s více než 1 milionem ročních úmrtí na silnicích po celém světě se bezpečnost stala klíčovým zaměřením pro celý automobilový průmysl. V Evropě, New Car Assessment Program (NCAP) je povzbudivé Výrobci přijmout pokročilé řidiče-asistenční systémy (ADAS) ve všech nových vozů zavedením přísné bezpečnostní požadavky.

objevilo se mnoho aplikací na podporu cíle nulové nehody. Jedním z prvních byl adaptivní tempomat (ACC), následuje automatické nouzové brzdění (AEB) v přední části vozu, detekce mrtvého úhlu (BSD) a varování-změna pomoci (LCA) na zadní straně, a vozidla-výstupní zařízení (VEA) a pre-crash warning (PCW) na straně.

od roku 2018 bude AEB v Evropě požadavkem, aby nová auta dosáhla maximálního hodnocení, aby chránila zranitelné účastníky silničního provozu, jako jsou chodci a cyklisté. Stejný trend se objevuje v USA s 20 Oem zavázala k tomu, AEB systémy standardní vybavení ve všech nových automobilů do roku 2022.

většina výrobců OEM se také dívá dále dopředu s plně autonomními vozy, které posouvají limity z hlediska bezpečnostního závazku. Tento přístup „mobility jako služby“, jako alternativy k tradičnímu automobilovému obchodnímu modelu, se objevuje především ve středně velkých městech. Společnosti jako Google a Uber již pracují na plně automatizovaných robotických vozech, které se zaměřují na tento trh.

Sensor Collective

pro všechny tyto aplikace je technologie snímání velmi důležitá pro povolení 360 stupňů. bezpečnostní kokon kolem auta. Senzory musí umožňovat detekci a klasifikaci objektů za každého počasí nebo za světelných podmínek a vstupy musí být velmi spolehlivé, aby byla zajištěna Bezpečnostně kritická funkčnost. V důsledku toho je žádoucí jak redundance senzorů, tak fúze.

v Kombinaci vstupů čidel, aby více přesné a spolehlivé informace o auto okolí, což umožňuje řídicí jednotce přijmout preventivní nebo nápravná opatření s, například, varování a hmatovou zpětnou vazbu, nebo nouzového brzdění a řízení, resp. Mezi tyto senzory patří radar, kamery, LiDAR a ultrazvuk. Každý přináší do tabulky své konkrétní silné stránky a omezení.

Na Radaru,

Milimetrových vln radar byl zaměstnán více než deset let v automobilovém průmyslu na high-end auta, i když více pro zajištění pohodlí, a tedy s omezeným objemem. S nedávným ostřejším zaměřením na bezpečnost se tržní potenciál ADAS rozšířil i na automobily střední třídy. Analýza současných OEM ADAS ukazuje, že radary milimetrových vln jsou dobře zváženy a používány mnoha značkami-71% pro AEB a 85% pro BSD. To ukazuje na celkový trh radarových modulů milimetrových vln ve výši 2,2 miliardy dolarů (USA) v roce 2016.

Na základě doporučení National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) v USA Toyota v loňském roce poprvé oznámila, že v roce 2018 vybaví 80% svých automobilů systémem AEB. Můžeme očekávat, že ostatní výrobci OEM budou následovat tím, že pro tento úkol použijí radar s dlouhým dosahem.

ostatní případy použití ADAS pro monitorování zadních a bočních vozidel, jako jsou BSD, LCA a PCW, přispějí k růstu radarového trhu krátkého a středního dosahu. K tomuto růstu samozřejmě přispějí další aplikace, jako je parkovací asistent a implementace autonomních úrovní vozidel 4 a 5. Celkový trh s radarovými moduly milimetrových vln by měl v roce 2022 dosáhnout 7,5 miliardy dolarů (USA).

trh s radary je podporován kompletním dodavatelským řetězcem s velkou nabídkou Tier1 v Evropě, USA, Japonsku a Číně, kde je tempo růstu automobilů v současné době nejvyšší. Velké společnosti, jako jsou Robert Bosch, Continental, Autoliv, Hella a Denso, dodávají radarové moduly. V průběhu let bylo vyvinuto několik generací produktů. Například Continental je ve své páté generaci radaru dlouhého doletu, který vstoupí do výroby v roce 2019. Dnes je na trhu komerčně dostupné přibližně 50 aktivních referencí o produktech.

po technické stránce jsou aplikace s dlouhým dosahem založeny na celosvětově přijaté frekvenci 77 GHz. U produktů krátkého a středního rozsahu je však větší rozmanitost s moduly napájenými na 24, 77 a dokonce i 79 GHz. Dosud bylo 24 GHz běžnější pro aplikace krátkého dosahu, ale 79 GHz získává trakci.

frekvence 79 GHz kombinuje lepší tvarový faktor s 3x menšími anténami a těží ze širokého frekvenčního pásma 4 GHz (77 až 81 GHz). To otevírá příležitost pro radar s vysokým rozlišením, který je rozhodující pro autonomní automobily. Naopak 24 GHz provoz v ultraširokopásmovém (21,65 až 26.65 GHz) bude zakázáno v Evropě od roku 2022, omezení 24-GHz využití ISM úzkopásmové (24.05, aby 24.25 GHz).

vývoj radarů s vysokým rozlišením je v současné době horkým tématem pro aplikace krátkého dosahu, stejně jako radar 79 GHz. Výzkumných center jako IMEC v Belgii byly zaměřené na to už pár let, a značný počet začínajících vytvořil v posledních dvou letech zaměřili vysokým rozlišením radar s 79-GHz řešení. Dokonce i velké společnosti, jako je Continental, nabízejí toto řešení jako možnost od poloviny roku 2017. Výrobci OEM navíc vzorkovali prototypy systému 79 GHz pro rohový radar; kvalifikační fáze by měla skončit před rokem 2020. Předpokládáme tedy, že trh s radarem 79 GHz dosáhne do roku 2022 2 miliardy dolarů (USA).

Využití Různých Materiálů pro Radar Čipy

postavit tyto moduly, polovodičové společnosti poskytují vysoký výkon milimetrových vln čipové sady na oba 24 GHz a 77 GHz. Stojí za zmínku, že nejnovější čipy 77 GHz mohou podporovat operace 79 GHz.

Historicky, hráči jako Infineon, NXP, UMS, a STMicroelectronics používají převážně křemík-germanium (SiGe), technologie pro obě frekvenční pásma, a malé množství arsenidu galia (GaAs). Společně sdílejí většinu trhu s čipy podle hodnoty, odhadované na 165 milionů dolarů (USA) v roce 2016, a očekává se, že v roce 2022 vzroste na 570 milionů dolarů (USA).

Když se podíváme na materiál, náklady členění nejnovější radarový systém od Continental, například, hlavní složkou nákladů—30%—RF chipset. To představuje obrovskou tržní příležitost pro polovodičové společnosti, jako je NXP.

při intenzivním tlaku na polovodičový průmysl na integraci více funkcí na čipu se očekává změna technologického mixu. Texas Instruments, která vstoupila na tento trh v polovině roku 2017, je pravděpodobné, že ke změně technologie, krajina se velmi rychle s novým milimetrových vln snímání portfolio vyvinut na standardní in-house RF doplňující se kov-oxid-polovodič (CMOS) technologie. Umožňuje vysokou úroveň integrace na úrovni čipu od radarového předního konce až po zpracování digitálního signálu.

kromě lepšího tvarového faktoru umožňuje technologie vyšší výpočetní schopnost. Umožňuje větší škálování kanálů se sníženými ztrátami propojení na desce a při celkové nižší spotřebě energie a nižších systémových nákladech. Kaskádováním až čtyř z těchto čipů je možné dosáhnout úhlového rozlišení 1,6°.

tento trend integrace připravuje cestu k radaru s vysokým rozlišením. NXP také prototypuje integrovaná čipová řešení na technologiích SiGe i RF CMOS.

dalším znakem trakce radarového trhu je umístění křemíkových sléváren, jako jsou GLOBALFOUNDRIES, které se nyní zaměřují na hromadnou výrobu radarových aplikací pro autonomní automobily s pokročilými uzly RF CMOS. Nicméně, i když má vždy smysl zmenšit digitální část komponenty, není to nutně případ pasivních komponent milimetrových vln, které se nemohou tolik zmenšit.

z hlediska nákladů má použití CMOS místo SiGe smysl pro aplikace krátkého dosahu, jako je detekce mrtvého úhlu. V tomto případě by systémy all-in-one mohly nabídnout řešení 79 GHz, které nahradí budoucí zakázané pásmo 24 GHz za nižší cenu. Ale pro vysoké rozsahy by pokročilé uzly RFCMOS měly potíže s konkurencí s technologií SiGe.

závěr

automobilový radarový trh nebyl nikdy tak dynamický, protože vstupujeme do vzrušující éry technologických inovací. Nové příležitosti pro radar se stále objevují například s monitorovacími systémy řidiče vitálních značek, monitorováním podvozku a otevíráním kufru hands-free. Průmysl nyní předpokládá radarové zobrazování jako možnost. Není pochyb o tom, že tato technologie bude klíčová v autonomních a robotických vozech.

stále přetrvávají otázky. Jak bude technologie vypadat? Závod na škálování kanálů? Kombinace široké šířky pásma s novým modulačním schématem? Přístup k syntetické cloně? Jak bude radar integrován s kamerami a Lidarem? Které role a funkce budou sloužit samostatně? Skupina společností Yole plánuje mít tyto otázky na svém radaru.

Dr. Stéphane Elisabeth a Cédric Malaquin jsou analytici společnosti Yole Développement.