中国智能汽车市场的快速增长,为创新企业提供了窗口期。
作者 | 赛博汽车 肖莹
毫米波雷达被认为是ADAS和自动驾驶不可缺少的传感器,尤其是在追求高级别自动驾驶的背景下,一辆智能汽车要至少搭载5颗毫米波雷达:1颗正向雷达+4颗角雷达。
奔驰、宝马、奥迪等豪华品牌,及蔚来、小鹏、理想等造车新势力的主要智能汽车都采用了这样的配置。
但也有企业认为,毫米波雷达是鸡肋一样的存在,搭载一个都嫌多。
今年5月,特斯拉就表态,将取消搭载毫米波雷达,未来在北美生产的Model 3和Model Y,仅依靠摄像头来实现自动驾驶。
毫米波雷达对于自动驾驶到底有多大价值?目前行业发展现状如何?产品创新方向在哪?行业面临着诸多疑问。
带着这些问题,我们来到了位于南京的毫米波雷达创新科技公司——楚航科技。深度访谈楚航科技创始人兼CEO楚詠焱。
楚詠焱在博世集团工作13年,2015年,他参与到博世集团第五代毫米波雷达的开发,担任团队的系统架构专家和功能安全经理,直到2018年产品量产,他完整参与了毫米波雷达从研发到落地的全过程。
他认为,融合传感器方案会是未来自动驾驶技术的主要方向,毫米波雷达将永远占有一席之地。
1、创新企业的窗口期
毫米波雷达是一项成熟的技术,最早应用在军工领域,1997年开始,博世和一些欧洲厂商开始把它应用到汽车的防撞及感知上,经过了十几年的技术迭代、累积,在欧洲已经成为一个相对成熟的技术。
按照车载功能来分类,毫米波雷达主要可分为角雷达和前向雷达。角雷达安装在车辆的后部和前部两侧,前向雷达安装在车辆的格栅和前保险杠上。
毫米波雷达主要布置方式及支持功能
而按辐射电磁波的频率不同,车载毫米波雷达则主要有24GHz、77GHz、79GHz三种。
► 24GHz:探测距离60m,被称为短距离雷达(SRR),主要应用于BSD、LCA、PA,目前为毫米波雷达中最常见产品。
► 77GHz:探测距离100-250m,被称为长距离雷达(LRR),主要应用于ACC、AEB、FCW等。
► 79GHz:探测距离可达200米,被称为中距离雷达(MRR),具有高探测范围和角度精度,主要应用于BSW、LCA、FCTA等。
目前,79GHz产品目前在中国尚未开放民用。根据美国FCC和欧洲ESTI规划,24GHz的宽频段将于2022年过期,欧洲和美国都已经宣布将逐步限制和停止24GHz频段在汽车雷达中的使用。与此同时,77GHz雷达相对24GHz产品具备体积更小、识别率更高的优势。
因此,综合政策因素和产品性能,77GHz正逐步替代24GHz方案成为主流产品。
由于77GHz频率段相对较高,对技术能力和工艺要求也比较高,国内在这一领域没有过多的积累。
整个市场主要被奥托立夫Autoliv(剥离为维宁尔,现已被麦格纳收购)、博世(Bosch)、大陆(Continental)和德尔福Delphi(剥离为安波福)ABCD四家国际巨头所垄断。
就是在这样的背景下,在德国工作近20年的楚詠焱选择回国创业,投身这一赛道。
“2018年回国之后,看到国内智能驾驶产业也在起步。而77GHz毫米波雷达当时没有国产化产品落地,我们就打算自己做一款国产化产品”。
他认为,中国智能汽车市场的快速增长,为创新企业提供了窗口期。
目前,中国ADAS渗透率相对较低,而据中金公司预计,至2025年中国ADAS渗透率有望超过90%。作为智能驾驶标配,毫米波雷达受益于ADAS渗透率提升将进一步放量。
与此同时,自动驾驶等级提升,也将带动毫米波雷达搭载量增加。目前L1/2级别车辆为智能汽车市场主流,单车毫米波雷达搭载量一般为1-3颗,而随自动驾驶等级向L3+迈进,单车雷达搭载量将增至5颗。
高级别自动驾驶落地与ADAS渗透率提升将共同驱动毫米波雷达放量。
楚詠焱介绍,经过近几年的发展,在77GHz角雷达的市场,国产化已经占据一席之地,前向雷达则还在努力中。
根据头豹研究院数据,77Ghz毫米波雷达市场价格:前向雷达300-400元/颗,角雷达130-150元/颗。
楚詠焱认为,毫米波雷达价格已经进入到一个稳定的阶段,尤其是近几年国产化竞争,价格已经被压到低位,后续会保持在一个稳定的水平。“这样的价格对于主机厂来讲,已经不是非常大的负担”。
2、系统集成能力是核心壁垒
“要做一款雷达出来并不难,技术本身来看,中国的创新能力绝对不输给欧洲任何国家。
关键问题是如何做到车载适用性、可靠性、一致性,以及成本控制,这些要素加在一起是这个行业比较大的门槛。”
楚詠焱解释称,毫米波雷达是一个比较综合的产品,不是只攻破一两个核心壁垒点就能做下来。它的开发阶段,覆盖从前端的射频设计、天线匹配,到整个硬件架构设计、结构设计,再到软件层面的设计,以及信号处理、数据处理等环节。
产品下线后,经历的核心环节则是测试和标定,这需要在一个全暗室的环境下,既精准又快速的完成标定流程。
毫米波雷达需要经历严格的测试和标定流程
而从产品量产到上车还需要经历一系列考验。毫米波雷达和其他安全件类似,整个售前过程要将近半年到一年的周期,从定点到SOP整体也需要半年到两年。
楚詠焱介绍,至少要过三关:
-
首先,要过达到产品性能和功能需求的技术关; -
其次,质量体系、供应链体系要符合主机厂要求; -
最后就是价格。
而产品上车之后,还需要进行产品匹配和验证,以及车规级认证,才能SOP量产。最后,还要经历很长的量产验证过程,防止真正上路会出现质量问题。
“这其中环环相扣,每一个环节都不可少,把所有环节都做的比较好,符合主机厂的需求,产品才算是成功”。
如果说国产供应链短期存在难以突破的短板的话,主要就是核心芯片。楚詠焱介绍,核心芯片还是被国际所垄断,虽然国内的企业有一些尝试,但是芯片的积累比模组还要长。
芯片行业是一个高投入慢产出的行业。楚航科技也想过自己做芯片,但是考虑到先要把产业链下游做起来,做出来的芯片也要有人愿意用才有意义,“ABCD肯定不会用国产芯片,我们要遵循国产化的过程”。
楚詠焱相信,智能汽车核心零部件国产化替代是趋势。一方面得益于成本优势,更重要的一点则在于,国内供应商具备更强的开放性。
他认为,白盒交付、系统开源是将来的趋势。自主品牌做智能网联,对于自主性要求非常高,外资品牌传感器没办法完全满足。
对于开发、开源是否会影响企业核心技术壁垒的打造,楚詠焱认为,最终能体现团队的竞争力的,不是某一块的专业能力,而是整个系统的整合能力。就是针对客户的需求,整合成匹配度最高的系统,这些与开源并不冲突。
3、4D毫米波雷达尚在预研阶段
作为成熟的产品,毫米波雷达是否还存在技术创新?
楚詠焱谈到,毫米波雷达创新有向上、向下两个方向。一般开发产品都会有三代,第一个版本称为标准版本,达到标准的功能,接下来就会往这两个方向走。
往上(Vaule-added function):高精度、更远距离,更高的分辨率;
往下(Design on need):如何更好的压缩成本,需要多少就做多少,用最少的钱,满足最基本的需求。
按照这个逻辑,4D毫米波雷达正是目前一个重点的创新方向。
相对于传统毫米波雷达二维水平坐标信息(距离、方位角)及相对速度,4D雷达增加了纵向天线及处理器,可实现对物体高度的探测,提供更高密度、高分辨率的点云信息。
4D毫米波雷达探测范围超过300米,是目前唯一能在各种天气下实现1度角分辨率的传感器。
因此,4D雷达具备更高的分辨率,兼顾探测距离和视场角、高度信息感知等优势。
4D毫米波雷达的感知能力
楚詠焱认为,4D毫米波雷达肯定是一个发展方向,因为它在解决的问题正是目前毫米波雷达面临的难点,需要行业给予一定的关注和投入。
但他同时认为,现在的4D毫米波雷达,都属于预研性质。
“在预研的阶段,只是纯粹追求技术层面的突破,没有量产要求。但真正产品化的时候,一定是按照需求出发,用预研的方向去验证能不能匹配到落地的需求”。
他谈到,这是一个长期的过程,就像AEB、ACC等L2级辅助驾驶功能,在欧洲也经历了一个很长的过程,大家才把需求制定出来。到L3、L4以上,场景又多了很多,运算量也变的更大,因此还需要更长的时间来验证。
而从另一个维度来看,汽车行业本身就是一个现实的行业,成本敏感度很高。所以行业面临的一个疑问是,到底要做到怎么样的分辨率,什么样的精度才算是够。楚詠焱透露,目前楚航科技也在该领域积极部署,正在和工信部及一些产业链的企业沟通探讨,希望走出一条合理化的量产之路。
“大家思路都是清晰的,就是先研究需求。比如说,要实现高阶的自动驾驶功能,首先要知道,对雷达提出什么样的需求,有了需求之后,才能做产品设计”。
4、“十字型”发展战略
楚航科技成立于2018年,主要研发和生产基于77/79GHz毫米波雷达的高级辅助驾驶(ADAS)和自动驾驶系统,总部位于南京江北新区,并在德国慕尼黑、上海、合肥、安庆设有子公司。2019年10月,楚航科技在安徽安庆建成年产45万只雷达的生产基地。
从创始人团队来看,楚航科技是典型的硬核技术派。
CEO楚詠焱是亚琛工大电子信息硕士,南德认证10年经验的功能安全专家,在德国博世集团有13年研发管理经验,并参与博世五代雷达开发;
CTO张我弓是德国斯图加特大学半导体工程博士,曾在德国工作15年,期间一直从事毫米波雷达的研发工作,并在博世主导第三代雷达天线设计;
COO李烜是汉诺威大学CAE硕士,在德国博坦德集团工作12年,拥有丰富的汽车行业管理经验。
楚航科技车规级平台
在市场战略层面,楚航科技的产品布局主要包括车规级和消费级两大平台。
“以车规级为主,消费级是在车规级上面做的一个扩展,也是为我们将来的发展预留一个方向。”楚詠焱介绍,车规级和消费级的工作原理和产品设计类似,只不过车规级的要求会比消费级要高。因此,如果产品能达到车规级的要求就存在往下兼容的可能性,沿用到消费级上面。
举例来看,楚航科技在今年推出了60GHz生命体征探测雷达,可检测后排乘客遗留、驾驶员的生命体征检测等。在做车规级设计的同时,楚航科技也做了消费级设计,一款可以用于健康场景,监测老年人或儿童健康状态的雷达,还可以用于一些安防场景下的心跳检测。
楚航科技的发展战略是“十字型”,在纵向上:产品上下的发展,以及向系统方向延伸;在横向上:可以进行应用场景的延伸,比如车路协同、大健康、楼宇机场安防、智能家居等场景。
“我们现在做的事情就是找准了车载场景,这个场景有一定门槛和规模,且是我们最擅长的领域。我们希望把车载场景先吃透,在这个领域做到行业的头部,接下来再去挖掘一些雷达可以应用的更好场景”。
楚航科技雷达产品
目前来看,楚航科技的产品主要包括四款:
前向雷达(76-77GHz):探测距离0.5-220m,角度范围-50°-+50°(SR)(水平方向)、角度范围-9°-+9°(MR)(水平方向)、-9°-+9°(垂直方向),可支持ACC、AEB、FCW等功能;
角雷达(76-77GHz):探测距离0.5-100m,角度范围-75°-+75°(水平方向)、-10°-+10°(垂直方向),可支持BSD、LCW、DOW、RCTA等功能;
商用车盲区检测系统-三角雷达(76-77GHz):探测距离0.5-120m,角度范围-90°-+90°(水平方向)、-10°-+10°(垂直方向),主要支持常用车盲点辅助检测,帮助驾驶员监测前方、侧方及侧后方盲区;
生命体征探测雷达(60-64GHz):可以检测驾驶员的呼吸、心跳等驾驶员生命体征,还可以对后排生命体征进行监控,防止儿童遗留的问题。
据赛博汽车不完全统计,全球有超过50家毫米波雷达供应商,其中国内企业就超过30家,且成立时间多为2015年以前。
2018年才起步的楚航科技,与这些企业竞争,核心优势在哪里?
楚詠焱答道,具备充分行业经验,了解产品kown-how,是楚航科技的核心优势。
“我们团队成员基本上都有5-10年,甚至10年以上的行业工作经验,最大的优势就是完整经历过雷达的开发全周期,可以有效避免一些‘坑’,缩短整个研发周期中的试错期。怎样能把一个雷达做到又好又便宜又稳定?怎样与主机厂合作提高车辆安装的满意度?这些都是我们比较擅长的地方”。
目前,楚航科技有近150人,研发占比超过75%。接下来,研发团队还会继续扩大规模,楚詠焱希望能够保持这样的研发比例,持续强化技术优势。
5、写在最后
谈及回国创业的这三年,楚詠焱认为,当下是最好的创业时期,整个汽车市场正在经历一个变革的过程,不停的有热点显现,正需要创新的尝试。
他坦言,创业这几年比在德国工作的近20年,做的事情还要多。“我是一个喜欢折腾的人,就是觉得不往前走一步,就永远不知道前面等待的是什么”。
他笑称,这是中国创业的魅力,它的环境和气氛会教会你一些东西,让你跟着它去改变,去学习,这也是创业的乐趣。
谈及成败,楚詠焱认为,创业最重要的一点就是看谁能够坚持到最后,“剩”者为王。
市场竞争非常现实,至少要做行业内的头部,才能真正的存活下来。他认为,楚航科技不存在真正的短板,但要调整自己的节奏适应市场的节奏。“如果边上长得更快,就有可能让你晒不到阳光”。
更远一点的愿景,楚詠焱希望能和合作伙伴一起把汽车国产化核心零部件的产业链建立起来,帮助中国汽车产业形成一条完整的自主产业链。
“这样就可以有更多的自主权,整个智能网联想往哪些方向发展也不会受制于人”。
-END-
文章来源:赛博汽车
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原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):楚航科技:毫米波雷达并非鸡肋,多传感融合是自动驾驶的主要方向