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    • 什么是毫米波雷達?
    • 毫米波雷達發(fā)展時間表
    • 毫米波雷達上下游產(chǎn)業(yè)鏈
    • 毫米波雷達芯片供應商分析
    • MMIC芯片
    • 信號處理芯片
    • 從測距工具到智能感知核心,毫米波雷達技術(shù)趨勢展望
    • 馬斯克看好,4D毫米波雷達或?qū)伺洌?/span>
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產(chǎn)研:誰在主導未來感知系統(tǒng)?毫米波雷達芯片產(chǎn)業(yè)鏈透視

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23小時前
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什么是毫米波雷達?

毫米波雷達是一種基于毫米波頻段(30-300 GHz,對應波長1-10 mm)實現(xiàn)目標探測、測距、測速和成像的傳感器技術(shù)。毫米波雷達的關(guān)鍵技術(shù)包括調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)、高增益天線陣列、小型化MMIC集成、高分辨率波束形成等。其工作原理為通過天線發(fā)射毫米波,接收反射回波后分析目標的距離、速度和方位信息。

毫米波雷達主要應用場景,來源:與非研究院

 

毫米波雷達具備高分辨率、抗干擾能力強、全天候工作等優(yōu)勢,已廣泛應用于軍事、汽車、無人機、工業(yè)、醫(yī)療、氣象等領域。在半導體、天線、算法等多環(huán)節(jié)的協(xié)同推動下,其將在智能交通、自動駕駛物聯(lián)網(wǎng)感知中發(fā)揮越來越核心的作用。

車載毫米波雷達按距離分主要以 SRR/MRR/LRR 三種為主,來源:瑞薩官網(wǎng)

 

按探測距離,毫米波雷達分為四類:

超短程雷達(USRR):≤15米,用于近距離泊車等;

短程雷達(SRR):≤50米,常用于泊車輔助、十字路口預警;

中程雷達(MRR):≤150米,用于盲區(qū)監(jiān)測(BSD)、變道輔助;

遠程雷達(LRR):≤250米,支持自適應巡航(ACC)、自動緊急制動(AEB)、車道偏離預警(LDW)等縱向安全功能。

 

由于SRR、MRR和LRR在近距離存在盲區(qū),常與超聲波雷達協(xié)同使用。USRR在功能上與超聲波雷達高度重合,并有替代趨勢。例如,下一代AK2超聲波雷達探測距離提升至7米,最小盲區(qū)僅10厘米,大幅提升近距離探測能力。

 

按安裝位置,毫米波雷達分為:

角雷達(多為SRR):位于車身兩側(cè)及后部,識別橫穿目標并實現(xiàn)BSD、變道輔助;

前雷達(常為MRR或LRR):安裝于前格柵或保險杠,主要執(zhí)行ACC、AEB等功能。

 

按工作頻段,毫米波雷達主要分為24GHz與77GHz兩類。77GHz憑借更高的測距、測速與測角精度,已成為主流方案。為釋放24GHz頻段用于電信、射電天文等領域,歐美監(jiān)管機構(gòu)如FCC、ETSI已于2022年起禁用24GHz寬帶汽車雷達。中國工信部亦自2022年起禁止生產(chǎn)和進口24.25-26.65GHz頻段的汽車雷達,僅保留24.05-24.25GHz窄帶產(chǎn)品,并規(guī)劃76-79GHz為汽車雷達系統(tǒng)專用頻段,進一步推動77GHz產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

車載毫米波雷達主要使用 4 個工作頻段:24GHz 和 77GHz,來源:瑞薩官網(wǎng)

 

毫米波雷達可實現(xiàn)測距、測速、水平與垂直角度測量,其關(guān)鍵性能包括:

測距能力:最遠探測距離、距離精度與分辨率;

測速能力:最大測速范圍、速度精度與分辨率;

角度能力:視場角、角度精度與分辨率。

這些能力主要受毫米波前端MMIC芯片影響。探測距離受限于ADC采樣率,而采樣率由芯片架構(gòu)決定;距離和速度精度則與系統(tǒng)信噪比相關(guān),后者受噪聲系數(shù)相位噪聲等芯片參數(shù)影響。

4D 毫米波雷達可實現(xiàn) ADAS 大部分功能,來源:Yole Développement

 

4D毫米波雷達在傳統(tǒng)距離、速度、角度之外增加高度維度,可輸出高分辨率點云和靜態(tài)物體識別能力,廣泛應用于高階自動駕駛感知系統(tǒng)。

4D毫米波雷達通過增加俯仰角維度,實現(xiàn)高精度三維成像及運動目標軌跡識別,有效克服傳統(tǒng)毫米波雷達的局限。其在AEB、FCW、ACC等ADAS功能中實用性顯著增強,已成為L2級ADAS向L3甚至L4/L5級自動駕駛演進的關(guān)鍵支撐。

近年來,毫米波雷達正拓展至智能家居(如手勢識別、兒童遺留檢測)、機器人導航(六維力矩傳感)、醫(yī)療診斷(如器官定位)等新興領域,展現(xiàn)出強大的跨行業(yè)融合潛力。

 

毫米波雷達發(fā)展時間表

 

毫米波雷達的發(fā)展歷程可追溯至20世紀40年代,最初主要應用于軍事領域。二戰(zhàn)期間,英國部署毫米波對空雷達,美國MIT輻射實驗室也對微波雷達系統(tǒng)作出基礎性貢獻。50年代起,毫米波雷達開始用于機場交通管制和船用導航,但受限于功率效率低、傳輸損耗大、器件不成熟,發(fā)展一度停滯。

70年代中期,雪崩二極管、磁控管等器件的突破提高了雷達性能,微波相控陣雷達實現(xiàn)了精確跟蹤。毫米波雷達被用于導彈制導、戰(zhàn)場監(jiān)視等。同期,德國博世等企業(yè)嘗試將毫米波雷達用于汽車防撞系統(tǒng),雖然未立即商用,卻奠定了技術(shù)基礎。

進入80年代,集成電路技術(shù)的發(fā)展推動毫米波雷達小型化和成本下降,歐洲推動智能交通計劃,加快車載雷達研發(fā)。90年代,24GHz毫米波雷達開始商用,應用于自適應巡航和碰撞預警系統(tǒng)。與此同時,毫米波雷達拓展至無人機、工業(yè)自動化、醫(yī)療成像、氣象監(jiān)測等領域。

2000年后,射頻芯片工藝進步加速了雷達的普及。鍺硅(SiGe)工藝使雷達成本下降,提升動態(tài)范圍和性能。2016年,德州儀器推出基于RFCMOS的77GHz毫米波雷達芯片,所有射頻元件集成在單顆MMIC上,進一步降低成本。此后,各大廠商紛紛轉(zhuǎn)向RFCMOS工藝,推動毫米波雷達走向“平民化”,也為4D毫米波雷達的上車提供可能。

在中國,毫米波雷達發(fā)展迅速。2013年24GHz毫米波雷達引入國內(nèi),國產(chǎn)廠商如經(jīng)緯恒潤、威孚高科等在4D雷達技術(shù)取得突破。國內(nèi)高校如南京信息工程大學、北京理工大學等在信號處理、成像算法方面推動產(chǎn)業(yè)鏈本地化。

毫米波雷達發(fā)展時間線,來源:與非研究院整理

 

近年來,隨著汽車智能化、ADAS系統(tǒng)與自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展,毫米波雷達芯片市場呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。根據(jù)Yole Développement數(shù)據(jù),2021年全球車載雷達市場規(guī)模為58億美元,預計到2027年增至128億美元,CAGR為14%。其中,增長的主要動力來自4D成像毫米波雷達和成像雷達,分別預計達到35億美元和43億美元,CAGR分別為48%和109%。

 

目前全球毫米波雷達芯片市場仍由海外巨頭主導,主要玩家包括英飛凌Infineon)、恩智浦NXP)、德州儀器(TI)、意法半導體(ST)等。根據(jù)2025年預測數(shù)據(jù),英飛凌與恩智浦合計市占率超過50%,TI與ADI分別占據(jù)約15%和10%的份額,構(gòu)成了技術(shù)壁壘極高的寡頭格局。

不過,部分海外初創(chuàng)企業(yè)如Uhnder、Arbe等也通過差異化技術(shù)(如數(shù)字編碼調(diào)制、多通道收發(fā)陣列)在高端市場實現(xiàn)突破,尤其是在4D成像雷達領域迅速崛起,展現(xiàn)出技術(shù)路徑多樣化的趨勢。

在中國市場,隨著國產(chǎn)替代戰(zhàn)略的推進,本土廠商快速崛起。2024年,國內(nèi)供應商在車載毫米波雷達市場的合計份額已達到13.3%。代表企業(yè)包括加特蘭微電子、矽杰微電子、岸達科技、隔空微電子等。其中,加特蘭推出全球首款基于CMOS工藝的77GHz雷達芯片,并獲得AEC-Q100車規(guī)認證,成功進入比亞迪、吉利等主機廠供應鏈;矽杰微電子則聚焦24GHz與60GHz芯片,在智能家居與安防監(jiān)控市場出貨領先。

毫米波雷達上下游產(chǎn)業(yè)鏈

一、上游:核心器件與算法壁壘高企

 

射頻前端芯片(MMIC)

MMIC是毫米波雷達的“心臟”,集成低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混頻器等關(guān)鍵模塊,具備低損耗、高動態(tài)范圍、強抗干擾等特性,是4D成像雷達的性能核心。當前全球市場主要由恩智浦、英飛凌、德州儀器等壟斷,市場占有率超過70%。

國產(chǎn)方面,加特蘭微、矽杰微等企業(yè)正在推進替代化,已實現(xiàn)部分國產(chǎn)化,但在工藝成熟度、良率控制等方面仍有差距。

隨著制造工藝演進,MMIC正由砷化鎵(GaAs)、鍺硅(SiGe)等化合物半導體工藝,逐步轉(zhuǎn)向硅基CMOS工藝。CMOS具備低成本、高集成度優(yōu)勢,可將射頻收發(fā)、信號處理等模塊整合于單芯片內(nèi),顯著提升性能并降低封裝復雜度。恩智浦已發(fā)布28nm CMOS毫米波芯片,較上一代45nm產(chǎn)品性能顯著提升。芯片制造本身也成為MMIC產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵壁壘。

 

高頻PCB與天線設計

毫米波信號對PCB及天線的傳輸性能要求極高,需選用低介電損耗材料如Rogers RO3003等,以確保信號完整性和抗干擾能力。國內(nèi)滬電股份、生益電子等廠商在高頻PCB領域已建立基礎,但高端基材仍依賴進口。天線設計需兼顧小型化、波束成形MIMO布局,技術(shù)難度高。

 

信號處理器與后端算法

DSP芯片約占整體成本20%,目前仍由海外廠商主導,如賽靈思、NXP。國內(nèi)企業(yè)則聚焦算法優(yōu)化,如多目標識別、動態(tài)抗干擾、弱信號檢測等,提升目標分類與場景理解能力。4D成像雷達中,“點云+速度場”融合處理正成為技術(shù)主流,依賴深度神經(jīng)網(wǎng)絡、機器學習等技術(shù)實現(xiàn)實時智能感知。

 

二、中游:封裝創(chuàng)新與國產(chǎn)化加速

模組封裝技術(shù)

模組封裝作為連接芯片與系統(tǒng)的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié),對雷達性能影響顯著。eWLB(晶圓級封裝)技術(shù)可降低射頻鏈路損耗,AiP(天線集成封裝)則實現(xiàn)雷達模組小型化、集成化趨勢。

加特蘭已全球首發(fā)毫米波AiP SoC方案,中國電科38所研發(fā)的77GHz模組則實現(xiàn)10路天線單封裝集成,探測距離達38.5米,處于全球領先水平,代表國內(nèi)企業(yè)在系統(tǒng)集成方面的快速突破。

 

整機制造廠商格局

國際市場仍由博世、大陸、安波福等Tier1巨頭主導,三者合計市占率超68%,在高精度前向雷達領域優(yōu)勢明顯。

國內(nèi)企業(yè)正在奮起直追:森思泰克以高性價比占據(jù)出貨領先地位,華為推出4D成像雷達并布局前裝市場,德賽西威、長光華芯等也逐步形成量產(chǎn)能力。整體來看,國內(nèi)廠商在精度、可靠性方面仍有追趕空間,但在中低端市場具備較強替代潛力。

 

三、下游:多場景應用快速拓展

 

汽車領域

毫米波雷達是ADAS及L2+/L3自動駕駛的核心傳感器,可實現(xiàn)自適應巡航、盲區(qū)檢測、變道輔助等功能。4D成像雷達支持縱向探測距離達300米以上,目標識別維度擴展至三維空間+速度,提高智能駕駛安全性。

無人機與安防

無人機雷達市場在軍用主導下成熟,近年來工業(yè)級與消費級增長迅速。2023年全球無人機雷達市場接近100億元,主要應用于低空避障、路徑規(guī)劃等。

安防監(jiān)控領域,中國2023年毫米波安防雷達市場規(guī)模達13.68億元,占整個安防雷達市場76%。其全天候、穿透性強的優(yōu)勢,使其在室外監(jiān)控、邊界防御等場景中逐漸替代紅外/視頻監(jiān)控方案。

智能家居與醫(yī)療健康

毫米波雷達在智能家居中的應用日益豐富,如手勢識別、跌倒檢測、呼吸心率監(jiān)測等非接觸式傳感場景。其在嬰兒看護、睡眠監(jiān)測、老年人看護等醫(yī)療健康場景中具有廣闊前景,未來或成為新一輪增長引擎。

毫米波雷達產(chǎn)業(yè)鏈總結(jié),來源:與非研究院

 

毫米波雷達芯片供應商分析

MMIC芯片

毫米波雷達MMIC芯片是毫米波雷達系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎器件,它通過半導體工藝在半絕緣襯底上集成多個射頻模塊,如LNA、PA、混頻器、VCO、調(diào)制器、檢波器等,實現(xiàn)毫米波信號的調(diào)制、發(fā)射、接收與回波處理,具備頻帶寬、噪聲低、功率大、抗干擾強等優(yōu)勢。

近年來,隨著智能駕駛、智慧交通、工業(yè)感知等新興需求快速發(fā)展,毫米波雷達特別是具備高分辨率的4D成像雷達迎來高速發(fā)展期,MMIC芯片的重要性持續(xù)上升。

 

一、全球格局:海外巨頭主導,積極擴展高端方案

目前全球毫米波雷達MMIC芯片市場仍由海外企業(yè)主導。TI(德州儀器)、NXP(恩智浦)、Infineon(英飛凌)、Renesas(瑞薩電子)等廠商憑借深厚的射頻技術(shù)積累和先發(fā)優(yōu)勢,在產(chǎn)品穩(wěn)定性、集成度、產(chǎn)業(yè)鏈綁定方面建立了穩(wěn)固壁壘。

TI是4D毫米波雷達的重要推動者。2018年推出基于AWR2243的FMCW多芯片級聯(lián)成像方案,2022年發(fā)布AWR2944 SoC,性能進一步提升,廣泛應用于中高端車載雷達。

英飛凌則在2020年與傲酷聯(lián)合推出RXS816xPL系列可級聯(lián)芯片,進入4D成像雷達市場。其SiGe RF芯片廣泛用于前向雷達和多傳感融合系統(tǒng)。

NXP于2020年底發(fā)布TEF82xx RFCMOS單芯片,支持MIMO調(diào)制和波束控制,已在多款4D雷達中實際應用。

瑞薩電子通過收購印度Steradian公司,2022年推出RAA270205芯片,配備4T4R天線,面向ADAS和自動駕駛場景,預計2024年進入量產(chǎn)。

此外,ST、ADI、Onsemi等企業(yè)也提供各類雷達射頻和處理芯片,覆蓋24GHz至81GHz頻段,應用于自動駕駛、智能制造、安防雷達等領域。

毫米波雷達 MMIC 供應商積極布局 4D 成像毫米波雷達射頻芯片,來源:TI官網(wǎng)、NXP官網(wǎng)、英飛凌官網(wǎng)、瑞薩電子官網(wǎng)

TI汽車毫米波雷達傳感器,來源:TI官網(wǎng)

 

二、國產(chǎn)廠商崛起:多點突破,逐步邁向中高端

雖然中國在毫米波雷達芯片領域起步較晚,核心技術(shù)長期依賴進口,但隨著政策鼓勵、市場需求和產(chǎn)業(yè)投資共同驅(qū)動,國產(chǎn)MMIC芯片廠商近年來取得明顯突破,部分已實現(xiàn)量產(chǎn)或進入主流市場驗證階段,尤其是在77GHz以上的高頻4D成像雷達芯片方面初步建立技術(shù)能力。

  1. 加特蘭微電子

作為國內(nèi)毫米波雷達芯片的領軍企業(yè),加特蘭成立于2014年,是全球首家量產(chǎn)77GHz CMOS雷達芯片的企業(yè),產(chǎn)品通過車規(guī)AEC-Q100認證,進入上汽、吉利等主機廠。公司產(chǎn)品覆蓋射頻前端、SoC、SoC+AiP等五大系列,適配車載、工業(yè)、安防等多種場景。

其2022年發(fā)布的Andes系列SoC為面向高端4D成像雷達的旗艦產(chǎn)品,支持4T4R架構(gòu),集成DSP、RSP和多核CPU,支持靈活級聯(lián)。該系列具備高算力低功耗、高集成的優(yōu)勢,在國內(nèi)率先提供端到端的毫米波雷達系統(tǒng)級芯片方案。

  1. 矽杰微電子

矽杰微電子產(chǎn)品覆蓋24/60/77GHz頻段,主打SRK系列SoC方案,支持生命體征檢測與存在感知,具備良好的平臺兼容性和可靠性。目前累計交付芯片超百萬顆,廣泛用于汽車、智能家居、無人機等領域。

  1. 毫感科技

公司推出MVRA188,為全球首款8T8R單芯片4D成像雷達MMIC,采用LOP封裝,集成度高,數(shù)據(jù)接口帶寬高達24Gbps,探測距離超250米。產(chǎn)品應用于高端前向雷達,定位于新一代自動駕駛解決方案。

  1. 岸達科技

以相控陣架構(gòu)提升雷達角分辨率,其ADT2001為全球首款支持虛擬孔徑技術(shù)的77GHz CMOS芯片,支持16T16R,探測精度達厘米級,已用于車載和高端安防領域。

5.其它

其它相關(guān)企業(yè)還包括微度芯創(chuàng)、晟德微電子、牧野微芯、硅典微等,這類企業(yè)聚焦不同細分賽道,從工業(yè)流速檢測、人體安檢成像、車載雷達、消費級感知雷達到全覆蓋。如硅典微主打24GHz超低功耗SoC,單芯片功耗僅100mW;晟德微的Kestrel342支持5GHz掃頻和4D成像,通過車規(guī)認證。

加特蘭用于 4D 成像毫米波雷達的 Andes SoC 發(fā)布,來源:加特蘭官網(wǎng)

 

毫米波雷達MMIC芯片是未來智能感知系統(tǒng)的重要基石,其市場潛力和技術(shù)壁壘并存。國際巨頭在技術(shù)上仍占主導,但國內(nèi)廠商正逐步縮小差距,部分已實現(xiàn)“從0到1”的技術(shù)突破,向“從1到10”的產(chǎn)業(yè)化邁進。隨著4D成像、系統(tǒng)級集成、國產(chǎn)替代等趨勢持續(xù)演進,MMIC芯片產(chǎn)業(yè)或?qū)⒃谖磥韼啄暧瓉砑铀佘S遷期。

毫米波雷達MMIC芯片主要供應商介紹,來源:與非研究院

 

 

信號處理芯片

 

作為毫米波雷達系統(tǒng)的大腦,毫米波雷達信號處理芯片負責接收、調(diào)制與解調(diào)高頻雷達信號,并完成一系列數(shù)字信號處理任務,是實現(xiàn)雷達智能感知能力的關(guān)鍵組件。毫米波雷達信號處理芯片的供應商與MMIC芯片的供應商有很大一部分重合。

 

一、核心功能與應用場景

毫米波雷達芯片典型功能包括目標檢測、速度測量、距離計算、角度提取與跟蹤識別等。芯片一般由前端射頻(MMIC)與后端數(shù)字信號處理模塊組成,后者涵蓋數(shù)字信號處理器(DSP)、微控制單元(MCU)以及現(xiàn)場可編程門陣列FPGA)等計算核心。

其主要應用場景包括:

汽車電子支持ADAS系統(tǒng)中的盲點檢測、自動緊急制動(AEB)、自適應巡航(ACC)等功能,助力L2+及以上級別自動駕駛;

工業(yè)自動化:實現(xiàn)智能產(chǎn)線中的運動監(jiān)測、機器人避障與材料識別;

安防監(jiān)控:用于周界監(jiān)控、無感入侵檢測與高精度人體識別;

醫(yī)療與健康監(jiān)測:實現(xiàn)心跳、呼吸檢測與無接觸式生命體征監(jiān)控;

無人機與機器人:提升在復雜環(huán)境中的導航、感知與決策能力;

航空航天:支持導彈制導、目標識別與隱身探測等關(guān)鍵任務。

 

二、全球主流供應商

NXP TEF82xx 與 S32Rx 系列能夠配套,來源:NXP官網(wǎng)

 

  1. 英飛凌(Infineon)

市場地位:全球77GHz毫米波雷達MMIC領導者;

主要產(chǎn)品:RXS816x系列(SiGe)、CTRX8181(28nm CMOS);

配套處理器:TC3x/TC4x系列MCU,內(nèi)嵌SPU與PPU,支持4D雷達與深度學習推理;

應用客戶:博世、采埃孚等 Tier-1 廠商。

 

  1. 恩智浦(NXP)

市場地位:市場份額超60%,與大陸集團深度綁定;

核心產(chǎn)品:TEF82xx MMIC(3發(fā)4收)+ S32R45信號處理器;

技術(shù)路徑:40nm RF-CMOS工藝,支持成像雷達解決方案。

 

  1. 德州儀器(TI)

技術(shù)優(yōu)勢:率先采用CMOS工藝實現(xiàn)高集成度;

代表型號:AWR2243(支持4片級聯(lián))、IWR6843ISK;

應用廣泛:涵蓋車載前雷達、工業(yè)監(jiān)測與人體感知等場景。

 

  1. 意法半導體(ST)

產(chǎn)品布局:STRADA系列(24GHz與77GHz),滿足中遠距離探測;

安全標準:通過ASIL安全等級,適用于車規(guī)市場。

 

5.其它

ADI:提供高端DSP(如ADSP-21489)、模擬信號鏈產(chǎn)品;

Xilinx/Altera:專注于大數(shù)據(jù)流的實時FPGA處理;

Lattice:提供低功耗邊緣計算FPGA(如CertusPro-NX、iCE40 UltraLite)。

 

三、國產(chǎn)主流供應商

在國際巨頭主導的大環(huán)境下,國內(nèi)廠商通過工藝創(chuàng)新、算法優(yōu)化和市場差異化,正在構(gòu)建從雷達前端到算法平臺的完整鏈條。

 

  1. 加特蘭微電子

產(chǎn)品體系:Alps、Andes系列支持2T4R/4T4R架構(gòu)與高精度點云輸出;

集成能力:封裝集成AiP技術(shù),尺寸僅12.2mm×12.2mm;

市場成績:截至2024年累計出貨850萬顆,客戶覆蓋蔚來、比亞迪、奇瑞等。

 

  1. 矽杰微電子

全頻覆蓋:提供24/60/77GHz雷達芯片;

技術(shù)特點:噪聲系數(shù)9dB,相位噪聲-103dBc/Hz;

客戶群體:廣泛應用于車載雷達、智能家居等領域,累計出貨數(shù)百萬顆。

 

  1. 岸達科技

2019年發(fā)布國內(nèi)首款77GHz CMOS雷達芯片;

 

4.意行半導體

量產(chǎn)24GHz SiGe工藝前端套片;

 

5.清能華波

與清華大學合作,研發(fā)適用于前碰預警的雷達芯片。

 

6.鋮昌科技

服務于多家軍工科研機構(gòu),支撐國家高端雷達自主能力。

 

7.雷電微力

聚焦軍用毫米波系統(tǒng),包括GaN/GaAs T/R芯片與彈載集成雷達系統(tǒng);

毫米波雷達信號處理芯片供應商對比,來源:與非研究院整理

 

從測距工具到智能感知核心,毫米波雷達技術(shù)趨勢展望

毫米波雷達技術(shù)趨勢,來源:與非研究院

 

從測距工具到智能感知核心,毫米波雷達正呈現(xiàn)不同的技術(shù)趨勢。

  1. 高頻段化推進,支撐更高精度

毫米波雷達正由傳統(tǒng)24GHz向77GHz(76–81GHz)過渡,后者帶寬達4GHz,具備毫米級距離分辨率與±0.1°角精度。部分企業(yè)更向140GHz高頻探索,以滿足更細膩點云感知與遠距探測需求。盡管高頻段帶來信號衰減與材料工藝挑戰(zhàn),但在高階自動駕駛和城市感知中前景廣闊。

  1. 芯片高度集成化,SoC架構(gòu)成主流

毫米波雷達芯片正從分立設計(MMIC+DSP+MCU)向全集成SoC演進,集成收發(fā)模塊、信號處理、控制及AI單元于一體,大幅簡化系統(tǒng)架構(gòu)、降低成本與功耗。TI AWR2944、NXP SAF85xx、加特蘭Andes、Uhnder RoC等均為代表產(chǎn)品。

此外,AiP(封裝內(nèi)嵌天線)技術(shù)推動模塊小型化,進一步節(jié)省PCB空間、簡化調(diào)試流程。相較之下,多芯片級聯(lián)方案雖通道數(shù)高,但系統(tǒng)復雜;而單芯片多通道設計(如Vayyar)提升密度但面臨高設計難度。

  1. 4D成像崛起,構(gòu)建雷達“立體感知”

4D毫米波雷達可同時輸出距離、速度、水平與垂直角度四維信息,構(gòu)建稠密點云,識別精度超95%。其成像能力接近激光雷達,但具備更強抗干擾性與更優(yōu)性價比,逐漸成為多傳感器融合的關(guān)鍵組件。

  1. AI賦能,雷達走向智能融合

芯片正集成NPU、PPU等AI算力模塊,支持本地智能處理,實現(xiàn)目標檢測、軌跡預測等高階功能。如加特蘭Andes內(nèi)建AI加速器,用于行為分析和復雜環(huán)境識別;安霸CV3則融合高算力與雷達處理能力,支撐高級輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)運行。

 

馬斯克看好,4D毫米波雷達或?qū)伺洌?/h2>

馬斯克曾激進地推行“純視覺”自動駕駛策略,聲稱“雷達是多余的”。其理論基礎包括成本優(yōu)化(毫米波雷達每顆成本約500元)、攝像頭數(shù)據(jù)同源性更利于模型訓練等。然而,2021-2022年全面取消雷達后,用戶反饋暴露出系統(tǒng)的諸多問題:

誤剎車頻發(fā):NHTSA數(shù)據(jù)顯示“幽靈剎車”投訴激增3倍,復雜結(jié)構(gòu)場景下表現(xiàn)尤差;

極端天氣失效:暴雨、暴雪下視覺誤判率高達12%,而毫米波雷達依然維持90%以上的穩(wěn)定性。

雖然馬斯克仍稱激光雷達為“拐杖”,但4D雷達在全天候性能與系統(tǒng)集成成本方面展現(xiàn)出更優(yōu)解。例如,毫米波在雨霧中衰減<3dB/km,而1550nm激光可達20dB/km;硬件成本僅提升約2%,遠低于激光雷達方案的15%。

在現(xiàn)實壓力下,特斯拉于HW4.0中重新引入新一代4D毫米波成像雷達。2024年,馬斯克表態(tài)“只忠于物理定律,而非特定傳感器”,HW4.0預留雷達與激光雷達接口,并支持多模態(tài)融合,使障礙物漏檢率從0.8%降至0.12%。

在特斯拉的影響下,全球市場適配需求也推動其戰(zhàn)略微調(diào)。Waymo、Cruise等開始評估4D雷達替代激光雷達的可行性,預計至2026年L4方案中激光雷達數(shù)量將從4-5顆減至1-2顆。4D雷達市場規(guī)模將由2023年的3.2億美元增長至2027年的28億美元。

歐洲NCAP 2025要求L3+車型必須配備非視覺測距傳感器;

中國工信部明確多傳感器冗余;

北美市場特斯拉雖仍提供無雷達版本,但配雷達車型FSD訂閱率高出27%。

特斯拉通過自研芯片(與三星合作開發(fā)5nm RFIC),將4D雷達成本控制在100美元以下,相較外購方案降低60%,保障垂直整合優(yōu)勢。

中國企業(yè)也在迅速追趕。比亞迪的“天神之眼C”系統(tǒng)以3000元級別普及高階智駕,搭載5個4D毫米波雷達、12攝像頭和12超聲波雷達。毫米波雷達成本被壓至每顆100元左右,自研與本土供應鏈(如加特蘭微、承泰、森思泰克)是關(guān)鍵因素。目前所用的CAL77S344 SoC由加特蘭微提供,集成度高、滿足ISO 26262功能安全要求,雖然為4發(fā)4收中低配方案,但已足夠支撐大部分智駕需求。

 

隨著毫米波雷達芯片正從傳統(tǒng)“測距器件”升級為“智能感知系統(tǒng)”的核心,系統(tǒng)復雜度與算力需求不斷提升,對芯片架構(gòu)、工藝與算法集成提出更高要求。雖然目前國際廠商(TI、NXP、英飛凌、ST、博世)憑借成熟車規(guī)產(chǎn)品仍占據(jù)主導地位,但展望未來,國產(chǎn)毫米波雷達芯片如加特蘭、矽杰微在SoC與AiP技術(shù)上具備先發(fā)優(yōu)勢,同時將逐漸將應用從車載向多元場景實現(xiàn)擴展。

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