恩智浦4D成像雷达强势登场

5月4日，在上海参加了全球半导体巨头——恩智浦的“自动驾驶与雷达专题媒体沟通会”。

此次沟通会的主要内容是，恩智浦宣布与蔚来在4D成像雷达领域展开合作。

另外，我们还采 访了恩智浦半导体执行副总裁兼射频处理业务部总经理Torsten Lehmann，他为我们介绍了目前雷达的市场情况与发展趋势，以及恩智浦在雷达上的一些思考与布局。

1、恩智浦，汽车雷达第一品牌

根据调研机构Yole的最新数据，2020年的汽车雷达市场规模为12亿美元，2022年则提升至18亿美元，增幅高达50%。Yole预计，2025年汽车雷达市场将达到30亿美元。

而在汽车雷达市场上，目前77GHz雷达占据市场大头，到2025年市场份额占比将进一步扩大。

品牌市场份额方面，恩智浦锁定汽车2022年汽车雷达第一品牌。

Torsten Lehmann表示，在过去几年中恩智浦的市场份额一直在不断地攀升，成功的秘诀主要可以归结为两点：

第一，恩智浦为客户提供的是可扩展的系统解决方案；

第二，恩智浦拥有非常完整的雷达产品线。

汽车雷达市场的高速增长与自动驾驶市场的火热息息相关。

Torsten Lehmann表示，市场大多数的车辆是属于L1到L2的级别，原则上讲，大多数L1到L3级别的车辆都是乘用的私家车，这些车主对辅助驾驶的需求是越来越大的。

Torsten Lehmann表示，L4到L5即完全自动驾驶的阶段更多是满足“出行即服务”方面的一些应用，包括自动出租车，包括对于车队管理方面的技术应用等。

2020年，全球平均一辆车一颗雷达，Torsten Lehmann预测，到2024年，平均一辆车两颗雷达，2027年，三颗，越往后，大于等于5个……

雷达数量与自动驾驶等级基本呈正相关关系，Torsten Lehmann根据内外部调研，披露了一些数据：

L1：1-3个雷达，1-2个摄像头，0个激光雷达；

L2：3-5个雷达，2-4个摄像头，0个激光雷达；

L2+/L3：5+个雷达，6-8个摄像头，0-1个激光雷达；

L4-L5：6-10个雷达，6-8个摄像头，1-3个激光雷达。

预计到2030年，全球大概90%的车都会搭载不同等级的辅助与自动驾驶系统。份额方面，L1占据25%，L2/L3一共占据61%，L4/L5占据4%。

关于汽车雷达市场的驱动因素，Torsten Lehmann将之称为“三重附加因素”：

第一，越来越多的车会安装雷达，雷达的渗透率会进一步提高；

第二，每辆车上会有更多的雷达的节点，不仅包括前向的雷达还有360度的感知，比如角雷达等；

第三，随着逐渐发展到更高性能的成像雷达，每个雷达节点上的半导体更多。这其实是在做乘法，就是说更多的车乘以更多的雷达传感器乘以更多的半导体内容，也就是所谓的三重加速。

2、自动驾驶最重要的传感器——雷达

自动驾驶系统主要有三种传感器：摄像头、雷达与激光雷达。

目前业内对激光雷达的前景存在一些质疑，不过按照Torsten Lehmann的说法，激光雷达在未来仍然有着不错的前景。

Torsten Lehmann表示，不同的传感器受到环境的影响是不一样的，摄像头传感器能够很好地识别物体、图案、颜色，但它很容易受到天气的影响，比如说下雨、起雾或者是光线特别差、特别明亮的时候，摄像头可能就完全看不清楚了。

激光雷达也有类似的问题，会受到下雨和下雪的影响。

雷达传感器的功能是非常稳健的，无论是白天还是夜间，无论是什么样的天气，下雪、下雨还是起雾，它都能提供非常可靠的感知能力，周边的天气和光线对它的影响不是很大。

Torsten Lehmann认为，雷达传感器其实是最为根本、最为重要、最为稳健的一种传感的元器件。

Torsten Lehmann用一句比喻来形容雷达传感器的重要性，他说，“如果我们在下雪的晚间坐在一个驾驶中的车辆里，你一定是希望车里的传感器是雷达传感器。”

自动驾驶级别越高它的传感器的数量也越多，无论是雷达传感器、摄像头或者是激光雷达的数量都在随着级别的增长而不断地增加。

Torsten Lehmann认为，这样的传感技术的组合是相互补充的，确保车辆在任何的天气、光线下都可以安全驾驶，随时可以让自动驾驶的功能代替人为驾驶去行驶。

3、雷达的未来，4D成像

Torsten Lehmann表示，车载雷达其实有两个发展趋势，第一是雷达数量越来越多，第二是性能持续提升。

性能提升方面，在过去二十多年的雷达研究中，恩智浦做了很多努力与创新。

比如雷达的探测距离更远了，目前已经可以做到300到350米。

再比如更好地区分路面的物体，这包括小型的物体、弱势路面使用者，从而引发更多得用例，比如说泊车辅助，包括前方、后方、交通穿行的提示，包括变道的辅助，后方碰撞的预警系统等等很多新的用例。

Torsten Lehmann还表示，雷达过去只能探测比较大型的金属物件，这种情况下只能对距离和速度进行感知或者测量，但未来的雷达技术可以非常精准地实现4D对环境的映射，实现接近于激光雷达的分辨率，同时对周边的环境形成一个点云的阵图，因此对周边的环境有了非常清晰的感知。

从Torsten Lehmann的分析来看，4D成像雷达未来将实现激光雷达的部分功能。

再结合特斯拉“弃激光雷达，采用4D成像雷达”，可见4D成像雷达的未来前景。

4、4D成像雷达强势登场

从恩智浦的官方描述来看，成像雷达技术是将雷达的功能从测量距离和速度扩展到包括检测方向、到达角和水平高度。高分辨率点云增强了环境映射和场景理解，能够在测量物体速度的同时检测和分类超出人眼视线范围的物体，几乎不受天气或光照条件的影响。

恩智浦用具体场景来形容称，该技术使汽车能“看到”一辆摩托车靠近一辆大型送货卡车，或者一个孩子正进入停放的汽车之间，是提高道路安全、保护生命的关键。

恩智浦进一步表示，以雷达处理器和收发器芯片组相结合，通过高性能射频技术提供高效的雷达处理，实现L2+级和更高的自动驾驶服务。

关于采用恩智浦4D成像雷达，蔚来供应链发展助理副总裁潘昱表示：“蔚来致力于给用户超越期待的体验，我们认为智能驾驶体验是其中关键一项，也是企业必须发展的核心竞争力，相信蔚来携手恩智浦，将使我们向着提升驾驶员体验的目标更进一步。”

Torsten Lehmann 则表示，“蔚来采用恩智浦4D成像雷达技术，这显示了领先汽车制造商对这一技术差异化的性能和效率的认可。”

下面内容是对Torsten Lehmann的采 访问答，供大家参考：

媒体：单芯片毫米波雷达的难点是什么？是集成射频和ASIC？因为相对于其他公司来说，恩智浦推出单芯片的速度要慢一些。

Torsten Lehmann：回答您的第一个问题，如果我们要做单芯片的射频集成的话，因为芯片上面有处理器，我们要实现77GHz波段的话其实是很具有挑战的。因为要在芯片中布置天线，但我又要很好地控制干扰，因为在整个芯片中会有模拟前端，实现高性能的同时，其敏感性也非常高，处理器的噪声其实也非常大。那我们如何在芯片中更好地控制干扰？其实就像施了一个魔法才实现了这样单芯片的集成。对半导体行业来说，做这样一个集成也是颇具挑战的。

至于为什么是现在而不是更早时间推出单芯片，原因主要有两方面：

第一个是市场的需求。因为雷达芯片在其早期阶段时，我们看到市场相关的要求是一直在变化的，在这个变化的过程中已经经历了7代产品，对于输出、噪声、探测距离和发射器、接受器的数量，市场的需求一直是在变化的，并不处在一个非常稳定的状态中，所以我们在当时比较明智地选择把处理器和MMIC的芯片两部分分开，在这个过程中也有一些衍生的产品。所以第一个原因就是市场的成熟度和稳定性要求；第二个是技术方面的要求，我们认为对于单芯片的雷达芯片来说，需要选择最好以及最合适的技术节点。我们选择的是28纳米的节点，我们觉得这个其实是一个最好的、所谓的“甜区”，在性能、工艺和集成度上都是非常好的选择。其他友商可能还是选择比较老的制程节点，比如说40到45纳米，有一些可能还在使用硅褶的MMIC芯片，都是比较老的制程工艺。综上所述两个原因，所以我们才等到现在才推出这个单芯片。

媒体：我有两个问题，第一个问题是最初对雷达的担心是它的分辨率不高，但现在经过几年的发展，随着积淀的芯片越来越多，分辨率也显著地增强了。我想问一下在分辨率的问题解决之后，接下来会不会还有一些更值得我们去解决的新问题？如果有的话是什么？

Torsten Lehmann：是的，刚刚讲到的是分辨率的提高，它能实现不同的感知的任务。我们现在看到的另外一个挑战是除了分辨率，越来越多的厂商和OEM在其招标中对雷达系统、对物体的区分能力的要求也非常高。给大家举一个用例，比如在高速公路上，你的后方有一个卡车和一个摩托车，卡车是非常大的金属的车辆，所以对雷达发出的无线电波的反射能力是非常强的，而摩托车的体积非常小，所含的金属量也非常小，它反射的雷达的无线电波的能力非常弱的，这时候如何能很好地探测到远距离的这两个行驶速率不同的物体，如何对这两个物件进行区分，这其实是我们现在要去解决的一个挑战。好消息就是通过单芯片，通过提高分辨率和物件、物品区分的能力，以及能很好地解决这样一个挑战，可以实现非常长的探测距离，能够更好地区分不同的物体。

媒体：我还有一个问题，我们看到恩智浦的雷达涉及到角雷达、前向雷达和高端的4D成像雷达，那么是不是从行业演进来说，今后的高端4D成像雷达的工艺更趋向于在单芯片上集成更多的收发通道，对稍微低端一点的角雷达可能会更多地集成MPU的处理能力，不会选择单芯片，而是通过封装或者是其他的形式把它们连接在一起，这样是不是会形成比较明显的区分？

Torsten Lehmann：就是说在单芯片中可能有更高的集成度是吗？

媒体：就是在高端应用的时候可以通过单芯片来提升集成度，提升它的性能；如果相对低端一点的话就通过封装或者是增加一些MCU/MPU的处理能力来满足一系列相对中低端的需求？

Torsten Lehmann：是的，为了实现更好的性能我们需要非常强的处理能力。除了处理能力以外还有模块化包括编程的能力，例如MIMO的工艺、连接收发的通道等，未来可能还有一些调制方面的机制，这更多要取决于未来的发展并再做讨论，但整体而言我们不断探索和创新的过程是在持续进行的。现在其实已经有了单芯片的4D雷达，它的分辨率没有成像雷达那么高，未来我们可能在芯片中集成更多的通道，但现在看可能尚早。

媒体：我们的4D成像雷达以后在做感知和处理的时候有没有相应的软件解决方案给到车厂？怎么让这个感知更准确？处理起来更快？

Torsten Lehmann：不针对具体客户，我来宏观地回答一下这个问题。我们给车厂客户提供的支持包括硬件和软件，在硬件方面会提供硬件设计参考方面的支持，帮助客户去设计他们的天线、电源管理的芯片，包括网络方面的一些设计。在软件方面我们也提供了非常好的解决方案，刚刚讲到的Premium Radar SDK的开发、软件工具包以及相应的其他软件和算法的支持，帮助我们的客户去实现他们想要的探测距离、分辨率，在设计当中体现他们所要的功能，另外我们给客户也会提供一些基础的软件设计的工具包的支持。

还有一个非常重要的点就是我们在中国拥有强大的本土支持团队，在不同的区域有现场的工程师，他们可以直接服务于客户的需求。更值得一提的是，我们也和第三方的合作伙伴加强合作，在几年前恩智浦宣布投资了一家中国的雷达技术公司：南京隼眼科技，我们也是它的主要股东之一，这家公司有非常完整的雷达传感器技术的设计能力，他们可以为相应的客户提供雷达设计方面的支持，这些客户可能自身没有内部的设计团队或者不具备相应的能力，而隼眼可以为一级供应商和OEM提供设计的能力。

媒体：我有两个问题，第一个问题是关于成本的，现在智能驾驶车的量产过程中，车企会面临一系列的挑战，大家也在想方设法地降本，那么单芯片雷达和4D毫米波雷达现在的成本和未来的降本趋势大概会是什么样的状态？是否可与激光雷达做对比？

Torsten Lehmann：成本一直是大家非常关注的一个话题，成本和性能之间是有一个取舍的并且需要一个平衡，在不同的细分市场有着不同的关注点，比如对低端的市场来说可能是成本驱动的，对高端市场来说则是性能驱动，所以并没有一刀切的答案。

我们认为高端的4D成像雷达的未来前景是非常光明的，在某些应用中其表现优于激光雷达。恩智浦4D成像雷达是可以接近于激光雷达的性能，而成本要比它低；此外，往往激光雷达会有一些机械的元器件，会显得有些笨重，我们是不存在这样一些缺陷的。

我们还在系统层面有很多创新，这不仅仅是在芯片本身。传感器非常轻巧，体量非常小，能耗也很低，在天线架构的设计上有很多的巧思，在使用的原材料方面也能控制成本。我们在系统层面也有很多节约成本的创新举措，所以在单芯片雷达系统中，会有非常先进的天线、封装技术方面的提升，这也可以帮助我们在成本方面有更好发展。

媒体：我第二个问题是关于应用的，要应用4D毫米波雷达对于主机厂和供应商来说他们不同的技术门槛是什么？大家要获得什么样的Know-How，现在对4D毫米波雷达主要的要求是什么样的，跟现在比较流行的占用网络会有一些关系吗？

Torsten Lehmann：对于一级供应商或者是OEM，如果他们想要做自己内部的开发的话，可能是需要具备射频相应的专业知识。讲到77GHz的应用是有一定的挑战的，需要具备相关领域经验的人来做射频以及天线的设计。另外处理器这边也需要相关的能力或者是在微处理器方面和雷达相关的能力，而恩智浦也会提供相关的软件和算法支持；如果我们的客户需要自己内部进行开发的话，在这些领域也要有着非常深度的了解，比如信息处理算法和信号处理算法知识。如果不具备这样的专业能力和知识的话，我们也可以帮助对接在全球范围内的三方合作网络，我们在全球都有一些合作的机构包括在国内的隼眼科技，他们具备专业的、完整的雷达传感器的设计能力，可以帮助一级供应商以及OEM进行相关的雷达的设计，同时还有一些其他的合作伙伴可以帮助他们提供相应的支持。

媒体：我想问一下关于雷达与雷达之间的干扰，目前恩智浦是如何解决的，是通过天线阵列设计的改变，还是在算法角度对这种问题进行规避？

Torsten Lehmann：这个问题其实还挺复杂，恩智浦近期刚刚发布了一个关于如何解决干扰问题的白皮书。总的来说我们其实是有一整套设计和方法的，包括在硬件和算法方面都有投入，这也包括天线的设计，所以不仅仅是从一个角度，而是多方位去解决。

媒体：行业内目前提出了一种中央预控4D成像雷达，请问恩智浦在这方面有没有研究？

Torsten Lehmann：其实我们看到车辆的架构有很多的变化，也有越来越多的厂商现在有分区域或者是集中的系统。我们的雷达产品其实也有不同的版本，比如单芯片，有一个完整的版本是包含所有的处理的能力，同时我们还有一个版本，它的预处理能力相对有限，会有一些未处理或者基本接近原始数据的状态，传送给某一个集中的位置去进行集中处理，所以还是取决于汽车的架构。但是无论汽车是什么样的架构都是不影响恩智浦解决方案的应用的，不同架构都可以应用我们的解决方案，无论是在边缘进行充分的处理还是在集中的某一个位置做集中的处理都是可以支持的。

媒体：在L4级或者是L5级的自动驾驶终极方案里，激光雷达还是一个不可或缺的部分吗？摄像头加上4D成像雷达的一套解决方案，对摄像头加上激光雷达的这套解决方案，是不是可以实现终极的替代？

Torsten Lehmann：对高级别自动驾驶来说，我们并不认为成像雷达可以替代激光雷达，对L3、L4、L5级别的自动驾驶的车辆体系应该是有这三种不同的感知体系，或者有三种不同的传感器，要有雷达、摄像头、激光雷达，它们可以实现互相补充、冗余的功能从而确保最高的安全性。我刚刚也提到了雷达可能会蚕食一部分激光雷达的市场，这部分主要是针对L1到L2+这种体量较大、相对来说自动驾驶级别比较低的市场。在这部分的市场中，我们会有摄像头加雷达的组合，但是还是要取决于厂商的不同理念。

Torsten Lehmann：非常感谢各位媒体老师今天参加我们的会议，在互动环节中大家提了一些非常棒的问题，感谢大家对恩智浦领先的雷达技术的关注，我本人也非常高兴能再次回到中国跟各位见面。

想要强调的是，刚刚我介绍的所有的内容其实都是恩智浦自身关于雷达话题的讨论，它不涉及和特定车厂的合作内容。我刚刚讲到不同的厂商有不同的理念，自动驾驶级别更高的车型的话最好的选择是三种传感器都有。

最后，对我们来说中国市场始终是我们非常关注的核心市场之一，我们也长期深耕中国市场的发展，我们在本地有强大的团队，以及紧密合作的伙伴，致力于更好地服务一级供应商和OEM！