特斯拉为什么又启用了4D毫米波雷达

撰文 / 钱亚光

设计 / 琚 佳

2025年被认为是“智能驾驶元年”，中国汽车行业正从“电动化上半场”快速转向“智能化下半场”，而“智驾平权”正在成为多数车企智能化的发展方向。

2月9日，长安汽车正式发布智能化战略“北斗天枢2.0”计划，从2025年起不再开发非数智化新产品，全系标配开通智驾接口，未来3年长安汽车将推出35款数智新汽车产品。

2月10日，比亚迪宣布“天神之眼”智驾系统将覆盖全系车型，并一口气推出21款智驾车型，甚至将高速NOA功能覆盖到10万元车型。

同日，零跑汽车表示将推动智驾全民普及，即将上市的零跑B10车型是15万元级首款搭载激光雷达并支持城区智能驾驶的车型。

3月3日，吉利汽车举办“吉利AI智能科技发布会”，并发布了“千里浩瀚”安全高阶智能驾驶系统，规划了5级智驾方案，将覆盖吉利集团各品牌全系不同价位车型。

而智能驾驶的普及，离不开必不可少的“装备”——传感器性能的提高和成本的降低。

天神之眼C将是比亚迪应用最广泛的智驾系统，在硬件上搭载5个毫米波雷达、12个超声波雷达、包括前视三目摄像头在内全车12个摄像头，在算力芯片方面选择了英伟达Orin N和地平线J6M。

轩辕之学学员加特兰微电子科技公司首席运营官吕昱昭告诉汽车商业评论，根据发布会的信息，天神之眼C上5个毫米波雷达都是4D毫米波雷达，与原3D雷达相比，额外提供了俯仰方向的分辨能力，让行驶更加安全，而用的雷达芯片正是加特兰提供的Alps-Pro系列4发4收SoC。

最近，汽车商业评论在轩辕之学创立五周年之际采访了他，他在畅谈企业发展和行业变革的同时表示，轩辕之学给他带来了很多的机会，有一些同学从同学变成了合作伙伴，然后又变成了朋友。他感触最深的是，在上课之外，大家还经常有交流，分享一些行业信息，有抱怨，也有共鸣，最后总能相互勉励，从中得到了前行的力量。而在轩辕之学的学员身上，我们也见证了太多从认知破界到实践突围的传奇。

4D毫米波雷达作为智能驾驶系统中的关键技术之一，凭借其优秀的性能和成本优势，4D毫米波雷达正在成为推动智能汽车渗透率提速的新引擎。

与传统毫米波雷达相比，4D毫米波雷达在原有距离、速度、水平方位角的基础上增加了对目标的俯仰方位角的数据解析，为车辆周围环境提供了更全面的理解，而通过增加发射、接收通道的数量，持续提升点云的密度，实现毫米波雷达成像的功能。

4D毫米波雷达工作频率通常为77 GHz-79 GHz，使其在雾、雨或尘土等恶劣环境中具有出色的穿透力，能够极其准确地探测到被遮挡的物体，还能实时分析车辆周围环境，从而更好地提供诸如变道、自动刹车和碰撞规避等复杂驾驶情况的数据信息。

咨询公司恒州博智（QYResearch）最近发布了一份名为《4D 微波成像雷达在自动驾驶中的应用——市场洞察、行业份额、销售预测和需求展望2024-2030年》的研究报告，其中数据显示， 2024年用于自动驾驶的4D毫米波成像雷达的全球市场规模达到7.41亿美元，而到2031年，这一市场规模预计将调整为11.11亿美元，2025年至2031年期间的复合年增长率（CAGR）为 6.0%。

据高工智能汽车研究院预计，到2025年，4D雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过40%。

成立于2014年的加特兰，专注于CMOS工艺毫米波雷达芯片的研发与设计，以汽车级可靠性和安全性为核心设计理念，产品覆盖77/79 GHz和60 GHz的射频前端、SoC及SoC AiP芯片，广泛应用于汽车智能驾驶、智能家居、安防监控等领域。

2017年，加特兰微电子量产了全球首款车规级CMOS 77/79 GHz毫米波雷达射频前端芯片，并推出集成雷达信号处理基带的SoC芯片，显著降低毫米波雷达的开发门槛。

目前公司的车规毫米波雷达SoC有五大系列产品，包括Alps系列77/79 GHz主要应用于ADAS场景、Rhine系列60 GHz主要应用于工业应用、Andes系列以4D成像雷达为主赋能高阶自动驾驶、Kunlun 77/79 GHz系列及Lancang 60 GHz系列赋能超短距雷达应用场景，并拥有AiP、RoP、灵活级联等多种自主研发的产品技术方案。

最近大家都在提倡智驾平权，随着普及率越来越高，对上游雷达模组公司售价要求是越来越低，今天的4D雷达和原先的3D雷达整体成本要求往往是差不多的，而这直接推动了智能驾驶上4D毫米波雷达的普及。

吕昱昭认为，在今天行业这么卷的情况之下，持续的提升性能和降低成本的能力也是CMOS工艺的毫米波雷达芯片给整车带来的价值。

4D毫米波雷达现在已经是在行业内变成主流了，加特兰4D毫米波雷达芯片的定点企业，基本上已经涵盖了中国乘用车的主流自主品牌。吕昱昭介绍，除了比亚迪，长安、吉利等车企上车的也都是这种4发4收具备4D探测能力的雷达。

Alps-Pro系列CAL77S344是全集成4D毫米波雷达SoC，支持4发4收，集成了FMCW波形生成器、高速ADC、雷达信号处理基带，采用300 MHz 双核处理器，带双精度浮点运算单元，支持锁步，满足功能安全ISO 26262 ASIL-B要求。

这种雷达不只有3D雷达的报警功能，而是已经成为了感知雷达，提供感知的内容和信息会更加全方位，收集的所有数据都是要进域控，或者是中央处理单元的，已经成为智驾的一部分，所以4D雷达和原来3D雷达有着本质的差别。

吕昱昭介绍，如果是从技术角度来讲，加特兰的优势在于把雷达的主要算法和汽车所需的基础软件集成到了芯片及系统里直接提供给客户，和客户的应用做到了高效的结合，这样就依托芯片很快能组合成一个真正的雷达系统了。

在汽车行业对于新车上市要求时效性这么高的情况之下，雷达芯片的集成化其实能够很大程度上缩短客户的开发周期，减少它的开发资源，可以在很短的时间内完成雷达系统的开发与生产，尽快上车，这是加特兰在市场上获取市场份额，占得先机的一个非常重要的核心优势。

另外，加特兰的芯片用的是4发4收的产品，与4发3收的产品相比，因为更多的通道数量，相对来说在分辨率和精度上都会有更好的表现。这种高度集成的SoC方案，加上芯片工艺和节点的规模化，帮助4D毫米波雷达迅速普及。

在出货量上，加特兰今年差不多应该会超过1000万片。

吕昱昭认为，激光雷达和毫米波雷达,有一定的竞争关系，但也是互补的关系。这很大程度上取决于整车厂对于融合所需要的数据和信息的偏好。

视觉传感器和激光雷达都是基于光属性的传感器，毫米波雷达是基于电磁波属性传感器，传感器传播的属性不一样也导致其特点也是不一样的。

这就是为什么当光线不足，或遇到雨雾天气，在视觉传感器、激光雷达有比较大的挑战的时候，毫米波雷达可以提供更好的感知能力，而且能同时与视觉和激光都形成比较好的互补。

吕昱昭认为，在汽车行业，如果是要进入一个大规模量产的阶段，一定会走向一个最佳实践。最佳实践其实就是在性能和价格之间找到最佳平衡点。一旦这个行业内找到了对平衡点的共识，也就是说，某种方案能够提供价格和性能的最优解的时候，昂贵的方案其实就很难存在了。

所以从加特兰的角度来看，毫米波雷达和视觉传感器，互补性，再加上极致的成本优化或许有更好的条件去具备最佳实践的可能性。

虽然现在激光雷达价格也在不断下降，但是让它要达到摄像头和毫米波雷达的级别还是很有挑战的。

特斯拉就是一个非常典型的案例，原先他们用全视觉方案，大概从一年半以前开始，又把毫米波雷达装回来了，就是因为确实毫米波雷达和视觉有比较强的互补关系，缺一不可。

而激光雷达的成本或许也是特斯拉不愿意用激光雷达很重要的一个原因吧。

国内在传感器方面的发展是突飞猛进的，包括激光雷达，其实过去几年在中国市场上也发展得非常好，在智驾系统里扮演了很重要的角色，在未来的融合场景中，各种传感器还是有很大成长空间的。

4D雷达面临的挑战

当问及毫米波雷达在商业化过程当中有没有什么瓶颈或挑战的时候，吕昱昭认为：“其实谈不上有瓶颈，我觉得可能说挑战会更合适一点。”

其中的一个挑战，就是怎么让性能和成本能够得到持续的再优化。他觉得这是比较重要的，因为如果是让智驾变得普及，消费者和主机厂对雷达的性能要求只会变得越来越高，同时他们对降低成本的要求也会越来越高，要发展，就要想办法在优化性能的同时也优化成本。包括芯片功能和面积的优化，测试时间的优化，还有天线设计的迭代等等。

另一个挑战，是在智驾结构里面，在中央处理和边缘计算的架构之下，如何通过和它们有效的协作和配合，提供灵活多变、有价值且更加高效的雷达感知信息。

他表示，现在加特兰已经做了很多工作，未来还有很大的空间，可以把传感器做得更加贴合主机厂的需求，所以这两个未来的主要挑战，可能更多的是行业发展带来的新需求。只要把这些需求吃透，其实未来毫米波雷达就会有更大的发展空间。

在这些需求下，加特兰今后的发展倾向于两个方向，一个方向是致力于让单颗雷达性能更高、成本更低，另一个方向是通过多片的灵活级联，实现更复杂更高性能的成像雷达。

其实这些在加特兰新一代Andes产品上已经有所实现了，后续基于Andes平台，还会衍生出来不同的一些产品，包括可能未来也会有像卫星雷达等等一些新的产品，以服务未来的智驾的多样性需求。

吕昱昭认为，以后入门级汽车，也能够用到更好的雷达产品，这是一个趋势。所以当这种市场变革来的时候，如何在这场变革中顺应趋势、抓住机遇，才能更好地应对挑战，是加特兰的生存之道。