毫米波雷达攻“芯”为上，行业巨头挑战传统供应链合作模式

整车电子架构的革命，驱动汽车制造商与芯片供应商重新构建新的直接合作关系，部分车企甚至直接参与芯片的定制开发；而下一代传感器的革命，同样在重构产业链关系。

近日，全球最大的汽车零部件制造商，同时也是全球主要的汽车毫米波雷达供应商博世公司宣布，将在爱尔兰·利默里克建立一个全新的汽车研发中心，专注于开发汽车半导体以及汽车电子产品。

“未来几年，汽车行业对半导体的需求不断增加。”博世表示，该中心的第一阶段开发计划将包括用于高级驾驶员辅助系统的77GHz雷达芯片，以及用于自动驾驶的雷达技术。这意味着，对于智能驾驶相关传感器，传统外资巨头正在加大资源投入。

目前，传统毫米波雷达已经处于市场需求的爆发增长期，高工智能汽车研究院监测数据显示，今年1-6月国内新车前装标配前向雷达为320.72万颗，同比上年同期增长54.99%。同时，以森思泰克为代表的国产雷达供应商已经突围前装量产。

高工智能汽车研究院此前发布报告称，预计到2025年中国整体车载毫米波雷达市场规模将超过130亿元，年均复合增长率为20.53%。而背后，则是国产与外资的市场争夺战。

一方面，传统辅助驾驶系统的雷达市场争夺，已经进入价格比拼阶段。提升性能、降低成本成为市场主旋律。另一方面，面向高阶自动驾驶的成像雷达市场已经开始进入量产周期。

一、

天线设计，收发器件和软件算法，是目前突破这些瓶颈的关键三大路径，过去几年，也有不少初创公司在上述领域进行技术突破，比如超材料的天线阵列，重新设计研发的高集成度雷达芯片，还有处理算法上的创新。

其中，芯片是毫米波雷达下一步技术升级的核心之一。

三年前，成像雷达初创公司Arbe Robotics宣布，基于格芯的22FDX工艺用于其成像雷达解决方案，实现雷达角分辨率提升至1度，同时芯片组集成了多颗芯片实现更多的发送和接收通道数量，并允许更好地与Arbe的专有处理器集成。

以色列公司Vayyar也推出了自主研发的第一款汽车级RoC（Radar on chip），搭载48个收发天线+数字信号处理器(DSP)+实时信号处理微控制器单元(MCU)。

这款雷达方案的成本，和目前市场上主流的3发4收毫米波雷达相当，但提供了更高的分辨率和更宽视场角，此外还可以支持实现软件OTA更新。

同时，传统雷达芯片龙头企业NXP也在此前推出了一套全新的雷达传感器芯片组解决方案，基于全新的S32R45/S32R294两款雷达处理器和TEF82xx收发器，实现成像雷达的识别和分类能力。

不过，考虑到这些传统芯片巨头越来越多的倾向于提供市场标准方案，以帮助更多的雷达厂商实现产品的商业化落地，作为博世为代表的厂商，需要重新考虑差异化竞争策略。

就在今年3月，博世宣布与芯片晶圆代工厂GlobalFoundries（格芯）合作开发用于自动驾驶功能的雷达芯片的协议，其位于德国工厂将开始投产高频雷达芯片。

从目前已经披露的信息显示，博世将采用格芯的22FDX射频解决方案，工作频率比前几代雷达（此前芯片供应商为英飞凌）更高，帮助探测更远的目标，同时比目前主流的低频雷达芯片具有更高的准确性。

此举也是博世为了应对未来持续增长的毫米波雷达市场以及对更高性能要求需求做出了战略部署，这意味着，一直采用第三方芯片的传统雷达厂商开始寻求改变，以通过定制芯片的方式，实现产品竞争的差异化。

“可靠的雷达和ADAS系统对于汽车制造商来说至关重要。”博世集成电路部门高级副总裁Oliver Wolst表示，“我们全面对比了现有的半导体解决方案，结果证明，这套射频解决方案是最具吸引力和最适合下一代汽车雷达的平台。”

按照计划，博世首款基于新方案的雷达SoC将于今年下半年交付，用于新一代汽车雷达的进一步测试验证。“技术的升级，意味着传统雷达制造商希望从芯片设计开始自主掌控个性化方案开发。”

此外，该公司还有高性能SiGe BiCMOS (SiGe HP)解决方案，基于130nm或90nm制程工艺，优化的VCO相位噪声和更高的PA输出功率和SiGe HBTs的效率，适用于远程、超高性能77GHz成像雷达。

对于下一代雷达技术，有行业人士指出，博世新的方案类似于5G毫米波雷达技术，同时作为传统Tier1，博世做出了行业表率，就是“打破”传统供应链层级关系，将硬件设计方案直接交给晶圆代工厂。

过去几十年，因为大多数雷达制造商都是采用相似的芯片方案，无法实现真正的产品方案差异化。如今，唯一的方法就是拥有自己独特的技术和核心知识产权(IP)。

借助格芯的晶圆级定制化解决方案，博世将正式进入下一代高精度雷达技术的竞争赛道，并且极大改善现有传统雷达无法识别静态物体的缺陷。

此外，下一代4D成像雷达的快速市场导入，还有更重要的原因来自于ADAS功能向高级别自动驾驶技术迭代的成本考量，比如整车360度精准感知，从而实现与激光雷达方案相互替代的可能。

二、

和博世类似，在下一代毫米波雷达产品上，此前以视觉技术见长的Mobileye也宣布将自主研发基于自主芯片+软件定义的毫米波雷达。

“仅仅是基于通用SoC还不足以高效处理点云。软件定义必须支持更大的灵活性，这需要复杂、专有的算法以及专用的SoC。”Mobileye创始人直指现有产业链痛点。

比如，在点云密度增加的情况下，4D成像雷达如何增加检测的成功概率，减少回声的噪音，并实现远处信号反射较弱物体的检测，并且还需要解决多信号的干扰问题。

同时，4D雷达输出点云信息，意味着，传统的计算机视觉技术可以进行快速平移，进而解决物体识别和分类的问题，这是最为关键的一步。

此外，在与视觉原始数据融合方面，4D点云毫米波雷达具备天然优势，每秒可以产生几万立体点云。这样摄像头可以像和激光点云融合一样，和毫米波点云原始数据融合。

按照Mobileye的计划，未来将向汽车制造商提供完整的L4/L5级自动驾驶全套感知硬件解决方案，同时向系统解决方案商提供单一的硬件，包括激光雷达、毫米波雷达。

目前，全球毫米波雷达技术的升级有几种不同的路线方向：第一种是用现有标准通用芯片，比如英飞凌、TI、NXP等芯片，然后用独特的算法软件和独特的天线设计实现，这种路线，相对来说供应链更为成熟。

第二种做法是类似Arbe、Vayaar、Unhder的做法，将多发多收的天线放在一个芯片中，主打自研芯片模组；第三种做法是用超材料，如MetaWave、EchoDyne的做法。这种技术路线相对来说，短期内商业化难度最大。

雷达芯片的变革，意味着智能检测算法、后处理和SLAM(同步定位和映射)集成到芯片成为可能。基于AI的后处理和SLAM可以用来识别和跟踪对象，区分动态对象和其周围环境，预测多个对象的轨迹，并与摄像头和其他传感器系统进行融合。

此外，在性能增强的同时，保持功耗不会大幅度增加。

比如，Arbe的基带处理芯片集成了雷达处理单元(RPU)架构和嵌入式雷达信号处理算法，可以实时转换大量原始数据，同时保持低硅功耗。芯片的设计提供了小于4w的功耗，而市面上主流芯片的功耗通常在10到20w左右。

而在Mobileye创始人看来，“毫米波雷达革命还有很长的路要走，最终可能会成为一个独立的感知系统。不管如何降低激光雷达的成本，毫米波雷达的成本要低10倍。”

为此，Mobileye的应对策略是提高分辨率和提高检测准确率。

提高分辨率是一个硬件问题。Mobileye将首先推出12发×16收的芯片组，同时正在研发48发x48收的下一代产品。增加检测准确率则是一个软件问题，通过对现有雷达扫描模式的升级，实现类似激光雷达的物体准确感知。

而硬件的背后，则是Mobileye母公司英特尔的晶圆级代工制造能力、CPU、GPU、DSP以及FPGA等多条芯片产品线的支持。

在高工智能汽车研究院看来，未来几年，毫米波雷达市场竞争态势将极其复杂。进口的国产替代、市场高中低端的分化、上下游的垂直整合以及PCB板上的芯片集成化，都是竞争变数。