毫米波雷达中场战事：“4D化”之后，能否取代激光雷达？

文｜席安帝

图源｜网络

集微网消息，无论是L1-L3，还是L3-L5，自动驾驶每一级的跃迁，都意味着雷达技术的更迭。

自从2016年，德国大陆集团开始着手研发ARS540的那一刻起，似乎已经预示着3D毫米波雷达纪元的结束，4D成像毫米波雷达时代的悄然来袭。紧跟其后，随着TI、赛灵思、华为以及博世等一众芯片大厂和Tier 1们的竞相追捧，4D成像毫米波雷达也正式被推上“风口”，成为当今智能驾驶“多传感器融合”领域最有竞争力的方案之一。

之所以受到如此热捧，也是基于4D成像毫米波雷达本身相较于传统3D方案的特有优势。与传统3D方案相比，一款车载4D成像毫米波雷达在工作时，除了能够计算出被测目标的距离、速度、水平角信息外，还能计算出目标的俯仰角信息，进而可以提供汽车周围的环境信息。

除此之外，得益于4D成像毫米波雷达能够提供目标的高度信息，捕捉到汽车周围目标的空间坐标和速度信息，因此其还能够提供更加真实的路径规划、可通行空间检测功能，由于性能足够优势，甚至被认为可以直接替代一些低线束的激光雷达。

“4D化”之后，志在取代激光雷达

3D毫米波雷达时代，由于技术和成本本身的限制（比如毫米波雷达的角分辨率），其成像效果往往要远差于如今市场大热的激光雷达。可一旦“4D化”之后，毫米波雷达的话语权陡然提升，大有与激光雷达一较高下的势头。

某业内资深人士对笔者表示：“相比传统的3D方案，4D成像毫米波雷达的成像效果的确更好一些，非4D的毫米波雷达点云看起来往往很像噪点，但升级为4D方案之后会好很多，能够勉强看到车的轮廓。”

这也成为其能够在市场上与激光雷达形成强力竞争的基础，北京晟德微集成电路科技有限公司总经理张健告诉笔者：“相比于激光雷达，毫米波雷达唯一的弱势就是角度分辨率，解决的方法就是提高收发通道数。目前的4D成像雷达，角度分辨率已经达到1-2度，基本达到8-16线激光雷达的水平。”

尤其是自动驾驶的前向主雷达、前向角雷达，如今已开始通过级联的方式达成4D成像雷达的效果。张健表示：“不久之后，后向角雷达也不排除会使用级联方式。这已经不只是趋势，是正在发生的事实。顺应该趋势，晟德微目前是国内唯一能够提供支持级联模式毫米波雷达芯片的公司。”

典型以特斯拉为例，众所周知，一直以来，特斯拉在汽车雷达上都坚持着不采用激光雷达的方针，尽管这让特斯拉一路吃了不少苦头，但时至今日其对于激光雷达的态度仍未有任何动摇。而在毫米波雷达上，特斯拉也一度被传取消了毫米波雷达，主要由于早期的毫米波雷达对静态目标探测能力有限所致。

但不久前的6月7日，特斯拉又向FCC联邦通讯委员会提交了毫米波雷达的相关材料，这意味着特斯拉不仅没有放弃毫米波雷达，而且亲自下场设计了一款毫米波雷达。据笔者与业内人士的沟通，特斯拉的这款雷达大概率就是4D成像毫米波雷达。

张健指出：“通过级联方案提高信噪比之后的4D成像毫米波雷达，可以更好的探测静态目标。特斯拉坚定地不使用激光雷达，而在毫米波雷达上有所反复，反而证明了毫米波雷达因为通过采用4D成像雷达的形态，提供了不可或缺的能力。”

而通过多芯片级联，4D成像毫米波雷达的性能还可以继续提升，外加随着4D成像毫米波雷达的成本逐渐逼近传统毫米波雷达，4D成像毫米波雷达在价格和成本上也将逐步实现远低于激光雷达的优势。

“降本上量”势在必行？

尽管目前，从需求端来看，车企对4D毫米波雷达的需求尚不明确。毕竟，汽车零部件企业研发产品时大多是需求导向，但目前车企并不确定在L3级自动驾驶车辆中，到底是哪个功能需要4D成像毫米波雷达，或者仅需要输出点云的4D毫米波雷达。

但随着如今特斯拉在4D成像毫米波雷达上动作频频，以及待今年12月4日，FCC将特斯拉毫米波雷达内部拆解照片和零部件构成，甚至是电路图进行公布之后，特斯拉采用4D成像毫米波雷达也将真正实锤。届时，头部车企特斯拉的带动效应，势必也会引发国内一众车企的跟风和效仿。

张健表示：“如今，传统的雷达可能有量，但是已经没有区分度，没有特色。而从芯片侧的角度来判断，如果今天车厂4D成像雷达的需求不明确，只能说明这家车厂本身处于车企当中相对落后的位置。从毫米波雷达整机厂来看，如今基本上都在把产品重心转向4D成像毫米波雷达。”

车企持续追新的差异化需求，外加不断下沉的BOM成本，构成了4D成像毫米波雷达的放量基础。张健告诉笔者：“从数量级对比上来看，比如一台1-2千元的4D成像毫米波雷达，能够对标价格上万元的激光雷达。而且，随着技术的更迭，4D成像毫米波雷达的成本下降的空间还很大，长期来看，甚至可以降到千元以下的水平。”

这也意味着，如今4D成像毫米波雷达的成本仅为激光雷达成本的10%-20%。且随着多芯片级联方案的持续演进，技术更迭驱动之下成本还会快速降低，未来4D成像毫米波雷达的价格可望进一步优化，对于当前动辄500-1000美元价格的激光雷达来说，无疑将形成巨大的竞争优势。

不过，短期来看，4D成像毫米波雷达依旧难以对高线束激光雷达市场构成威胁，业内人士认为，即便是L2+或者L3级以上的智能驾驶系统，未来多传感器融合依旧是主流趋势。况且，激光雷达企业也不会坐以待毙，势必会通过各种方式加速推进成本的降低。由此可见，在智能驾驶传感器这条火热的赛道上，4D成像毫米波雷达与激光雷达之间“必有一战”。

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