Reger在接受媒体采访时表示,汽车供应链传统的逐级分化模式已经不能满足今天汽车行业对创新的需求,造车新势力的大量涌现和自动驾驶技术的快速发展,都需要一种更为灵活和高效的方式,这是双方合作的契机。

“汽车行业最近发生了很大的改变,无论是中国还是美国,都有大量的初创公司涌入。”Lars Reger认为这些公司有雄厚的资金支持,但在技术和经验方面比较匮乏,NXP很希望能够为他们提供参考设计并进行定制化开发。但上百家Tier 1和车厂对NXP来说宛如“迷宫”,所以非常需要在某一领域经验丰富的本土公司充当桥梁,帮助其快速完成设计,NXP与隼眼科技的合作即为代表。

而在恩智浦大中华区汽车电子业务总经理刘芳看来,对于中国车市来讲,传统上主机厂的新技术都是来自于全球主流的Tier 1,比如博世。但是这几年主机厂的要求,尤其是对于电子器件的要求在不断增长,而这些要求又恰恰是一些全球大型Tier 1无法针对中国市场灵活定制的,这在一定程度上为中国主机厂的发展制造了障碍。其次,由于技术和知识产权的保护,也在一定程度上影响了中国主机厂快速走向国际市场。

她指出,中国在毫米波领域的基础研究水平其实并不亚于国际先进水平,但很多企业和高校缺乏产业化能力,借助这样一个产业平台,中国本地Tier 1是有可能缩小与国际Tier 1之间差距的。

据施雪松透露,目前,隼眼科技已经开始基于NXP的参考设计平台与OEM和国际及本地Tier 1 客户展开合作,这些产品中的一部分预计在今年内可实现量产,而针对拐角和盲区的雷达产品则会在明年达到量产状态。

成像雷达会取代激光雷达吗?

IHS Markit的数据显示,作为自动驾驶领域增长最快的部分,2020年,多达50%的新车将使用雷达技术;到2023年,中国将有望成为全球最大的汽车雷达市场,其40%的成长速度将是全球市场的2倍以上,本土车厂的采用意愿极为强烈。其中,中国新车评价规程(C-NCAP)的驱动效应更为明显,该规程要求在汽车安全相关的应用中加大雷达的普及和创新,如盲点检测、自动紧急制动、前后交叉交通检测和精确环境映射等。

车载雷达成为自动驾驶领域增长最快的部分

Lars Reger认为,在当前的车辆中,半导体器件价格平均在400美元左右,但在未来的10-15年内,这一数字将会上升至1200美元。其中,400美元将完全用于自动驾驶。如果继续细分这400美元,约1/4用于车辆人工智能技术,剩余的3/4将全部用于包括雷达在内的传感技术,这绝对是一个不容错过的庞大市场。

下图展示了在自动驾驶从1级到5级的演进过程中,车内传感系统是如何升级的。不难看出,在1-2级自动驾驶阶段,通常需要1-3个雷达系统和1个辅助摄像头;在3级自动驾驶中,至少需要4-6个雷达和4个以上的辅助摄像头;而到了4-5级阶段,则需要6-10个雷达系统、6-8个辅助摄像头和1-3个激光雷达。 

当前围绕自动驾驶发展的主要有激光雷达、摄像头和雷达三项技术。受限于分辨率和像素,摄像头和雷达都还存在或多或少的问题,但Lars Reger说如果具备更高分辨率的“成像雷达(Imaging Radar)”能够尽快量产,那么昂贵的激光雷达就可以从整个模块中去掉,而>350GFlops的成像雷达正是NXP投资的重点之一。

成像雷达有望成为驱动L3-L5级自动驾驶的关键技术

的确,尽管雷达具备测速、测距、测角、全天后工作的能力,但缺乏足够的分辨率一直是其面临的最大挑战,新的成像雷达一直试图通过各种方法来控制输出或输入来解决这个问题,希望最终呈现出具备宽视野、长范围的外部环境影像。业内人士认为,具备4D(距离、仰角、方位角、速度)或5D(前4种,再加上直接从雷达数据中进行目标分类)功能的成像雷达在定位应用等方面,非常有希望取代激光雷达。

Yole Développement公司在2018年秋季的一份雷达报告中写到,以Metawave和Uhnder为代表的一些创新型初创公司正在采取颠覆性技术来满足高分辨率传感器的要求,例如“采用超薄可操纵光束和人工智能引擎进行深度学习,或为高分辨率成像雷达采用前所未有的高通道数。”

不过,“未来的技术发展并非几种方向择其一这么简单。”刘芳的看法是,一方面,无论从自动驾驶还是辅助驾驶的角度来看,视觉和雷达的多传感功能在很长一段时间内都会共存,成像雷达的发展仍处于早期,谈取代尚为时过早,一切都还是未知数。另一方面,由于中国摄像头技术的发展水平远超国外,因此,越来越多的中国ADAS厂商会采用毫米波雷达结合摄像头的技术,来实现自动驾驶Level 1、Level 2甚至部分Level 3的功能。

在此基础之上,从高识别率、高分辨率、高精度的成像雷达发展趋势来看,一定程度上它可以作为激光雷达目前高成本情况下对市场的补充。换言之,在某些Level 3、Level 4、Level5的试验场合下,可以采用成像雷达作为补充,无需采用达到64线高分辨率的激光雷达,而采用16线相对成本较低的激光雷达方案,以达到近似效果,这也是一种平衡的考量。

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