4D雷达量产元年开启，但真正的硬仗才刚开始( 三 ) _知识分享

不难预见，2023 年左右国产 4D 雷达将初步实现规模化量产，正式迎来一波上车高峰。
技术路线仍未统一
如果从大陆集团 2016 年开始研发 ARS540 4D 成像雷达算起，业界探索这项技术已经有数年的时间，但直到现在 4D 雷达仍没有实现规模化落地，难度可见一斑。
从传统 \"3D\" 雷达升级到 4D 成像雷达，看似只是多输出了一个维度的感知数据，背后却需要从提升主处理器性能和算法能力，以及优化天线性能、数量和排布等多个方面同时着手。
过去很长一段时间，业界主要是通过增加天线数量来提高毫米波雷达的角分辨率。但不可否认，车上雷达的安装空间往往是有限的，当天线进化到一定程度后没办法再增大，这时候必须依赖于处理器及软件算法等能力的提升。而且提升目标识别能力及准确性作为雷达的终极诉求，实际上与雷达输出信息量的丰富程度紧密相关，这对处理器的要求以及算法也在同步提升。
为解决这些问题，目前行业出现了多种不同的技术路线：
第一种，将标准雷达芯片进行 2 级联、4 级联或者 8 级联，以增加天线数量，形成多发多收通道。ABCD 四巨头以及华为、森思泰克、华域汽车等传统零部件企业都是采用这种方案，且在处理器的选择上多是以 NXP、TI 等外资厂商为主，当然国内也基本没有很成熟的方案。

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成像雷达高性能 MPUS32R45，图片来源：NXP 官网
华域汽车的 LRR30 和 LRR40 就分别采用的是 NXP 的 S32R294 和 S32R45，CubTEK 亮相 CES 2022 的 4D 雷达采用的也是 NXP 的 S32R45 雷达处理器。作为一款专为成像雷达研发的高性能 MPU，S32R45 于今年初正式量产，今年上半年首次用于客户量产，配合着专为 L2+ 自动驾驶应用量身定制的 16nm 雷达处理器 S32R41，NXP 可以充分满足 L2+ 到 L5 不同级别自动驾驶研发需求。
据悉，S32R41 和 S32R45 与 NXP 的 TEF82xx 77GHz 雷达收发器结合使用时，可实现小于 1 ° 的角度分辨率，同时应用高级 MIMO 波形设计，支持多达 192 个虚拟天线通道同时工作。

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蛮酷 4D 成像毫米波雷达，图片来源：蛮酷科技
蛮酷科技（点击查看蛮酷科技 4D 毫米波雷达申报 2022 金辑奖信息）目前则是以 Zynq SoC 处理器作为原型来设计算法，但最终计划将其固化为专用的硬件加速器 + 国产中低端处理器 + 国产 MMIC 的纯国产解决方案。华为的 12 发 24 收 4D 成像毫米波雷达据猜测采用的是自研芯片，即由 4 片 3 发 6 收的收发器级联而成。
第二种，将多发多收天线集成在一颗芯片中，形成专用 4D 雷达成像芯片，采用这一技术路线的主要有 Arbe、Vayyar、Uhnder 国外玩家。国内已知在基于这种方式开发 4D 雷达的企业有威孚高科和经纬恒润，两家企业均是和 Arbe 合作。
其中孚威高科的 4D 毫米波雷达产品已实现样品销售，正进入早期市场导入阶段。经纬恒润的 4D 雷达预计 2023 年实现配套量产应用，据悉该产品通过扩展 MIMO 体制的发射和接收通道数，构建了 48 路发射和 48 路接收通道，探测距离达到 350m 。另外，AutoX 也曾宣布将把 40 万套基于 Arbe 的超高分辨率毫米波雷达系统集成于其 L4 级 RoboTaxi 车队中。
第三种，在级联方式上，通过独特的虚拟孔径成像软件算法和天线设计实现高倍数虚拟 MIMO，也即俗称的 \" 软件定义雷达 \"，走这一路线的企业主要有傲酷、Mobileye 等。其中傲酷已于去年被安霸收购，目前两家公司正致力于实现 4D 成像雷达和视觉感知原始数据集的融合，甚至在未来进一步支持激光雷达的前融合。而在被安霸收购之前，傲酷还分别获得了通用汽车、海拉等多家行业巨头的战略投资。
第四种，使用超材料研发新型雷达架构，代表厂家有 Metawave、WARLORD、龙勃透镜等，但这方面目前相关的研发进展相对较少。
整体来看，这几种技术路线都有各自的优劣势。多级联方案目前来看已经相当成熟，也比较容易落地，但基于这一方案设计的成像雷达往往尺寸较大，算力、功耗等也难以持续。专用芯片往往能耗较高，价格也比较昂贵，并且需要突破信噪比低的局限性，目前真正应用的并不多。超材料方案量产难度更大，目前尚处于实验室阶段。

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而由于这几种方案背后都不乏行业权威力量的加持，这决定了未来 4D 毫米波雷达的演进将存在较大的不确定性，这不仅仅是不同技术路线之争，还包括 4D 雷达本身的市场前景。