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今年，价格和成本一直是汽车圈关注的焦点。 超过30家车企下调汽车终端售价，使得汽车价格战更为激烈。这说明智能汽车的平价化已成为不可避免的趋势。

曾经公开宣称“拿掉毫米波雷达”的马斯克曾却在新款特斯拉 HW4.0 上“秘密”地配备了4D毫米波雷达。也陆续有其他新车型上配备了该硬件。那么，问题来了，4D毫米波雷达到底是什么？它为什么能在这场价格战中异军突起呢？

本文将深入探讨4D毫米波雷达的工作原理、优势和当前落地现状和市场前景。

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毫米波雷达介绍

1） 必要性

也许有人会疑惑，智能汽车中已经装备了那么多摄像头，为什么还需要毫米波雷达呢？

这是因为，在雨雪、浓雾或强照明等恶劣天气或光线条件下，摄像头无法捕捉清晰的图像，而毫米波雷达利用波长较长的毫米级别的电磁波，可以穿透雨雪和浓雾，在恶劣的天气中仍然能够正常工作。

要知道，等级越高的智能驾驶，对于异构传感器的要求越高，因毫米波雷达和摄像头的高互补性，这也使得很难将其拿掉。

2） 工作原理

毫米波雷达通过发射毫米级的电磁波，与周围物体接触后会发生反射，并通过接收和分析这些反射波的信息，精确计算物体的运动状态。在这个过程中，出现了一个有趣的现象——多普勒效应。当物体与车载传感器相对运动的时，反射波的频率会发生变化——当物体靠近车辆的时候，频率会增高；物体远离车辆的时候，频率会降低。通过测量反射波的频率差，我们可以得到目标物的速度。

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4D毫米波雷达的优劣势

1）对比传统毫米波雷达

a. 可感知高度信息，“精准识别静态物体”。

传统毫米波雷达虽然能够探测到静态物体，但由于缺乏高度信息，往往会错误地将井盖、天桥误判为识别为障碍物。出于安全考虑，算法处理时通常会将上述物体滤除，这也是为什么有许多人误以为传统毫米波雷达只能识别运动物体，无法识别静态物体。

4D毫米波雷达采用多通道天线阵列和相控阵技术，能够在水平和垂直方向上实现更精确的探测和定位，通过增加高度信息，4D毫米波雷达成功解决了传统雷达“无法识别静态物体”的问题。这一技术突破大大增强了毫米波雷达在智能驾驶中的作用，为智能驾驶带来更高的安全性。

b.更高的角分辨率

相比传统毫米波雷达在识别多个目标物体时的挑战，4D毫米波雷达能够提供更准确的目标分辨能力。传统毫米波雷达的角分辨率一般只有3-4度，而4D毫米波的角分辨率可以达1度。这对于区分多个目标时尤为重要，也因为其从超高的角分辨率，使得4D毫米波雷达的点云数据，具备和视觉和激光雷达点云进行前融合的可能。

相比于传统毫米波雷达，4D毫米波雷达的性能进行了全方位的提升。

2） 对比激光雷达

a.更低的价格

在感知环境的点云质量与密度方面，4D毫米波雷达能够与低线束激光雷达媲美，可以捕捉到上千个点云。尽管4D毫米波雷达性能无法与高线束激光雷达竞争，但其价格具有明显优势，特斯拉HW4.0搭载的4D毫米波传感器价格为100美元，而当前半固态激光雷达价格区间为3000-5000元。

b.性能上的优势

对比激光雷达，4D毫米波雷达除了在价格方面的优势外，在环境适应性上也具有更好的表现。

4D毫米波雷达不受环境和光线的影响，可以弥补激光雷达在浓雾、雨天等恶劣天气下性能损失的短板。

另外，4D毫米波雷达虽然测距精度不如激光雷达，但可以直接测量运动物体的速度，而激光雷达只能测距，需要对距离进行差分才能得到速度。

此外，由于毫米波雷达的毫米级的波长，在探测时容易绕过物体继续传播（绕射），所以毫米波雷达就像有了穿透能力一样，能看到被遮挡的物体，这也是激光雷达所不具备的。

未来三五年，在感知方案中，4D毫米波雷达在测距精度上无法完全替代激光雷达，但在环境适应性、测速能力和穿透性上具有明显优势，且价格比激光雷达低得多。

3）技术难点

4D毫米波雷达当前处于发展初期，无论是从硬件还是算法层面都存在较大的提升空间。虽然主流的多芯片级联技术在制作工艺和成熟度方面都相对较高，但仅靠硬件堆叠存在物理瓶颈，因为无法通过无限级联来实现感知性能的进一步提升。因此产业内普遍希望以更少的芯片、更低的成本实现更高的性能。

首先，目前多片级联方案的4D毫米波雷达尺寸较大，给整车布置和安装带来一些问题。其次，4D毫米波产生的点云数据量较大，对数据传输带宽要求也更高，传统的CAN或CAN_FD接口无法满足要求进行高速数据传输，只能以车载以太网进行传输。

同时，在算法层面也存在一些技术难点。要想充分利用4D毫米波雷达的点云数据，如何视觉或激光雷达点云做前融合，这对于算法带来不小的挑战性。

随着上述软硬件问题逐渐被解决，4D毫米波雷达将会在市场上获得更广泛的应用。

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行业应用现状

1）前装上车

4D毫米波雷达已经出现在特斯拉最新硬件方案HW4.0中。

据公开资料整理，上汽非凡R7、吉利路斯特Eletre以及长安深蓝SL03均已搭载4D毫米波雷达。

2） 产业链发展趋势

产业链主要分为三个环节。

上游为硬件芯片厂商，包括射频MMIC芯片、PCB及处理芯片等。

中游则是负责集成的4D毫米波雷达供应商。而下游则是主机厂。

目前，4D毫米波雷达正处于市场培育阶段，已实现量产的国外厂商有采埃孚，已实现量产或接近量产的国内供应商有福瑞泰克（傲酷提供软件）、森斯泰克和楚航等。

与国外巨头垄断3D毫米波市场相比，在4D毫米波雷达市场上，虽然国外供应商具在技术积累上仍有优势但差距已拉进，且国内厂商会凭借出色的性价比陆续赢得更多定点项目。

随着量产进展的加速和国内厂商的崛起，这个市场有可能像激光雷达一样成为国产厂商的天下。

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总 结

4D毫米波雷达在性能表现上完全压倒传统毫米波雷达。同时，由于其与摄像头更好的异构互补性（尤其在极端天气下）以及直接测速能力，使得它成为未来智能驾驶必不可少的传感器之一。4D毫米波雷达将凭借其超高的性价比开启智能驾驶的新时代。

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