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雷達LADAR與光達LiDAR技術互補成趨勢

2020-01-15 19:32經濟日報 莊智強

光達比雷達有更好的分辨率,看到的細節要多得多,所以可以使汽車具備足夠的駕駛能力,不僅提供雷射,還能發展更多智能化的監測。從成本來看,光達(LiDAR)價格仍舊高昂還無法取代毫米波雷達,即便是號稱推出快閃式光達的中山科學研究院也將目標價訂在 200 美元,況且快閃式光達的量產性仍有疑慮,毫米波雷達短期內仍是 ADAS 主要採用的感測器。不過,毫米波雷達解析度不足,無法辨識物體,是其不如光達之處。

雷達與光達之優缺點比較。光電科技工業協進會/提供
雷達與光達之優缺點比較。光電科技工業協進會/提供

特斯拉的執行長馬斯克(Elon Musk)選擇雷達技術認為 Tesla 利用相機、雷達、超音波,結合 AI,即做到無人駕駛。主要原因應該在於雷達系統擁有低成本優勢,且在惡劣環境下,例如:霧、雨、雪等能穩定運行。毫米波雷達在新車先進輔助駕駛系統(ADAS)標準配備的驅動,以及消費者願意對汽車安全的考量多付一些費用搭載 ADAS 之下,逐漸從高階車款移向中階車款,皆為提高毫米波雷達產量的動力。毫米波雷達於 2019 年汽車市場出現下滑情況下,由於單輛車使用顆數增加,市場預計超過 7,000 萬顆。

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台灣與中國雷達廠商發展較晚,主要集中在下游系統,因此可能跳過 24GHz 成熟市場,直接開發 77GHz、79GHz 雷達。台灣廠商啟碁發展腳步較快,2013 年 24GHz 雷達已榮獲新竹科學園區創新產品獎, 並目前已量產 77GHz 雷達,以及明泰 24GHz 雷達已成功切入商用車和乘用車之 ADAS 市場,持續開發 77GHz、79GHz 雷達,並與廣角影像技術融合提高解析度。光達的技術朝向 2 維/3 維發展,亦即由點發射接收方式往線、陣列的型態發展,更朝向輕巧化光達演進,主要製造 商,包括:ZephIR、Leosphere、SgurrEnergy、Lockheed Martin、 Avent、Mitsubishi Electric、Pentalum,以及 Windar Photonics等。

全球光達市場發展趨勢。光電科技工業協進會/提供
全球光達市場發展趨勢。光電科技工業協進會/提供

估計 2019 年全球光達市場約將近 13 億美元,光電協進會產研經 理陳鴻仁表示將在 2023 年超過 50 億美元,這段期間的複合年成長有 40%,如下圖所示。其中最大應用是自動駕駛、先進駕駛輔助系統、機器人應用、3D 地形繪圖等。

無論選擇光達或雷達,都各自有比較明顯的優缺點。儘管採用光達感測器的汽車能夠「看」得更清晰準確,但是雷達系統尺寸更小、更便宜。在應用廣泛下,如:無人自駕車、機器人、醫療、無人飛機、軍事應用、環境生態監測、VR/AR 等光達或雷達技術互補發展勢必將成為未來趨勢。

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