近年來，隨著智能駕駛的逐漸發展，全球汽車安全標準的不斷提高，帶動高級駕駛輔助系統（ADAS）和更高級別的自動駕駛等主動安全技術屢獲突破。
眾所周知自，汽車智能駕駛需要感知層、決策層、執行層三大核心系統的高效配合。
其中，感知作為自動駕駛的關鍵技術之一，為規劃與控制的實現提供了基礎。該技術主要依賴于傳感器對車輛周圍環境的快速獲取，將汽車外的視覺、物理等真實信息轉變成數字信號，進而為決策層、執行層提供準確、及時、充分的依據，對汽車安全行駛作出準確的判斷。
當前，市場主流的感知系統主要有視覺攝像頭、激光雷達和毫米波雷達等多種技術路線，三種技術方案各有優劣。
隨著汽車智能化的不斷推進，車載毫米波雷達因其高精度探測、抗干擾能力強、實時感知和快速響應等優點，已廣泛應用于智能巡航控制、倒車和泊車輔助、盲區監測和側面碰撞預警、行人檢測和預警等ADAS系統和自動駕駛領域。
之前，由于3D毫米波雷達無法測量物體高度，且信噪比過低存在大量誤測，特斯拉曾直接宣布放棄該技術路線。然而4D毫米波成像雷達的出現，成功突破了傳統毫米波雷達的局限性，能夠以高幀率和高分辨率同時獲取物體的位置、速度、角度和形狀等多維信息，為車輛提供更精準的環境感知能力，可助力大幅提升道路交通安全。
可以預見，從3D雷達到4D成像雷達，產品技術不斷進化毫米波讓雷達在自動駕駛領域擁有了廣闊的發展空間和市場前景。據Yole預測，到2027年全球4D毫米波成像雷達市場規模有望達43億美元，CAGR高達109%。
在此趨勢下，Uhnder前不久在上海舉辦了“車載雷達數字化轉型論壇”，旨在集結業界合作伙伴形成合力，共同打造下一代的數字成像雷達，讓道路更加安全。
Uhnder首席執行官兼聯合創始人Manju Hegde
在論壇同期，Uhnder首席執行官兼聯合創始人Manju Hegde和Uhnder芯片業務副總裁Max Liberman向半導體行業觀察在內的媒體進行了分享交流，介紹了4D數字成像雷達行業的發展趨勢，以及Uhnder在該領域的領先優勢和戰略布局。
4D數字成像雷達，優勢顯著
縱觀行業現狀，當前4D成像雷達的技術路線呈現百花齊放的景象。
目前主流的車載毫米波雷達普遍采用基于模擬信號調制的FMCW（調頻連續波），但隨著對性能需求的增加，基于DCM（數字編碼調制）技術的PMCW（調相連續波）方案開始在4D成像雷達中應用，并已經相繼投入生產。
在實際應用中，使用基于FMCW技術的模擬雷達在L2或者L2+級別智能駕駛中存在諸多不足，比如分辨率較低、對比度差，容易受到干擾等。隨著車輛部署的雷達數量逐漸增加，雷達之間的相互干擾問題也日益嚴重。
對此，更為先進的DCM雷達技術受到了關注。4D數字成像雷達能夠以高幀率和高分辨率同時獲取物體的位置、速度、角度和形狀等多維信息，為車輛提供精準的環境感知能力，成為了實現智能安全駕駛中的關鍵傳感器。
Uhnder是率先將DCM技術引入汽車雷達芯片設計，并進行大規模商用的企業。
Manju Hegde表示，雷達在汽車上部署已有25-30年的時間，因此要更進一步助力這項技術的發展，其實非常有挑戰性。而Uhnder所努力的方向，就是讓雷達完全實現數字化，就像高通90年代那會在手機領域所做的一樣——最開始的手機用的是模擬技術，之后高通利用CDMA技術實現了手機的數字化。同理，Uhnder也希望能夠通過和CDMA類似的技術，實現雷達的數字化發展，重新定義下一代自動駕駛雷達產品。
相比現在市面上普遍使用的FMCW模擬雷達，Uhnder的數字成像雷達具有眾多優勢：
· 高分辨率：分辨率決定了雷達在其視場中可以看到的物體數量，對自動駕駛安全至關重要。傳統FCM模擬雷達的分辨率比較差，但Uhnder單一芯片的虛擬通道方面高達192個，競品大概只有12-16個，因此Uhnder的虛擬通道數量增加了16倍或者12倍，也正是因為如此，Uhnder雷達產品的分辨率得到了顯著提高。
· 高對比度：雷達的對比度越大，意味著能夠更好地區分人體有機物和汽車金屬等其他材料。以站在汽車旁邊的兒童為例，相較于汽車而言，兒童是弱反射物。模擬雷達很難識別出這是兩個不同的目標，而Uhnder的數字雷達芯片由于具有更多的天線元件，可以提供更高的對比度。
· 目標反射功率：模擬雷達的目標反射功率較低，因為其每次只有一個發射器工作，即使有3-4個發射通道，每次也只能發射一個信號。Uhnder的數字成像雷達有12個發射器，并且能夠同時工作，所以能取得更好的目標反射功率。這使得Uhnder的數字成像雷達能探測到更多、更遠的目標，以及更大角度的視野。
· 抗干擾性強：雷達信號非常容易受到干擾，而且隨著自動駕駛技術往L2以上級別發展，汽車上搭載的雷達數量越來越多，這個問題將愈發嚴重。基于DCM技術，Uhnder的數字成像雷達可以切換其工作頻段或傳輸時隙，以避免與在相同時隙和頻段工作的另一雷達發生碰撞，或者Uhnder的數字雷達方案可以抑制或緩解該干擾的影響。據悉，Uhnder當前的雷達芯片版本可以同時消除多達8個FMCW干擾信號。同時，Uhnder芯片的低功耗設計使其在嵌入式系統和移動平臺上更具可行性和靈活性。
· 傳感器融合能力：車載攝像頭、雷達，還有激光雷達都非常重要，各有優劣。對于OEM、Tier1來說，最好是能夠把所有的這些傳感器進行融合，并且是要實現低水平的融合。如果是高水平融合，很可能一個傳感器的劣勢就會遮蓋住另一個傳感器的優勢。對此，數字雷達可以相對容易地實現融合，Uhnder的4D數字成像雷達芯片能夠獲取豐富的靜態環境數據，通過使用深度神經網絡算法，將數字雷達收集到的信息與攝像頭的數據進行低級別融合能夠為智能駕駛提供更精確的感知。
數字雷達和模擬雷達、激光雷達、攝像頭性能對比（圖源：Uhnder）
· 安全性：隨著網聯化的發展，智能網聯車輛之間的軟件都是彼此互通，車廠很擔心如果這輛車能被黑，是不是其他的車輛也容易被黑，甚至會出現召回的風險。雷達其實也面對同樣的問題，但數字雷達實現了高級別的安全性，相較于其他雷達，黑客入侵Uhnder數字雷達所要付出的成本和代價是非常高的。
綜合來看，憑借獨特的集成設計、先進的信號處理和數據處理技術，以及高抗干擾性能和低功耗設計，Uhnder的4D數字成像雷達芯片在成本、性能和效率方面具備明顯的優勢，為雷達技術的應用帶來了新的突破和創新，從而為駕駛員、乘客，及其他人員在內的所有道路使用者提供了更高的檢測能力及道路安全保障。
Uhnder領先的4D數字成像雷達解決方案優勢突出（圖源：Uhnder）
2023年11月17日，中國政府相關部門正式對L3/L4自動駕駛的準入規范進行了具體要求，并完善了相關規則，發布了《關于開展智能網聯汽車準入和上路通行試點工作的通知》，具備量產條件、搭載自動駕駛功能的智能網聯汽車在取得準入許可后，可在限定區域內開展上路通行試點。
對此，Manju Hegde強調：“隨著汽車自動化的水平以及自動駕駛級別不斷提升，我們上述剛剛列出的所有優勢以及對比項，就會變得更加重要。”
除了在產品性能上領先外，在產品落地上車方面Uhnder也同樣存在優勢。據Manju Hegde介紹，去年11月份，Uhnder的雷達首次出貨，今年7月份已經實現了量產上車，如今每周產能高達5千多片，并已部署在乘用車上。因此可以說，4D數字成像雷達不再只是紙上談兵的技術，現已成為可以落地并且實現商業化的產品。
從行業現狀來看，Uhnder在數字成像雷達技術上領先同行大概2年時間，在市場中占據非常大的優勢。
“相比友商，我們其實還有更多優勢。”Manju Hegde表示，友商通常給Tier1提供芯片的時候，僅提供一個設計參考平臺，沒有任何軟件支持，然后再由Tier1集成上面的軟件和算法。但我們會提供相應的軟件設計支持，Uhnder的軟件經過了SPICE認證，并且提供API，方便Tier1在雷達上部署他們的算法。我們基本可以實現無縫對接的部署，和部署傳統模擬雷達是一樣的。這也是為什么我們說我們可以加快產品上市的時間。我們還會給到模組的設計參考，幫忙Tier1廠商縮短設計周期。
此外，為了鞏固在4D數字成像雷達領域的護城河和技術壁壘，Uhnder圍繞IP方面也開展了大量工作。據悉，Uhnder如今已經申請了75個專利，其中50個專利已經頒發，涵蓋了中國、美國、歐洲等區域，與此同時在已經頒發的專利之中，有6個遙遙領先同行的核心專利，通過專利保護，相信Uhnder將在市場中保持領先優勢。
4D數字成像雷達，是否存在導入障礙？
從上文能看到，4D毫米波雷達有諸多優勢，不過由于汽車行業的特殊性，往往對于新技術需要長時間的裝車驗證才會被廣泛接受，尤其是對于新技術較為謹慎的傳統車企。
因此，采用DCM技術的數字雷達，與過去采用FMCW的毫米波雷達在原理上有所差異，那么對于工程師而言，是否會因為這些差異而影響產品導入的進度？
Max Liberman認為技術差異對于工程師而言不會成為障礙。
他指出，“所有新技術都需要有一個接受期，工程師們需要時間去熟悉和掌握這項新技術。但一旦了解之后，就會發現其實DCM技術原理并沒有比FMCW復雜。因為我們其實已經在芯片層面解決了很多復雜的問題，這點也已經得到了客戶的充分驗證，他們在實踐中發現可以把過去的很多經驗和知識運用在DCM雷達上面。”
另外，Uhnder還會提供4D數字成像雷達解決方案相關的應用程序和軟件工具支持，通過使用軟件和各種可視化工具，客戶可以快速熟悉Uhnder的解決方案，并在軟件方面得到相應的服務支持。
憑借上述種種優勢，Uhnder目前正在和許多Tier1、OEM廠商以及一些頭部的自動駕駛汽車開發商合作，為其提供現在市面上性能領先的雷達解決方案。
“我們看到越來越多廠商對4D數字成像雷達表現出濃厚的興趣，也希望后面可以分享更多的好消息！” Manju Hegde 補充道。
Uhnder積極布局中國市場
在產品優勢和上車進展取得雙雙突破的同時，Uhnder也將目光投向了中國這個巨大的市場。
Manju Hegde在接受采訪時表示，我們對中國市場非常感興趣，希望在華不斷發展，因此我們在上海舉辦了“車載雷達數字化轉型論壇”，并為此制定了Uhnder的中國發展戰略。
為什么中國市場如此重要？
Manju Hegde從多個角度進行了闡述：
· 首先中國現在非常注重ADAS、自動駕駛技術的發展，率先出臺政策正式對L3/L4自動駕駛的準入規范進行了具體要求，如今中國在電動汽車、網聯車領域的發展已經非常矚目；
· 第二，中國現在是全球最大的汽車市場，并且中國市場和西方市場的區別在于，歐洲和美國的消費者不在乎汽車上的傳感器，但在中國，傳感器的選擇對中國消費者很重要。
· 第三點，中國政府向來都會非常快速去解決發生的問題，以保證道路安全。因此在法律法規方面，當出現安全問題的時候，中國監管部門的反應非常及時，這為技術的發展提供了一個比較好的制度環境。
鑒于中國市場的重要性，Uhnder在中國成立了辦公室并招聘員工，和許多一級供應商進行長期深入的溝通和磋商，未來也將投入更多的資源，加強在中國市場的發展。
Manju Hegde強調：“我們的路線圖希望能夠為客戶提供差異化的雷達產品，為此我們打造了一個整合式，而且非常靈活的平臺。讓客戶可以通過軟件來不斷的去實現整個產品的定制化，因此保證我們的產品是可以實現差異化的，保證不同的消費群體能夠各取所需，讓客戶都感到放心、安心并且擁有差異化的價值，這正是我們的中國戰略。”
結語
縱觀市場趨勢，未來車載毫米波雷達市場一定會出現爆發式的增長。
基于DCM技術的4D數字成像雷達的商業落地與發展，重新定義了下一代自動駕駛雷達產品，更是加速了該行業的發展進程。
Uhnder身處這個新藍海市場，引領4D毫米波雷達從模擬技術向數字技術轉變的關鍵時刻。
