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毫米波雷達迎爆發風口!産業鍊龍頭全梳理

作者:樂晴智庫

根據推特科技領域的大V使用者格林(Green)的爆料,特斯拉第四代自動駕駛硬體在感覺、算力方面有着重大更新。

特斯拉新款Model3将标配4D毫米波雷達,或具備L4級自動駕駛潛力。

相比于傳統的3D毫米波雷達,新雷達可探測高度,這意味着可以分辨物體形狀,作用與雷射雷達類似,但價格更低,并且該毫米波雷達具備加熱接口,更有利于應對惡劣天氣。

這款雷達很可能就是由以色列初創公司Arbe-Robotics提供的代号“Phoenix(鳳凰)”的雷達,探測距離可達300米,是特斯拉原有雷射雷達探測距離的2倍。#自動駕駛#

毫米波雷達迎爆發風口!産業鍊龍頭全梳理

在汽車智能化滲透率不斷提升的背景下,Yole預計2025年全球毫米波雷達市場逾460億美元。

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毫米波雷達行業概覽

毫米波雷達是指利用波長1-10mm、頻率30-300GHZ的毫米波進行探測的傳感器,具有全天候運作、距離景深資訊豐富、對障礙物識别率高等優勢。但其檢測點稀疏、分辨率較低、對行人感覺效果不佳,是以在ADAS中主要配合車載攝像頭使用。

毫米波雷達具有受環境影響小、探測距離長等優勢。疊加其成本優勢、技術成熟度、算法簡單,穩定性好等特性,是目前主流的汽車ADAS解決方案。

目前各個國家對車載毫米波雷達配置設定的頻段主要集中在24GHz和77GHz兩類。

由于歐洲電信标準協會和美國聯邦通信委員會制定了頻譜法規和标準,24 GHz的UWB将被淘汰。截至2022年1月1日,24 GHz超寬帶将不再允許在歐洲和美國用于工業用途。

而77GHz帶寬大、波長短,在探測距離、精度、體積上更具優勢,可以顯著提升擷取的行車資訊品質,但生産工藝以及良品率仍然較難,且成本較高。

目前的主流自動駕駛車型中,通常L2級别配備3個24GHz和1個77/79GHz毫米波雷達,L3/L4級别車一般配備4-6個24GHz和2-4個77/79GHz毫米波雷達。

完全實作ADAS各項功能一般需要“1長+4中短”5個毫米波雷達。例如,奧迪A8搭載5個毫米波雷達(1LRR+4MRR),奔馳S級搭載6個毫米波雷達(1LRR+6SRR)。

L3及以上大機率需要6-8顆;ASP方面,77GHz及高分辨率雷達占比提升預計會帶動平均價格提升。

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4D毫米波雷達:毫米波雷達的技術趨勢

毫米波雷達的技術趨勢還包括4D多元成像以及元件內建化等。

4D點雲成像雷有望在雷射雷達之外形成有效補充。

基于虛拟天線技術,4D點雲成像雷達相比傳統雷達性能大幅提升(探測距離+角分辨率),成本卻基本類似。

4D點雲成像雷達代表産品包括大陸的ARS 540毫米波雷達、Arber的Phoenix、傲酷的Eagle前向雷達和Falcon角雷達,以及華為的高分辨4D成像雷達。

雖點雲數相比雷射雷達仍有較大差距,如傲酷Eagle前向雷達點雲數大緻相當于法雷奧4線雷射雷達Scala1,但在L3及以上自動駕駛中仍有望得到廣泛應用。#2月财經新勢力#

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毫米波雷達産業鍊及市場格局

國内毫米波雷達産業鍊分為三大環節:上遊環節主要包括射頻前段MMIC晶片、數字信号處理器DSP、天線高頻PCB以及控制電路等;中遊環節主要是從事毫米波雷達生産的企業;下遊毫米波雷達主要用于無人機、車聯網、ADAS等領域,國産廠商均有涉獵。比如無人機領域的大疆、航天彩虹等,ADAS的東風、長安等汽車廠商,車聯網的大唐電信、百度等。

毫米波雷達産業鍊:

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行行查 | 行業研究資料庫 資料顯示,毫米波雷達的主要元件MMIC晶片、天線PCB及數字信号處理器DSP,三 者分别占硬體成 本的約50%、20%、20%,構成了毫米波雷達的最主要硬體成本。

毫米波雷達硬體成本構成:

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射頻前端MMIC

毫米波雷達MMIC(單片微波內建電路)晶片具備低噪聲功率放大、混頻、檢波、調制、移相等功能,具備低噪聲、低損耗、大動态範圍、大功率、寬頻帶、強抗電磁輻射能力的特點。

MMIC基本由國外巨頭引領,上遊射頻晶片大陸國産實力相對薄弱。

目前國際市場主要被恩智浦(NXP)、英飛淩、德州儀器(TI)、意法半導體等晶片設計公司占據。

國内初創廠商有清能華波,矽傑微電子、加特蘭微電子、廈門易行半導體、南京米勒等。

據加特蘭微電子官網,其汽車級全內建毫米波雷達SoC可提供獨立晶片與AIP(封裝內建天線)兩種版本,已具備量産能力。

毫米波雷達晶片基本架構:

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天線高頻PCB

高頻PCB是毫米波雷達重要材料。

毫米波頻段的PCB材料選擇主要遵循三點:低且穩定的介電常數,使用超光滑的銅箔,能夠進行複雜結構PCB加工(多層和密集PTH孔),是以毫米波雷達的高頻PCB價值量較高。

天線高頻PCB闆的工作原理是将高頻PCB闆內建在普通PCB闆上達到在較小的內建空間中實作天線功能、并保持足夠的信号強度的目的;這個過程稱為微帶陣列,是目前毫米波雷達天線的主流方案。

77GHz雷達需要使用更高規格的高頻PCB闆,是以77GHz雷達的大範圍運用将帶來相應高頻PCB闆的巨大需求。

據估算,特斯拉Model 3 ADAS 傳感器PCB 價值量在536-1,364 元之間,占整車PCB 價值總量的21%~55%,可以看出自動駕駛感覺硬體配置對汽車PCB 需求量增長的推動作用顯而易見。

市場格局方面,天線高頻PCB闆技術由羅傑斯(Rogers)、Isola、施瓦茨等少數公司掌握。

國内企業包括深南電路、滬電股份、生益科技、景旺電子等。

滬電股份是大陸和博世的PCB闆材供應商,并與德國Schweizer在汽車RFPCB領域開展合作;此外深南電路、景旺電子也具備車載高頻PCB闆供應能力;生益科技生産毫米波雷達的高頻高速基闆也已經具備量産能力,正在完成全球主要龍頭tier1供應認證。

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數字信号處理器DSP

DSP(Digital signal processing,數字信号處理器), 指能夠實作數字信号處理技術的晶片,能夠實時處理資訊,多用于零延遲等實時信号處理領域,是通信、計算機、消費電子産品領域最普遍的基礎器件。

全球市場來看,DSP頭部玩家包括英飛淩、德州儀器、意法半導體、ADI和瑞薩等。

但由于DSP應用具有特殊性,國内軍用需求較為緊迫,目前DSP産品較為成熟的公司,大部分都具有國家背景(除進芯電子)。

國内涉及DSP晶片的主要有:中電科14所,中電科38所、湖南進芯電子、北京中星微電子。

毫米波雷達市場格局:傳統Tier1主導,自主加速國産替代

全球毫米波雷達市場海外廠商仍占據國内外市場主導地位,主要為博世、大陸、海拉等傳統Tier1廠商。

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毫米波雷達整機國外廠商占據頭部位置,但尚未出現壟斷廠商,市場佔有率分散化分布及車廠分散合作模式給國産帶來機會。

國内汽車産業的崛起以及車企的多元供應模式給國内相關提供了滲透條件。

2014年起,國内湧現大批毫米波雷達初創企業和相關上市企業,就産品名額而言,國産毫米波雷達與競品相比無太大差别,均滿足車規級要求,但在信噪比、探測精度、良品率等方面仍有一定差異,長期來看存較大進口替代空間。

2019年5月底紅旗HS5搭載的森思泰克77GHz車載毫米波雷達成為國内首個真正實作“上路”的ADAS毫米波雷達傳感器,突破了國際巨頭壟斷。

國内廠商如德賽西威、華域汽車、保隆科技、森斯泰克、承泰科技、楚航科技、隼眼科技、浙江智波、行易到、安智傑和納雷科技等亦有布局。

其中,德賽西威和華域汽車24GHz和77GHz均已量産。德賽西威24GHz用于小鵬、奇瑞等;77GHz已量産,獲自主品牌車企訂單。

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