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管窥传感器厂商如何抢滩自动驾驶阵地,武汉汽车传感论坛完美落幕

电动车巨头特斯拉倾向于以超声波雷达为主的视觉主导技术路线,以Waymo为代表的厂商倾向于以毫米波/激光雷达为主的雷达主导技术路线,汽车传感器厂商如何应对不同主机厂的自动驾驶需求?

在上周于武汉闭幕的“智能传感器助力汽车智慧升级论坛”上,与会嘉宾展开了热烈讨论!大会由武汉大学动力与机械学院院长、武汉大学工业科学研究院执行院长、武汉大学微电子学院副院长SIA副理事长刘胜主持,上海汽车工程学会秘书长梁元聪和国家智能传感器创新中心副总裁朱佳骐现场发表精彩致辞,东风汽车、神龙汽车、艾菲发动机、飞恩微电子、华中科技大学、西人马、福禄克等来自汽车与传感器产业生态圈的专家/教授等针对雷达技术、压力传感器、以及传感器国产化、武汉产学研,开启了一场脑暴。

论坛现场演讲

这是由中国传感器与物联网产业联盟工业传感器专委会、SENSOR CHINA主办的活动,高效整合产业链上下游的资源,从整车、雷达、压力传感器、调理芯片到测试技术,再扩展到前瞻技术,本次活动共吸引了150多位产业界相关人士。

传感器是汽车感知周围环境的硬件基础,在实现自动驾驶的各个阶段都必不可少。

 

 

高性价比vs高性能,超声波雷达和毫米波雷达,谁是最优解?

▷ 向更智能的自动泊车迈进,超声波雷达是高性价比之选

2021年~2025年是自动泊车系统的快速发展时期,传统汽车中超声波雷达配置明显提升,特斯拉更是高度依赖超声波雷达。特斯拉自Autopilot推出以来,便坚持4+4+4的超声波雷达布局。

目前自动泊车雷达的方案一般为8+4方案,即8颗短距雷达(UPA)+4颗长距雷达(APA)。但是目前自动泊车后续的功能,如AVP(代客泊车),要求进行更远距的物体探测,以便能够更早的发现危险及时刹车,这对超声波传感器提出了更高的要求。

奥迪威产品经理刘佳良表示:“奥迪威已经开发了下一代超声波雷达(AK2),它可以实时地切换成长短距离,最远测距可达7米,探测距离相较上一代雷达提升40%。最小盲区为10cm,比上一代更优良。”

 

奥迪威下一代超声波雷达(AK2)

奥迪威是国内唯一一家从基础材料到泊车解决方案都覆盖的自主品牌企业,得益于这样的技术布局,奥迪威市占率很高。奥迪威在车用超声波雷达全球市场占有率近9%,国内市场占有率近30%。

因为超声波雷达的供应链已经比较成熟,目前在价格上有较大的优势。

▷东风汽车:毫米波雷达的技术突围路径

24GHz的毫米波雷达可实现10-70米的感知距离,77GHz、79GHz的毫米波雷达又叫长距离毫米波雷达,可实现70-200米的感知距离。实现ADAS功能,一般需要“1长+4短”即可。

 

奔驰S级采用7个毫米波雷达“1个LRR+6个SRR”,基本实现各项ADAS功能

东风汽车智能驾驶传感器负责人郭军朝总结了主流主机厂所处的智能驾驶等级,以及雷达配置情况,摄像头+毫米波雷达+超声波雷达的多传感器组合方式较为常见。还从工程应用角度研究了四个77GHz毫米波雷达的“瞳孔”–微带阵列天线,为深度理解毫米波雷达、天线阵列仿真及工程应用提供了思路。东风汽车专家对博世、大陆电子等知名品牌供应商的毫米波雷达产品进行深度研究、分析,这将为雷达国产化研究与整车布局做技术储备。

总结一下,超声波雷达、毫米波雷达各有优劣,互相难以取代,自动驾驶级别越高,越需要传感器协同工作。

汽车传感器(雷达)优劣势对比

 

产学研结合,提升武汉汽车与传感器产业核心竞争力

素有“车都”美誉的武汉,有着得天独厚的工业基础和研发背景,既有东风等主机厂,还有飞恩微电子、四方光电等传感器公司,更有华中科技大学、武汉大学等院校。随着产学研深入的结合,武汉在传感器、敏感器原件、光通讯模块、激光收发等方面的研究已经走在全国前列。

▷热泵空调带动压力传感器市场增长

飞恩微电子的压力传感器在物联网、汽车和智能家居领域广泛应用,其中汽车领域占了公司总收入的95%以上。今年预计在汽车市场会出货800万只压力传感器,聚焦在前装市场。

以前,一些新能源汽车号称200公里续航能力,但到了冬天实际续航能力会少于100公里,造成续航减少的最大因素就是空调,这是PTC热电阻加热空调高能耗的锅。后来,大家发现热泵技术节能效果明显,特斯拉一开始就选择了热泵空调,热泵空调也备受中国新能源汽车厂商的欢迎。

武汉飞恩微电子总经理王小平指出:“在传统的空调里面只需要用到一个压力传感器,用来测冷媒的压力。但是在热泵空调里面,需要用到3~4个压力传感器,这将推动压力传感器市场扩张。”

图片来自飞恩微电子

▷武汉高校科研成果展示

华中科技大学光学与电子信息学院、武汉光电国家研究中心双聘教授、华中科技大学武汉国际微电子学院副院长刘欢分享了半导体气体传感器研究动态,并在演讲中提到华中科技大学光学与电子信息学院正在与汉威科技集团、德国图宾根大学等企业院校合作,聚焦集成电路与智能传感的研究。

胶体量子点——新型半导体气敏材料

智驾未来,也少不了这些传感器

▷西人马:集产业链多环节于一身

众所周知,MEMS传感器产业链分为设计、制造、封装和测试。国内的厂商研究封测的较多,研究设计制造的较少。西人马公司从原材料、芯片设计、生产制造到封装测试,集多个产业链环节于一身,做到了自主研发。

SENSOR宝注意到西人马最近发布了一款西人马重磅发布自研电荷信号调理芯片CU0102B,该款芯片是基于西人马公司强大的芯片自研技术开发的,可与压电传感器集成使用,赋能轨道交通、能源电力等行业。依赖先进的设计、制造能力,西人马的产品越来越丰富。

谈到大家都很关心的芯片设计与制造环节,西人马产品经理李清明表示:“西人马芯片采用全自主设计,不需要依靠传统EDA软件设计库,公司具备从在深亚微米制程中进行大规模数模混合SOC集成电路的自主开发及设计能力,以及基于MEMS传感器芯片工艺开发能力。”

西人马全自主的芯片设计与制造

西人马现场展示

▷福禄克:压力控制器的发展演变趋势

通常压力传感器研制出来后,需要用压力控制器进行校准。测试测量行业佼佼者福禄克生产出了一系列压力控制器,为压力传感器的发展赋能。随着市场上压力传感器种类的增多,福禄克意识到压力控制器需要提供更多基于软件的功能、更快和更多的计算机接口、不同的压力准确度。

正如福禄克工程师周毅冰在演讲中所说:“新一代的压力控制器需满足宽量程范围,多量程组合,稳定高速的控压输出,高精度与经济性的灵活组合等要求。”

在网上找到福禄克计量校准部的压力控制器/校准器——6270A的资料,在这里与大家分享下。得益于模块化设计,该仪器非常灵活,无论是初始购买还是随后需求变化和增长时,均可根据各种需求和预算进行配置,并且可扩展到覆盖极宽的工作范围。

福禄克压力控制器6270A

作为国内领先的传感器调理芯片厂商,久好电子主打芯片产品年出货量已超过千万颗。久好电子总经理刘卫东重点提及了面向汽车、工业的电阻桥式压力传感器调理芯片JHM110X,该产品性价比高、稳定性好。还提到了带有SENT协议的高端汽车级电阻桥式传感器调理芯片JHM1501。

红外传感器对热辐射物体(如人,动物,行驶中的汽车发动机等),有天然的敏感性,很容易进行行人检测和车辆检测。红外传感器成像不受灯光影响,并且可以在恶劣天气(如雾霾天,雪天)提供很好的视觉感知。当自动驾驶达到L3及以上级别,夜间,逆光以及恶劣气候环境下的驾驶安全必定会受到关注,合肥英睿系统技术有限公司智能中心经理石本义认为,红外传感器是自动驾驶传感系统的最后一块拼图,随着价格的平民化,红外传感器在自动驾驶传感器方案中的应用势在必行。

红外传感器早在很多年前都已经在车上使用了,比如凯迪拉克,现在面临着降低成本的挑战。石本义现场分享了关于车载红外传感器的研制与产业化的思考:

1.传感器像元尺寸更小,有助于红外摄像头小型化,降低集成成本;

2.红外专用算法ISP化,处理电路ASIC化将进一步优化产品SW3P指标

3.晶圆级封装,晶圆光学以及晶圆模组集成化发展,有益于批量生产的一致性,提高产品可靠性;

4.夜视车辅的快速普及形成规模效应,将在成本下降方面有很大的体现;

5.国内红外民用的普及以及整个产业链的完善使成本有压缩空间;