車東西對話Uhnder CEO：4D成像雷達在L2+階段比激光雷達更具

車東西（公眾號：chedongxi）

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作者 | 阿超

編輯 | Juice

4D成像雷達或將掀起汽車感知革命！

日前，蔚來宣布采用恩智浦4D成像雷達解決方案，特斯拉更早些時候，傳出將使用Arbe的4D成像雷達。

4D成像雷達熱度一再攀升！據車東西統計，2023年以來國內至少已有6家4D成像雷達企業拿到融資，總額達數十億元。新的百億賽道正在誕生！

4D成像雷達性能表現大幅躍遷，成本僅為激光雷達五分之一，這成為熱度提升的主要原因。

深究4D成像雷達的技術類型，車東西發現，數字編碼調制（DCM），這一手機廣泛使用的通訊技術，正走向民用車，傳統毫米波雷達正從模擬信號時代走向數字編碼時代。

那么4D成像雷達為何能達到這樣的效果，背后的原理路線有哪些，是否真的可以替代激光雷達呢？車東西在采訪業內知名企業、調查市場狀況、研究技術原理后找到了答案。

一、4D成像雷達熱度飆升 掀起新一輪融資潮

近日，荷蘭計算機芯片制造商恩智浦半導體宣布，蔚來將采用其4D成像雷達解決方案。在今年早些時候，特斯拉HW4.0電腦板被曝光，結合此前特斯拉向FCC遞交的4D毫米波雷達文件，新增的以太網接口或將接入4D毫米波雷達。

一時間4D成像雷達熱度大增，多個機構也表示十分看好4D成像雷達在中國市場的發展，并對此做出積極的未來預期。

其中，高工智能汽車研究院預計，2023年中國乘用車市場前裝4D成像雷達將突破百萬顆，到2025年4D成像雷達占全部前向毫米波雷達的比重有望超過40%。

根據億歐智庫測算，2025年中國車載4D成像雷達市場規模將達到3-4億美元（約合人民幣21-28億元）。

中金公司也給出了雷達市場預期增長率，從2022年至2025年，國內4D成像雷達市場的年均復合增長率分別為34%、64%和88%。

國內如此龐大且快速增長的市場，也帶動了相關雷達企業的快速發展。前段時間，4D成像雷達企業賽恩領動(參數|詢價)完成數億元A輪融資，由小米和蔚來領投。據車東西不完全統計，2023年以來國內至少已有6家4D毫米波雷達企業拿到融資，總額達數十億元。

2023年中國毫米波雷達企業融資情況

此外，國外企業也十分看好國內的市場潛力，對中國市場十分重視。今年上海車展便有許多國外4D成像雷達相關企業前來參展。

美國數字雷達芯片企業Uhnder聯合創始人兼CEO Manju Hegde在上海車展期間接受記者采訪時表示：“中國市場發展得非常快，對4D數字成像雷達的熱度也非常高。上海車展是一個非常重要的契機，借此機會我們會去接洽和拜訪很多重要客戶，助力客戶盡快實現規模量產。后續我們會經常過來參與活動，并與客戶、合作伙伴、以及行業專家開展溝通交流。”

二、4D成像雷達性能躍遷 推動汽車感知變革

多傳感器融合是當下智能汽車采用的主要路線，而激光雷達的成本遲遲難以有效降低，于是攝像頭和毫米波雷達便成為傳感器融合感知的主要參與者。而4D成像雷達作為毫米波雷達的一種，性能大幅躍升，成本表現依舊出色，這使得4D成像雷達近來熱度不斷提升。

傳統的3D毫米波雷達對目標的檢測信息為雷達與目標的距離、相對徑向速度、水平角度的數據。面臨著無高度測試能力、角分辨率低、靜態物感知度低等問題。當遇見靜止車輛時，目標信息容易和地雜波等摻雜在一起，識別難度較大。

而4D毫米波雷達在3D毫米波雷達水平方向天線的基礎上，增加布置垂直方向上的收發天線，從而增加對目標高度的估計。相比于3D毫米波雷達具有天線數量多且密度高、輸出的點云圖像密度更高等特點。在距離分辨率、距離精度、角度分辨率、角度精度、速度分辨率和速度精度等方面都有所提升。

4D毫米波雷達探測距離

目前，4D成像雷達根據輻射電磁波方式的不同，分為調頻連續波（FMCW）和調相連續波（PMCW）兩種技術路線，這兩種路線分別基于不同的調制方法來實現。

在雷達中信道不能直接傳輸由信源產生的原始信號，信源產生的信號需要變換成合適的信號，才能在信道中進行傳輸。將信源產生的信號變換成適合于信道傳輸的信號的過程就稱為調制。

用模擬信號控制載波參量的變化，這種調制方式稱為模擬調制，目前使用最為廣泛；用數據信號控制載波信號的參量變化，這種調制方式稱為數字調制，數字調制正成為的新的趨勢。從此角度上也可以將雷達分為模擬雷達和數字雷達。

目前在4D成像雷達領域以基于模擬調制的調頻連續波（FMCW）方案為主，主要代表是以色列公司Arbe，該方案雷達信號處理主要是在模擬電路中完成的。

毫米波雷達工作體制（圖源網絡）

而基于數字編碼調制（DCM）技術的調相連續波方案隨著技術成本的降低逐漸應用于4D成像雷達領域。該方案通過多天線同時發射正交相位編碼信號的方式來探測目標的距離和速度。

采用DCM技術的雷達芯片主要以數字的方式處理雷達信號，且允許在雷達上使用算法進行更先進的數字處理。其代表雷達芯片企業是美國的Uhnder。例如，Uhnder稱其4D數字雷達芯片S80完全由軟件定義，內置處理器，可在芯片上運行算法，還可以使用先進的深度學習神經網絡和 AI（人工智能）進行優化。

同時，基于數字編碼調制（DCM）技術的調相連續波方案不僅可以探測更遠距離，而且相對于傳統的模擬調頻連續波（FMCW）雷達，在有效探測目標的同時可以有效的抗除雷達與雷達之間的相互干擾。

以基于Uhnder 4D 數字雷達芯片S80的產品為例，Uhnder首席執行官兼聯合創始人Manju Hegde表示：“與現有模擬雷達相比，數字雷達的分辨率提升了 16 倍，目標反射功率提升了 24 倍，對比度提升了 30 倍。”

Uhnder 4D 數字雷達芯片S80

而在成本方面，4D成像雷達相比激光雷達也展現出較大的優勢，而相對于傳統的3D毫米波雷達，Manju Hegde也表示：“相比模擬雷達，數字雷達可以帶來數十倍的性能提升。但是模擬雷達如果要達到相同的性能，無論用什么樣的方式，價格肯定會非常的高。而通過使用 Uhnder 數字雷達解決方案，制造商可以在相同的價格范圍內實現更大的性能提升。”

也就是說當下4D成像雷達的成本相對于傳統的3D毫米波雷達性能大幅躍遷，而成本小幅提升。在部分性能表現上甚至可以超越激光雷達，成本卻遠低于激光雷達。

三、Uhnder CEO：4D成像雷達可部分替代激光雷達

4D成像雷達相對于激光雷達不易受雨雪霧霾的天氣的影響，可靠性和耐久性會更好些。同時，4D成像雷達作為3D毫米波雷達的升級版，成本僅為激光雷達的五分之一。

4D成像雷達在性能表現上大幅超越傳統的3D毫米波雷達，雖與激光雷達還有差距，但其相對激光雷達低廉的成本令其十分具有誘惑力。

按照以色列公司Arbe的說法，預計4D成像雷達的價格在100-150美元（約合人民幣700~1000元）之間。成本僅為激光雷達的五分之一。

車載感知硬件關鍵參數對比

在此背景下，一時間，有關4D成像雷達和激光雷達關系的討論越來越多。4D成像雷達真的可以替代激光雷達嗎？

對此Uhnder聯合創始人兼CEO Manju Hegde認為，長期來看4D成像雷達和激光雷達是互補的關系，正如Manju Hegde在接受車東西采訪時表示：“對于L2或L2+這個級別的車型來說，數字雷達和攝像頭其實已經足夠了。在西方國家，比如美國和歐洲，就是這樣的一個配置。但是對于像L3甚至是L4這樣更高級別的自動駕駛，在數字雷達和攝像頭的基礎上，還是需要激光雷達。”

Uhnder聯合創始人兼CEO Manju Hegde

這與車東西的觀點不謀而合，智能汽車的輔助駕駛會在今后較長時間內處于L2+階段，成本會成為廠商著重考慮的一個因素。4D數字成像雷達會越來越多地被選擇。

Manju Hegde也表示：“在電動汽車領域，在注重成本效益或者性價比的情況下,我們相信會有越來越多的車型還是會選擇4D雷達。因為它的價格相對更有競爭力，同時在性能上也有很好的表現。”

結語：一個新的百億賽道正在誕生

到目前已有特斯拉、上汽、比亞迪、理想、吉利、紅旗、長安等多個品牌已經定點或量產搭載4D成像毫米波雷達，搭載 Uhnder 的片上雷達芯片的麥格納ICON數字雷達，也已在汽車上部署。

據中金公司數據顯示，未來5年中國4D成像雷達市場規模將迎來加速增長時期，同時中金公司預測今年中國4D成像雷達市場規模增速將超過50%，一個新的百億賽道正在誕生。