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在今天的新车配置中，越来越多的毫米波雷达被用来与摄像头、超声波传感器组合感知车辆周围环境。同时，在自动驾驶系统中，毫米波雷达也是多传感器数据融合中非常重要的一环，可以改进目标识别和决策。
此外，更多丰富的ADAS功能，比如盲点检测(BSD)、变道辅助(LCA)和前后交叉交通警报(F/RCTA)、自动紧急制动(AEB)和自适应巡航控制(ACC)等需求，也推动了单车搭载毫米波雷达数量的增长。
从最早期的单个前向雷达，到1+2（角雷达）再到1+4（360角雷达），以及对于雷达性能要求的提升，77GHz雷达也正在逐步替代传统的24GHz。
此外，在法规政策方面，根据欧洲电信标准协会(ETSI)和联邦通信委员会(FCC)制定的频谱法规和标准，24GHz超宽带将在2022年之前在欧洲和美国逐步淘汰。
在逐步淘汰24GHz的过程中，近年来监管部门陆续开放了77GHz频段的车载雷达频率。77-81GHz的可用带宽提供了高达4GHz的扫描带宽，这比24GHz的200MHz要大得多。
更重要的是，ADAS系统对于雷达的距离测量的分辨率和精度要求更高。从24GHz到77GHz的升级，可以在距离分辨率和精度上获得超过20倍的性能。
理论上，77GHz雷达的距离分辨率可以达到4cm，而24GHz雷达的分辨率甚至高达75cm，这样可以更好地探测距离较近的多个目标。
同时，毫米波雷达利用发射信号和接收信号之间的相位差来测量物体的相对速度。随着波长的减小，速度测量的分辨率和精度相应地提高。从24GHz到77GHz，速度测量性能也可以提高3倍。
此外，由于77GHz信号的波长是24GHz系统的三分之一，天线所需要的总面积是24GHz的类似天线的九分之一。这使得雷达的物理尺寸和体积可以大幅缩小，更加方便车辆的集成。
一、从24GHz到77GHz
早在2005年，HELLA（海拉）公司的第一代24GHz雷达就开始投入量产，应用于包括盲点检测、变道辅助和泊车辅助等功能。随后的十多年时间，海拉一共推出了四代雷达，并一直保持24GHz雷达出货量全球老大的位置。
不过，相比于24GHz，博世、大陆等一批Tier1龙头企业从2000年开始，就已经批量投产77GHz，彼时主要的客户包括戴姆勒等豪华品牌车型，主要应用ACC等对长距离探测需求的功能。
然而，此后的很长一段时间，由于价格高昂，基于传统SiGe工艺的77GHz雷达推广进度并不理想。
按照大陆集团此前的描述，其第一代长距77GHz雷达系统比较复杂，由两大元件构成，一是安装在散热器格栅后的雷达头，二是车内的控制单元。这两个元件都是鞋盒大小，重约1.3公斤。
但150米的检测距离，也推动戴姆勒公司于1999年首次为梅赛德斯S级轿车提供了基于长距雷达的自适应巡航系统（ACC）。
当然，产品的更新从未止步，每一代的77GHz雷达都比上一代更紧凑、功能更强、成本更低，这尤其体现在更广的作用范围和更高的分辨率上。
这意味着，24GHz雷达的各方面性能已经不能再适应快速变化的ADAS需求，尽管对于很多经济型车来说，价格仍然是24GHz最大的优势之一。
而77GHz雷达真正迎来的关键技术拐点，来自于RFCMOS工艺在车载雷达上的突破。
2016年，海拉正式对外发布了公司第一款77GHz雷达样机，采用NXP的RFCMOS雷达芯片。这款当时名为CompactRadar的产品，体积只有火柴盒大小，能够实现160米到5厘米的距离探测。
由于目标捕获距离低至5厘米，该雷达甚至可以用于内部应用，如手势控制、座舱监控等等。彼时，海拉的计划是为车辆配备最多8个77GHz雷达，实现360°环绕覆盖。
新的RFCMOS工艺，基于单颗芯片集成发射、接收、锁相环，波形发生器等多个离散的部件，一方面保证芯片良好的性能，一方面极大地降低了芯片成本。
为了保证77GHz雷达的快速市场导入，海拉还在2017年6月与采埃孚签署了战略合作协议，双方基于传感器技术的合作涉及前视摄像头、成像和雷达系统。
在毫米波雷达方面，双方合作的基调是海拉的360°环绕雷达系统与采埃孚的中远程雷达建立一个新的全面系统解决方案。
不过，海拉原计划2018年底量产77GHz的时间点有所延迟，受到了一些因素的制约。从整个市场来看，77GHzRFCMOS毫米波雷达直到去年才开始大量投产。
二、海拉正式官宣量产时间
当然，作为全球24GHz雷达的老大，已经征战车载雷达20多年的海拉，一定不会错失未来几年77GHz车载雷达的市场大蛋糕。
就在近日，海拉正式宣布已经获得了几个量产车型的77GHz雷达订单，并计划从2020年一季度末开始下线供货。
首先，海拉将向一家亚洲卡车和巴士制造商供货，随后将开始为其他国际汽车制造商进行量产供货。同时，海拉特别强调，整个市场的启动将在与采埃孚的战略合作框架内进行。
按照计划，海拉的第一款77GHz雷达首先将在其位于德国哈姆的工厂投产，随后也将在中国和美国生产。
从目前披露的信息看，这款77GHz雷达基于模块化、可扩展的平台概念开发，允许灵活地实现客户特定的需求，并满足NCAP的新车自动辅助驾驶五星评级以及自动驾驶的功能实现。
这款77GHz雷达充分考虑到其模块化和可拓展性，在前端射频、后端计算芯片、天线和电路设计上，满足市场对多种功能和各级自动驾驶的需求。
同时，不仅可以检测到动态静态的目标，还可以对他们进行精确的分类，例如说视频中的行人和自行车。这些以前是做不到的，但现在可以清晰地检测出轮廓和运动方向。
此外，新一代平台新增加的环境建模，不仅有高精度的点云信息，对一些基础的静态障碍物，例如路肩等，可以抽象成目标。
硬件的持续改进只是雷达研发的一个方面。另一方面则是软件的不断优化，包括采用更加精确的算法。
对于海拉来说，现在还不是固步自封的时候。传统的汽车零部件巨头借助于半导体公司提供的高性能解决方案，使雷达能够以可靠的方式运行，而一些创新公司已经开始采用一些颠覆性的创新技术。
这些初创公司正试图满足高分辨率传感器的要求，包括特殊材料、算法等来实现前所未有的高分辨率成像雷达的革命性突破。
远距离探测、物体分类、高分辨率，并且在恶劣天气和黑暗光线中表现良好，并且具备高可靠性和低成本特点。这是近年来，全球毫米波雷达产业链各方努力的方向，目的是尽快推出下一代毫米波雷达。
对于毫米波雷达来说，要解决角分辨率的问题，现在全球技术发展上有三种方向：第一种是用现有标准的芯片，用独特的算法软件和独特的天线设计实现；第二种做法是将多发多收的天线集成在一个芯片中；第三种做法是用超材料，如MetaWave的做法。
今年年初，海拉宣布与美国初创公司Oculii（傲酷）建立战略伙伴关系并且参与了战略投资，通过整合后者开发的4D高清点云雷达软件方案，进一步提升77GHz雷达的性能。
傲酷的虚拟孔径成像（VAI）雷达，具有自适应波形,每个载波进行频率和相位调制的特点，每根接收天线在不同时间产生不同的相位，有效虚拟出更多的接收天线，创建出很大的“虚拟孔径”。
在同样硬件的情况下成像雷达可以做到普通雷达十倍以上的角分辨率，如果用多芯片级联的方式更可以将横纵方向的角分辨率提高至一百倍的水平，使得4D成像清晰度显著提升。同时，针对十字路口的横穿车辆和行人，傲酷雷达可以在FOV120范围内检测任何此类横穿的车和人。
双方预计，第一款产品将在2023年投入批量生产。此外，海拉在与美国初创公司AEye的合作下，也在加快其在激光雷达传感器领域的开发进度。
三、毫米波雷达的中国战场
当然，对于海拉来说，短期内最大的机会还是来自于ADAS市场。这是目前全球几乎所有主要的一级零部件供应商巨头的一致行动方向。
2018年以来，随着中国推出相关的商用车ADAS标准、乘用车C-NCAP新版本的主动安全评分标准等，毫米波雷达市场增长强劲。
根据恩智浦此前公布的数据，目前中国的汽车雷达市场仅占全球市场的13%。但随着中国成为最大的智能汽车生产地，从2019年到2023年，汽车雷达市场的复合年增长率预计将达到40%，是其他地区20%的复合年增长率的两倍。
目前的国内市场的格局是，博世、大陆、采埃孚、安波福等占据主要的车载雷达市场份额，尤其是中长距雷达上几乎是垄断地位。
而近年来有所起色的国产雷达厂商，则依靠在商用车、中短距离及成本上优势寻求市场突破，比如去年开始一些国产短距离角雷达开始应用于BSD、右向转弯盲区等功能。
此次，海拉正式投产77GHz雷达，借助此前在24GHz雷达上的规模优势和量产经验，势必在产品线布局及成本上具备一定的优势。“目前来看，海拉的入场，势必会加剧原本已经竞争激烈的毫米波雷达市场。拉低价格，是大概率事件。”一些汽车行业人士指出。
此前，海拉相关负责人曾透露，毫米波雷达是海拉辅助自动驾驶产品系列中的重要组成，最新一代的77GHz雷达主要包括三个版本，可以覆盖L1到L5的全部应用场景。
其中，基础版本产品就是主打成本优势，功能针对交叉路口辅助的各种需求，可以完成前后向多种预警、融合功能。
在此基础上，升级版本的产品在天线设计上加入特殊考虑，可生成高精度的近距离环境建模。感知的精度可以到几厘米，范围内的动态和静态目标以及高速上的围栏，都能够得到清晰的建模，这对现在的L2、L3自动辅助驾驶车辆来说非常关键。
而高阶版本是在升级版本的基础上增加了一个长距模式，目标的检测距离达到190米，为各级别高速自动驾驶提供目标识别辅助。
尤其是对于中国市场，此前海拉高层曾表态，未来的战略计划是，继续加大对中国市场的国产化，把最新产品在中国本土研发生产出来，还会把成本优化在中国市场体现出来。
对于刚刚在77GHz市场有所进展的国产毫米波雷达厂商来说，海拉是一家绝对不可忽视的巨无霸级对手，该公司每年营收额超过70亿欧元，并且不同于几家巨头的全栈式系统供应商模式，海拉专注于在执行和感知层面，定位更像是Tier2。
可以预见的是，2020年将开启毫米波雷达竞争的全新局面，一场血战已经不可避免。任何一家身处其中的企业，尤其是初创公司，必须要打起十二分的精神应战。
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