作為RFCMOS 77GHz汽車雷達感測器領域的領先廠商,恩智浦半導體(NXP)日前宣佈與南京隼眼(Hawkeye)電子科技簽署投資與戰略合作協定,以擴大其在中國汽車雷達市場的份額。

20190426NT61P1 恩智浦與隼眼科技簽署投資與戰略合作協定。

生態開發模式重塑汽車產業價值鏈

該協議的財務條款沒有被透露。但雙方承諾將改變傳統的商業模式,轉而尋求以技術服務為主的生態開發模式,為客戶提供基於恩智浦雷達產品的參考設計解決方案,以及系統級技術支援與服務。具體包括:為中國Tier 1使用者提供車載毫米波雷達系統的設計和模擬驗證,以及天線和射頻電子的設計;在時間週期有限的情況下,為Tier 1用戶完成設計、驗證、評價的全套服務,甚至可以開放後端處理軟體等。

「這個模式在歐洲、美國和日本,在整個汽車的電子產業其實非常成熟,但是在中國不算成熟。」隼眼科技執行長施雪松希望此舉能夠將恩智浦、隼眼科技、Tier 1和車廠四方集合,以協助中國本土企業應對複雜多變的技術挑戰,加速中國汽車雷達和自動駕駛市場的蓬勃發展。

依附東南大學毫米波國家重點實驗室,成立於2015年4月的隼眼科技專注於76~81GHz車載毫米波雷達技術在汽車主動安全駕駛資訊系統、汽車輔助自動駕駛系統中的研究、開發與應用。

東南大學毫米波國家重點實驗室則是中國在毫米波領域唯一的國家級重點實驗室,代表中國在該領域的最高科研水準。4年前,隼眼科技與其合作建立「東南大學隼眼汽車電子聯合研究中心」,在毫米波多體制雷達成像、毫米波新型天線陣列和毫米波新型電路結構等方面積累了大量優秀的工程人才和豐富的產品經驗。

毫米波是一項非常難的技術。但透過合作,隼眼科技能夠把毫米波國家重點實驗室兩項最新的技術成果應用到解決方案中:一是中遠距一體化雷達天線技術,能夠將雷達感測器角解析度提升1倍;二是基片整合波導(SIW)天線技術,能夠大幅拓展雷達視野(FOV),降低輻射功耗。

20190426NT61P2 東南大學毫米波國家重點實驗室先進設計理念實例。

「雷達人才不是從樹上長出來的,他們都是非常稀缺的資源,在全球來說都是這樣。所以如果要做全球創新的話,就不能光從歐洲或者美國的角度來做,必須要有最優秀的中國人才參與,否則生態系統就太狹隘,太緩慢了!」恩智浦全球資深副總裁兼技術長Lars Reger強調。

走出迷宮

Reger在接受媒體採訪時表示,汽車供應鏈傳統的逐級分化模式已經不能滿足今天汽車產業對創新的需求,造車新勢力的大量湧現和自動駕駛技術的快速發展,都需要一種更為靈活和高效的方式,這是雙方合作的契機。

「汽車產業最近發生了很大的改變,無論是中國還是美國,都有大量的初創公司湧入。」Reger認為這些公司有雄厚的資金支援,但在技術和經驗方面比較匱乏,恩智浦很希望能夠為他們提供參考設計並進行定制化開發。但上百家Tier 1和車廠對恩智浦來說宛如「迷宮」,所以非常需要在某一領域經驗豐富的本土公司充當橋樑,幫助其快速完成設計,恩智浦與隼眼科技的合作即為代表。

而在恩智浦大中華區汽車電子業務總經理劉芳看來,對於中國車市來講,傳統上主機廠的新技術都是來自於全球主流的Tier 1,比如博世(Bosch)。但是這幾年主機廠的要求,尤其是對於電子元件的要求在不斷增長,而這些要求又恰恰是一些全球大型Tier 1無法針對中國市場靈活定制的,這在一定程度上為中國主機廠的發展製造了障礙。其次,由於技術和智慧財產權的保護,也在一定程度上影響了中國主機廠快速走向國際市場。

她指出,中國在毫米波領域的基礎研究水準其實並不亞於國際先進水準,但很多企業和高校缺乏產業化能力,借助這樣一個產業平台,中國本地Tier 1有可能縮小與國際Tier 1之間差距。

據施雪松透露,目前,隼眼科技已經開始基於NXP的參考設計平台與OEM和國際及本地Tier 1 客戶展開合作,這些產品中的一部分預計在今年內可實現量產,而針對拐角和盲區的雷達產品則會在明年進到量產。

成像雷達會取代光達(Lidar)嗎?

IHS Markit的資料顯示,作為自動駕駛領域增長最快的部分,2020年,多達50%的新車將使用雷達技術;到2023年,中國可望成為全球最大的汽車雷達市場,其40%的成長速度將是全球市場的2倍以上,本土車廠的採用意願極為強烈。其中,中國新車評價規程(C-NCAP)的驅動效應更為明顯,該規程要求在汽車安全相關的應用中加大雷達的普及和創新,如盲點檢測、自動緊急剎車、前後交叉交通檢測和精確環境映射等。

20190426NT61P3 車載雷達成為自動駕駛領域增長最快的部分。

Reger認為,在當前的車輛中,半導體元件價格平均在400美元左右,但在未來的10~15年內,這一數字將會上升至1,200美元。其中,400美元將完全用於自動駕駛。如果繼續細分這400美元,約1/4用於車輛人工智慧技術,剩餘的3/4將全部用於包括雷達在內的感測技術,這絕對是一個不容錯過的龐大市場。

下圖展示了在自動駕駛從1級到5級的演進過程中,車內感測系統如何升級。不難看出,在1~2級自動駕駛階段,通常需要1~3個雷達系統和1個輔助攝影鏡頭;在3級自動駕駛中,至少需要4~6個雷達和4個以上的輔助攝影鏡頭;而到了4~5級階段,則需要6~10個雷達系統、6~8個輔助攝影鏡頭和1~3個光達(Lidar)。

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當前圍繞自動駕駛發展的主要有光達、攝影鏡頭和雷達三項技術。受限於解析度和畫素,攝影鏡頭和雷達都還存在或多或少的問題,但Reger說,如果具備更高解析度的「成像雷達(Imaging Radar)」能夠儘快量產,那麼昂貴的光達就可以從整個模組中去掉,而>350GFlops的成像雷達正是NXP投資的重點之一。

20190426NT61P5 成像雷達可望成為驅動L3~L5自動駕駛的關鍵技術。

的確,儘管雷達具備測速、測距、測角、全天候工作的能力,但缺乏足夠的解析度一直是其面臨的最大挑戰,新的成像雷達一直試圖透過各種方法來控制輸出或輸入來解決這個問題,希望最終呈現出具備寬視野、長範圍的外部環境影像。業內人士認為,具備4D(距離、仰角、方位角、速度)或5D(前4種,再加上直接從雷達資料中進行目標分類)功能的成像雷達在定位應用等方面,非常有希望取代光達。

Yole Développement在2018年秋季的一份雷達報告中寫到,以Metawave和Uhnder為代表的一些創新型初創公司正在採取顛覆性技術來滿足高解析度感測器的要求,例如「採用超薄可操縱光束和人工智慧引擎進行深度學習,或為高解析度成像雷達採用前所未有的高通道數。」

不過,「未來的技術發展並非幾種方向擇其一這麼簡單。」劉芳的看法是,一方面,無論從自動駕駛還是輔助駕駛的角度來看,視覺和雷達的多感測功能在很長一段時間內都會共存,成像雷達的發展仍處於早期,談取代尚為時過早,一切都還是未知數。另一方面,由於中國攝影鏡頭技術的發展水準遠超國外,因此,越來越多的中國ADAS廠商會採用毫米波雷達結合攝影鏡頭的技術,來實現自動駕駛L1、L2甚至部分L3的功能。

在此基礎之上,從高辨識度、高解析度、高精準度的成像雷達發展趨勢來看,一定程度上它可以作為光達目前高成本情況下對市場的補充。換言之,在某些L3、L4、L5的試驗場合下,可以採用成像雷達作為補充,無需採用達到64線高解析度的光達,而採用16線相對成本較低的光達方案,以達到近似效果,這也是一種平衡的考量。

本文為姊妹刊EE Times China原創文章