國產(chǎn)高頻段毫米波雷達的遵規(guī)和思變

高頻段的毫米波雷達具備更高的性能、更寬的帶寬、更好的分辨率，因此很多業(yè)者都作出了這樣的預(yù)測：在汽車領(lǐng)域，77/79GHz 毫米波雷達將取代 24GHz 毫米波雷達。然而，在這一期的《與非觀察室》中我們聽到了一些“弦外之音”，77/79GHz 毫米雷達在強勁性能外表下也有諸多短板：傳輸損耗大、芯片昂貴、易被干擾……

“有些國產(chǎn) 77GHz 雷達的良率連 10%都不到”

大部分和車用毫米波雷達相關(guān)的帖子或者文章都會自然而然地去討論 24GHz 和 77/79GHz 的未來發(fā)展，爭辯過程中相當(dāng)一部分人認(rèn)為 77/79GHz 的替代勢頭不可阻擋，理由大致為如下幾點：

77/79GHz 同時滿足高傳輸功率和寬工作帶寬，可以同時做到長距離探測和高距離分辨率；

77/79GHz 在物體分辨率、測速和測距精確度方面相較于 24GHz 有明顯優(yōu)勢；

77/79GHz 雷達天線長度僅為 24GHz 的三分之一，讓雷達尺寸有效下降；

77/79GHz 雷達的天線比 24GHz 雷達多很多，因此只需要在汽車關(guān)鍵偵測點位上安裝極少的數(shù)量就可以達到很好的效果。

實際應(yīng)用中，77/79GHz 雷達的速度分辨率和精度是 24GHz 雷達的 3 倍

除此之外，由于歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)和聯(lián)邦通信委員會(FCC)對 24GHz 頻段中 UWB 頻段的限制，2022 年 1 月 1 日以后，UWB 頻段將無法在歐洲和美國使用，只有窄帶 ISM 頻段可以長期使用。因此，業(yè)者也認(rèn)為 24GHz 頻段缺少帶寬。

本期《與非觀察室》，筆者也將這個問題拋給了蘇州聞頌智能科技有限公司（以下簡稱：聞頌）總經(jīng)理劉洪剛。他認(rèn)為，77/79GHz 雷達要實現(xiàn)大規(guī)模商用至少還需要 2-3 年的時間。

聞頌總經(jīng)理劉洪剛

為此，他羅列了目前 77/79GHz 頻段毫米波雷達自身待解的一些問題。

首先是市場滲透率的問題。“以目前全球每年 6000 萬汽車毫米波雷達的出貨量計算，結(jié)合一臺車一部 77/79GHz 頻段毫米波雷達，兩部 24GHz 毫米波雷達的比例，那么全球 77/79GHz 頻段毫米波雷達一年的出貨量差不多 2000 萬臺，且全球滲透率不到 20%?！?劉洪剛講到。

聚焦本土市場，他認(rèn)為 77/79GHz 頻段毫米波雷達反映出來的問題更是遠(yuǎn)不如大部分從業(yè)者講的那么樂觀。

他表示，首先國內(nèi) 77GHz 毫米波雷達的滲透率實際上連 5%都不到。目前，77GHz 頻段毫米波雷達主要應(yīng)用于 30 萬以上的高端車型，而高端車型相對而言數(shù)量就不太多。同時，77GHz 毫米波雷達對于整車廠的要求也很高，但國內(nèi)很多整機廠都不具備這樣的能力，因此需要等待汽車整機廠跟上毫米波雷達廠商的步伐。

其次國內(nèi) 77GHz 毫米波雷達產(chǎn)業(yè)鏈還比較薄弱，目前在全球范圍內(nèi) 77GHz 毫米波雷達芯片并沒有穩(wěn)定的供應(yīng)體系。由于 NXP 和博世的雷達芯片并不外賣，因此國內(nèi)新晉的初創(chuàng)企業(yè)和有一定基礎(chǔ)的 Tier 1 玩家都是用 TI 的芯片，這導(dǎo)致國內(nèi) 77GHz 毫米波雷達的同質(zhì)化競爭非常嚴(yán)重。還有 PCB 板供應(yīng)的問題，77GHz 毫米波雷達所用的 PCB 板目前國內(nèi)還沒有穩(wěn)定的產(chǎn)品可以供應(yīng)，只能采購像羅杰斯這樣一線品牌的產(chǎn)品，不僅價格高且供應(yīng)量上面也有一定的限制。

第三是授權(quán)頻段問題。目前國家工信部授權(quán)的頻段只有 76-77GHz，在角雷達領(lǐng)域有重要應(yīng)用的 77-81GHz 在國內(nèi)是沒有授權(quán)的，這極大地限制了 77GHz 毫米波雷達的應(yīng)用場景。在沒有國家授權(quán)的情況下，原則上是不能將 77GHz 毫米波雷達裝到整機車上。

上述劉洪剛提到的這些問題最終都反饋在產(chǎn)品供應(yīng)上，他舉了一個例子，“我曾經(jīng)了解過一個初創(chuàng)企業(yè)做 77GHz 毫米波雷達產(chǎn)品，他們產(chǎn)品的良率連 10%都達不到，只有個位數(shù)的百分比?！?/p>

在筆者準(zhǔn)備這期訪談的時候，前期也做了一些調(diào)研，從產(chǎn)業(yè)上下游反饋出的信息來看，24GHz 和 77/79GHz 毫米波雷達在實際應(yīng)用中算是各司其職。24GHz 毫米波雷達一般安裝在汽車側(cè)面和尾部，運用于盲區(qū)防撞報警（BSD）、變道輔助（LCA）、開門輔助、倒車防撞報警為主；而 77/79GHz 毫米波雷達可安裝在汽車前方或側(cè)方，一般用于前防撞預(yù)警、自動巡航（ACC）、智能制動（AEBS）、橫向來車預(yù)警。

從業(yè)者還反饋了一個觀點，那就是現(xiàn)階段 24GHz 毫米波雷達要比 77GHz 毫米波雷達在安裝和調(diào)試方面更容易且成熟，這個觀點在劉洪剛的回答中得到了印證。

“24GHz 雷達目前在汽車的輔助雷達、角雷達這塊已經(jīng)使用得非常成熟，管理規(guī)范各個方面都已經(jīng)是形成了自己的體系，前期有很多的實驗數(shù)據(jù)可以參考?！彼v到。

那么在實際的應(yīng)用過程中，24GHz 毫米波雷達是否有一些特性是 77/79GHz 毫米波雷達不可替代的呢？

“24GHz 頻段毫米波雷達主要安裝在整機車的后保險杠位置，大家都知道汽車的外殼為了增加美觀，在烤漆中放入了很多金屬顆粒，當(dāng)你選擇用 79GHz 雷達作為角雷達時，這些金屬顆粒將對 79GHz 雷達產(chǎn)生很強的散射，對其探測的靈敏度產(chǎn)生影響，形成一些虛警誤報?！?劉洪剛在回答中說：“而且根據(jù)我們自己的使用經(jīng)驗來看，24GHz 毫米波雷達其實在抗雨雪天氣方面會比 79GHz 毫米波雷達有更好的穩(wěn)定性?！?/p>

“我個人認(rèn)為 24GHz 雷達跟 77/79GHz 雷達在未來很長時間之內(nèi)都應(yīng)該是共存狀態(tài)?！边@句話是筆者和劉洪剛交流過程中后者給出的結(jié)論性觀點。

“只有設(shè)計能力，沒有制造能力，大的整機廠不會采用你的產(chǎn)品”

實則無論是 24GHz 頻段的毫米波雷達，還是 77/79GHz 頻段的毫米波雷達，本土參與者基本都是初創(chuàng)企業(yè)，即便是本土汽車 Tier 1 創(chuàng)立的相關(guān)業(yè)務(wù)部門或者子公司，其歷史相較于國際廠商同樣是短暫的。

但即便都是新晉玩家，海歸派、學(xué)院派還有實業(yè)轉(zhuǎn)型派創(chuàng)立的初創(chuàng)企業(yè)和本土汽車 Tier 1 創(chuàng)立的業(yè)務(wù)單元之間還是有很大的差異性，這也造就了各自之間不一樣的發(fā)展前程。

劉洪剛這樣點評傳統(tǒng) tier 1 廠商在毫米波雷達領(lǐng)域的競爭力，“他們熟悉汽車產(chǎn)業(yè)鏈，有很好的的渠道資源。但是這些廠商的研發(fā)能力，特別是毫米波領(lǐng)域的研發(fā)能力比較薄弱。他們中的一些玩家選擇整體購買國外的方案，但也面臨著與客戶磨合過程中的二次開發(fā)問題，因此進展有快有慢，很多都不盡如人意?！?/p>

談到本土初創(chuàng)的毫米波雷達企業(yè)，他表示：“初創(chuàng)企業(yè)的創(chuàng)始人以前大都在這個領(lǐng)域從事相關(guān)的研發(fā)工作，他們的研發(fā)推進速度比較快，且船小好調(diào)頭。但是初創(chuàng)企業(yè)由于會有資金方面的瓶頸，車規(guī)級認(rèn)證和整機廠驗廠等行業(yè)特殊要求會讓很多這類玩家在量產(chǎn)環(huán)節(jié)掉鏈子。”

縱觀整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，別說是初創(chuàng)企業(yè)，即便是已經(jīng)具有規(guī)模的成熟企業(yè)在晶圓代工產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達的今天都是選擇 Fabless 的模式，輕資產(chǎn)、風(fēng)險低。然而，筆者發(fā)現(xiàn)聞頌是一家采用 IDM 模式的毫米波雷達廠商。

劉洪剛解釋了此中的原因，“全球毫米波雷達每年出貨量在 6-7 千萬個的情況下，中國市場基本只在 2-3 百萬個量級，在代工廠方面就相當(dāng)于一個千個或者萬個的投產(chǎn)量，這是一個非常小的訂單。同時，你并不知道是誰在操作你的產(chǎn)品，很難保證批次和批次之間的一致性。這些都將影響到毫米波雷達產(chǎn)品的穩(wěn)定性?！?/p>

“整機廠要做的一件事情就是驗廠，我們是在后端客戶的要求下建立了自己的生產(chǎn)線。如果你僅有設(shè)計能力而沒有制造能力，大的整機廠是不會采用你的產(chǎn)品的，這是一個行業(yè)的現(xiàn)實?！彼M一步解釋到。

當(dāng)然，要打造一顆車規(guī)級毫米波雷達僅僅做到這些還不夠，作為 IDM 廠商能夠從頭到尾把控產(chǎn)品的質(zhì)量，但是車規(guī)級的嚴(yán)要求還是讓本土企業(yè)在量產(chǎn)過程中充滿了“辛酸苦辣”?！按蠹叶颊J(rèn)為量產(chǎn) 24GHz 頻段毫米波雷達要相對容易一些，但對于一個高規(guī)格的產(chǎn)品來說不會有太容易的事情，需要經(jīng)過嚴(yán)格的產(chǎn)品篩選和可靠性檢測。” 劉洪剛說到。

聞頌 WAD24 系列產(chǎn)品

他指出一旦產(chǎn)品能夠滿足車規(guī)級認(rèn)證和整機廠的個性化要求，國產(chǎn) 24GHz 頻段毫米波雷達和國際廠商的產(chǎn)品比有兩點優(yōu)勢：

我們離客戶更近，可以進行貼身式服務(wù)，有更快的技術(shù)支持響應(yīng)速度，以及提供更好的客戶培訓(xùn)；

國產(chǎn)毫米波雷達的性價比更高，價格方面基本可以是國際廠商產(chǎn)品價格的一半。

應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品形勢的雙重創(chuàng)新

當(dāng)前，ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）和自動駕駛在汽車產(chǎn)業(yè)勢頭旺盛，在一些高端車型 ADAS 已經(jīng)成為標(biāo)配。這要求汽車在行駛過程中能夠隨時來感應(yīng)周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤，并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)的運算與分析。在這樣的大背景下，傳感器融合是一個明確的方向，比如雷達和視頻的融合。

劉洪剛對此說：“目前視頻攝像頭的成本已經(jīng)很低，毫米波雷達的成本倒是相對來說高一些。由于像素分辨率比較低，目前毫米波雷達還只能做到點狀成像，毫米波雷達成像會是未來一個重要的趨勢?！?/p>

“先從單個波束或者多個波束的點狀成像開始做，未來實現(xiàn)相控陣的掃描成像，然后就可以將視頻和成像進行疊加。那么就可以在視頻圖像識別物體的基礎(chǔ)上，賦予這個物體距離和速度的信息，讓這個物體更具有立體感。因此，成像雷達傳感器和光學(xué)傳感器融合將打造一個更智能化的感知傳感器。不僅應(yīng)用于自動駕駛領(lǐng)域，在智能安防、智慧社區(qū)等領(lǐng)域也有重要應(yīng)用?！彼M一步講到。

很多時候，我們探討毫米波雷達的時候都自然而然地將應(yīng)用領(lǐng)域框定在汽車領(lǐng)域，實際上毫米波雷達的應(yīng)用范圍并非這么局限。毫米波雷達測距原理跟普通雷達一樣，把雷達波發(fā)出去，然后接收回波，通過發(fā)送和接收雷達波的參數(shù)來計算目標(biāo)的各個參數(shù)。這樣的特性在非汽車領(lǐng)域同樣適用。

“根據(jù)雷達的角分辨率來判斷方向，可以做一些行人或者車輛的運動感知、探測，這驗證出很多新的應(yīng)用場景，包括無人機，以及聞頌正在做的道閘雷達。非汽車領(lǐng)域?qū)τ诤撩撞ɡ走_的要求同樣非常高，智能安防領(lǐng)域的客戶要求雷達的故障類要非常低，而消費領(lǐng)域的客戶則要求要有極低的功耗。目前聞頌在做這方面的創(chuàng)新工作，并得到了很多客戶的認(rèn)可?！?劉洪剛最后說。

審核編輯 黃昊宇