热度飙升，4D数字成像雷达开启下一个风口
2023年，尽管自动驾驶感知路线之争依旧未有结论，但某些赛道的迭代升级，正不断为自动驾驶的发展酝酿新的变局。4D数字成像雷达的崛起就是这样一个代表。
毫米波雷达部署上车已有近30年的时间，不过存在感一直不强，尤其是这几年势头更被激光雷达压住。但4D成像能力与数字化的快速迭代，以及年初特斯拉重新装回4D毫米波雷达的消息，给予了毫米波雷达再度走上风口的机会。
资本市场的动作便是最直观的风向。今年以来，国内毫米波雷达赛道的资本热情一路高涨。据不完全统计，今年国内至少有8家4D毫米波雷达企业获得融资，已披露融资总额超十亿元。
“数字雷达拥有巨大的潜力，因为它对于道路安全而言至关重要。与现有模拟雷达相比，数字雷达的分辨率提升16倍，目标反射功率提升24倍，对比度提升30倍，为道路使用者提供了更高的检测能力及道路安全保障。”日前，在Uhnder举办的以“数字化，新潮流”为主题的技术论坛上，Uhnder首席执行官兼联合创始人Manju Hegde在接受盖世汽车记者采访时如是谈到。
Uhnder首席执行官兼联合创始人Manju Hegde；图片来源：Uhnder
4D数字成像雷达频出圈，L2+级别可平替激光雷达
在汽车智能化加速前进以及行业强烈的降本增效压力下，4D毫米波雷达大火背后，是产品性能与成本优势在支撑。
对比传统3D雷达，4D成像雷达在探测距离、速度、方位角三个维度之上增加了对高度（仰角）的探测，可以实时追踪物体的运动轨迹，更具备“成像”能力。
根据信号调制方式的不同，4D雷达可以分为模拟雷达和数字成像雷达。前者采用模拟调制的调频连续波（FMCW）方案，后者基于数字编码调制（DCM）方案。尽管在不同的天气状况下，传统雷达与数字雷达各有优势，但是雷达数字化的升级，则将进一步拉高4D成像雷达的硬件、软件和算法能力。
Uhnder表示，一般而言，无论在对路面静态或动态物体信息的抓取，还是分辨率、对比度、目标反射功率、抗干扰性，或是传感器融合能力、安全性等方面，4D数字成像雷达的表现都要优于传统模拟雷达。
这主要源于传统模拟雷达的虚拟通道一般只有12~16个，每次只有一个发射器工作，目标反射功率较低，传统的FMCW技术也不具备很好的分辨率和抗干扰能力，市面上也多是需要5个左右的传感器芯片才能够支持所有功能。
图片来源：Uhnder
作为业内4D数字成像雷达的首创者，Uhnder此次所展示的4D数字成像雷达解决方案，基于数字编码调制的技术，可提供最高192个虚拟通道，较传统模拟雷达增加了12-16倍，支持12个发射通道和2 x 8个接收通道，并且能够同时工作，因而在上述维度上能看到更大角度的视野，精确处理更多目标，给自动驾驶带来体验的全面提升。
在成本方面，对比激光雷达动辄五、六千甚至上万的价格，4D成像雷达的千元成本也占据了优势。“虽然现在激光雷达价格大概在$500美元左右，相比之前$10,000已经有所下降，但对于量产车而言，这个成本还是比较高。”Manju Hegde坦言。
据Uhnder介绍，传统雷达解决方案往往需要用到5个、7个甚至16个芯片来获得同等的优势，而Uhnder 只需要一个芯片就可以实现，因此也能实现大幅的降本增效。
“我们的芯片内嵌信号处理设计，因此不需要额外的处理器加持，并且功率更低，大概1 GHz左右。并且集成了多颗Arm处理器，以及广泛的指令，各种雷达所需的软件都在芯片上。”Manju Hegde谈到。
值得注意的是，在自动驾驶发展过程中，传感技术孰优孰劣的问题一直是业界争论焦点。在Manju Hegde看来，车载的摄像头、雷达，或是激光雷达都是非常重要的，随着汽车智能化升级，它们是一种合作、互相补足的关系。
Manju Hegde指出，自动驾驶越往前发展，就需要提供更精确的感知。“对于OEM、Tier 1来说，最好的是能够把这些所有的传感器进行融合，并且是要实现低水平的融合。如果是高水平融合，很可能一个传感器的劣势会遮盖住另一个传感器的优势。但是数字雷达可以相对容易地实现融合。”
他进一步补充，激光雷达在光频率方面比较有优势，一些好的激光雷达可以获得微米级的分辨率。这样的高分辨率适用于飞机和卫星，但对于现在的L2++级别和NOA功能来说，大约0.5°到1°的分辨率就已足够，4D数字成像雷达可以替代激光雷达。不过往更高级别发展，还是需要激光雷达进行加持。也就是说，两者在L2++级别可能会有一些竞争，L3可能会实现融合，L4必定需要合作互补。此外，数字雷达和摄像头的融合也能够更好的助力整个车载视觉的提升。
高阶自动驾驶提速，数字成像雷达市场体量将放大
2023年11月17日，工业和信息化部等四部委联合发布《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》吹响L3商业化积极信号；12月5日，交通运输部办公厅发布《自动驾驶汽车运输安全服务指南（试行）》，首次从国家政策层面明确智能网联汽车可用于运输经营活动。
不难发现，政策层面的松绑，正在加速高阶自动驾驶时代的到来。而这，无疑将进一步打开智驾传感器的市场空间。
Manju Hegde在分享时提到，按照自动化程度分析，在L2级别，每辆汽车的传感器数量标配基本是3个雷达，一个前置雷达和两个后置雷达。若需要实现碰撞预警或者防碰撞的系统功能，还需要在此基础上增加两个前置雷达，因此共有5个车载雷达。那么到了L3可能就需要标配6个雷达，L4可能要达到8-12个雷达。
图片来源：Uhnder
尽管当前整个4D成像雷达市场仍处于发展的早期，市面上大多数车型采用的也是传统的毫米波雷达，但是，自动驾驶级别越往上走，对于安全性的需求就越高，传统雷达将无法满足更多高性能功能的实现。
Uhnder也预计，到2025年，自动驾驶市场将实现最为基本的安全功能，包括AEB（自动紧急刹车系统）覆盖所有低中高端的车型，再往后就涉及ACC（自适应巡航控制系统）、LC安全功能、CTA、AES等，这些都需要更先进的数字成像雷达。
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因此纵观市场趋势，未来雷达有望将出现爆发式的增长，4D成像雷达市场的体量也会不断扩大。根据Yole统计的数据，到2028年，4D雷达市场规模将达到83亿美元，较2022年增长36%。其中，4D成像雷达市场规模为22亿美元，较2022年增长49%。
值得一提的是，目前，4D数字成像雷达不再只是纸上谈兵的技术，现已成为可以落地并且实现商业化的产品。
在继 Mobileye、加特兰（Calterah）之后，Uhnder是全球第三家实现4D数字成像雷达芯片量产的企业。据了解，模拟雷达一般采用28nm工艺，而Uhnder数字成像雷达来到了16nm工艺节点。其于去年3月推出首款车规级4D数字成像片上雷达，并完成相关功能安全认证；今年7月开始量产上车，目前每周产能达5千多片。
图片来源：Uhnder
鉴于中国汽车市场的重要性，以及ADAS的领先地位，Uhnder也格外强调“中国战略”。据介绍，Uhnder已在中国成立办公室并招聘员工，并和本土多家Tier 1进行了沟通与交流，未来也将投入更多的资源，加强在中国市场的发展。
在访谈最后，面对当前L2级自动驾驶已经出现逐渐一些固定的传感器方案，而Uhnder要如何更好打入市场的提问时，ManjuHegde表示，Uhnder的4D数字成像雷达解决方案基本可以实现无缝对接Tier1和整车厂OEM的现有方案，实际部署过程和传统模拟雷达是一样的。“我们的优势在于还会提供经过SPICE认证的软件设计支持，并且还会提供API，方便Tier1和整车厂OEM在雷达上部署他们的算法。”