如果要問2022自動駕駛領域最火的賽道是什么,想必答案一定有AI計算芯片和激光雷達。隨著智能電動車“內卷”升級,供應鏈產業鏈發生重構,看得見的與看不見的都將面臨一場顛覆。同樣,毫米波雷達也不例外。
2017年,國內毫米波雷達裝車率大約5%,且是30萬元以上高端車才有的配置。到了2021年,毫米波雷達裝車量超過1360萬顆,同比增長4成左右。即便是十幾萬元的車型,也將毫米波雷達視為標配。
相比于攝像頭和激光雷達,毫米波雷達基本不受雨雪霧等天氣的影響,穿透性較好。從車端布局來看,毫米波雷達和攝像頭也逐漸成為一對好搭檔,組合方案主要有1R1V(3R1V)、5R1V(5R5V)等方式。
兩年前,L2級別輔助駕駛功能普遍采用1R1V方案,即一個前視攝像頭加一個前雷達進行融合感知。后來,業內也嘗試過用單攝像頭替代傳統1R1V的方案。但事實證明,基于攝像頭和雷達的多模態傳感器融合仍是現階段實現高階自動駕駛功能的必要條件。
5R1V方案;圖片來源:網絡
比如2022年上市的沃爾沃XC60就將原有的標配方案1R1V升級到了3R1V;比亞迪漢則將高配版車型配置升級到了5R1V。連一貫堅持純視覺路線的特斯拉,也被爆出將加增4D毫米波雷達,采用1R8V的傳感器布局。
據佐思汽研統計,去年前九個月里,國內乘用車新上市車型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。
在一顆前向雷達基礎上,加增兩個后向角雷達,或者在車輛前、后各增加兩個角雷達,達到足夠的安全冗余,從而能夠實現更完善的輔助駕駛功能。如自適應巡航ACC、自動緊急制動AEB、前方碰撞預警FCW、盲點輔助監測BSD、變道輔助預警LCW等功能。
尤其在實現L2+和L3級自動駕駛目標上,5R1V式的360度感知已經成為業內主流方案。
而毫米波雷達的放量,也決定著那個被“ABCD”(奧托立夫Autoliv、博世Bosch、大陸Continental、德爾福Delphi)壟斷的市場正迎來屬于國產替代的機遇。
從“中國速度”跑出“中國質量”
國內車載毫米波雷達廠商中,包括楚航科技、森思泰克、德賽西威等都已實現77GHz產品的量產。2019年,森思泰克77GHz毫米波雷達率先在一汽紅旗HS5上實現量產。近兩年,德賽西威77GHz產品也在多個主流車型上規模化量產。
與此同時在去年3月,楚航科技完成了東風乘用車和海馬汽車77GHz角雷達的量產項目交付,之后獲得了哪吒汽車前向雷達的定點項目。到12月,其順利完成國內某新能源車企4D成像毫米波雷達的項目交付。
過去基于24GHz頻段的毫米波雷達時代,以ABCD為代表的海外廠商主導著中國市場。隨著第五代77/79GHz雷達技術全面普及,國產毫米波雷達真正有了姓名。
“像角雷達這種預警類雷達,國內已經拉齊與海外廠商的技術水平,目前開始進入真正的國產替代階段;控制類雷達如前向毫米波雷達,因為和主動安全有關,國產化的時間會稍微晚一些,大概需要1到2年左右的時間窗口。”楚航科技CEO楚詠焱如是說。
從功能實現的目的看,角雷達對于分辨率和成像能力往往沒有過高要求。盡管如此,業內仍出現了一批補盲激光雷法方案,其目的是通過激光雷達的高刷新幀率,縮短自動駕駛系統感知的延時問題。
楚詠焱認為,BSD是毫米波雷達領域非常成熟的一項功能,“現在用非常便宜的小雷達就能做到這個功能”。激光雷達雖好,但抗干擾性尚不及毫米波雷達,價格方面更是沒有談判的優勢。
在他看來,接下來2到3年里,諸如BSD功能的角雷達,國產化率將快速增長,預計能夠達到六、七成甚至更多。而前向毫米波雷達由于面向ACC和AEB等復雜應用,對雷達性能有著更高要求。不論是產品驗證還是大規模量產,都存在切實的挑戰。
楚航科技77GHz前向雷達
一方面,汽車行業簽訂采購合同一般以5年時間為限,意味著在這段時間里,原供應商變更的概率極小,國內廠商切入主機廠供應鏈的難度頗高;另一方面,雷達樣品通過驗證后的交付量級又是一個新問題。交付100和交付10萬,是兩個完全不同的概念。
既涉及良率,又關乎產品的一致性問題,這也是車規級產品有別于消費類產品的最大不同。對于價值量更高、安全要求更嚴的的汽車來說,一致性較差的元件可能導致整車出現安全隱患,其結果是不可接受的。因此雷達在進入量產階段前,不僅要調試跑通產線,還要做到快速標定。
作為一家年輕的初創公司,楚航科技在安徽安慶擁有年產能180萬只的雷達生產基地,該工廠現已具備IATF16949、ISO45001、ISO14001三大認證體系,并自建有國內首家自主研發的自動化測試暗室,58秒即可標定一個雷達。
截止到目前,楚航已獲得長城、北汽、奇瑞、零跑、哪吒、上汽紅巖、宇通客車等近30家主機廠40多款主力車型前裝定點項目,實現了在乘用車和商用車雙領域的雙量產。毫米波雷達總出貨量達到40萬只以上,在手訂單金額超過數億元。
中國市場:孕育生機也布滿荊棘
2020年的缺芯,2021年智能電動車的快速滲透,給國內廠商創造了史無前例的機會。加之國際地緣政治影響,國產替代不斷提速。但從落后、追趕到超越,從來不是一蹴而就的事。以雷達行業為例,若從0開始做起,要踩的坑不勝枚舉;摸出門道,要做的迭代也一樣不能少。
楚航科技采用的高頻材料的單板周期,從設計出爐到打板完成、切片,需要將近2個月的時間,也就是至少2個月迭代一版。一般需要迭代三版以內,6個月才能得到一只雷達樣品。而這之后,還有上車測試、量產交付等等考驗。
當然這是“經驗者”的時間之談。CEO楚詠焱在這個行業積累了近20年的經驗,擁有博世13年的雷達研發管理經驗,主導過博世第五代雷達研發工作。公司其他主要人員也都在相關領域深耕多年。某種意義上講,楚航的起點不止于0。
楚航科技并非個例。最近幾年,77/79GHz等高頻路線逐漸清晰,毫米波雷達朝著更小體積、更高分辨率和更精準的成像方向發展,讓一些初創公司少走了不少彎路,也讓中國廠商有了和海外巨頭同臺競技的機會。
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以4D毫米波成像雷達為例,有觀點認為,4D毫米波雷達將成為繼激光雷達后感知系統的核心傳感器。也有分析指出,4D毫米波雷達有望取代激光雷達不可替代的位置。
所謂“4D”是指在距離、速度、方位角的基礎上,加入俯仰角的感知信息。與傳統毫米波雷達相比,4D雷達可以提供點云圖,有效解析目標物體的輪廓和類別。同時由于具備更好的角分辨率,在測距和覆蓋范圍上也明顯優于3D毫米波雷達。
盡管如此,4D成像雷達卻不是一項新技術。早在2016年,大陸就宣布著手開發ARS540 4D成像雷達,但量產時間卻一推再推,直到2021年實現量產。
這一時期,采埃孚、海拉、安波福等傳統Tier1,以及楚航科技、森思泰克、華域汽車、隼眼科技、華為等國內公司都已紛紛布局4D成像雷達解決方案。隨著飛凡R7、長安深藍SL03等搭載車型量產上市,4D毫米波雷達市場變得格外火熱。
在楚詠焱看來,由于海內外玩家進入4D成像雷達領域的時間并沒有拉開差距,因而這個市場也正迎來國產替代的空間。目前楚航4D毫米波雷達已經通過驗收,并進入裝車測試階段。更為重要的是,國內電動車市場的“內卷”已然成為供應商產品與技術迭代能力的“試煉石”。
從國內造車新勢力的產品迭代來看,一年一小代,三年一大代,速度幾乎趕上智能手機的創新周期。這對供應商而言,無疑研發壓力倍增。好的方面是,如果跟上車企節奏,市場競爭力也將隨之提升。但不論迭代的快與否,其實都是一把“雙刃劍”。
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“國內市場很多友商都處于一個用價換量的需求增長的階段,不太看重利潤。當整個行業的友商都不重視利潤的時候,行業的平均利潤就會下降。”
相比之下,海外市場電動化轉型和產品迭代的速度都相對較慢,以至于新的供應商要想進入這個市場并不容易。不過從另外一個角度說,如果把產品做好,通常就會獲得穩定的利潤回報。也因此,楚航的目標是先拿下國內市場1/3左右的份額,然后再進一步開拓海外市場。
寫在最后
智能汽車算力“軍備競賽”已經開始,與其說是自動駕駛SoC的獨角戲,不如說這歸根究底是關于機器感知、規劃與決策能力的較量。據Canalys預測,ADAS功能的裝車率將從2025年的30%增加到2030年的50%。而這里面,毫米波雷達市場的角逐會愈發激烈。
行至中局,逐浪淘沙,如何在這個市場上繼續奔跑,甚至實現超越是每個毫米波雷達廠商都需要思考的問題。楚詠焱表示,雷達首先要做到天衣無縫,然后才能是天下無敵。楚航選擇的不是長板,而是短板,因為只有先把短板補齊,才能突出長板的優勢。包括下一代雷達將采用定制開發的芯片,也有這方面的考量。
隨著第六代雷達技術浪潮到來,誰是裸泳者,誰又將成為引領者,市場將給出新的答案。
來源:蓋世汽車
作者:徐珊珊
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