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    4D成像雷達進入“市場元年”,即將迎來全球首家上市公司
    2021-10-13

    毫米波雷達的下一代技術演進——4D成像雷達,在今年迎來前裝量產元年。同時,這個細分賽道的多家初創公司也正在尋求上市。


    近日,成立于2015年的以色列4D雷達公司—Arbe宣布與ITAC(一家特殊目的收購公司)合并事宜通過特別股東大會上批準,計劃于本月完成合并上市,這是全球首家公開披露上市計劃的初創公司。


    “我們看到客戶對4D成像雷達的認可,包括優越的性能和顯著的成本優勢(相比于激光雷達),”Arbe首席執行官Kobi Marenko表示,4D成像雷達技術為自動駕駛感知帶來了一場革命,超高分辨率以及全天候的穩定性能,確保自動駕駛系統在所有可能的場景下正常運行。


    按照合并計劃,Arbe將獲得約1.18億美元的資金注入,其中包括約1800萬美元的現金,以及1億美元的私人配售普通股募資。該公司預計,到2025年4D雷達市場的總潛在市場規模將達到110億美元。


    同時,公開數據顯示,兩家公司合并后的市值約為7.23億美元。此外,高工智能汽車研究院監測顯示,第二家4D成像雷達擬上市公司也即將披露相關計劃。


    一、


    目前,4D成像雷達主要有幾種解決方案,一是基于傳統雷達芯片供應商的解決方案,通過多芯片極聯或者軟件算法來實現密集點云輸出及識別,這是目前主流的方式;二是基于超材料等前沿技術,徹底顛覆傳統雷達的硬件架構。這種方案距離真正商業化還有一定的距離。


    第三種方案,就是類似Arbe、Vayaar、Unhder、Mobileye等公司,自主研發多通道陣列射頻芯片組、雷達處理器芯片和基于人工智能的后處理軟件算法。相比第一種方式,前期的研發成本更高,但技術門檻也更高。


    按照Arbe公司的說法,預計4D成像雷達的價格在100-150美元左右,并且已經有幾家一級汽車零部件供應商正在基于該公司的芯片組開發下一代雷達。同時,該公司也推出了基于專用芯片組的高分辨率4D成像雷達平臺。


    Arbe專利的4D成像技術采用專有的芯片組技術為數千個通道的虛擬陣列提供高性能,同時可優化成本和功耗。增強型的FMCW技術能夠從多天線傳遞并接收信號。

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    同時,通過將信息從時間域轉換為頻率域(FFT),4D雷達能輸出高像素密度以較高的方位角和高度分辨率提供4D圖形,同時感應較大范圍、較寬視角內的環境。


    此外,Arbe的這款4D雷達能夠降低近零旁瓣發生水平,解決距離多普勒模糊識別,并避免與其他雷達發生干擾,而類似的信號干擾問題已經成為業內關注的焦點,尤其是道路上行駛的新車越來越多的搭載不同數量的毫米波雷達。


    Phoenix雷達,就是Arbe推出的第一款超高分辨率的4D成像雷達,探測距離達到300米,可以按照不同的水平視場(100° 寬視場、1° 分辨率)、高度(30°俯仰角,2°分辨率)和速度跟蹤并分離對象,同時應用后處理和 SLAM 技術。

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    寬視野加上長、中、短范圍汽車雷達傳感器探測技術使得Phoenix雷達能夠實時探測數百個物體,高敏感度跟蹤技術可以快速識別單一對象,如行人、自行車和摩托車,即便被車輛或靜止的物體遮擋也不會有太大影響。


    此外,根據客戶的不同需求,這款雷達方案實現完全可定制,采用模塊化設計,適合從L2到L5、遠程前向到中距離盲區等各種應用,允許主機廠自由設置分辨率、范圍、視野和功能,從而適配不同的功能設計和成本要求。


    在關鍵的芯片組方面,Arbe選擇了格芯(晶圓代工廠)的22FDX工藝,后者同樣被博世選中合作開發用于自動駕駛功能的下一代高頻、高精度雷達芯片。


    另一家類似Arbe的公司,名為Uhnder,此前與麥格納達成合作,首款4D成像雷達搭載車型是麥格納和Fisker合作的純電動SUV Ocean,預計將于2022年底亮相。


    Uhnder公司的雷達芯片是一種軟件定義的硬件模式,結合了數字信號處理技術,名為數字編碼調制(DCM),使用一個相位來調制發射信號,而不是在給定的時間周期內的頻率,然后添加數字代碼到相位,以實現更精確的測量。


    Uhnder的這顆RoC,集成了一個77-79GHz的收發器,具有12個發射通道和16個接收通道,可被時間復用到兩組天線,覆蓋方位角和仰角。


    該公司介紹,該RoC架構可以處理多達192個虛擬接收通道,無需額外增加射頻PCB電路,從而實現高角度分辨率。整個系統包括模擬前端、基帶、數字前端、后端和后雷達檢測信號處理,集成在一顆SoC上。


    而包括采埃孚、大陸集團、傲酷在內多家公司,則采用了現有市面上的芯片方案實現4D成像雷達的量產。比如,大陸集團量產的首個4D成像雷達解決方案,就是基于多芯片極聯+賽靈思FPGA數據處理方案。


    傲酷也是采用市面上的主流毫米波雷達芯片(可以選擇單芯片或者多芯片方案),加載獨有的AI算法驅動的虛擬孔徑成像軟件。目前,該公司已經獲得了通用汽車、海拉等多家行業巨頭的戰略投資,并且與多家車企、Tier1及自動駕駛公司達成合作。


    該公司在今年上半年推出的全球最高角分辨率的4D成像雷達EAGLE,可在120°水平 / 30°縱向的寬視場中提供0.5°水平 x 1°縱向的角分辨率。EAGLE可生成每秒幾萬點的雷達點云圖像,跟蹤400-500米的目標。


    和Arbe等采用專用芯片組不同,傲酷基于和傳統毫米波雷達相同硬件的情況下,可以做到十倍以上的角分辨率,如果用多芯片級聯的方式可以將橫縱方向的角分辨率提高一百倍的角分辨率水平,成像清晰度顯著提升。


    而在高工智能汽車研究院看來,對于4D成像雷達未來幾年的市場空間,將主要取決于成本的下降速度、L2+級及以上等高級別自動輔助駕駛的規?;M度。


    接下來,國內市場L2+及以上新車搭載率有望在2025年突破50%。同時,4D成像雷達將從明年初開始小規模前裝導入,預計到2023年,搭載量有機會突破百萬顆,到2025年占全部前向毫米波雷達的比重有望超過40%。


    二、


    作為全球首家宣布通過SAPC方式合并上市的4D成像雷達公司,Arbe最近幾年的經營狀況、對市場的機會和風險的預期判斷,或許可以成為后續其他公司以及投資者研判投資機會的參考。


    首先,對于Arbe來說,現階段仍處于在開發和商業化新產品方面投入大量資金的關鍵周期,該公司在過去兩年的研發費用大概在3480萬美元左右,其中處理器芯片開發涉及大量分包成本。接下來,還需要投入大量資源用于前裝量產的測試和驗證。

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    該公司預計,考慮到目前市場上各種技術路線的激烈競爭,可能無法準確預估產品的供給和需求,這可能導致產生收入的能力嚴重受限。比如,目前已經宣布拿到量產車型的,就包括大陸集團、采埃孚等傳統雷達巨頭。


    此外,在芯片組方面,Arbe表示,這部分目標客戶大多是行業零部件巨頭,也都有自己的4D成像解決方案,這意味著可能對Arbe的產品產生巨大的競爭壓力。同時,類似傲酷這樣的方案商同樣可以向芯片廠商及Tier1提供軟件解決方案,也極具競爭力。


    比如,去年全球雷達芯片巨頭英飛凌宣布和傲酷進行戰略合作,利用傲酷的虛擬孔徑高清成像軟件技術,大幅提升其針對L2/3 ADAS量身定制的77G單芯片解決方案的角分辨率性能,以及為L4自動駕駛量身定制的多芯片高性能解決方案提供高清成像能力。


    海拉同樣選擇了傲酷的虛擬孔徑高清成像軟件技術,聯合開發適用于L2/3級輔助駕駛系統(ADAS)和L4級自動駕駛(AD)的高性能雷達感知解決方案,預計最快在2023年實現SOP。


    目前,在全球排名前十的毫米波雷達廠商中,有七家是英飛凌的客戶。有了雙方芯片級的合作,其他國際雷達大廠也可以像海拉一樣,和傲酷及英飛凌一起聯合開發高性能雷達。


    而市場激烈競爭,勢必帶來持續的定價壓力。在Arbe公司看來,這可能導致利潤率低于預期或持續虧損,主要因素來自下游客戶的成本削減以及競爭對手的影響可能導致價格下降的壓力增加。同時,盈利還將取決該公司在其他市場的開拓進度。

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    同時,由于采用了晶圓代工模式,Arbe表示,公司與格芯沒有供貨協議(目前正在談判),需要根據客戶需求進行訂單采購。如果格芯未能交付或延遲交付芯片,公司將可能需要臨時尋求替代供應商。而更換供應商,意味著改變芯片設計,這一過程可能需要長達兩年的時間。


    按照披露的信息,目前,Arbe的業務戰略主要是與一級汽車零部件制造商合作,將雷達芯片組方案集成到雷達系統中,以二級供應商的角色服務整車廠。


    合作客戶方面,2018年Arbe就與法雷奧達成合作協議,并合作開發雷達系統。目前,法雷奧已經從一家OEM獲得了基于Arbe雷達芯片開發下一代雷達系統的RFQ。


    2019年,Arbe與來自中國的汽車零部件制造商威孚高科簽署協議,授權后者開發和制造基于公司專用芯片的雷達系統。目前,威孚高科已開始使用Arbe提供的樣品向中國主機廠進行演示。


    今年5月,威孚高科首次對外披露,4D毫米波成像雷達正在進行研發及進入早期市場導入階段,同時內部已經建成15萬顆年產能的中試線。


    另一家與Arbe合作的中國公司是經緯恒潤,雙方除了合作開發和制造基于Arbe雷達芯片的雷達系統,同時還簽署了分銷協議,授予經緯恒潤向其中國客戶銷售測試樣件。


    截至2021年8月,Arbe正處于向潛在客戶交付開發階段A樣產品,以測試系統和開發驗證。同時,該公司與自動駕駛公司AutoX達成戰略合作框架協議,預計未來5年交付40萬顆雷達。


    而在談及競爭對手時,Arbe舉例稱,大陸集團的ARS540,基于4個3發4收芯片級聯實現12*16陣列,以及Xilinx FPGA,整體系統的成本約為220美元(仍然較高),同時需要高功耗,有散熱問題,并僅支持較低的幀速。


    此外,采取類似Arbe技術路線的Mobileye,正在開發相同通道數(2304個虛擬通道)的4D成像雷達,計劃于2025年量產。Arbe認為,這個時間點落后自己3年,并且Mobileye將是一級供應商角色,相當于和自己的客戶競爭,而后者的量產經驗更為豐富。


    4D成像雷達進入“市場元年”,即將迎來全球首家上市公司


    截止目前,Arbe的兩家汽車行業戰略投資股東分別是北汽產投和韓國現代。財務數據顯示,2020年該公司營收為40萬美元,虧損1440萬美元;預計今年營收為780萬美元,虧損將增至2140萬美元。


    該公司預計,2023年公司營收將增長至7630萬美元,并實現扭虧為盈。

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