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国产毫米波雷达 从“中国速度”跑出“中国质量”

盖世汽车 徐珊珊 2023-01-20 08:00:00

如果要问2022自动驾驶领域最火的赛道是什么,想必答案一定有AI计算芯片和激光雷达。随着智能电动车“内卷”升级,供应链产业链发生重构,看得见的与看不见的都将面临一场颠覆。同样,毫米波雷达也不例外。

2017年,国内毫米波雷达装车率大约5%,且是30万元以上高端车才有的配置。到了2021年,毫米波雷达装车量超过1360万颗,同比增长4成左右。即便是十几万元的车型,也将毫米波雷达视为标配。

相比于摄像头和激光雷达,毫米波雷达基本不受雨雪雾等天气的影响,穿透性较好。从车端布局来看,毫米波雷达和摄像头也逐渐成为一对好搭档,组合方案主要有1R1V(3R1V)、5R1V(5R5V)等方式。

两年前,L2级别辅助驾驶功能普遍采用1R1V方案,即一个前视摄像头加一个前雷达进行融合感知。后来,业内也尝试过用单摄像头替代传统1R1V的方案。但事实证明,基于摄像头和雷达的多模态传感器融合仍是现阶段实现高阶自动驾驶功能的必要条件。

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5R1V方案;图片来源:网络

比如2022年上市的沃尔沃XC60就将原有的标配方案1R1V升级到了3R1V;比亚迪汉则将高配版车型配置升级到了5R1V。连一贯坚持纯视觉路线的特斯拉,也被爆出将加增4D毫米波雷达,采用1R8V的传感器布局。 

据佐思汽研统计,去年前九个月里,国内乘用车新上市车型678款,其中1R方案占比22.1%;2R方案占比4%;3R方案占比18.7%;5R方案占比8.7%。其中以3R和5R方案的年增幅最高。

在一颗前向雷达基础上,加增两个后向角雷达,或者在车辆前、后各增加两个角雷达,达到足够的安全冗余,从而能够实现更完善的辅助驾驶功能。如自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB、前方碰撞预警FCW、盲点辅助监测BSD、变道辅助预警LCW等功能。

尤其在实现L2+和L3级自动驾驶目标上,5R1V式的360度感知已经成为业内主流方案。

而毫米波雷达的放量,也决定着那个被“ABCD”(奥托立夫Autoliv、博世Bosch、大陆Continental、德尔福Delphi)垄断的市场正迎来属于国产替代的机遇。 

“中国速度跑出“中国质量”

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国内车载毫米波雷达厂商中,包括楚航科技、森思泰克、德赛西威等都已实现77GHz产品的量产。2019年,森思泰克77GHz毫米波雷达率先在一汽红旗HS5上实现量产。近两年,德赛西威77GHz产品也在多个主流车型上规模化量产。

与此同时在去年3月,楚航科技完成了东风乘用车和海马汽车77GHz角雷达的量产项目交付,之后获得了哪吒汽车前向雷达的定点项目。到12月,其顺利完成国内某新能源车企4D成像毫米波雷达的项目交付。

过去基于24GHz频段的毫米波雷达时代,以ABCD为代表的海外厂商主导着中国市场。随着第五代77/79GHz雷达技术全面普及,国产毫米波雷达真正有了姓名。

“像角雷达这种预警类雷达,国内已经拉齐与海外厂商的技术水平目前开始进入真正的国产替代阶段控制类雷达如前向毫米波雷达,因为和主动安全有关,国产化的时间会稍微晚一些,大概需要12年左右的时间窗口楚航科技CEO楚詠焱如是说

从功能实现的目的看,角雷达对于分辨率和成像能力往往没有过高要求。尽管如此,业内仍出现了一批补盲激光雷法方案,其目的是通过激光雷达的高刷新帧率,缩短自动驾驶系统感知的延时问题。

楚詠焱认为,BSD是毫米波雷达领域非常成熟的一项功能,“现在用非常便宜的小雷达就能做到这个功能”。激光雷达虽好,但抗干扰性尚不及毫米波雷达,价格方面更是没有谈判的优势。

在他看来,接下来23年诸如BSD功能的角雷达,国产化率将快速增长预计能够达到六七成甚至更多而前向毫米波雷达由于面向ACC和AEB等复杂应用,对雷达性能有着更高要求。不论是产品验证还是大规模量产,都存在切实的挑战。

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楚航科技77GHz前向雷达

一方面,汽车行业签订采购合同一般以5年时间为限,意味着在这段时间里,原供应商变更的概率极小,国内厂商切入主机厂供应链的难度颇高;另一方面,雷达样品通过验证后的交付量级又是一个新问题。交付100和交付10万,是两个完全不同的概念。

既涉及良率,又关乎产品的一致性问题,这也是车规级产品有别于消费类产品的最大不同。对于价值量更高、安全要求更严的的汽车来说,一致性较差的元件可能导致整车出现安全隐患,其结果是不可接受的。因此雷达在进入量产阶段前,不仅要调试跑通产线,还要做到快速标定。

作为一家年轻的初创公司,楚航科技在安徽安庆拥有年产能180万只的雷达生产基地,该工厂现已具备IATF16949、ISO45001、ISO14001三大认证体系,并自建有国内首家自主研发的自动化测试暗室,58秒即可标定一个雷达。

截止到目前,楚航已获得长城、北汽、奇瑞、零跑、哪吒、上汽红岩、宇通客车等近30家主机厂40多款主力车型前装定点项目,实现了在乘用车和商用车双领域的双量产。毫米波雷达总出货量达到40万只以上,在手订单金额超过数亿元。

中国市场孕育生机也布满荆棘

2020年的缺芯,2021年智能电动车的快速渗透,给国内厂商创造了史无前例的机会。加之国际地缘政治影响,国产替代不断提速。但从落后、追赶到超越,从来不是一蹴而就的事。以雷达行业为例,若从0开始做起,要踩的坑不胜枚举;摸出门道,要做的迭代也一样不能少。

楚航科技采用的高频材料的单板周期,从设计出炉到打板完成、切片,需要将近2个月的时间,也就是至少2个月迭代一版。一般需要迭代三版以内,6个月才能得到一只雷达样品。而这之后,还有上车测试、量产交付等等考验。

当然这是“经验者”的时间之谈。CEO楚詠焱在这个行业积累了近20年的经验,拥有博世13年的雷达研发管理经验,主导过博世第五代雷达研发工作。公司其他主要人员也都在相关领域深耕多年。某种意义上讲,楚航的起点不止于0。

楚航科技并非个例。最近几年,77/79GHz等高频路线逐渐清晰,毫米波雷达朝着更小体积、更高分辨率和更精准的成像方向发展,让一些初创公司少走了不少弯路,也让中国厂商有了和海外巨头同台竞技的机会。

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图片来源:Medium

以4D毫米波成像雷达为例,有观点认为,4D毫米波雷达将成为继激光雷达后感知系统的核心传感器。也有分析指出,4D毫米波雷达有望取代激光雷达不可替代的位置。

所谓“4D”是指在距离、速度、方位角的基础上,加入俯仰角的感知信息。与传统毫米波雷达相比,4D雷达可以提供点云图,有效解析目标物体的轮廓和类别。同时由于具备更好的角分辨率,在测距和覆盖范围上也明显优于3D毫米波雷达。

尽管如此,4D成像雷达却不是一项新技术。早在2016年,大陆就宣布着手开发ARS540 4D成像雷达,但量产时间却一推再推,直到2021年实现量产。

这一时期,采埃孚、海拉、安波福等传统Tier1,以及楚航科技、森思泰克、华域汽车、隼眼科技、华为等国内公司都已纷纷布局4D成像雷达解决方案。随着飞凡R7、长安深蓝SL03等搭载车型量产上市,4D毫米波雷达市场变得格外火热。

楚詠焱看来由于海内外玩家进入4D成像雷达领域的时间并没有拉开差距因而这个市场也正迎来国产替代的空间目前楚航4D毫米波雷达已经通过验收,并进入装车测试阶段。更为重要的是,国内电动车市场的“内卷”已然成为供应商产品与技术迭代能力的“试炼石”。

从国内造车新势力的产品迭代来看,一年一小代,三年一大代,速度几乎赶上智能手机的创新周期。这对供应商而言,无疑研发压力倍增。好的方面是,如果跟上车企节奏,市场竞争力也将随之提升。但不论迭代的快与否,其实都是一把“双刃剑”。

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图片来源:The Forecast By Nutanix

“国内市场很多友商都处于一个用价换量的需求增长的阶段,不太看重利润。当整个行业的友商都不重视利润的时候,行业的平均利润就会下降。”

相比之下,海外市场电动化转型和产品迭代的速度都相对较慢,以至于新的供应商要想进入这个市场并不容易。不过从另外一个角度说,如果把产品做好,通常就会获得稳定的利润回报。也因此,楚航的目标是先拿下国内市场1/3左右的份额,然后再进一步开拓海外市场。

写在最后

智能汽车算力“军备竞赛”已经开始,与其说是自动驾驶SoC的独角戏,不如说这归根究底是关于机器感知、规划与决策能力的较量。据Canalys预测,ADAS功能的装车率将从2025年的30%增加到2030年的50%。而这里面,毫米波雷达市场的角逐会愈发激烈。

行至中局,逐浪淘沙,如何在这个市场上继续奔跑,甚至实现超越是每个毫米波雷达厂商都需要思考的问题。楚詠焱表示,雷达首先要做到天衣无缝,然后才能是天下无敌。楚航选择的不是长板,而是短板,因为只有先把短板补齐,才能突出长板优势。包括下一代雷达将采用定制开发的芯片,也有这方面的考量。

随着第六代雷达技术浪潮到来,谁是裸泳者,谁又将成为引领者,市场将给出新的答案。

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