聊聊Arbe的4D成像雷达

Arbe Robotics是一家2015年成立的以色列初创公司，近期通过SPAC上市，近期似乎有很多进展。在先进的雷达芯片公司中，Arbe可以说是名列前茅。其超高清4D芯片拥有2,000多个虚拟通道，分辨率是所有竞争对手都无法比拟的。

到目前为止，Arbe已经将未来押注于超高性能4D芯片能力上。如果成功，Arbe的4D成像雷达在未来的高阶自动驾驶中就有可能替代激光雷达。然而，Arbe目前正处于十字路口。它可能不得不在坚持崇高的技术目标与进行某种程度的妥协以确保财务增长之间做出选择。

毫无疑问，该公司在自动驾驶领域已经取得了令人瞩目的技术成就。除了射频前端芯片组外，Arbe还设计了专有ASIC和DSP。ASIC和DSP由他们内部芯片设计团队开发，可以实时处理4D雷达的大量原始数据。此外，Arbe很早就确定，现成的通用处理器或FPGA会阻碍4D成像雷达的发展，因为它们会让Tier1和OEM不得不使用成本更高、功耗更大的处理器。

Arbe还了解到，用不平衡的分辨率融合视觉和雷达的数据，会给自动驾驶带来隐患。因此，Arbe主张高清CMOS图像传感器和高分辨率4D雷达的组合。

问题在于，汽车市场的重点已从AV转移到ADAS。与此同时，3D和4D成像雷达的竞争也在加剧。像Conti和Bosch这样的Tier 1也开始在成像雷达上发力，虽然分辨率无法企及Arbe，但确实比目前的低分辨率2D雷达有了显著改善。

Arbe现在的挑战有两个方面。首先，它需要评估其雷达的性能是否过度超出了车厂的需求。其次，如果汽车市场尚未完全接受AV（甚至是高端的ADAS），Arbe的B计划是什么？

技术能力有助于初创公司获得投资界的关注。但仅凭良好的规格性能并不能帮助他们获得订单或扩大规模，除非他们在成本和性能方面可以确定什么对潜在客户来说是刚刚好的。

2D雷达的均价在30-40美元左右，高端一点的成本约为70-80美元。随着新一代3D和4D雷达的出现，Tier 1的新推出的雷达价格约为150-200美元。而Arbe的高端解决方案最初是为Robotaxi设计的，价格约为300-400美元，几乎是竞争对手的两倍。

过高的价格使Arbe的产品很难让OEM和Tier1接受。另一个问题是Arbe的ASIC和DSP的复杂性。尽管半导体解决方案可能很优雅，但让所有这些芯片与其射频前端芯片组同步工作对Arbe来说是个挑战。

4D的定义

高清雷达的研发其实已经有很多年了。但一些汽车行业的技术专家始终在质疑“4D”成像雷达是否只是噱头。

VSI Labs认为，高分辨率雷达可能终于迎来了曙光。VSI Labs前不久对4D雷达进行了测试，测试结果让人惊喜。

目前，除了Arbe外，在高分辨率雷达领域的公司还包括传统的雷达芯片公司和初创公司，如Uhnder、NXP、Infineon、Texas Instruments、Oculii、Vayyar Imaging和Metawave。

4D分别是距离、方位角、仰角和相对速度。第四维度是时间。虽然4D雷达芯片没有专门追踪时间，但它利用时间来了解物体相对于移动车辆的运动。

而Arbe的4D与竞争对手之间的区别是分辨率。以自动变道来举例，更高分辨率的雷达能让车辆更容易区分两个以不同速度移动的物体，从而能做出更准确的决策。传统雷达的真正缺点就是分辨率太低。你可能会在被追踪的车辆上得到一到两个点，但却不知道它是什么。

高清雷达可以弥补常规2D雷达的许多缺陷。了解横向位置就是一个例子。传统雷达可能会从标识牌或桥梁触发假阳性，因为不知道它的确切位置，当然也不知道看到了什么。它只知道，有东西挡在路上，车辆需要做出反应。ACC上的“幽灵制动”就是由这样的假阳性引起的。

这不仅仅是理论。据说，Tesla车主经常会抱怨说，当车辆在立交桥下的高速公路或桥上时经常会出现“幽灵制动”。还有NHTSA目前正在调查Tesla的12起事故，许多都是因为车辆直接撞向了静止的车辆。

Arbe的性能Arbe的4D成像雷达芯片组解决方案将推出超高2K分辨率、30fps的成像技术、300m探测范围，以及高方位角和仰角分辨率。

更具体地说，Arbe将使用2,300个虚拟通道，由48个接收通道和48个发射通道组成。Arbe表示，这意味着实时大量原始数据的强大的转换，同时与昂贵的FPGA相比，芯片的功耗很低。这与目前常规的3个发射通道、4个接受通道的（12个通道）的传统雷达形成了鲜明对比。目前车辆上最先进的雷达有48个通道，一些雷达供应商正在向192个通道迈进。

Arbe表示：“这都是关于物理学的。就像相机的像素，像素越多图像就越清晰。主要挑战是处理能力。目前的处理器最多可以支持48个虚拟通道。大陆发布了192通道的下一代雷达，他们使用了FPGA，这是不可扩展的。它的功率高达23W，帧速率也低（16fps）。没有强大的处理能力，你就无法获得对感知至关重要的高分辨率。”

订单问题

Arbe的竞争对手与大牌Tier 1的关系更深。他们的一些芯片已经进入开发阶段了。

Uhnder是一家类似于Arbe的雷达初创公司，与Magna达成了合作协议。Uhnder的4D雷达芯片将会搭载于Magna与Fisker合作2022年底推出的Fisker Ocean车型中。Metawave以模拟波束转向雷达而闻名，长期以来一直与Denso有密切的联系。而ZF早前已宣布，其4D成像雷达将搭载于未来上汽R的车型中。

Arbe也在朝着这个方向前进，已经与Qamcom合作，并希望它从AutoX拿到的订单会推动Arbe的批量生产。

长期生存策略

Arbe以7.22亿美金的估值完成了与休斯顿的Industrial Tech Acquisitions的SPAC合并。它上月开始在纳斯达克以ARBE代码进行交易。

根据提交给证券交易委员会的F-4材料，Arbe在2020年的收入为33.2万美元，净亏损约1560万美元。

Arbe的生存至关重要的是其产品能否可以开拓乘用车以外的市场。瑞典的Qamcom就是他们的一个机会。Arbe解释说，Qamcom将在卡车、公交、货运等应用以及工业机器人、安全系统、地面安防、无人机和交通监控等工业应用中定制Arbe的4D成像雷达。尽管如此，风险仍然存在。正如F-4警告中写的那样，“这种情况可能不会发生，也可能发生的速度比Arbe预期的要慢得多。”

Arbe的产品复杂性是另一个问题。正如F-4指出的，它“可能导致硬件或软件中未检测到的缺陷、错误或bug造成不可预期的延迟或费用，这可能会减少其产品的市场采用[或]损害其在当前或潜在客户的声誉。”

总体来说，Arbe实际上正处在发展的十字路口，不知未来会走向哪个方向。