Radar Technologies for Automotive 2018

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雷達(dá)傳感器技術(shù)將如何塑造未來的汽車？雷達(dá)被視為自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)，正為汽車傳感器行業(yè)的黃金時(shí)代做足準(zhǔn)備。

汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一波新的高科技應(yīng)用浪潮

自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）、變道輔助（LCA）是一些新的汽車應(yīng)用案例。在新車評價(jià)規(guī)程（New Car Assessment Program）的推動(dòng)下，原始設(shè)備制造商（OEMs）正在設(shè)計(jì)集成多種傳感器的汽車，以實(shí)現(xiàn)上述新應(yīng)用。而且這些應(yīng)用大部分是與汽車安全相關(guān)的，所以傳感器必須高度準(zhǔn)確。這意味著對物體探測和識別非常嚴(yán)格，以及超高的可靠性：可以在各種天氣條件和光照環(huán)境下工作，并且具有廣闊的視野，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離或近距離感知。雷達(dá)技術(shù)基本滿足這些要求，但是無法對物體進(jìn)行識別和分類，不過某些公司正在迅速開展雷達(dá)的成像技術(shù)研發(fā)工作。

各種汽車應(yīng)用

雷達(dá)具有令人印象深刻的技術(shù)路線圖，可以實(shí)現(xiàn)較大幅度的分辨率提升，以及傳感器的小型化和低成本。盡管2017~2022年全球汽車的年銷售量增速緩慢（約3%），但是我們預(yù)計(jì)汽車?yán)走_(dá)模組的年銷售量將飛速增長（約為25%），雷達(dá)芯片的年銷售量也類似，增速達(dá)到22%。自動(dòng)駕駛汽車是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的下一個(gè)長期驅(qū)動(dòng)力。

2009~2022年輕型車市場預(yù)測

車輛自動(dòng)化過程

在這個(gè)充滿活力的市場中，毫米波技術(shù)正處于中心位置

W波段77GHz雷達(dá)正在超越當(dāng)前主流的24GHz——無需授權(quán)許可的工業(yè)、科技、醫(yī)學(xué)（ISM）無線電波段，因?yàn)?7GHz雷達(dá)擁有更好的探測范圍（歸功于其“全功率（full power）”模式）和更大的可用帶寬，從而將距離分辨率和精度提高了20多倍。其它優(yōu)勢還包括更小的體積和更強(qiáng)的抗干擾能力等。

考慮到中國的實(shí)際情況，我們預(yù)測未來三年內(nèi)24GHz毫米波雷達(dá)在國內(nèi)將得到快速的發(fā)展，而77GHz毫米波雷達(dá)的大規(guī)模應(yīng)用由于設(shè)計(jì)難度和射頻芯片供應(yīng)鏈體系等因素，國產(chǎn)化進(jìn)程將稍微推后；而三年后隨著技術(shù)的發(fā)展，77GHz毫米波雷達(dá)將有機(jī)會(huì)突破設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈的瓶頸，進(jìn)入國產(chǎn)替代高峰期。從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，我們認(rèn)為未來77GHz毫米波雷達(dá)將會(huì)對24GHz毫米波雷達(dá)進(jìn)行全面替代，最終形成77GHz雷達(dá)作為長距離通信的載體，79GHz雷達(dá)作為短距離通信的載體的頻譜大一統(tǒng)格局。

注：毫米波雷達(dá)指工作在毫米波波段的雷達(dá)。毫米波的波長介于紅外光波和微波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。毫米波雷達(dá)在雷達(dá)探測、高速通信、導(dǎo)彈制導(dǎo)、衛(wèi)星遙感、電子對抗等軍用領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，而近年來隨著毫米波器件水平的提升，電路設(shè)計(jì)技術(shù)、天線技術(shù)等相關(guān)技術(shù)日益發(fā)展和不斷成熟，車載毫米波雷達(dá)的應(yīng)用也獲得了很大的發(fā)展。

雷達(dá)技術(shù)演進(jìn)

雷達(dá)體系架構(gòu)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的復(fù)雜程度，需要在天線設(shè)計(jì)、調(diào)制技術(shù)和目標(biāo)分辨率算法等方面進(jìn)行創(chuàng)新。多波束、多量程的要求導(dǎo)致了復(fù)雜的天線陣列，它們將發(fā)射和接收路徑相乘，并增強(qiáng)了3D感測能力。芯片廠商已經(jīng)開發(fā)出新款芯片來支持這些嚴(yán)苛的要求，增加了單芯片可以處理的通道數(shù)目。

集成是另一大探索領(lǐng)域。“成熟的鍺硅（SiGe）技術(shù)”和“最新的RF CMOS技術(shù)”之間的競爭正在進(jìn)行中，這主要是由于像德州儀器（Texas Instruments）這類公司已經(jīng)花費(fèi)了近十年時(shí)間開發(fā)了RF CMOS技術(shù)，并且該技術(shù)平臺正在迅速成為現(xiàn)實(shí)。

一個(gè)完善的供應(yīng)鏈正面臨著前所未有的競爭

像Metawave和Uhnder這類創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)公司，正在針對高分辨率電子可控天線和成像雷達(dá)研發(fā)顛覆性技術(shù)，希望與大陸集團(tuán)（Continental）和博世（Bosch）等知名廠商展開直接競爭。在基于130納米鍺硅（SiGe）平臺的汽車77GHz雷達(dá)芯片方面，恩智浦（NXP）和英飛凌（Infineon）是頂級供應(yīng)商；德州儀器（Texas Instruments）和亞德諾半導(dǎo)體（ADI）等大型半導(dǎo)體公司提供基于先進(jìn)CMOS節(jié)點(diǎn)（低至28納米）的產(chǎn)品。代工廠也有自己的定位，例如GlobalFoundries和22FDX平臺、TowerJazz和180納米鍺硅（SiGe）平臺等。雖然新廠商和新技術(shù)令人興奮，但是新技術(shù)在汽車市場上的滲透并非易事。

雷達(dá)模組拆解分析

雷達(dá)的長期演進(jìn)

我們正進(jìn)入一個(gè)新的“雷達(dá)時(shí)代”，伴隨著很多新發(fā)展、顛覆性技術(shù)和新晉廠商。毫米波雷達(dá)是未來車載主力傳感器之一，將和攝像頭（圖像傳感器）、激光雷達(dá)、超聲波傳感器一起為高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛汽車“保駕護(hù)航”。

汽車?yán)走_(dá)、成像和超聲波傳感器

本報(bào)告涉及的部分公司：Acura, Airgain, Alfa Romeo, Analog Device, Anatel, Arbe Robotics, Argo AI, ARTSys360, Autoliv, Autoroad, Automotive Distance System Control, Audi, Bentley, BMW, Bosch, Broadcom, Bugatti, Buick, Chevrolet, Chrysler, Codha Wireless, Commsignia, Continental, Cruise, Cypress, Daihatsu, Denso-Ten, Delphi, Echodyne, Fiat, Fomoco, Ford, Furuno, Geely, Gemalto, General Motor, GlobalFoundry, GMC, Hamaton, Harada, Harman, Hella, Honda, Hyundai, IMST, InnoSent, Infneon, Infnity, Jaguar, Jeep, Kia, Laird, Lesswire, Lexus, Lincoln, LM technologies, Mando, Marvell, Maxim Integrated, Mercedes, Metawave, Melexis, Mini, Mitsubishi, Murata, Nanoradar, Neteera, Nissan, Novatel, NuTonomy, NXP, Oculii, Omniradar, Ottomatika, Oryx, OriginGPS, Panasonic, Peugeot, Porsche, Redpine signals, Renault, Qorvo, Qualcomm, Range Rover, Samsung, SAIC, SEAT, Semtech, Sierra Wireless, Skyworks, Skoda, ST Microelectronic, Subaru, Telit, Tesla, Texas Instruments, Tata, Toshiba, Toyota, TowerJazz, TpsCo, Trimble, Ublox, Uhnder, United Monolithic Semiconductors, Valeo, Vayyar, Volkswagen, Volvo, Wieson, ZF-TRW...

報(bào)告目錄：

Scope of the report

Introduction, definition & methodology

Executive summary

History and overview

> History of radar

> Frequency regulation

> Automotive use cases

> Benchmark with camera, LiDAR and ultrasonic

Market forecast

> Market drivers

> Radar modules ($M, units)

> Radar chips ($M, units)

> Market share

Supply chain & ecosystem

> Ecosystem

> Module maker

> Chip maker

> Start up landscape

Technology overview

> Radar architecture

> Modulation techniques

> Antenna technologies

> Digital and analog beam forming

> Introduction to software

Radar evolution trend

> From dedicated to multimode

> Resolution, 3D and imaging

> Antenna and beam management

> Chip integration, node shrinking

Other radio based technology introduction

> WiFi, BT, NFC

> GNSS

> Vehicle communication technology, V2X

Conclusions & perspectives

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