自动驾驶技术发展日新月异,先进感知技术上车的速度远远超过了业界的预期,其中,尤其是4D成像雷达最具代表性。
几年前,业界很多人认为技术落地还遥不可及,而随着产品陆续量产进入车辆,乘用车4D成像雷达市场发展进入快车道,开启量产时代。
新兴传感技术在自动驾驶领域中不断推广和应用,对感知的精度和准度也提出更高的要求。为了解决车道变道和急转弯的难题,德州仪器(TI)曾在年初推出最新产品77GHz AWR2944毫米波雷达传感器。而时至今日,德州仪器与森思泰克合作加速,产品开始量产上车。
德州仪器加持下,森思泰克的新进展
进博会期间,森思泰克发布新产品STA79-2Pro四角雷达和4D前向雷达。这些产品中,应用了德州仪器新一代芯片AWR2944和AWR2243,这两款产品帮能够帮助雷达产品提升性能、探测距离和精度,助力解决传统毫米波雷达检测能力不足的问题,从而提升自动驾驶系统在各类复杂城区道路中的可靠性以及安全性。
AWR2944是德州仪器的下一代芯片,它集成了MCU+RF的车规毫米波雷达芯片,角雷达探测距离达到180米以上,同时输出俯仰向的高度点云信息,为L3级自动驾驶提供更加可靠的传感器。
4D成像前向雷达主要采用了AWR2243,这款产品是德州仪器第二代高性能RF芯片,较第一代RF射频芯片指标提升了50%,广泛的应用于前向毫米波雷达和级联4D成像毫米波雷达,满足了L3级自动驾驶的感知需求。
据森思泰克总经理秦屹介绍,实际上,4D雷达在行业内的名字原为高分辨雷达,彼时大部分是两发四收、三发四收的收发体系,而之后它其中增加了很多收发器个数来提高雷达的探测精度,包括横向精度和纵向精度,正因为有了纵向分辨率,所以将其正式称呼为4D雷达,和传统的雷达区别在于多了一个维度,对目标高度的精确探测形成的4D。
4D雷达的实现上有两大难点。
一个难点是系统复杂程度。收发器个数成倍增加,目前市场上最少的这种4D收发器是六发八收,而STA77-8为12发16收,这些产品数据量极大,对处理器要求很高,需要横向和纵向同时扫描,对于天线设计、天线排布都有很高要求。当集成如此众多多收发器个数时,产品会很大。怎样把产品在非常有限的环境下,又平衡了雷达的性能,是非常难的。
另一个难点就是算法。4D雷达和传统雷达算法的架构区别非常大的,因为现在OEM对车载传感器的要求越来越高,所以4D毫米波雷达已经不满足于只是探测路面上的动目标,它对整个静止目标或移动非常弱目标的探测也需要做到感知能力。其实,4D雷达更是新一代的环境感知雷达,环境感知雷达的目标也是一样的,就是对周围无论是静还是动的目标,都要做走到精确的感知,对环境有非常精确的认识,这样才能够把毫米波雷达的可靠性真正用在自动驾驶中。
实现如此产品,可见难点重重,但在德州仪器产品加持下,森思泰克依然做到了。目前乘用车4D成像雷达市场发展进入快车道,开启量产时代。森思泰克4D成像前雷达在今年正式实现量产上车,继续领跑行业新赛道。
携手并进,展望4D雷达未来
据德州仪器中国华东区总经理沈源介绍,事实上,森思泰克已与德州仪器开展了长达5年以上的长期合作,从2017年开始,森思泰克拿到了德州仪器的第一代车载毫米波雷达芯片1642。基于1642芯片,2019年森思泰克在国内实现了第一个前装77G车载毫米波雷达的量产上市。
合作之下,森思泰克的成果也非常显著。森思泰克一直是车载雷达解决方案的领先者,这家公司的产品广泛用在ADAS、自动驾驶、智能交通、智慧停车、安防监控、无人机避障、智慧医疗、智能家居多个领域。作为国内车载毫米波雷达传感器行业的领先者,森思泰克技术水平和产品市场占有率在行业内均处于领军地位。森思泰克现在合作车企几乎涵盖了所有国内的主流车企,参与完成了超过200多个车企的开发与量产,目前成为国内主要车企的重要合作伙伴。
在2018年,森思泰克就已经开始研发毫米波雷达4D成像技术,当时2018年在北京车展上第一次推出4D成像角雷达时,在业界起到了一定的引领作用;2021年,4D成像雷达发展势头强劲,森思泰克率先与长安基于4D成像前向雷达定制与开发合作,拿下新一代平台的多款车型的项目定点;2022年继续保持行业领先,拿下理想、红旗、吉利、长安等4D成像前向雷达的项目定点,也拿到了红旗的4D成像角雷达的项目顶点,是目前国内第一款。
未来,森思泰克有两个目标。
一个是在推动产业上的。
秦屹认为,目前毫米波雷达还是在往代替激光的道路上走,毫米波雷达之前最大的一个问题是相比较激光雷达收发器个数偏少,精度和分辨率偏弱。不过,由于毫米波雷达可靠高,这几年不管是4D毫米波雷达,还是级联雷达,这些产品都在往更高的分辨率、更高的探测精度上迈进,所以4D毫米波是有很多机会的。
因此,森思泰克将在芜湖生产中心的基础上,在石家庄建立了新的研发中心和生产中心100亩,相信通过石家庄生产中心的建设,不仅可以加快森思泰克的产能,全面提升森思泰克的研发、生产、交付能力,同时能够推动国内毫米波雷达产业进一步发展。
另一个是在技术上的。
目前市场上用得比较多的大部分都是四片12发16收的高分辨4D雷达,但这不是毫米波雷达发展的终点,它继续往更多的收发器个数在走,提供更好的分辨率。包括森思泰克下一代雷达,未来会拥有更多收发器的个数、更高的集成化、更高的算力,另外,Artificial intelligence、Micro-Doppler、Super-Resolution等算法能够让毫米波雷达发挥到更高的层面,成为一个低成本、高可靠的传感器,尤其在L4级以上的自动驾驶应用中。
而对于未来,森思泰克必然缺少不了德州仪器的合作,这家公司也将继续深化合作,推动智能驾驶以及高级驾驶和辅助驾驶应用的持续进步。
德州仪器的远望
实际上,德州仪器一直在加大对中国市场的投入。
德州仪器成都是这家公司非常重要的战略投资基地,而四川成都是德州仪器在中国唯一的制造基地,也是中国投资非常重要的战略完善过程。
2010年,德州仪器在四川成都建立了第一个晶圆厂;2014年提出了封装测试项目,并在同年投入生产;在2018年,开始建立拓展项目第二座封装/测试工厂,于2021年完成建设,计划在明年第一季度投入生产运营。
德州仪器预计,在接下来十年内会在成都投资超过100亿人民币,而这一数字也包括全国第二个封装/测试厂计划。
成都的基地是德州仪器全球唯一一个端到端生产基地。此处的端到端指的是包含了晶圆制造、晶圆测试、凸点加工和最终封装/测试。这意味着,全产业链制造都涵盖在这座基地内,从晶圆片到最后成品,德州仪器成都基地都可以单独完成点。同时,成都第二座工厂的产能,在明年投入生产后,可以把德州仪器成都的产能翻到一倍以上,以更好的服务我们在中国乃至全球的客户。
在整个环境或者支持政府方面德州仪器做了很多工作。每年、每个季度,公司都会与成都市政府和成都高新区都有相关会议,讨论资源、节水等,受到了四川省政府和成都市政府相关的奖励。
除此之外,产品分拨中心有一个新项目。去年同一时间点,德州仪器宣布了深圳产品分拨中心的投入运营,今年花了很多精力升级上海的产品分拨中心,升级后产品分拨中心运营空间从4000平方米变成9000平方米,同时加大在自动化方面投资,不管是深圳还是上海,基本能够做到本地当天配送,中国的其他地区可以做到次日配送的目标。
德州仪器强调,会一直关注中国市场客户的需求,不断提升服务,为客户提供更合理、更安全或者更可靠的保障方式。
文/付斌