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隨著汽車智能化的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于行車安全的提高及自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷成熟，汽車搭載的攝像頭和傳感器數(shù)量也在大幅增加。根據(jù)汽車電子大廠NXP?的數(shù)據(jù)，L2+級(jí)別以上的自動(dòng)駕駛至少需要6?顆攝像頭和5?顆雷達(dá)，相較L1?級(jí)別的?1-2顆攝像頭和?1-3顆雷達(dá)，攝像頭和雷達(dá)數(shù)量有翻倍的增長。具體到搭載L2?級(jí)自動(dòng)駕駛的車型來看，以奧迪A8、特斯拉Model 3?和卡迪拉克CT6?為例，三款車型均使用了5?顆及以上的攝像頭，還有多顆超聲波和毫米波雷達(dá)進(jìn)行輔助。
三款自動(dòng)駕駛車型搭載的感知系統(tǒng)對(duì)比，來源：汽車之家，信達(dá)證券研發(fā)中心
自動(dòng)駕駛帶動(dòng)下車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)空間廣闊。毫米波雷達(dá)具有體積小、性價(jià)比高、可全天候工作的特點(diǎn)，是自動(dòng)駕駛的核心傳感器。目前77GHz?的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)在1000?元左右，24GHz毫米波雷達(dá)單價(jià)?500元左右。根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù)，隨著越來越多企業(yè)采用“攝像頭+毫米波雷達(dá)”的自動(dòng)駕駛方案，預(yù)計(jì)2025?年全球車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)可達(dá)130?億美元（約845人民幣）。預(yù)計(jì)?2025年中國車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)為211?億元。根據(jù)OFweek預(yù)測(cè)，到2025?年中國的毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將超過300?億元。根據(jù)DIGITIMES Research?數(shù)據(jù),2025年全球車 用毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)?？傆?jì)約462?億美元，2021-2025年?CAGR?為40.7%，增速低于激光雷達(dá)，但高于車載攝像頭。
全球/中國車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模（億元），來源：ICVTank
ADAS一般需要“1長+4中短”5個(gè)毫米波雷達(dá)，奧迪A8搭載5個(gè)毫米波雷達(dá)（1LRR+4MRR）。假設(shè)目前短距24GHz的毫米波雷達(dá)單價(jià)500元，長距毫米波雷達(dá)單價(jià)1000元。同時(shí)假設(shè)2020年國內(nèi)毫米波雷達(dá)滲透率為10%，未來每年滲透率提升5%。預(yù)測(cè)2021~2025年國內(nèi)毫米波市場(chǎng)總?cè)萘窟_(dá)千億元。
國產(chǎn)毫米波雷達(dá)市場(chǎng)空間達(dá)千億，來源：太平洋證券
為實(shí)現(xiàn)汽車周圍環(huán)境的全方位感測(cè)覆蓋，一輛汽車需要多個(gè)毫米波雷達(dá)。比如L3?級(jí)別的自動(dòng)駕駛，至少需要5?顆毫米波雷達(dá)（1長、4短）；隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的增加，毫米波的數(shù)量也是不斷增加，到了L5?級(jí)高級(jí)自動(dòng)駕駛階段毫米波雷達(dá)將增加到10顆以上?！岸坛?中程+長程”毫米波雷達(dá)三者結(jié)合一起共同完成自適應(yīng)巡航（ACC）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、前方/后方碰撞預(yù)警（FCW/RCW）、變道輔助（LCA）、盲點(diǎn)檢測(cè)（BSD）、倒車輔助（BPA）、泊車輔助（PA）等多種ADAS?功能。
在早期的ADAS中認(rèn)為，毫米波雷達(dá)只要能感測(cè)到前方的車輛就可以了。但是隨著路況的復(fù)雜提升，要去毫米波雷達(dá)也要能檢測(cè)到行人、兒童，電動(dòng)車、三輪車等非常規(guī)車輛的需求。對(duì)于毫米波雷達(dá)的感知范圍也有提高，要求實(shí)現(xiàn)360°的環(huán)視感知，用到L3以上的輔助泊車功能。這些都對(duì)毫米波雷達(dá)芯片有了更高需求。
如果整車四個(gè)位置要有四顆角雷達(dá)，角雷達(dá)的需求，傳感器小型化，集成度高，功耗要低，成本要低，要有高分辨率的感知能力。距離分辨率、空間分辨率、俯仰角感知。正前方、后方都要放上一顆雷達(dá)，分別應(yīng)用于前向的ACC，和后方的AA功能和倒車防撞雷達(dá)，第五代要實(shí)現(xiàn)前向雷達(dá)要實(shí)現(xiàn)超過200米的最大探測(cè)范圍，第三代是4D成像雷達(dá)，這個(gè)毫米波雷達(dá)具有行業(yè)最大的距離和空間、角度分辨率，具有最強(qiáng)的探測(cè)距離、測(cè)速范圍、電源輸出能力。
不同等級(jí)自動(dòng)駕駛攝像頭配備情況，來源：東北證券
自動(dòng)駕駛的冗余度和容錯(cuò)性特性，要求越是高階的自動(dòng)駕駛需要越多的傳感器。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，2020年起國內(nèi)外已正式進(jìn)入L3?級(jí)自動(dòng)駕駛階段，2021年后將呈現(xiàn)加速狀態(tài)，
毫米波雷達(dá)是ADAS?核心的傳感器之一。毫米波雷達(dá)通過天線向外發(fā)射波長1-10nm，頻率在30GHZ-300GHZ之間的毫米波，接收反射信號(hào)并處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息，然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行智能處理和決策。它首先運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，隨后進(jìn)入汽車領(lǐng)域。
?前世今生：從24GHz到77GHz
毫米波雷達(dá)在ADAS中的應(yīng)用，來源：ST
毫米波雷達(dá)按照頻率可分為24GHz和?77GHz以上的毫米波雷達(dá)。24GHz毫米波雷達(dá)主要適用短距離范圍，應(yīng)用范圍多為盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)，車道保持和自動(dòng)泊車等場(chǎng)景。77GHz毫米波雷達(dá)測(cè)距范圍可達(dá)100-250?米，探測(cè)距離長、識(shí)別精度高且穿透力強(qiáng)，主要用于自適應(yīng)巡航、向前碰撞預(yù)警和自動(dòng)緊急剎車等場(chǎng)景中。
毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾方面：（1）毫米波具有穿透煙、灰塵和霧的能力，可全天候工作。相比于激光雷達(dá)等其他傳感器來說，毫米波的特性讓毫米波雷達(dá)的應(yīng)用環(huán)境更為廣泛，能實(shí)現(xiàn)全天候待命。（2）毫米波雷達(dá)天線孔徑小、空間辨識(shí)率高、易攜帶且方向性好。（3）毫米波雷達(dá)波束窄、抗電子干擾性好。（4）價(jià)格成本低廉，目前價(jià)格在千元級(jí)別，相比其他傳感器如萬元級(jí)別的激光雷達(dá)，成本較低。
但其自身也有不足之處，例如交通信號(hào)的識(shí)別、車道線檢測(cè)等，這方面需要與攝像頭配合使用，互為補(bǔ)足和冗余。距離遠(yuǎn)，可以在雨雪天氣等各種惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作，但是精度不高。
2015年以前，市場(chǎng)上主要出現(xiàn)的毫米波雷達(dá)是24GHz，主要基于褶硅工藝。這一代毫米波雷達(dá)主要用于場(chǎng)景是前向AAB防盜預(yù)警，后向盲區(qū)檢測(cè)，主要用于正前方和后角兩個(gè)位置。24GHz雷達(dá)存在兩個(gè)缺陷：
1.天線的尺寸跟波長有關(guān)，24GHz波長較長，因此天線尺寸較大，因此安裝起來需要預(yù)留較大空間。
2.毫米波雷達(dá)測(cè)距的分辨率和掃頻帶寬有關(guān)，24Ghz的掃頻帶寬較窄因此限制了毫米波雷達(dá)測(cè)距的分辨率，當(dāng)時(shí)ACC、AEB、BSD這些功能都無法實(shí)現(xiàn)較高分辨率的感知。24GHz目前大量應(yīng)用于汽車的盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、變道輔助。雷達(dá)安裝在車輛的后保險(xiǎn)杠內(nèi)，用于監(jiān)測(cè)車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進(jìn)行變道。
2015年以后，市場(chǎng)上出現(xiàn)了77Ghz的毫米波雷達(dá)。77GHz雷達(dá)在探測(cè)精度與距離上優(yōu)于24GHz雷達(dá)，主要用來裝配在車輛的前保險(xiǎn)杠上，探測(cè)與前車的距離以及前車的速度，實(shí)現(xiàn)的主要是緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車等主動(dòng)安全領(lǐng)域的功能。完全實(shí)現(xiàn)ADAS?各項(xiàng)功能一般需要“1長+4?中短”5個(gè)毫米波雷達(dá)。77GHz雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)還包括：
- 因?yàn)椴ㄩL短，天線尺寸可以做小，可以做到半個(gè)名片那么大。
- 掃頻帶寬，77Ghz的有效帶寬，這個(gè)頻段內(nèi)有上G赫茲的掃頻帶寬，可以看到毫米波雷達(dá)在車的前向雷達(dá)中大量使用，用于車的自適應(yīng)巡航、ACC、緊急制動(dòng)AEB這樣的關(guān)鍵駕駛輔助功能。同時(shí)在后腳雷達(dá)發(fā)現(xiàn)77Ghz毫米波雷達(dá)也有很強(qiáng)的競(jìng)爭力。從工藝來看，2015年之前還是以褶硅工藝為主，特點(diǎn)是發(fā)射功率大，功耗較大，成本比較高，很難做高集成度。
77GHz的技術(shù)要求和生產(chǎn)成本更高，具有較高的技術(shù)壁壘，當(dāng)前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品為24GHz?雷達(dá)。未來，隨著技術(shù)的成熟以及成本的下降，77GHz雷達(dá)將逐漸取代?24GHz雷達(dá)成為未來毫米波雷達(dá)市場(chǎng)的主流發(fā)展趨勢(shì)。
24GHz和?77GHz毫米波雷達(dá)性能對(duì)比，來源：迦太科技
毫米波雷達(dá)核心器件為雷達(dá)主IC。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)主要由陣列天線、前端收發(fā)射頻組件（MMIC芯片）、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP/FPGA）及控制電路等部分構(gòu)成，其中天線及前端收發(fā)組件為核心硬件。成本構(gòu)成上，雷達(dá)主IC?成本占比達(dá)43%，輔助芯片、PCB、其他電子料成本占比分別11%、16%和11%。
毫米波雷達(dá)成本構(gòu)成，來源：承泰科技
?毫米波雷達(dá)上下游產(chǎn)業(yè)鏈
在車載雷達(dá)中，超聲波雷達(dá)技術(shù)門檻較低，供應(yīng)商較多；激光雷達(dá)最獲得資本市場(chǎng)的追捧，但因成本高昂，未能商業(yè)化；毫米波雷達(dá)成本在前兩種雷達(dá)之間，技術(shù)門檻較高，是目前自主和外資企業(yè)主要的雷達(dá)商品方向。
全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)中，前五大市場(chǎng)主體分別為：博世、大陸集團(tuán)、海拉、富士通、電裝，合占2018年全球市場(chǎng)份額的68%，其中博世、大陸集團(tuán)、海拉、電裝均為傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商，富士通是全球領(lǐng)先的信息通信技術(shù)企業(yè)，在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域也具有較強(qiáng)實(shí)力。博世的主要毫米波雷達(dá)產(chǎn)品集中于76-77GHz，主攻中遠(yuǎn)距離探測(cè)，LLR產(chǎn)品最大探測(cè)距離可達(dá)250?米。大陸集團(tuán)的77GHz?和?24GHz的產(chǎn)品領(lǐng)先，主攻?77GHz產(chǎn)品，第五代?LRR的遠(yuǎn)程最大探測(cè)距離可達(dá)300?米。德爾福公司也是壟斷77GHz?技術(shù)的國際公司之一；而海拉以24GHz?頻率的毫米波雷達(dá)為主，短距毫米波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)先。
全球毫米波雷達(dá)企業(yè)市場(chǎng)份額，來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
面對(duì)外資企業(yè)接近壟斷的市場(chǎng)，近年來內(nèi)資企業(yè)加大毫米波雷達(dá)研發(fā)力度，尋找市場(chǎng)突破口，加速追趕外資腳步。市場(chǎng)化產(chǎn)品即將問世；不過由于技術(shù)和資源的限制，主流方向仍然集中在24GHz?雷達(dá)方面。在77GHz?毫米波雷達(dá)方面，核心技術(shù)仍被外資零部件制造商所掌控，國內(nèi)仍處于初級(jí)階段，只有極少數(shù)企業(yè)能做到77GHz?雷達(dá)的樣機(jī)產(chǎn)品。
國內(nèi)毫米波雷達(dá)主要廠商，來源：中國銀河證券研究院
作為毫米波雷達(dá)的核心器件——雷達(dá)芯片，一般主要分為射頻的發(fā)射、接收芯片和基帶處理芯片。雷達(dá)芯片在整個(gè)雷達(dá)產(chǎn)品中不僅成本占比大（目前占到毫米波雷達(dá)總成本的70%），同時(shí)由于在雷達(dá)中屬于上游技術(shù)，毫米波雷達(dá)芯片向來是巨頭的戰(zhàn)場(chǎng)。站在這些毫米波雷達(dá)巨頭背后的，是英飛凌、恩智浦NXP、飛思卡爾、意法半導(dǎo)體、德州儀器等芯片巨頭。NXP的毫米波雷達(dá)已經(jīng)經(jīng)歷了至少5代的迭代。2011年就推出了第一代毫米波雷達(dá)的芯片產(chǎn)品，到2018年已經(jīng)到了第四代，包括業(yè)界最強(qiáng)大的MR3003收發(fā)器，以及TEF810X收發(fā)器，還有S32R27處理器，這套芯片實(shí)際上是在毫米波雷達(dá)處理上常見的一套解決方案。2019年，NXP落地并量產(chǎn)了RFCOMS工藝的產(chǎn)品，顯著降低了功耗，也降低了成本，為日后大規(guī)模鋪開毫米波雷達(dá)打下了基礎(chǔ)。同時(shí)因?yàn)?7Ghz的采樣率也提高了，中頻帶寬也比較大，對(duì)應(yīng)的處理單元是要專門定制的處理器，而不是通用的MCU能夠做得了的。NXP也專門定制了針對(duì)毫米波雷達(dá)操作的集成處理器，完成雷達(dá)的感知、處理、執(zhí)行的全部工作。2021年，NXP的第5代高性能成像雷達(dá)方案也在陸續(xù)的開放中。
射頻芯片和DSP芯片分別占毫米波雷達(dá)成本的1/3。上游射頻芯片我國國產(chǎn)實(shí)力相對(duì)薄弱，國外主要廠家有英飛凌、德州儀器、意法半導(dǎo)體等，國內(nèi)廠商有清能華波，矽杰微電子等。DSP芯片供應(yīng)商有亞德諾半導(dǎo)體、美高森美等公司。
近年來，國產(chǎn)毫米波雷達(dá)迎頭追趕，如中電科38所發(fā)布77Ghz毫米波芯片，德賽西威先后發(fā)布24GHz、77GHz毫米波雷達(dá)，國產(chǎn)毫米波雷達(dá)在精度、距離等方面和國際廠商如博世、大陸、奧托立夫、德爾福的產(chǎn)品差距仍然明顯。下游毫米波雷達(dá)主要用于無人機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)、ADAS等領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商均有涉獵。比如無人機(jī)領(lǐng)域的大疆、航天彩虹等，ADAS的東風(fēng)、長安等汽車廠商，車聯(lián)網(wǎng)的大唐電信、百度等。華域汽車毫米波雷達(dá)已實(shí)現(xiàn)對(duì)上汽等客戶穩(wěn)定供貨，其他國內(nèi)的毫米波雷達(dá)廠商有德賽西威、杭州智波科技、蕪湖森思泰克、南京隼眼科技、蘇州安智汽車、北京行易到、深圳安志杰等。
毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈，來源：ITTbank
在毫米波雷達(dá)的上游硬件方面，主要包括天線PCB板、前端收發(fā)射頻組件（MMIC芯片）、數(shù)字信號(hào)處理及控制電路，其中天線PCB?板與?MMIC芯片是核心組件。天線PCB?板作為毫米波雷達(dá)的核心部件，國產(chǎn)替代取得較大突破。當(dāng)前毫米波雷達(dá)天線的主流方案為微帶陣列，高頻天線PCB?板要求在較小的集成空間保持較高的信號(hào)強(qiáng)度，因此行業(yè)技術(shù)壁壘較高，毫米波雷達(dá)成本占比約為10%。德國Schweizer?全球市場(chǎng)占比達(dá)30%，居于行業(yè)領(lǐng)先地位。近年來，國內(nèi)天線PCB板企業(yè)取得較大突破，主要生產(chǎn)廠商包括滬電股份、深南電路、景旺電子、生益電子等，其中滬電股份是大陸、博世的PCB?板供應(yīng)商，深南電路也已具備車載高頻PCB?板供應(yīng)能力，生益電子的毫米波雷達(dá)用PCB?板已經(jīng)具備量產(chǎn)能力，潛在客戶包括博世、大陸等，預(yù)計(jì)2021～2023年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨。
MMICPCB?評(píng)估板（型號(hào)：SG24TR14），來源：意行半導(dǎo)體
2018?年廈門意行半導(dǎo)體自主研發(fā)的24GHz SiGe?雷達(dá)射頻前端MMIC?套片，率先實(shí)現(xiàn)了中國該領(lǐng)域零的突破，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和供貨。
近年來，也有不少本土科技公司殺入毫米波雷達(dá)市場(chǎng)。2021年，4月?18日華為發(fā)布毫米波雷達(dá)產(chǎn)品，探測(cè)距離達(dá)300m，屬于中長距毫米波雷達(dá)。根據(jù)發(fā)布會(huì)成像效果視頻顯示，其針對(duì)特斯拉過往因“長尾場(chǎng)景”引致的意外如路邊斜置靜止車、下閘道等場(chǎng)景探測(cè)效果較好。華為發(fā)布高分辨率4D?成像毫米波雷達(dá)，有望切入中長距毫米波雷達(dá)市場(chǎng)。
華為高分辨4D?成像雷達(dá)發(fā)布,來源：華為
小米集團(tuán)2021?年?6月投資的縱目科技推出了“ZM-SDR1”4D毫米波雷達(dá)，兼顧低速泊車和高速行駛場(chǎng)景，輸出可比擬激光雷達(dá)的致密點(diǎn)云信息，清晰勾勒出周邊建筑物輪廓，從而實(shí)現(xiàn)基于雷達(dá)點(diǎn)云的高精度定位。2021年?7月參與幾何伙伴融資過程，公司與上汽集團(tuán)合作，研發(fā)以4D毫米波成像雷達(dá)為主傳感，輔之以可見光和紅外成像多傳感融合的感知系統(tǒng)，再通過感知、規(guī)劃、決策、控制一體化軟件模塊與工具鏈，集成軟硬件一體的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)軟件。
縱目科技4D毫米波雷達(dá)，來源：縱目科技
毫米波雷達(dá)的未來在哪里？
隨著技術(shù)的成熟以及成本的下降，77GHz雷達(dá)將逐漸取代?24GHz雷達(dá)成為未來毫米波雷達(dá)市場(chǎng)的主流。隨著ADAS系統(tǒng)的逐漸升級(jí)，對(duì)毫米波雷達(dá)的要求會(huì)更高。毫米波雷達(dá)的技術(shù)總的趨勢(shì)是朝著成本更低、體積更小、功耗更低、集成度更高的方向發(fā)展。在雷達(dá)芯片技術(shù)上，高集成化的單片微波集成電路（MMIC）成為了主流；而在芯片工藝上，朝著利用CMOS?工藝，將MMIC做得更小的方向發(fā)展。隨著毫米波雷達(dá)對(duì)性能要求更高、體積要求更小、成本要求更低，不少毫米波雷達(dá)芯片企業(yè)都開始研發(fā)CMOS?芯片，將MMIC、MCU、DSP等集成在一顆芯片中。國外主流供應(yīng)商為TI、英飛凌和NXP，國內(nèi)企業(yè)有加特蘭微電子、岸達(dá)科技等。
毫米波雷達(dá)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，來源：麥姆斯咨詢
4D點(diǎn)云成像毫米波雷達(dá)有望在激光雷達(dá)之外形成有效補(bǔ)充?；谔摂M天線技術(shù)，4D點(diǎn)云成像雷達(dá)相比傳統(tǒng)雷達(dá)性能大幅提升（探測(cè)距離+角分辨率），成本卻基本類似。雖點(diǎn)云數(shù)相比激光雷達(dá)仍有較大差距，如傲酷Eagle?前向雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)大致相當(dāng)于法雷奧4?線激光雷達(dá)Scala1，但在L3?及以上自動(dòng)駕駛中仍有望得到廣泛應(yīng)用，以對(duì)激光雷達(dá)形成有效補(bǔ)充。
4D點(diǎn)云成像雷達(dá)代表產(chǎn)品，來源：各公司官網(wǎng)
當(dāng)前ADAS?應(yīng)用最多已達(dá)5?顆（1前向雷 達(dá)+4角雷達(dá)），L3及以上大概率需要?6-8顆；ASP方面，77GHz及高分辨率雷達(dá)占比提升預(yù)計(jì)會(huì)帶動(dòng)平均價(jià)格提升。L 3及以上大概率需?6-8顆，預(yù)計(jì)?2025年全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)逾460?億美元。毫米波雷達(dá)具有受環(huán)境影響小、探測(cè)距離長等優(yōu)勢(shì)，伴隨4D?點(diǎn)云毫米波雷達(dá)技術(shù)成熟，應(yīng)用場(chǎng)景有望進(jìn)一步拓展。
