國產77GHz毫米波雷達進入大規模量產時代

2020-12-22 騰訊網

高工智能汽車研究院發布的《2020上半年車載毫米波雷達搭載量報告》數據顯示,2020年1-6月國內新車(自主+合資品牌)搭載前向77GHz雷達201.65萬顆。

同比數據顯示,今年上半年前向77GHz雷達搭載量比2019年同期增長29.36%,不過,博世、大陸、安波福、採埃孚、電裝等外資品牌供應商仍然佔據主要市場份額;

在具體單車搭載數量方面,2個側後向毫米波雷達配置仍為主流(僅有小部分車型搭載前後4個側向雷達),其中24GHz雷達正在逐步被77-79GHz雷達取代。

高工智能汽車認為,國內市場對於毫米波雷達的需求正在處於高增長的態勢。未來三年仍將保持較快的增長速度。

然而,有業內人士透露,目前這依然不是一個成熟的市場。中國毫米波雷達裝車率相對於歐洲40%裝車率還有很大差距。目前雖然有很多國內廠商在做,但是還沒有真正完成從0到1的突破。

閉環有待完成

毫米波雷達的開發周期很長,其生產製造也非常嚴謹複雜。而要成為主機廠的供應商,實現商業閉環,企業就要有自己的質量體系和可交付的能力。

「研發和生產製造是不同的領域,沒有規模化的生產製造,就無法完成大規模交付裝車的商業閉環。」納瓦電子總裁李建林強調。

目前來看,擁有全自動化生產並可以為國內主機廠大批量供貨的國內毫米波雷達廠商不足三家。而國產毫米波雷達要想真正實現國產替代,除了技術對標外,最重要的便是生產對標。

李建林認為,如果將供應商能力的滿分數設置為一百的話,研發佔三十分,生產則佔七十分。這也是國內供應商在未來很長一段時間內需要真正下功夫的地方。

2019年10月,納瓦電子位於上海市嘉定江橋的生產製造中心開工建設,2020年7月建設完工。經過3個月的產能爬坡,已順利進入大批量生產交付階段。

製造中心配備了兩條全自動化的毫米波雷達生產線,專攻生產77GHz的前向,後向以及角雷達。年產能達108萬臺,兩條產線年產值在四億元以上,是國內自動化程度最高的無人值守產線,可直接對標美國、德國、日本同類產品競爭對手。

產能是一家企業綜合實力的集中表現。其提升難點在於,這是一項系統性的工程,取決於產品設計、SMT的製造能力、產線裝配、測試校準線等多項因素,任何一個細節的卡殼都會造成一次產能的下降,所以不能出現任何短板。

此外,納瓦電子的全自動化產線於今年9月30日達到了95%的一次性直通率。歷經短短一個月時間後,又於10月30日提高到了97%。

李建林介紹,產品的直通率和良率直接決定了產品的穩定性可靠性和成本的高低。從行業來看,目前業內的產品直通率為70-80%左右。而對於出身射頻微波專業,深耕雷達行業七年的納瓦而言,對於直通率的追求絕不能僅限於此。

「國外的競爭者大都來自傳統汽車零部件廠商,國內競爭者科研院所出身居多。因此,我們需要找準定位,借射頻微波生產製造能力的優勢彎道超車。」李建林強調,我們97%的直通率在這個領域已達到頂尖水平,接下來還會繼續精進。

值得注意的是,產線的一次性直通率和企業的工藝設計與整合能力息息相關。該產線配備了對標工業4.0的ERP與MES系統。其中,ERP是供應鏈的進銷存系統,MES是生產管理的數據系統。

二者負責打通並融合訂單、物料、生產、出貨等生產製造各個環節的數據,實現生產線全鏈路的信息化與全自動化,極大程度提高產線效率與出貨質量。

可以不誇張地說,ERP、MES是一個科技製造型企業的靈魂,也是智能化,信息化管理的神經中樞。此前,國外領先的雷達企業ERP與MES系統都是標配,國內在這方面依然存在重視不足的問題。

因此,從某種意義上講,納瓦這條可以實現全自動裝配測試校準的產線將為我國的雷達行業樹立一個標杆,加速我國毫米波雷達實現國產替代。

射頻微波系基因優勢

眾所周知,毫米波雷達的專業範疇屬於射頻微波,只不過毫米波雷達被用在了汽車上。因此,做射頻微波起家的納瓦電子本身就具有做毫米波雷達的基因。

納瓦電子自2013年成立起就致力於高頻射頻微波通訊產品的研發,於2015年開始研發77GHz汽車毫米波雷達產品;2018年年底完成77GHz毫米波雷達產品的批量生產;2019年上半年,公司開始對產品進行數十萬公裡的路測優化。

目前,納瓦77GHz毫米波雷達能夠通過DBSCAN聚類算法與非線性卡爾曼濾波跟蹤算法結合精準計算出目標航跡;同時採用MIMO技術與ESPRIT超分辨算法相結合,並採用複雜調製來增強雷達的抗幹擾能力,數字波束賦形和單脈衝解模糊提高角度精度和解析度,實測性能達到行業同類產品國際領先水平。

納瓦電子的優勢在於多年設計微波天線的經驗以及與算法的結合,極大程度提升雷達的角解析度的精度,主要體現在誤報和漏報率上。據了解,目前行業普遍的水平是將誤報和漏報率控制在每1000公裡5-6%。而納瓦電子則可以達到1-2%,明顯優於國外競爭對手。

除了毫米波雷達以外,公司於2018年開始研發5G C-V2X車路協同產品,其出發點在於,一方面技術存在相通性,是公司擅長的垂直領域,另一方面毫米波雷達與5G C-V2X融合可以更好地服務於自動駕駛領域的應用。

5G C-V2X是感知傳感器的補充,也的自動駕駛的一種遠距離傳感器,可通過其他終端幫助車輛獲取到確定性的環境信息。其中,5.9GHz V2X可覆蓋更遠的距離,同時有更強的抗幹擾能力,是未來傳感器中必須融合的關鍵通訊技術。

此外,5G C-V2X也能解決變道的技術難題,例如傳感器在十字交叉的路口時可能將橫向距離缺乏感知,而輔助5G C-V2X技術恰好可以很好地規避該問題。此外,5G C-V2X也可以更好地輔助汽車與行人、其他車輛、紅綠燈、動態地圖等進行交互。

李建林表示,納瓦電子一直在思考怎麼能更好地將產品融合,解決各個傳感器之間的短板。

毫米波雷達與5G C-V2X交互做到整個循環在100毫秒以內,在這個過程當中不斷推進兩項技術在交互過程中的融合,是未來L3 級別以上更重要的能力。

李建林表示,多傳感器交互,感知與5G C-V2X通信的融合是未來公司的主要方向。作為一家立足於射頻微波技術的國家高新技術企業,納瓦電子接下來會將毫米波雷達產品大規模商用到汽車產業鏈中,產生更大規模的營收。

在12月15-17日舉辦的2020年度高工智能汽車年會上,納瓦電子總裁李建林將發表主題演講,分享國產毫米波雷達的突圍之路。

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