聊聊Arbe的4D成像雷達(dá)

Arbe Robotics是一家2015年成立的以色列初創(chuàng)公司，近期通過(guò)SPAC上市，近期似乎有很多進(jìn)展。在先進(jìn)的雷達(dá)芯片公司中，Arbe可以說(shuō)是名列前茅。其超高清4D芯片擁有2,000多個(gè)虛擬通道，分辨率是所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都無(wú)法比擬的。

到目前為止，Arbe已經(jīng)將未來(lái)押注于超高性能4D芯片能力上。如果成功，Arbe的4D成像雷達(dá)在未來(lái)的高階自動(dòng)駕駛中就有可能替代激光雷達(dá)。然而，Arbe目前正處于十字路口。它可能不得不在堅(jiān)持崇高的技術(shù)目標(biāo)與進(jìn)行某種程度的妥協(xié)以確保財(cái)務(wù)增長(zhǎng)之間做出選擇。

毫無(wú)疑問(wèn)，該公司在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域已經(jīng)取得了令人矚目的技術(shù)成就。除了射頻前端芯片組外，Arbe還設(shè)計(jì)了專有ASIC和DSP。ASIC和DSP由他們內(nèi)部芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開發(fā)，可以實(shí)時(shí)處理4D雷達(dá)的大量原始數(shù)據(jù)。此外，Arbe很早就確定，現(xiàn)成的通用處理器或FPGA會(huì)阻礙4D成像雷達(dá)的發(fā)展，因?yàn)樗鼈儠?huì)讓Tier1和OEM不得不使用成本更高、功耗更大的處理器。

Arbe還了解到，用不平衡的分辨率融合視覺和雷達(dá)的數(shù)據(jù)，會(huì)給自動(dòng)駕駛帶來(lái)隱患。因此，Arbe主張高清CMOS圖像傳感器和高分辨率4D雷達(dá)的組合。

問(wèn)題在于，汽車市場(chǎng)的重點(diǎn)已從AV轉(zhuǎn)移到ADAS。與此同時(shí)，3D和4D成像雷達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)也在加劇。像Conti和Bosch這樣的Tier 1也開始在成像雷達(dá)上發(fā)力，雖然分辨率無(wú)法企及Arbe，但確實(shí)比目前的低分辨率2D雷達(dá)有了顯著改善。

Arbe現(xiàn)在的挑戰(zhàn)有兩個(gè)方面。首先，它需要評(píng)估其雷達(dá)的性能是否過(guò)度超出了車廠的需求。其次，如果汽車市場(chǎng)尚未完全接受AV（甚至是高端的ADAS），Arbe的B計(jì)劃是什么？

技術(shù)能力有助于初創(chuàng)公司獲得投資界的關(guān)注。但僅憑良好的規(guī)格性能并不能幫助他們獲得訂單或擴(kuò)大規(guī)模，除非他們?cè)诔杀竞托阅芊矫婵梢源_定什么對(duì)潛在客戶來(lái)說(shuō)是剛剛好的。

2D雷達(dá)的均價(jià)在30-40美元左右，高端一點(diǎn)的成本約為70-80美元。隨著新一代3D和4D雷達(dá)的出現(xiàn)，Tier 1的新推出的雷達(dá)價(jià)格約為150-200美元。而Arbe的高端解決方案最初是為Robotaxi設(shè)計(jì)的，價(jià)格約為300-400美元，幾乎是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的兩倍。

過(guò)高的價(jià)格使Arbe的產(chǎn)品很難讓OEM和Tier1接受。另一個(gè)問(wèn)題是Arbe的ASIC和DSP的復(fù)雜性。盡管半導(dǎo)體解決方案可能很優(yōu)雅，但讓所有這些芯片與其射頻前端芯片組同步工作對(duì)Arbe來(lái)說(shuō)是個(gè)挑戰(zhàn)。

4D的定義

高清雷達(dá)的研發(fā)其實(shí)已經(jīng)有很多年了。但一些汽車行業(yè)的技術(shù)專家始終在質(zhì)疑“4D”成像雷達(dá)是否只是噱頭。

VSI Labs認(rèn)為，高分辨率雷達(dá)可能終于迎來(lái)了曙光。VSI Labs前不久對(duì)4D雷達(dá)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果讓人驚喜。

目前，除了Arbe外，在高分辨率雷達(dá)領(lǐng)域的公司還包括傳統(tǒng)的雷達(dá)芯片公司和初創(chuàng)公司，如Uhnder、NXP、Infineon、Texas Instruments、Oculii、Vayyar Imaging和Metawave。

4D分別是距離、方位角、仰角和相對(duì)速度。第四維度是時(shí)間。雖然4D雷達(dá)芯片沒有專門追蹤時(shí)間，但它利用時(shí)間來(lái)了解物體相對(duì)于移動(dòng)車輛的運(yùn)動(dòng)。

而Arbe的4D與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的區(qū)別是分辨率。以自動(dòng)變道來(lái)舉例，更高分辨率的雷達(dá)能讓車輛更容易區(qū)分兩個(gè)以不同速度移動(dòng)的物體，從而能做出更準(zhǔn)確的決策。傳統(tǒng)雷達(dá)的真正缺點(diǎn)就是分辨率太低。你可能會(huì)在被追蹤的車輛上得到一到兩個(gè)點(diǎn)，但卻不知道它是什么。

高清雷達(dá)可以彌補(bǔ)常規(guī)2D雷達(dá)的許多缺陷。了解橫向位置就是一個(gè)例子。傳統(tǒng)雷達(dá)可能會(huì)從標(biāo)識(shí)牌或橋梁觸發(fā)假陽(yáng)性，因?yàn)椴恢浪拇_切位置，當(dāng)然也不知道看到了什么。它只知道，有東西擋在路上，車輛需要做出反應(yīng)。ACC上的“幽靈制動(dòng)”就是由這樣的假陽(yáng)性引起的。

這不僅僅是理論。據(jù)說(shuō)，Tesla車主經(jīng)常會(huì)抱怨說(shuō)，當(dāng)車輛在立交橋下的高速公路或橋上時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“幽靈制動(dòng)”。還有NHTSA目前正在調(diào)查Tesla的12起事故，許多都是因?yàn)檐囕v直接撞向了靜止的車輛。

Arbe的性能Arbe的4D成像雷達(dá)芯片組解決方案將推出超高2K分辨率、30fps的成像技術(shù)、300m探測(cè)范圍，以及高方位角和仰角分辨率。

更具體地說(shuō)，Arbe將使用2,300個(gè)虛擬通道，由48個(gè)接收通道和48個(gè)發(fā)射通道組成。Arbe表示，這意味著實(shí)時(shí)大量原始數(shù)據(jù)的強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換，同時(shí)與昂貴的FPGA相比，芯片的功耗很低。這與目前常規(guī)的3個(gè)發(fā)射通道、4個(gè)接受通道的（12個(gè)通道）的傳統(tǒng)雷達(dá)形成了鮮明對(duì)比。目前車輛上最先進(jìn)的雷達(dá)有48個(gè)通道，一些雷達(dá)供應(yīng)商正在向192個(gè)通道邁進(jìn)。

Arbe表示：“這都是關(guān)于物理學(xué)的。就像相機(jī)的像素，像素越多圖像就越清晰。主要挑戰(zhàn)是處理能力。目前的處理器最多可以支持48個(gè)虛擬通道。大陸發(fā)布了192通道的下一代雷達(dá)，他們使用了FPGA，這是不可擴(kuò)展的。它的功率高達(dá)23W，幀速率也低（16fps）。沒有強(qiáng)大的處理能力，你就無(wú)法獲得對(duì)感知至關(guān)重要的高分辨率。”

訂單問(wèn)題

Arbe的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手與大牌Tier 1的關(guān)系更深。他們的一些芯片已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)階段了。

Uhnder是一家類似于Arbe的雷達(dá)初創(chuàng)公司，與Magna達(dá)成了合作協(xié)議。Uhnder的4D雷達(dá)芯片將會(huì)搭載于Magna與Fisker合作2022年底推出的Fisker Ocean車型中。Metawave以模擬波束轉(zhuǎn)向雷達(dá)而聞名，長(zhǎng)期以來(lái)一直與Denso有密切的聯(lián)系。而ZF早前已宣布，其4D成像雷達(dá)將搭載于未來(lái)上汽R的車型中。

Arbe也在朝著這個(gè)方向前進(jìn)，已經(jīng)與Qamcom合作，并希望它從AutoX拿到的訂單會(huì)推動(dòng)Arbe的批量生產(chǎn)。

長(zhǎng)期生存策略

Arbe以7.22億美金的估值完成了與休斯頓的Industrial Tech Acquisitions的SPAC合并。它上月開始在納斯達(dá)克以ARBE代碼進(jìn)行交易。

根據(jù)提交給證券交易委員會(huì)的F-4材料，Arbe在2020年的收入為33.2萬(wàn)美元，凈虧損約1560萬(wàn)美元。

Arbe的生存至關(guān)重要的是其產(chǎn)品能否可以開拓乘用車以外的市場(chǎng)。瑞典的Qamcom就是他們的一個(gè)機(jī)會(huì)。Arbe解釋說(shuō)，Qamcom將在卡車、公交、貨運(yùn)等應(yīng)用以及工業(yè)機(jī)器人、安全系統(tǒng)、地面安防、無(wú)人機(jī)和交通監(jiān)控等工業(yè)應(yīng)用中定制Arbe的4D成像雷達(dá)。盡管如此，風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。正如F-4警告中寫的那樣，“這種情況可能不會(huì)發(fā)生，也可能發(fā)生的速度比Arbe預(yù)期的要慢得多。”

Arbe的產(chǎn)品復(fù)雜性是另一個(gè)問(wèn)題。正如F-4指出的，它“可能導(dǎo)致硬件或軟件中未檢測(cè)到的缺陷、錯(cuò)誤或bug造成不可預(yù)期的延遲或費(fèi)用，這可能會(huì)減少其產(chǎn)品的市場(chǎng)采用[或]損害其在當(dāng)前或潛在客戶的聲譽(yù)。”

總體來(lái)說(shuō)，Arbe實(shí)際上正處在發(fā)展的十字路口，不知未來(lái)會(huì)走向哪個(gè)方向。