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作者 / 趙悅鵬，編輯 /?葉方
盡管特斯拉新款 Model 3 沒有搭載 HW 4.0 硬件，也沒有增加 4D 毫米波雷達(dá)，甚至還取消了毫米波雷達(dá)。但毋庸置疑，4D 毫米波雷達(dá)的熱度有增無減。
在 2021 年特斯拉作出移除雷達(dá)的爭(zhēng)議性決定后，雷達(dá)界普遍認(rèn)為，新雷達(dá)的出現(xiàn)只是時(shí)間問題。
快進(jìn)到 2023 年，隨著新 HW 4.0 架構(gòu)的細(xì)節(jié)浮出水面，越來越多的跡象表明 4D 雷達(dá)將被接入 HW 4.0 新增的以太網(wǎng)接口。
緊跟特斯拉的一舉一動(dòng)，今年以來，國(guó)內(nèi)已有超過 6 家 4D 成像雷達(dá)企業(yè)陸續(xù)獲得資本押注。
在智駕感知系統(tǒng)傳感器多元化組合、性能功耗尺寸新要求、利用中央計(jì)算架構(gòu)為數(shù)據(jù)處理提供更大靈活性、車企持續(xù)降本增效和保供壓力等多方因素作用下，國(guó)內(nèi)玩家正在和國(guó)際廠商一道，快速進(jìn)入這一領(lǐng)域。
如果 4D 毫米波雷達(dá)在未來幾年的技術(shù)路線能更加清晰，并形成完整解決方案，整個(gè)智能駕駛版圖的傳感器套件組合及軟硬件合作模式有望更加分層和開放，傳感器廠商的格局也將可能隨之繼續(xù)洗牌。
01、毫米波雷達(dá)：存在感不高，但從沒下過桌
從過去的產(chǎn)業(yè)鏈視角來看，毫米波雷達(dá)市場(chǎng)一度由 ABCD（Autoliv、博世、大陸和安波福）等傳統(tǒng)國(guó)際 Tier 1 巨頭壟斷。
行業(yè)遵循經(jīng)典上下游關(guān)系的商業(yè)模式：國(guó)際巨頭與車企的技術(shù)合作較為封閉，雷達(dá)原始數(shù)據(jù)也并不開放。
但這種狀態(tài)已被國(guó)產(chǎn)廠商不斷打破。
國(guó)內(nèi)近幾年崛起的自主毫米波雷達(dá)企業(yè)開發(fā)的 24GHz、77GHz 毫米波雷達(dá)，已經(jīng)搭載于多款量產(chǎn)車型，車規(guī)級(jí) 77GHz CMOS 毫米波雷達(dá)芯片也已具備自主解決方案，從短距、中距到長(zhǎng)距的完整產(chǎn)品體系基本形成。
事實(shí)上，毫米波雷達(dá)的國(guó)產(chǎn)起步時(shí)間并不算長(zhǎng)。
在射頻芯片、信號(hào)處理單元、高頻 PCB 板材等技術(shù)突破的同時(shí)，國(guó)產(chǎn)廠商采用相似的方法打造內(nèi)力：
集成化小型化發(fā)揮價(jià)格優(yōu)勢(shì)，差異化的產(chǎn)品解決方案；
系統(tǒng)側(cè)配套性更強(qiáng)的本土化服務(wù)；
工程制造能力補(bǔ)齊和供貨保證。
在推進(jìn)雷達(dá)國(guó)產(chǎn)化的同時(shí)，業(yè)界一直在等待雷達(dá)技術(shù)的改進(jìn)。
并且，如果傳感器的可擴(kuò)展性成為其中的主導(dǎo)因素，將有望引發(fā)智駕感知、決策系統(tǒng)的進(jìn)一步演進(jìn)。
過去，業(yè)界對(duì)于視覺、激光雷達(dá)的關(guān)注度遠(yuǎn)高于毫米波雷達(dá)。
原因有三：
- 毫米波雷達(dá)更像是激光雷達(dá)的補(bǔ)充，或者說，更像是充當(dāng)安全冗余的的作用；
- 雷達(dá)解決方案本身并沒有解決誤報(bào)、檢測(cè)和區(qū)分靜止和移動(dòng)物體等提升安全性的基本問題；
- 傳統(tǒng)上下游分工帶來的收益也趨近極限。
而 4D 成像雷達(dá)，正在掀起新一輪技術(shù)紅利。
多輸入多輸出（MIMO）天線技術(shù)提高雷達(dá)俯仰角分辨率，使 4D 成像雷達(dá)兼顧傳統(tǒng)雷達(dá)的成本、性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠探進(jìn)行垂直方向探測(cè)，實(shí)現(xiàn)成像效果。
因此，4D 成像雷達(dá)有望成為實(shí)現(xiàn)智能駕駛的低成本方案，以應(yīng)對(duì)高分辨率、長(zhǎng)探測(cè)距離及帶俯仰角垂直檢測(cè)的需求。
基于虛擬天線技術(shù)，4D 成像雷達(dá)也將在提高角分辨率、縮小體積等方面取得突破。
如果點(diǎn)云密度增加，甚至在未來可以達(dá)到中高線束激光雷達(dá)效果。
在這樣的背景下，國(guó)內(nèi)外包括 Arbe、大陸、Uhnder、傲酷、承泰等多個(gè)廠家已較早關(guān)注 4D 成像雷達(dá)產(chǎn)品的開發(fā)與布局。
總體來看，產(chǎn)品量產(chǎn)落地時(shí)間點(diǎn)正在來臨。
除了原理上的突破，還有隨之帶來的設(shè)計(jì)理念的不同——4D 成像雷達(dá)的算法開發(fā)模式有望進(jìn)行根本性調(diào)整。
第一是 AI 賦能。在統(tǒng)一的智駕架構(gòu)下，未來將不再是把單一感知器件上本身無法判斷的、似有似無的信息一概過濾，而是對(duì)數(shù)據(jù)予以保留、提取和壓縮，并交由后面的 BEV、Transformer 等算法模型進(jìn)行判斷。
第二，車端算力必將會(huì)越來越集中，綜合考慮到成本、性能等各方面因素，車端對(duì)于傳感器套件來說的必然趨勢(shì)是——單一傳感器的核心算法和算力將被更多考慮部署在中央計(jì)算平臺(tái)上。
這對(duì) 4D 成像雷達(dá)這樣相對(duì)低成本、高性能的傳感器來說，帶來了更大的想象空間：采用更加融合、開放的開發(fā)模式，突破傳感器本身硬件限制，從而提升感知系統(tǒng)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。
02、國(guó)產(chǎn)玩家的思考和入局：軟件定義雷達(dá)？
客觀來說，目前 4D 成像雷達(dá)供應(yīng)仍以國(guó)際 Tier1 巨頭為主，產(chǎn)品成熟度相對(duì)較高，國(guó)內(nèi)廠商雖然起步較晚，但同時(shí)后發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯。
典型如承泰科技這樣的國(guó)內(nèi)自主企業(yè)，早已在這一領(lǐng)域躬身入局。
據(jù)公開信息顯示，承泰科技第 6 代產(chǎn)品 CTLRR-520 4D 成像雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)車輛最大 350 米的探測(cè)距離、俯仰&水平&方位角精度 0.1°，可適配前融合輸出。
承泰也宣稱，其雙級(jí)聯(lián)方案可比擬業(yè)界 4 級(jí)聯(lián)性能，且國(guó)產(chǎn)化率可達(dá) 95% 以上。
事實(shí)上，以承泰科代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)，已在傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)領(lǐng)域有一定積累并形成較為完整的產(chǎn)品線。
作為國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)頭部企業(yè)之一，承泰科技率先采用集成化的 SOC 方案，并將其應(yīng)用于乘用車前裝的前向雷達(dá)，從而帶來極致的性價(jià)比，與國(guó)際 Tier 1 同場(chǎng)競(jìng)技。
截至目前，承泰在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域已形成完整的產(chǎn)品譜系和敏捷的產(chǎn)品迭代速度，產(chǎn)品滿足不同場(chǎng)景和 L0-L4 不同級(jí)別的智駕雷達(dá)需求。
主打產(chǎn)品 CTLRR-220Plus（77G 中長(zhǎng)距前向毫米波雷達(dá)）采用 RFCMOS 國(guó)產(chǎn) SoC 方案和單片 PCB 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，整機(jī)功耗峰值<1.8 瓦，并在同等性能下繼續(xù)大幅降本。
CTLRR-220Pro（77G 中長(zhǎng)距前向毫米波雷達(dá)）則為承泰的 5.5 代差異化雷達(dá)產(chǎn)品，與前裝域控制器融合，支撐 L2-L2.9 探測(cè)感知，據(jù)表示，性能接近 4D 成像雷達(dá)。
而承泰第六代產(chǎn)品 CTLRR-510/520 則是性能更強(qiáng)的 4D 成像雷達(dá)，支持 L2+ 到 L4 自動(dòng)駕駛的探測(cè)感知，預(yù)計(jì)明年量產(chǎn)上車。
據(jù)承泰科技 CTO 周珂介紹，承泰科乘用車領(lǐng)域的出貨量達(dá)到了 100 萬顆，其中 70% 為前向毫米波雷達(dá)，30% 為角雷達(dá)。
截至目前，承泰獲得國(guó)內(nèi)外頭部車企智能駕駛項(xiàng)目超 80 個(gè)，比亞迪/長(zhǎng)城/奇瑞/吉利/上汽等車企 50 款車型量產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá) 500 萬顆。
以上的豐富國(guó)產(chǎn)化經(jīng)驗(yàn)積累，也使得承泰有優(yōu)勢(shì)進(jìn)入 4D 雷達(dá)的開發(fā)過程：
一是繼承角雷達(dá)和前向雷達(dá)的硬件工程化能力，注重成熟技術(shù)的快速復(fù)用，以應(yīng)對(duì)快速批量應(yīng)用面臨的功耗、體積、成本、性價(jià)比等問題；
二是在 4D 雷達(dá)中引入 AI 算法，通過動(dòng)態(tài)波形調(diào)制、動(dòng)態(tài)調(diào)整 CFAR 閾值等方式保留雷達(dá)的有效信息，支持場(chǎng)景自適應(yīng)過程；
三是繼續(xù)推動(dòng)雷達(dá)硬件與車端系統(tǒng)的融合，通過中央計(jì)算執(zhí)行多模態(tài)融合和數(shù)據(jù)處理，完成語義學(xué)層面 3D 目標(biāo)檢測(cè)、矢量空間構(gòu)建、乃至交通參與者的行為預(yù)測(cè)。
這一點(diǎn)也可能正是 4D 成像雷達(dá)重回特斯拉 HW 4.0 的考量。
而把視角轉(zhuǎn)換到車企端，4D 成像雷達(dá)的廣泛上車可能仍然存在顧慮。
車企通常更習(xí)慣于尋求合作伙伴的長(zhǎng)期承諾。
要想推動(dòng) 4D 成像雷達(dá)和中央域控制器的緊耦合，車企、雷達(dá)企業(yè)雙方都需要對(duì)中央域控有足夠深刻的理解。
要解決這個(gè)問題，首先要回到 4D 成像雷達(dá)本身的優(yōu)勢(shì)。
4D 成像雷達(dá)全天候的環(huán)境適應(yīng)性、工業(yè)化成熟度和成本性能優(yōu)勢(shì)，從業(yè)界來看具有相對(duì)快速的產(chǎn)業(yè)化潛力，這一點(diǎn)與其他傳感器有很大的不同。
此外，融合系統(tǒng)帶來的技術(shù)更新和分工變化，也將可能成為智駕格局未來快速演進(jìn)的主要推動(dòng)力。
在這樣的背景下，周珂認(rèn)為，4D 成像雷達(dá)的上車，將可能經(jīng)歷如下幾個(gè)階段：
首先能呈現(xiàn)給 OEM 客戶的可能是通道數(shù)增加、探測(cè)能力提升的大號(hào)前雷達(dá)，并且仍以提供主目標(biāo)列表（object list）的方式。
隨后，由于早期算法迭代都基于激光雷達(dá)，因此通過提供接近于激光雷達(dá)的點(diǎn)云模式，合作優(yōu)化算法平臺(tái)。
最后則逐步過渡到多模態(tài)融合的聯(lián)合開發(fā)：傳感器端和系統(tǒng)端共同構(gòu)建和采集可用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)，不同感知器件間以數(shù)據(jù)融合的方式實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。
在承泰看來，只有改變傳感器采集數(shù)據(jù)的模式，才能為 BEV、Transformer 的特征層融合奠定基礎(chǔ)，也反過來釋放傳感器的最大潛力，兩者不斷交替螺旋式上升。
03、4D 成像雷達(dá)的未來：從新器件到新范式，從國(guó)產(chǎn)替代到國(guó)產(chǎn)超越
攝像頭、激光雷達(dá)、雷達(dá)，哪個(gè)才是最佳的智駕傳感器？
在過去幾年中，相關(guān)專家、從業(yè)者都給出了相同的答案：將所有的傳感器結(jié)合起來，這些傳感器互為補(bǔ)充。
這個(gè)回答已經(jīng)得到行業(yè)的廣泛認(rèn)可。
但智駕的世界正在改變，所有的傳感器都在不斷發(fā)展：
激光雷達(dá)的技術(shù)路線創(chuàng)新將使其在測(cè)速應(yīng)用方面不再過于孱弱，雷達(dá)的創(chuàng)新也正在使其所提供目標(biāo)信息的嘈雜程度明顯降低。
因此，不同傳感器在不遠(yuǎn)的未來將可能相互競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)然，競(jìng)爭(zhēng)首先不會(huì)發(fā)生正面戰(zhàn)場(chǎng)，但很快就會(huì)發(fā)生在經(jīng)濟(jì)性決策層面——業(yè)界有聲音期待成像雷達(dá)可以幫助車企擺脫成本更高的激光雷達(dá)，從而繼續(xù)押注計(jì)算機(jī)視覺解決方案。
在雷達(dá)從業(yè)人員看來，HW 4.0 的設(shè)計(jì)并沒有優(yōu)先考慮 4D 毫米波雷達(dá)的原始硬件性能，相反，特斯拉想要的一種可以快速安裝到汽車中并可以對(duì)其控制的雷達(dá)產(chǎn)品。
通過運(yùn)行信號(hào)處理算法的軟件，HW 4.0 將全面接管雷達(dá)性能，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，并與視覺系統(tǒng)協(xié)調(diào)，持續(xù)進(jìn)行修改以適應(yīng)其系統(tǒng)。
這可能反映的是一種優(yōu)先考慮上市時(shí)間和成本，而非單一硬件性能的設(shè)計(jì)。
而且，雷達(dá)是天然固態(tài)的。雷達(dá)工業(yè)化成熟度、制造端良率理論上遠(yuǎn)高于激光雷達(dá)。
周珂表示，行業(yè)期待 4D 毫米波雷達(dá)克服重重困難將 BOM 成本降至 50 美金以下，這不僅將是其上車的起點(diǎn)，而且一旦進(jìn)入，其面對(duì)的或?qū)⑹?10- 15 萬區(qū)間的廣闊汽車市場(chǎng)。
然而，為了推動(dòng) 4D 成像雷達(dá)早日上車，整個(gè)行業(yè)仍有大量工作待啟動(dòng)完成：
明確定義和設(shè)定傳感器套件的最低性能要求：分辨率、誤檢率、范圍、延遲和靈敏度等，包括 4D 成像雷達(dá)在內(nèi)；
聚類、對(duì)象邊界、自由空間映射算法和跟蹤算法集成；
合理的安裝位置和應(yīng)用方法；
統(tǒng)一的性能測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；
清晰的技術(shù)路線和降本路徑
……
沒有人知道完整的正確答案：目前 4D 雷達(dá)裝車率近似為 0，也就是說，國(guó)內(nèi)廠商和國(guó)際巨頭們基本站在同一起跑線。
周珂認(rèn)為，在新能源自主車企和造車新勢(shì)力突出重圍，積極參與全球競(jìng)爭(zhēng)的大潮中，4D 成像雷達(dá)的出現(xiàn)不僅將使競(jìng)爭(zhēng)的起點(diǎn)差距進(jìn)一步模糊，追趕和超越的策略更將有極大的不同。
在電子電氣架構(gòu)從分布式到中央集中式的演進(jìn)過程中，攝像頭不僅是最早迎來上車紅利的傳感器，也保持目前為止的最高出貨量。
而下一個(gè)有可能是 4D 成像雷達(dá)。
那么，誰能更快、更好、更精準(zhǔn)地服務(wù)客戶，率先探索深度、緊密的合作新范式，誰的核心價(jià)值就將更快擺脫單一的硬件 BOM 層面。
4D 成像雷達(dá)的未來，不是增加傳感器套件中的另一個(gè)冗余工具。相反，幾乎所有的傳感器如今都比以前更具競(jìng)爭(zhēng)力。
真正的競(jìng)爭(zhēng)，有可能才剛剛開始。
下載ECAD模型
