首页 > 汽车 > > 正文
2020-01-06 09:47:07

雷达向具有更高分辨率和目标检测AI的4D成像发展

-IDTechEx研究报告“ 雷达2020-2030:技术,未来趋势,预测 ” 的最新报告调查了雷达技术市场,特别是汽车领域。它制定了全面的技术路线图,从材料,半导体技术,封装技术,天线阵列和信号处理的层面研究了该技术。它演示了雷达技术如何发展成为能够提供密集4D点云的4D成像雷达,该点云可以实现对象检测,分类和跟踪。

在报告中,IDTechEx分析师分析了最新的产品创新。他们确定并审查全球有希望的初创企业。该报告建立了一个短期和长期的预测模型,涵盖了2019年至2040年之间的时间。市场(按单位数量和价值划分)按自治程度,乘用车,共享车辆和卡车划分。在第一个十年中,ADAS(1级和2级)将成为主要的市场驱动力,而在第二个十年中,自动驾驶汽车将成为主要市场驱动力。

介绍

雷达是ADAS和自动驾驶中传感器套件的关键要素。本报告首先研究了雷达在各种ADAS功能(例如ACC,AEB,FCA,BSD,LCW,HWA等)中扮演的角色。然后,研究了短/中/远程雷达每辆车的雷达含量将如何随着ADAS和自主水平的提高而增加。

然后,报告“ 雷达2020-2030:技术,未来趋势,预测 ”研究了全球运行频率的驱动因素和趋势。它检查设备参数(包括中心频率,带宽,测量时间和虚拟孔径)如何影响关键性能指标(KPI),例如速度,范围,方位角和仰角分辨率。然后,对当今市场上的普通产品进行审查和基准测试。概述了从芯片(无晶圆厂/ IDM /代工厂)到模块制造商的价值链。

建立了详细的市场预测模型。这些市场预测首先要考虑ADAS和自主性将如何渗透到汽车市场。在这里,报告将建立一个为期20年的市场预测(2020年至2040年),将汽车市场按自治级别0到5进行细分。该预测模型还考虑了自动驾驶汽车和共享自动驾驶汽车对汽车总销量的影响,在温和的情况下,预测汽车的峰值销售约为2031/2。这些预测是与IDTechEx自动驾驶团队共同建立的。然后将预测结果转换为雷达的销售量。为了获得市场价值,IDTechEx为中/远程雷达开发了适度而激进的降价方案。他们还利用半导体技术(GaAs,SiGe和Si)来进行预测。

技术趋势:半导体,片上集成,封装和低损耗材料

雷达技术正在发生变化。确实,对于雷达而言,这是非常激动人心的时刻。IDTechEx的报告提供了各种半导体技术选择的详细定量基准,例如GaAs HEMT,InP HEMT,SiGe BiCMOS,Si CMOS和Si SOI。它考虑了最大频率,放大器效率,光刻技术节点,功能集成能力,数量和成本。

该报告显示了半导体技术如何发展,并在未来几年内可能发展。它显示了GaAs技术如何以及何时被SiGe取代,以及现在SiGe可能如何开始向Si CMOS(或SOI)放弃。它详细介绍了市场上主要的现有和新兴产品,涵盖SiGe BiCMOS以及Si CMOS和SOI。在这里,IDTechEx考虑的公司包括NXP,英飞凌,意法半导体,安森美半导体,德州仪器,ADI,Arbe Robotics,Uhnder,Sradianan,Oculii等。

向Si CMOS和类似器件的转变将使更多功能集成到雷达芯片中。实际上,该报告显示了雷达是如何从为每个功能使用单独的芯片发展为单芯片雷达的。最新的SiGe BiCMOS和一些最新的Si CMOS雷达芯片包括多个收发器,监视功能,波形发生器和ADC。最新的Si CMOS甚至包括带有存储器的微控制器以及数字信号处理单元(DSP)。这清楚地表明了单芯片解决方案的趋势,这将导致显着降低成本和批量生产的潜力。

接下来考虑包装解决方案。过去,多个管芯直接安装在板上(CoB)并通过引线键合连接。如今,使用晶圆级封装技术(例如WLP-BGA或倒装芯片球栅阵列(BGA))来封装芯片。IDTechEx分析师提供了谨慎管芯与封装解决方案的基准测试。在封装解决方案中,他们还比较了倒装芯片,扇出和BGA的高频性能。

然后检查设计,材料和无源元件的板级趋势。在这里,IDTechEx看到了电路板布置的变化。过去,使用了两个单独的RF和数字板。现在,最常见的是混合电路板,其顶层由特殊的RF材料组成。趋势-至少对于小天线阵列而言-趋向于封装天线(AiP)设计。一些这样的设计已经可以用于汽车。探索了从长远来看片上天线的长期可能性。

分析了高频下低插入损耗的材料要求。这些特殊材料将需要提供低损耗正切。至关重要的是,介电常数和损耗角正切需要针对温度和频率的变化保持稳定。此外,将需要较低的水分吸收并且材料将必须易于加工(或进行众所周知的修改),例如,如何制作铜棒。这项研究为市场上的各种材料提供了全面的基准测试,包括陶瓷填充的PTFE,LCP,PI /含氟聚合物,LTCC或AlN等陶瓷,玻璃等。

迈向4D成像雷达

雷达技术正在朝着能够提供密集4D点云的4D成像雷达发展,该4D点云可以超越存在,范围和速度确定范围,朝着3D对象检测,分类和跟踪发展。

IDTechEx报告重点介绍并评估了增加天线阵列对方位角和仰角分辨率以及数据矩阵和点云的关键影响。有关方位角和仰角的其他高分辨率信息为4D成像雷达铺平了道路。这些新兴功能将使激光雷达的界线变得模糊,可能使雷达侵入激光雷达领域而不会损害其光水平和天气独立性。尽管激光雷达可能会保留其主导地位,但某些参数包括角度分辨率和潜在的物体分类,这将建立一个有趣的竞争动态。

该报告对深度中性网络和深度学习技术进行了高级综述,这些技术在相机图像中非常成功。考虑了特定于雷达数据的挑战。IDTechEx的分析师尤其考虑了未来的雷达如何使雷达点云致密化,使其密度更接近激光雷达的点云。他们考虑了2D和3D对象检测的最新技术,并概述了一些旨在弥合两者之间性能差距的方法。IDTechEx讨论了带标签的训练数据的有限可用性所面临的挑战,以及一些人如何寻求建立精确的雷达图并开发半自动的标记雷达数据的方法,这些方法通常将后期状态与摄像机,GPS和激光雷达的数据融合在一起。

还简要讨论了干扰挑战。随着道路上配备雷达的雷达数量的增加,这将成为日益严峻的挑战。正在考虑各种方法。在某些情况下,受干扰的信号是本地重建的。在其他方法中,提出了类似于电信系统中发现的松散或紧密的系统级协调。

创新型初创企业

近年来,出现了多个创新的雷达初创企业。这些公司采取不同的方法。一些公司正在高级SOI或CMOS节点上开发雷达,以支持非常大的虚拟通道大小。结合其开发的处理技术,可以实现真正的4D成像。其他人正在开发新技术,例如使用超材料来电子操纵雷达波束。

并非所有人都专注于汽车。实际上,有些公司专注于UWB频段,寻求为诸如无人机导航,生命体征监视,人机界面,医学成像,智能家居等应用提供单芯片低成本高分辨率雷达解决方案。这些初创公司包括Arbe Robotics,Uhnder,Straradian,Echodyne,Metawave,Oculii,Vayyar,Lunewave,Zendar,Ghostwave,Novelda,Omniradar(Staal Technologies)等。

市场预测

建立了详细的市场预测模型。IDTechEx的分析师认为,二十年来,不同级别的ADAS和自主权在汽车市场的普及程度。他们之所以选择如此长的时间范围,是因为更高水平的自治权需要一定时间才能成为技术就绪并具有商业可行性。

因此,“ 雷达2020-2030:技术,未来趋势,预测 ”模型提供了20年单位数量的预测(2020年至2040年),将汽车市场按自治级别0至5进行了细分。该模型清楚地显示了032级在2032-2034年之前将如何趋于过时。它显示了级别1将如何逐渐让位为ADAS级别2,从而使该级别在短期和中期成为自动化的主要级别。

然后,报告模型考虑更高级别的自主权(级别3、4和5)的兴起。特别是,它考虑了共享自动驾驶汽车和机器人轴对车辆总需求的影响,表明可以预见到汽车销量高峰将在2031/2年。这是因为共享车辆比私人车辆可以满足更高的行驶需求里程。预测汽车总销量将超过这一点,给全球汽车业带来复杂而深远的问题。

IDTechEx将其车辆和卡车单位数量预测转换为雷达单位。在这里,他们考虑了每个自治级别的每辆车的短/中/远程雷达的雷达内容。每辆车雷达含量的增加将补偿高峰车的出现。IDTechEx分析师还制定了市场价值预测,考虑到短/中,远距离雷达出现中等且激进的价格侵蚀情况。

相关推荐