中國毫米波雷達(dá)行業(yè)概覽_第1頁
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文檔簡介

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250020 方法論 5 HYPERLINK l _TOC_250019 研究方法 5 HYPERLINK l _TOC_250018 名詞解釋 6 HYPERLINK l _TOC_250017 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場綜述 11 HYPERLINK l _TOC_250016 毫米波雷達(dá)定義與分類 11 HYPERLINK l _TOC_250015 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展歷程 15 HYPERLINK l _TOC_250014 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模 16 HYPERLINK l _TOC_250013 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析 17 HY

2、PERLINK l _TOC_250012 上游分析 18 HYPERLINK l _TOC_250011 下游分析 22 HYPERLINK l _TOC_250010 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素分析 25 HYPERLINK l _TOC_250009 自動(dòng)駕駛拉動(dòng)毫米波雷達(dá)需求量上升 25 HYPERLINK l _TOC_250008 車路協(xié)同應(yīng)用前景廣闊 26 HYPERLINK l _TOC_250007 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)制約因素分析 28 HYPERLINK l _TOC_250006 原材料進(jìn)口依賴程度高 28 HYPERLINK l _TOC_250005 中國毫米波雷達(dá)行

3、業(yè)政策及監(jiān)管分析 30 HYPERLINK l _TOC_250004 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展趨勢分析 32 HYPERLINK l _TOC_250003 “毫米波雷達(dá)+視覺傳感器”融合趨勢凸顯 32 HYPERLINK l _TOC_250002 差異化需求催生內(nèi)部集成方式分化 34 HYPERLINK l _TOC_250001 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局分析 35 HYPERLINK l _TOC_250000 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局概述 35中國毫米波雷達(dá)行業(yè)投資企業(yè)推薦 38深圳市安智杰科技有限公司 38北京行易道科技有限公司 39杭州智波科技有限公司 40圖表目錄圖 2- 1

4、 毫米波雷達(dá)距離及速度探測功能原理示意圖 11圖 2- 2 毫米波雷達(dá)角度檢測功能原理示意圖 12圖 2- 3 毫米波雷達(dá)分類方法 13圖 2- 4 毫米波雷達(dá)工作體制對(duì)比 14圖 2- 5 24GHz、77GHz 及 79GHz 毫米波雷達(dá)對(duì)比分析,2019 年 10 月 15圖 2- 6 毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展歷程,2019 年 10 月 16圖 2- 7 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模(按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)),2015-2023 年預(yù)測 17圖 2- 8 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈 18圖 2- 9 中國毫米波雷達(dá)原材料占總成本情況,截至 2019 年 10 月 19圖 2- 10 GaAs、SiGe、CM

5、OS 對(duì)比,截至 2019 年 10 月 20圖 2- 11 中國毫米波雷達(dá)下游應(yīng)用情況 22圖 2- 12 中國車載毫米波雷達(dá)裝載情況,2014-2018 年 23圖 3- 1 中國自動(dòng)駕駛路線預(yù)測 26圖 3- 2 中國車路協(xié)同相關(guān)政策及項(xiàng)目,2016-2018 年 27圖 4- 1 毫米波雷達(dá)原材料進(jìn)口依賴程度,截至 2019 年 10 月 28圖 5- 1 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)政策,2015-2019 年 30圖 6- 1 毫米波雷達(dá)與攝像頭在空間上的融合 33圖 6- 2 毫米波雷達(dá)與攝像頭在時(shí)間上的融合 33圖 6- 3 自動(dòng)駕駛下的毫米波雷達(dá)與環(huán)視融合 34圖 6- 4 多路雷達(dá)收

6、發(fā)機(jī)示意圖 35圖 7- 1 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)代表企業(yè),截至 2019 年 10 月 37圖 7- 2 安智杰主要產(chǎn)品 38圖 7- 3 行易道主要產(chǎn)品 40圖 7- 4 智波科技主要產(chǎn)品 41方法論研究方法頭豹研究院布局中國市場,深入研究 10 大行業(yè),54 個(gè)垂直行業(yè)的市場變化,已經(jīng)積累了近 50 萬行業(yè)研究樣本,完成近 10,000 多個(gè)獨(dú)立的研究咨詢項(xiàng)目。研究院依托中國活躍的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,從智能駕駛、ADAS、車用傳感器、車路協(xié)同等領(lǐng)域著手,研究內(nèi)容覆蓋整個(gè)行業(yè)的發(fā)展周期,伴隨著行業(yè)中企業(yè)的創(chuàng)立,發(fā)展,擴(kuò)張,到企業(yè)走向上市及上市后的成熟期,研究院的各行業(yè)研究員探索和評(píng)估行業(yè)中多變的產(chǎn)業(yè)模

7、式,企業(yè)的商業(yè)模式和運(yùn)營模式,以專業(yè)的視野解讀行業(yè)的沿革。研究院融合傳統(tǒng)與新型的研究方法,采用自主研發(fā)的算法,結(jié)合行業(yè)交叉的大數(shù)據(jù),以多元化的調(diào)研方法,挖掘定量數(shù)據(jù)背后的邏輯,分析定性內(nèi)容背后的觀點(diǎn),客觀和真實(shí)地闡述行業(yè)的現(xiàn)狀,前瞻性地預(yù)測行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,在研究院的每一份研究報(bào)告中,完整地呈現(xiàn)行業(yè)的過去,現(xiàn)在和未來。研究院密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展最新動(dòng)向,報(bào)告內(nèi)容及數(shù)據(jù)會(huì)隨著行業(yè)發(fā)展、技術(shù)革新、競爭格局變化、政策法規(guī)頒布、市場調(diào)研深入,保持不斷更新與優(yōu)化。研究院秉承匠心研究,砥礪前行的宗旨,從戰(zhàn)略的角度分析行業(yè),從執(zhí)行的層面閱讀行業(yè),為每一個(gè)行業(yè)的報(bào)告閱讀者提供值得品鑒的研究報(bào)告。頭豹研究院本次研

8、究于 2019 年 11 月完成。名詞解釋毫米波:波長 1-10mm、頻率 30-300GHz 的無線電頻譜。多普勒效應(yīng):當(dāng)聲音、光和無線電波等振動(dòng)源與觀測者以相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)時(shí),觀測者所收到的振動(dòng)頻率與振動(dòng)源所發(fā)出的頻率不同,當(dāng)觀測者靠近雷達(dá)天線時(shí),反射信號(hào)頻率將高于發(fā)射信號(hào)頻率。ECU:電子控制單元(Electronicl Control Unit),控制汽車工作的微機(jī)控制器。MCU:微控制單元(Microcontroller Unit),是把中央處理器(Central Process Unit)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減,并將內(nèi)存(Memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D 轉(zhuǎn)換、UA

9、RT、PLC、DMA 等周邊接口整合在單一芯片上的控制器。窄波束:寬度窄的波束,窄波束的方向性強(qiáng),相較于寬波束更易判斷目標(biāo)物體的具體位置,將波束做窄是提升雷達(dá)探測精度的主要途徑之一,可通過使用有向天線和陣列天線實(shí)現(xiàn)。FSK:移頻鍵控(Frequency Shift Keying),信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式,其優(yōu)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)容易、抗噪聲與抗衰減的性能較好,在中低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫搅藦V泛的應(yīng)用。PSK:相移鍵控(Phase Shift Keying),用載波相位表示輸入信號(hào)信息的調(diào)制技術(shù),具有噪聲小的優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)今通訊設(shè)備的首選方案。CW:等幅電報(bào)通信(Continuous Wave),通過電建控

10、制發(fā)信機(jī)形成短信號(hào)“.”與長信號(hào)“-”的連續(xù)聲波,具備設(shè)備簡單、占用頻帶窄、發(fā)射頻率高、發(fā)射距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。FMCW:調(diào)頻連續(xù)波(Frequency Modulated Continuous Wave),接收的回波頻率與發(fā)射的頻率變化規(guī)律相同的連續(xù)聲波,可根據(jù)首發(fā)毫米波之間的頻率差來確定目標(biāo)的位置及相對(duì)速度。微帶:一種微波集成電路傳輸線,由介質(zhì)基片上的金屬導(dǎo)帶和底面的導(dǎo)體接地板構(gòu)成,適合制作微波集成電路。陣列天線:由多個(gè)相同單天線(如對(duì)稱天線)按一定規(guī)律排列組成的天線系統(tǒng),也稱天線陣,根據(jù)天線饋電電流,間距,電長度等不同參數(shù)來構(gòu)成陣列,以提升輻射的均勻性。激光雷達(dá):通過分析發(fā)射及接收激光束的時(shí)間

11、差計(jì)算障礙物距離的雷達(dá)傳感器。超聲波雷達(dá):利用超聲波測算距離的雷達(dá)傳感器裝置,通過發(fā)射、接收 40kHz、48kHz或 58kHz 頻率的毫米波,根據(jù)時(shí)間差測算出障礙物距離,當(dāng)距離過近時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)聲以提醒司機(jī)。PCB:印制電路板(Printed Circuit Board),又稱印刷線路板,電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的載體。高頻板:電磁頻率高(1GHz)的特種線路板,指用于高頻率(頻率大于 300MHZ 或者波長小于 1 米)與微波(頻率大于 3GHZ 或者波長小于 0.1 米)領(lǐng)域的印制電路板。HEMT:高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility

12、 Transistor),一種具備兩種不同能隙(絕緣體價(jià)帶頂端和低端的能量差)的場效應(yīng)晶管體,具備良好的高頻特性,廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星電視和雷達(dá)。HMIC:混合微波集成電路(Heterolithic Microwave Integrated Circuit),采用薄膜或厚膜技術(shù),將微波電路制作在適合傳輸微波信號(hào)的基片上,再將各分立有源器件連接組裝起來的集成電路。MMIC:單片微波集成電路(Monolithic Microwave Integrated Circuit),使用半導(dǎo)體工藝制造無源和有源元器件的集成電路,可應(yīng)用于微波及毫米波頻段,相比 HMIC, MMIC 集成度高、成本低且成品率高,更適

13、合大規(guī)模生產(chǎn)。GaAs:砷化鎵,應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料之一,其電子特性優(yōu)于硅,噪音低、崩潰壓(電壓出現(xiàn)崩潰狀況的臨界值)高,可用于 250GHz 等高功率場合,廣泛應(yīng)用與移動(dòng)電話、衛(wèi)星通訊和雷達(dá)系統(tǒng)。SiGe:鍺硅,新型半導(dǎo)體材料,鍺硅的電子遷移率比硅高,熱導(dǎo)性是 GaAs 的 3 倍,對(duì)微電子技術(shù)發(fā)展具有重要意義。SiGe BiCMOS:將 SiGe 工藝與 CMOS 工藝相兼容的工藝方法,即把寬帶寬、高增益、低噪 SiGe-HBT 與高密度的 CMOS 功能性邏輯陣列進(jìn)行集成的技術(shù)。CMOS:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconduct

14、or),是一種大規(guī)模集成電路芯片的制作材料。DSP 芯片:數(shù)字信號(hào)處理器(Difital Signal Processor),能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的專用集成電路,具備完整的指令系統(tǒng),可同時(shí)處理大量信息。哈佛結(jié)構(gòu):將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),屬于并行體系結(jié)構(gòu),信號(hào)處理速度快。FPGA:現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array),一種半定制繼承電路,解決了定制電路靈活性不足問題,克服了原有可編程門陣列電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。ADAS:自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems),利用各種傳感器收集數(shù)據(jù),進(jìn)行

15、數(shù)據(jù)分析與處理,協(xié)助駕駛者進(jìn)行安全駕駛的輔助系統(tǒng)。FCW:前方碰撞預(yù)警(Forward Collision Warning),通過毫米波雷達(dá)和前置攝像頭不斷監(jiān)測前方的車輛相對(duì)距離、方位及速度,當(dāng)探測到前方潛在的碰撞危險(xiǎn)時(shí),發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員的輔助功能。ACC:自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control),依據(jù)設(shè)定的車速或者距離跟隨前方車輛行駛的輔助功能。ACC 系統(tǒng)可根據(jù)前車速度主動(dòng)控制本車行駛速度,將車輛與前車保持在安全距離。AEB:自動(dòng)緊急制動(dòng)(Autonomous Emergency Braking),汽車主動(dòng)剎車的安全輔助功能。AEB 系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)測出與前車或

16、者障礙物的距離,利用數(shù)據(jù)分析模塊將測出的距離與安全距離進(jìn)行比較,小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示并進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng),從而確保駕駛安全。LCA:變道輔助(Lane Change Assist),通過毫米波雷達(dá)、攝像頭等傳感器,對(duì)車輛兩側(cè)及后方進(jìn)行探測,獲取其他物體的運(yùn)動(dòng)信息,并結(jié)合當(dāng)前車輛的運(yùn)行狀態(tài),以聲、光等方式提醒駕駛員最佳變道時(shí)機(jī)的系統(tǒng),可有效地防止變道、轉(zhuǎn)彎、后方追尾等交通事故的發(fā)生。變道輔助系統(tǒng)包括盲點(diǎn)檢測(BSD)、變道預(yù)警(LCA)及后碰預(yù)警(RCW) 3 個(gè)功能。MIMO:多輸人多輸出系統(tǒng)(Multiple Input Multiple Output),采用多個(gè)發(fā)射天線的系統(tǒng),發(fā)射天線同

17、時(shí)發(fā)射相互正交的信號(hào),對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射,接收天線接收目標(biāo)回波信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行綜合處理,提取目標(biāo)的空間位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息。V2X:車聯(lián)網(wǎng),通過整合全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航技術(shù)、車對(duì)車交流技術(shù)、無線通信技術(shù)及遠(yuǎn)程感應(yīng)技術(shù)等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息融合共享的系統(tǒng),可用于指導(dǎo)車輛規(guī)劃路線、規(guī)避障礙等。車路協(xié)同:以路側(cè)系統(tǒng)和車載系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建,通過無線通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)車、路信息交互和共享的系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛等級(jí):美國汽車工程協(xié)會(huì)好美國高速公路安全管理局共同推出的自動(dòng)駕駛等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),L0 指由人全權(quán)駕駛的無自動(dòng)化汽車,可輔助警告和保護(hù)系統(tǒng),L1 指提供方向盤或加減速輔助功能的駕駛支援汽車,L2 指部分自動(dòng)化汽車,L3

18、指有條件自動(dòng)化汽車, L4 指高度自動(dòng)化汽車,L5 指完全自動(dòng)化汽車,其中,L1-L3 處于 ADAS 階段,L4 處于 ADAS+V2X 階段,L5 處于完全自動(dòng)駕駛階段。OEM:原始設(shè)備制造商(Original Equipment Manufacturer),又稱主機(jī)廠,掌握核心技術(shù)但將產(chǎn)品制造和生產(chǎn)任務(wù)通過合同訂購方式委托其他同類產(chǎn)品廠家生產(chǎn)的品牌生產(chǎn)企業(yè)。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場綜述毫米波雷達(dá)定義與分類毫米波雷達(dá),是一種使用天線發(fā)射波長 1-10mm、頻率 24-300GHz 的毫米波作為放射波的雷達(dá)傳感器。毫米波雷達(dá)通過處理目標(biāo)反射信號(hào)獲取汽車與其他物體相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度及運(yùn)動(dòng)方

19、向等物理環(huán)境信息。毫米波雷達(dá)可根據(jù)所探知的物體信息對(duì)目標(biāo)進(jìn)行追蹤和分類,電子控制單元(ECU)結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行智能決策,通過聲音、光線及觸覺等多種傳感方式告知駕駛者,或直接進(jìn)行自動(dòng)變速、制動(dòng)處理,從而降低駕駛事故發(fā)生的概率。毫米波雷達(dá)根據(jù)接收和發(fā)射毫米波的時(shí)間差,結(jié)合毫米波傳播速度、載體速度及監(jiān)測目標(biāo)速度即可推算出毫米波雷達(dá)和監(jiān)測目標(biāo)之間的相對(duì)距離。此外,根據(jù)多普勒效應(yīng),毫米波的頻率變化與其運(yùn)行速度緊密相關(guān),當(dāng)傳感器發(fā)出安全距離警告時(shí),若監(jiān)測目標(biāo)出現(xiàn)減速情況,或自身載體出現(xiàn)加速情況時(shí),反射波頻率將變高(見圖 2-1)。因此,通過接收時(shí)間和頻率的變化,毫米波雷達(dá)可檢測出與目標(biāo)之間的相對(duì)距離及

20、相對(duì)速度。圖 2- 1 毫米波雷達(dá)距離及速度探測功能原理示意圖來源:頭豹研究院編輯整理毫米波雷達(dá)還可根據(jù)并列接收天線的幾何距離 d、同一檢測目標(biāo)反射波相位差 b 計(jì)算出被監(jiān)測目標(biāo)的方位角,從而進(jìn)行角度檢測以確定物體具體方位(見圖 2-2)。圖 2- 2 毫米波雷達(dá)角度檢測功能原理示意圖來源:頭豹研究院編輯整理毫米波雷達(dá)通過毫米波檢測被監(jiān)測物體,是最常用的汽車?yán)走_(dá)傳感器之一,具備以下性能優(yōu)勢:集成度高,受外界環(huán)境影響?。汉撩撞úㄩL介于厘米波及光波之間,兼具微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn),與微波導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭體積小、重量輕、集成度高,與紅外導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭穿透煙霧能力強(qiáng),且具備一定反隱

21、身能力,可全天候全天時(shí)工作;測量精度高:毫米波頻率高,多普勒效應(yīng)顯著,距離和速度測量精度高(可達(dá)厘米級(jí)別),此外,毫米波雷達(dá)可在小天線口徑下獲得窄波束,細(xì)節(jié)分辨能力強(qiáng)、被截獲性低、抗干擾能力強(qiáng);具備多目標(biāo)連續(xù)跟蹤功能:毫米波雷達(dá)采取 FMCW 調(diào)頻連續(xù)波,可同時(shí)監(jiān)測多個(gè)目標(biāo),且受地面雜波影響小,可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤;性價(jià)比優(yōu)勢顯著:毫米波雷達(dá)探測距離可達(dá)到 200 余米,且其價(jià)格適中(350元左右),相較于激光雷達(dá)(探測距離:150 米左右,價(jià)格:10,000 元)更具性價(jià)比優(yōu)勢。毫米波雷達(dá)可根據(jù)應(yīng)用方式、工作體制及頻率劃分為不同種類(見圖 2-3):圖 2- 3 毫米波雷達(dá)分類方法來源:頭豹

22、研究院編輯整理毫米波雷達(dá)可根據(jù)應(yīng)用方式細(xì)分為汽車毫米波雷達(dá)、制導(dǎo)毫米波雷達(dá)、火控毫米波雷達(dá)、對(duì)地觀測毫米波雷達(dá)、近距離探測毫米波雷達(dá)及植保無人機(jī)毫米波雷達(dá)等,其中,汽車毫米波雷達(dá)是最常見的應(yīng)用方式;毫米波雷達(dá)可根據(jù)工作體制分為脈沖體制毫米波雷達(dá)及連續(xù)波體制毫米波雷達(dá),連續(xù)波體制毫米波雷達(dá)又可細(xì)分為 CW、FSK、PSK 及 FMCW,其中, FMCW 是車載毫米波雷達(dá)最常使用的工作體制,具有分辨率高、成本低、技術(shù)成熟、可多目標(biāo)測量等優(yōu)點(diǎn)(見圖 2-4);圖 2- 4 毫米波雷達(dá)工作體制對(duì)比來源:頭豹研究院編輯整理汽車毫米波雷達(dá)也可根據(jù)毫米波頻率細(xì)分為 24GHz、77GHz 和 79GHz 毫

23、米波雷達(dá)(見圖 2-5)。根據(jù)美國 FCC 和歐洲 ESTI 規(guī)劃,24GHz 的寬頻段(21.65- 26.65GHz)將在 2022 年過期。且 77GHz 頻段的集成度和速度測量精度更佳,以 ACC 自適應(yīng)巡航為例,77GHz 毫米波雷達(dá)的體積僅為 24GHz 毫米波雷達(dá)的 33.3%,識(shí)別率是其 3 倍,精準(zhǔn)度則達(dá)到 24GHz 毫米波雷達(dá)的 3-5 倍,因此全球范圍內(nèi) 77GHz 及 79GHz 毫米波雷達(dá)是主流產(chǎn)品。但中國國產(chǎn) 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),截至 2019 年 10 月,中國毫米波雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè)中只有華域汽車及森思泰克具備 77GHz 量產(chǎn)能力,此外,

24、中國 79GHz 頻率還未開放民用,因此中國市場上的多數(shù)毫米波雷達(dá)產(chǎn)品為 24GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,2018年其市場份額占比為 51.2%。圖 2- 5 24GHz、77GHz 及 79GHz 毫米波雷達(dá)對(duì)比分析,2019 年 10 月來源:安智杰官網(wǎng),智波科技官網(wǎng),頭豹研究院編輯整理中國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展歷程國外毫米波雷達(dá)發(fā)展歷史悠久,1973 年德國首次出現(xiàn)汽車防撞雷達(dá),此后汽車防撞 雷達(dá)陸續(xù)在美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)推廣開來,至今為止相關(guān)國際大型雷達(dá)制造商已具備近 40 年的技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。早期的毫米波雷達(dá)采用高電子遷移晶體管(HEMT)制作集成電路,集成度低且成本高昂,直到 201

25、2 年,英飛凌及飛思卡爾成功推出芯片級(jí)別的毫米波射頻芯片,降低了毫米波波雷達(dá)的技術(shù)門檻,同時(shí)降低其制造成本,推動(dòng)毫米波雷達(dá)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。2013 年,24GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品進(jìn)入中國(樣品階段),大批初創(chuàng)企業(yè)如安智杰、行易道、隼眼科技、承泰等均在此期間成立。2018 年,中國國產(chǎn) 24GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),供應(yīng)鏈已發(fā)展成熟,但就 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品而言,因受國外大型芯片商的技術(shù)封鎖,國產(chǎn) 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品并未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,但已有華域汽車、森斯泰克、行易道等企業(yè)成功突破技術(shù)封鎖,進(jìn)入樣機(jī)階段,預(yù)計(jì)將在未來 1-2 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),但距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)仍需

26、完善算法及進(jìn)行裝車匹配實(shí)驗(yàn),國產(chǎn) 77GHz 產(chǎn)品國產(chǎn)化仍有較長的一段路要走(見圖 2-6)。圖 2- 6 毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展歷程,2019 年 10 月來源:頭豹研究院編輯整理中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模受益于中國汽車產(chǎn)量不斷提升及毫米波雷達(dá)裝配比率的持續(xù)上漲,中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長。2015 年至 2018 年,中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模(按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì))從1.5 億元人民幣增長至 23.5 億元人民幣,年復(fù)合增長率為 150.2%(見圖 2-7)。其中, 2018 年中國汽車產(chǎn)量雖出現(xiàn)小幅下跌(2018 年中國汽車產(chǎn)量為 2,781.9 萬臺(tái),同比下降 4.1%),但受毫米波雷達(dá)滲

27、透率由 2017 年的 10%上升至 2018 年的 18.0%影響,行業(yè)市場規(guī)模不降反增,由 2017 年的 14.5 億元上升至 23.5 億元,同比增長 62.1%。圖 2- 7 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)市場規(guī)模(按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)),2015-2023 年預(yù)測來源:頭豹研究院編輯整理預(yù)計(jì) 2018 年至 2023 年中國毫米波雷達(dá)年復(fù)合增長率將維持在 48.7%,主要增長動(dòng)力有以下兩大原因:(1)自動(dòng)駕駛需求上升,拉動(dòng)毫米波雷達(dá)滲透率上升,預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá)到 50%,此外,隨著汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升,單車毫米波雷達(dá)裝載數(shù)量也隨之提升,促進(jìn)毫米波雷達(dá)市場規(guī)模上漲;(2)毫米波雷達(dá)應(yīng)用廣泛,車路協(xié)

28、同在政策支持下將迎來發(fā)展良機(jī),兩因素疊加推動(dòng)中國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展,預(yù)計(jì) 2023 年中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到 171.0 億元。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析中國毫米波雷達(dá)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分為三部分:產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)參與者是射頻前端(MMIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP/FPGA)、天線(高頻 PCB 板)及控制電路等硬件供應(yīng)商及后端軟件算法供應(yīng)商;產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)主體是從事毫米波雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè);產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)主體是汽車整車廠商、車路協(xié)同經(jīng)營企業(yè)、無人機(jī)廠商、交管部門等(見圖 2-8)。圖 2- 8 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來源:各公司官網(wǎng),頭豹研究院編輯整理上游分析毫米波雷達(dá)的上游環(huán)節(jié)主體包括各硬件、

29、軟件供應(yīng)商。硬件由射頻前端、數(shù)字信號(hào)處理器、天線及控制電路等部分構(gòu)成,軟件算法即后端算法(見圖 2-9)。圖 2- 9 中國毫米波雷達(dá)原材料占總成本情況,截至 2019 年 10 月來源:頭豹研究院編輯整理硬件(總成本占比 50%)射頻前端(MMIC,硬件成本占比 50%,總成本占比 25%)前端收發(fā)組件是毫米波雷達(dá)的核心射頻部分,由發(fā)射器、接收器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、濾波器及壓控振蕩器 7 部分構(gòu)成,起到調(diào)制、發(fā)射、接收及解調(diào)毫米波信號(hào)的作用。毫米波雷達(dá)要求前端收發(fā)組件應(yīng)兼具體積小、穩(wěn)定性好、成本低等特性,可通過混合微波集成電路(HMIC)和單片微波集成電路(MMIC)兩種方法

30、將前端收發(fā)組件集成化。HMIC 存在設(shè)計(jì)難度大、成本高昂等缺陷,已逐漸被設(shè)計(jì)門檻低、性價(jià)比高的 MMIC方法取代。早期 HMIC 所使用的材料為砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等化合物半導(dǎo)體,存在集成度低、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn),于 2009 年被高集成度、低成本的 MMIC 取代。多數(shù)毫米波雷達(dá)采用 SiGe BiCMOS 技術(shù),SiGe 高頻特性良好、安全性高,但其采用分立式結(jié)構(gòu),發(fā)射器、接收器和處理組件均為獨(dú)立單元,無法滿足雷達(dá)傳感器日益增長的小型化需求。因而,在高集成趨勢下,體積更小、集成度更高(CMOS 工藝可將 MMIC 與 MCU、DSP 集成)的 CMOS 工藝或?qū)⒊蔀槲磥淼闹髁骷?/p>

31、術(shù),飛思卡爾、德州儀器、英飛凌等國際巨頭陸續(xù)推出基于 CMOS 工藝的毫米波雷達(dá),其中,德州儀器宣稱其集成前端 MMIC、DSP 和 MCU 單芯片雷達(dá)解決方案(AWR1642)已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),相比于傳統(tǒng)方案,其外形尺寸縮小 33%、功耗減少 50%、范圍精度提高 10 倍以上,且整體方案成本降低 33.3%(見圖 2-10)。圖 2- 10 GaAs、SiGe、CMOS 對(duì)比,截至 2019 年 10 月來源:頭豹研究院編輯整理由于技術(shù)封鎖,中國 77GHz 技術(shù)于 2015 年才開放民用,中國毫米波雷達(dá)芯片企業(yè)核心技術(shù)積累少,MMIC 供應(yīng)商集中為國際企業(yè),如飛思卡爾、英飛凌、德州儀器、

32、安森美、意法半導(dǎo)體、瑞薩電子、得捷電子。但隨著近兩年中國集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的加快,中國芯片企業(yè)已逐漸布局毫米波雷達(dá)領(lǐng)域,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。此 外,加特蘭微電子、南京米勒、清能華波等企業(yè)也在積極研發(fā)雷達(dá) MMIC,中國毫米波雷達(dá)核心芯片將在未來 3-5 年內(nèi)逐漸實(shí)現(xiàn)部分國產(chǎn)化;數(shù)字信號(hào)處理器(DSP 芯片,硬件成本占比 20%,總成本占比 10%)數(shù)字信號(hào)處理器通過嵌入不同的信號(hào)處理算法,分析前端收集的信號(hào)獲取目標(biāo)信息,是保證毫米波雷達(dá)穩(wěn)定性及可靠性的核心部件。毫米波雷達(dá)的數(shù)字信

33、號(hào)處理功能是通過 DSP 芯片或 FPGA 芯片實(shí)現(xiàn)的,占整個(gè)毫米波雷達(dá)成本的 10%左右。DSP 芯片采取程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),可快速即時(shí)處理信號(hào), FPGA 包含大量組合邏輯資源和觸發(fā)器,可完成大規(guī)模的組合邏輯電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能。DSP 芯片在復(fù)雜算法處理上具備優(yōu)勢,F(xiàn)PGA 在大數(shù)據(jù)底層算法上具備優(yōu)勢,因而, “DSP+FPGA”融合在實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛。高端 DSP 芯片和 FPGA 芯片主要被國外企業(yè)壟斷,DSP 芯片供應(yīng)商有飛思卡爾、英飛凌、亞德諾半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體等公司,F(xiàn)PGA 芯片供應(yīng)商有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思等公司; 天線(高頻 PCB

34、 板,硬件成本占比 20%,總成本占比 10%)天線是毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收信號(hào)的重要組件,是其有效工作的關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一。根據(jù)實(shí)踐表明,當(dāng)天線的長度為波長信號(hào)的 25%時(shí),其發(fā)射和接收信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率最高,毫米波波長僅為毫米級(jí)別,因而其天線長度短,可在達(dá)到最大效率的同時(shí)減少其對(duì)汽車外觀美觀的影響程度;此外,為提高產(chǎn)品精度,毫米波雷達(dá)可通過微帶列陣方式將波束做窄,即將多根天線集成在 PCB 上。由于毫米波頻率高,對(duì)電路尺寸精度要求高,所需印制電路板為高頻板材 PCB,主要供應(yīng)商為羅杰斯、Isola、松下電工、雅龍及施瓦茨等大型國際 PCB 生產(chǎn)企業(yè)。受益于 5G 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國生益科技、滬電股份等公

35、司已實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)用高頻 PCB 產(chǎn)品的技術(shù)突破,其產(chǎn)品性能可與國外大型企業(yè)的高端產(chǎn)品媲美,其中,生益科技于 2016 年實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品出貨,年產(chǎn) 150 萬平方米高頻 PCB 板一期項(xiàng)目已于 2019 年 3 月試 產(chǎn),預(yù)計(jì) 2020 年可實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn),屆時(shí),中國國產(chǎn)高頻 PCB 的供應(yīng)能力將大幅提升;控制電路(硬件成本占比 10%,總成本占比 5%)控制電路根據(jù)信號(hào)處理目標(biāo)信息,結(jié)合自身速度、位置等動(dòng)態(tài)信息,發(fā)出執(zhí)行指令,是毫米波雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制的最后一環(huán)。控制電路包含報(bào)警顯示系統(tǒng)和啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng),占到毫米波雷達(dá)總生產(chǎn)成本的 5%;后端算法(總成本占比 50%)毫米波雷達(dá)的數(shù)字處理算法包含列陣天

36、線的波束形成算法、信號(hào)檢測、測量算法、分類和跟蹤算法,后端算法占整個(gè)毫米波雷達(dá)總成本的比例為 50%,主要包含算法開發(fā)過程中的人力及時(shí)間成本,后端算法通過中游企業(yè)自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)。但毫米波雷達(dá)算法的定制屬性強(qiáng),不同距離、不同應(yīng)用類型的毫米波雷達(dá)應(yīng)用的算法差異大,因而其研發(fā)頻率大、研發(fā)成本高。此外,算法是影響毫米波雷達(dá)性能的決定性因素之一,需大量測試數(shù)據(jù)支撐才可保證算法的精確度,各國企業(yè)已積累近 1,000 萬公里的測試數(shù)據(jù),相較于中國初創(chuàng)公司,其算法精確度和可靠度更高,但因受專利嚴(yán)格保護(hù),價(jià)格昂貴。中國部分初創(chuàng)企業(yè)如行易道、智波科技等企業(yè)已成功開發(fā)出具備知識(shí)產(chǎn)權(quán)的算法,但在可靠度方面仍需大量驗(yàn)證,

37、中國國產(chǎn)毫米波雷達(dá)后端算法仍需一段時(shí)間才可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。下游分析毫米波雷達(dá)可應(yīng)用于汽車、車路協(xié)同、無人機(jī)、智慧交通、安防等多個(gè)領(lǐng)域(見圖 2- 11),其中汽車是毫米波雷達(dá)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域,占比超過 80%。圖 2- 11 中國毫米波雷達(dá)下游應(yīng)用情況來源:日本電裝官網(wǎng),德國大陸官網(wǎng),千方科技官網(wǎng),極飛科技官網(wǎng),頭豹研究院編輯整理汽車(應(yīng)用占比 80%以上,應(yīng)用占比最大的下游領(lǐng)域)汽車是毫米波雷達(dá)應(yīng)用占比最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域,占比超過 80.0%,也是毫米波雷達(dá)增長最快的下游應(yīng)用市場。2014-2018 年中國汽車產(chǎn)量由 2,372.5 萬輛上升至 2,781.8 萬輛,年復(fù)合增長率為 4.1%

38、,是全球最大的汽車市場。與此同時(shí),消費(fèi)者對(duì)汽車的功能需求也愈發(fā)多樣化,安全性要求的提升和智能駕駛需求的提升,使得毫米波雷達(dá)裝載數(shù)量也從 2015 年的 12.3 萬件激增至 2018 年的 500.7 萬件,同比增長 244.5%(見圖 2- 12)。2018 年中國汽車產(chǎn)量雖出現(xiàn)下降現(xiàn)象,但考慮到全年毫米波雷達(dá)滲透率僅為18.0%,未來增長空間大,且隨著自動(dòng)駕駛汽車等級(jí)的提升,單車搭載毫米波雷達(dá)數(shù)量也會(huì)隨之提升,未來中國車載毫米波雷達(dá)市場仍將保持快速增長。圖 2- 12 中國車載毫米波雷達(dá)裝載情況,2014-2018 年車路協(xié)同(附加值最高的下游領(lǐng)域)來源:頭豹研究院編輯整理車路協(xié)同是毫米波

39、雷達(dá)附加值最高的應(yīng)用領(lǐng)域。車路協(xié)同所使用的毫米波雷達(dá)生產(chǎn)成本與車用雷達(dá)持平,但售價(jià)卻為車用雷達(dá)的兩倍左右,銷售利潤空間大。車路協(xié)同是交通智能化的核心,具備政策支持,中國交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院等國家機(jī)構(gòu)積極助力中國車路協(xié)同發(fā)展,華為、阿里、百度等巨頭也紛紛布局該領(lǐng)域,未來中國車路協(xié)同行業(yè)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇,將促進(jìn)毫米波雷達(dá)需求量上升。無人機(jī)無人機(jī)應(yīng)用環(huán)境相較于汽車更為復(fù)雜,其運(yùn)行路徑為三維立體空間且受氣候影響大,因而可全天候全天時(shí)工作的毫米波雷達(dá)是其傳感器的最佳選擇。毫米波雷達(dá)在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用體現(xiàn)在定高和避障兩個(gè)方面,其中,定高指無人機(jī)在作物上保持固定高度飛行,多應(yīng)用于仿地飛行、植保無人機(jī)、

40、自動(dòng)起降與定焦攝影。此外,因無人機(jī)對(duì)毫米波雷達(dá)的探測精度、探測距離要求低于汽車,24GHz 毫米波雷達(dá)成為無人機(jī)行業(yè)最常采用的雷達(dá)傳感器。其他應(yīng)用毫米波雷達(dá)還可應(yīng)用于智慧交通領(lǐng)域(如測速雷達(dá)、電子卡口雷達(dá)、電子警察雷達(dá)、流量監(jiān)測雷達(dá)等)、軍事領(lǐng)域(如雷達(dá)探測、導(dǎo)彈制導(dǎo)、衛(wèi)星遙感、電子對(duì)抗等)、安防領(lǐng)域(智能門鎖、區(qū)域安全警戒等)及工業(yè)領(lǐng)域(生產(chǎn)安全監(jiān)測等)。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素分析自動(dòng)駕駛拉動(dòng)毫米波雷達(dá)需求量上升C-NCAP ADAS 評(píng)價(jià)新規(guī)將促進(jìn)中國毫米波雷達(dá)需求提升。為加快中國自動(dòng)駕駛進(jìn)程, 2018 年 7 月,C-NCAP 管理規(guī)則(2018 年版)正式發(fā)布,C-NCAP 按照

41、比中國現(xiàn)有強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格和更全面的要求對(duì)新車型進(jìn)行碰撞安全性能測試,并將包括 AEB 在內(nèi)的 ADAS 功能列入評(píng)價(jià)體系。在新車評(píng)價(jià)規(guī)程的推動(dòng)下,為實(shí)現(xiàn) AEB、ACC、LCA 等新功能,原始設(shè)備制造商(OEMs)對(duì)汽車傳感器的配備需求提升。而相較于超聲波雷達(dá),毫米波雷達(dá)測量精度高、測量維度多,相較于激光雷達(dá),毫米波雷達(dá)價(jià)格低,綜合來看,毫米波雷達(dá)是市場上可實(shí)現(xiàn) AEB、ACC、LCA 功能的性價(jià)比最高的雷達(dá)傳感器。因而,C-NCAP 將 AEB納入 ADAS 評(píng)價(jià)體系的規(guī)定,不僅將加快中國自動(dòng)駕駛進(jìn)程由現(xiàn)有的 L2 向 L2.5 推進(jìn),同時(shí)也將促進(jìn)中國毫米波雷達(dá)推廣和應(yīng)用。根據(jù)中國毫米波雷

42、達(dá)某知名企業(yè)的某位工作多年的專家預(yù)測,中國將于 2020 年實(shí)現(xiàn) L2.5 量產(chǎn),于 2021 年初步實(shí)現(xiàn) L3 低速量產(chǎn),2023 年中國的車載毫米波雷達(dá)滲透率將達(dá)到 50%,到 2025 年,中國將實(shí)現(xiàn) L3 低速大規(guī)模應(yīng)用,L3 高速也將逐步發(fā)展起來。專家還表示,隨著汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升,單車毫米波雷達(dá)裝載數(shù)量也將逐漸上升,如 L3 等級(jí)汽車所需的毫米波雷達(dá)數(shù)量是 L2 等級(jí)的 2 倍(見圖 3-1)。自動(dòng)駕駛將是毫米波雷達(dá)發(fā)展的長期驅(qū)動(dòng)力。圖 3- 1 中國自動(dòng)駕駛路線預(yù)測來源:頭豹研究院編輯整理車路協(xié)同應(yīng)用前景廣闊根據(jù)在毫米波雷達(dá)行業(yè) top3 企業(yè)工作 12 年的專家表示,單車智

43、能化路線只關(guān)注人與車、車與車之間的互動(dòng),而忽視了道路的影響因素,無法覆蓋復(fù)雜駕駛場景,完全依靠單車智能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛難度大。專家表示車路協(xié)同將“人-車-路”看作一個(gè)整體,從單車智能向外部環(huán)境探索,是性價(jià)比最高的自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)路徑。車路協(xié)同可有效提高國家交通智能管控效率,同時(shí)也有利于加快自動(dòng)駕駛進(jìn)程的實(shí) 現(xiàn)。車路協(xié)同可通過更好地檢測汽車流量,并通過最優(yōu)化紅綠燈控制,提高道路通行效率(可提高 10%),從而達(dá)到節(jié)能減排目的(可降低 10%-15%的油耗),因而其發(fā)展屬于國家戰(zhàn)略層面,具備國家政策支持(見圖 3-2)。此外,車路協(xié)同在車車之間、車路之間建立有效的信息溝通,可對(duì)智能汽車進(jìn)行補(bǔ)助探測,有

44、效提升自動(dòng)駕駛安全性,從而推動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)提升。圖 3- 2 中國車路協(xié)同相關(guān)政策及項(xiàng)目,2016-2018 年來源:頭豹研究院編輯整理中國在 5G+V2X 技術(shù)上具備優(yōu)勢。2019 年 6 月 3 日,工信部發(fā)布公告稱,中國 5G產(chǎn)業(yè)已建立競爭優(yōu)勢且已具備商用基礎(chǔ),將為車路協(xié)同的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。專家表示車路協(xié)同適用于 L3 高速級(jí)、L4 級(jí)及以上等高級(jí)自動(dòng)駕駛等級(jí)汽車,預(yù)計(jì)中國 L3 高速級(jí)將于 2025 年左右實(shí)現(xiàn)初步量產(chǎn),屆時(shí)中國車路協(xié)同市場規(guī)模將大幅上漲。感知是車路協(xié)同系統(tǒng)的基礎(chǔ),毫米波雷達(dá)具有全天候全天時(shí)的工作效果,且價(jià)格合適,是車路協(xié)同感知系統(tǒng)的最佳選擇,隨著 2025

45、年中國車路協(xié)同市場的發(fā)展,毫米波雷達(dá)的需求量也將隨之上漲。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)制約因素分析原材料進(jìn)口依賴程度高毫米波雷達(dá)原材料進(jìn)口依賴程度極高,其中,DSP、PCB 及 MMIC 等硬件原材料高度依賴于從美國、日本、德國等國家進(jìn)口,且進(jìn)口依賴程度均在 95%以上,PCB、MMIC 材料雖已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,但尚未大規(guī)模量產(chǎn),仍處于樣品階段,產(chǎn)品距離大規(guī)模應(yīng)用仍需積累大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),距離原材料實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)化仍需一定時(shí)間(見圖 4-1)。圖 4- 1 毫米波雷達(dá)原材料進(jìn)口依賴程度,截至 2019 年 10 月來源:頭豹研究院編輯整理原材料高度依賴進(jìn)口將從以下兩方面制約中國毫米波雷達(dá)的發(fā)展:上游原材料方面:

46、毫米波雷達(dá)核心材料均高度依賴進(jìn)口,表明中國毫米波雷達(dá)行業(yè)的發(fā)展受國外牽制,一旦國外企業(yè)禁止向中國銷售相關(guān)原材料產(chǎn)品,中國的毫米波雷達(dá)行業(yè)將有極大可能陷入停產(chǎn)困境;下游產(chǎn)品方面,出于安全、產(chǎn)權(quán)保護(hù)等原因,國外企業(yè)的某些芯片最新技術(shù)并未對(duì)中國開放,因而中國國產(chǎn)毫米波雷達(dá)產(chǎn)品整體技術(shù)低于國際水平,中國市場上的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品超過 80%為從進(jìn)口產(chǎn)品或?yàn)閲忸^部企業(yè)在華子公司生產(chǎn)產(chǎn)品,進(jìn)口依賴程度高;價(jià)格方面,中國毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化程度低,原材料需要進(jìn)口,進(jìn)口交易涉及中間第三方貿(mào)易商的參與,將原材料價(jià)格拉高,相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)利潤空間低于國外企業(yè)。中國毫米波雷達(dá)原材料高依賴進(jìn)口,一定程度上拉高了中游毫米波雷達(dá)的

47、進(jìn)口依賴程度,拉低了中國毫米波雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè)的競爭力。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)政策及監(jiān)管分析中國政府通過頒布一系列政策支持毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展(見圖 5-1)。圖 5- 1 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)政策,2015-2019 年來源:頭豹研究院編輯整理毫米波雷達(dá)直接相關(guān)政策方面,2017 年 3 月,交通部在 JT/T 1094-2016營運(yùn)客車安全技術(shù)條件中,明確要求車長超過 9 米的營運(yùn)客車駕駛室前面罩需要安裝 AEBS 毫米波雷達(dá)或激光雷達(dá)裝置,即加裝車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)及前碰撞預(yù)警(FCW)功能。該規(guī)定于 2019 年 4 月正式實(shí)施,標(biāo)志著以運(yùn)營客車為首的商用車市場正式進(jìn)入 AEBS 發(fā)展階段

48、。而客車用和貨車用雷達(dá)探測距離要求為200 米,這為中國 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)造了條件。2017 年 5 月,工信部、國家發(fā)改委及科技部聯(lián)合頒布汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃,意圖突破中國車用傳感器產(chǎn)業(yè)鏈短板,到 2020 年,形成若干家超過 1,000億規(guī)模的汽車零部件企業(yè)集團(tuán),到 2025 年,形成若干家進(jìn)入全球前十的汽車零部件企業(yè)集團(tuán)。2019 年 4 月,國家發(fā)改委頒布產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019 年本,征求意見稿),明確提出發(fā)展智能汽車傳感器等關(guān)鍵零部件及技術(shù),促進(jìn)包括毫米波雷達(dá)在內(nèi)的車用傳感器智能化升級(jí)。此外,毫米波雷達(dá)最廣泛的下游應(yīng)用層面為智能汽車,智能汽車的蓬勃發(fā)展必將

49、促進(jìn)毫米波雷達(dá)需求的提升。中國政府通過頒布中國制造 2025、新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃、促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020 年)、智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略(征求意見稿)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)及交通強(qiáng)國建設(shè)綱要等一系列政策,明確提出到 2020 年中國要掌握智能輔助駕駛總體技術(shù)及各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),到 2025年要掌握自動(dòng)駕駛總體技術(shù)及各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車和軌道交通系統(tǒng),推動(dòng)中國形成自主的自動(dòng)駕駛平臺(tái)技術(shù)體系和產(chǎn)品總成能力,從而側(cè)面推動(dòng)毫米波雷達(dá)行業(yè)的發(fā)展。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展趨勢分析根據(jù)在毫米波雷達(dá)行業(yè)從業(yè) 12 年,于行業(yè)頭部企業(yè)擔(dān)任多年研發(fā)工作的專家表示,

50、目前中國毫米波雷達(dá)行業(yè)呈現(xiàn)兩種發(fā)展路徑,一種是將毫米波雷達(dá)前端與攝像頭進(jìn)行融合以提升性能,另一種則是通過內(nèi)部集成方式提升毫米波雷達(dá)自身性能,兩種技術(shù)路線并非對(duì)立分化的,而是相輔相成,共同促進(jìn)國產(chǎn)毫米波雷達(dá)性能提升?!昂撩撞ɡ走_(dá)+視覺傳感器”融合趨勢凸顯毫米波雷達(dá)不受天氣影響可全天候全天時(shí)工作,但存在分辨率低、無法區(qū)分人和物體及橫向探測精準(zhǔn)度低等缺點(diǎn),而攝像頭分辨率高,具備形狀和顏色感知能力,且橫向探測精準(zhǔn)度高,但其不可在強(qiáng)光及無光線情況下工作,毫米波雷達(dá)和攝像頭各有優(yōu)劣,難以互相替代,只有相互融合才可保證信息充分獲取,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛提供安全保障。毫米波雷達(dá)與攝像頭通過空間和時(shí)間的同步實(shí)現(xiàn)功能融

51、合,即在空間和時(shí)間維度匹配雙方觀測值并融合數(shù)據(jù),從而優(yōu)化傳感器距離及速度的測量精度,提升傳感效率:空間融合:將雷達(dá)傳感器坐標(biāo)系的測量值通過中間參數(shù)參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至攝像頭對(duì)應(yīng)的的視覺坐標(biāo)系下即可實(shí)現(xiàn)多傳感器空間同步(見圖 6-1);圖 6- 1 毫米波雷達(dá)與攝像頭在空間上的融合來源:物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報(bào),頭豹研究院編輯整理時(shí)間融合:時(shí)間融合指毫米波雷達(dá)及攝像頭在時(shí)間上的同步,毫米波雷達(dá)采樣幀速率為 20 幀/秒(即采樣周期為 50ms),而攝像頭采樣幀速率為 10 幀/秒(即采樣周期為 100ms),因此兩者采集到的數(shù)據(jù)屬于不同時(shí)刻的信息。為保證數(shù)據(jù)的可靠性,融合方案應(yīng)采取多線程同步方式,如以攝像頭采樣速

52、率為基準(zhǔn),在 100ms、200ms 等時(shí)間節(jié)點(diǎn),當(dāng)攝像頭采取圖像幀的同時(shí)選取當(dāng)前時(shí)間的毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)(見圖 6-2)。圖 6- 2 毫米波雷達(dá)與攝像頭在時(shí)間上的融合來源:物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報(bào),頭豹研究院編輯整理隨著自動(dòng)駕駛從 L2 級(jí)朝 L5 級(jí)自動(dòng)駕駛發(fā)展,集成在汽車上毫米波雷達(dá)和視覺傳感器數(shù)量不斷增加,空間和視覺的同步使得傳感器的性能提升,未來在高精地圖、V2X 等設(shè)施的輔助下,“毫米波雷達(dá)+視覺”的聯(lián)動(dòng)發(fā)展可使其功能拓展至公路輔助、代客泊車、智能駕駛司機(jī)等更多應(yīng)用場景(見圖 6-3)。圖 6- 3 自動(dòng)駕駛下的毫米波雷達(dá)與環(huán)視融合來源:頭豹研究院編輯整理“毫米波雷達(dá)+攝像頭”融合已成為趨勢,中國

53、及海外主要毫米波雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè)均布局融合技術(shù)的開發(fā),如安波福研發(fā)的 RACam 系統(tǒng)融合了一個(gè) 77GHz 毫米波雷達(dá)和 1 個(gè)單目攝像頭,可實(shí)現(xiàn) FCW/AEB/ACC 等功能,森思泰克與海康威視開展毫米波雷達(dá)與視覺融合技術(shù)的開發(fā),蘇州豪米波正在打造像素級(jí)雷達(dá)攝像頭一體機(jī)。分辨率低、橫向感知精度差的缺陷使得毫米波雷達(dá)無法滿足更高等級(jí)的自動(dòng)駕駛需求,通過與攝像頭的融合可大幅提升其性能,拓寬其應(yīng)用場景,“毫米波雷達(dá)+攝像頭”的融合傳感器路線已逐漸成為行業(yè)主流技術(shù)路線之一。差異化需求催生內(nèi)部集成方式分化與激光雷達(dá)相比,毫米波雷達(dá)空間分辨率低,即毫米波雷達(dá)的目標(biāo)具體空間位置分析能力相對(duì)較差,無法精確區(qū)

54、分人和物體。為提高毫米波雷達(dá)的競爭能力,部分相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)正在積極探索毫米波雷達(dá)內(nèi)部集成技術(shù)。內(nèi)部集成路線又可根據(jù)不同技術(shù)側(cè)重點(diǎn)劃分為重視數(shù)字模組集成度和重視收發(fā)機(jī)集成度兩種路線:重視數(shù)字模組集成度:傳統(tǒng)整車企業(yè)技術(shù)路線較保守,專注于 L1-L3 級(jí)輔助駕駛,其對(duì)毫米波雷達(dá)的空間分辨率技術(shù)演化預(yù)期平穩(wěn)。此外,傳統(tǒng)整車企業(yè)對(duì)成本更為敏感,因而更重視毫米波雷達(dá)數(shù)字模組的集成度,多采取集成 MCU、DSP 方式提升分辨率;重視收發(fā)機(jī)集成度:部分初創(chuàng)公司如 Uber、Waymo 的技術(shù)路線較激進(jìn),專注于 L4-L5 自動(dòng)駕駛,其對(duì)毫米波雷達(dá)的空間分辨率技術(shù)演化預(yù)期高。此外,L4-L5 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車可通

55、過高速算力處理器對(duì)各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理,因而對(duì)毫米波雷達(dá)的數(shù)字處理能力并不重視,轉(zhuǎn)而關(guān)注收發(fā)機(jī)數(shù)量的集成(見圖 6-4),例如中國初創(chuàng)企業(yè)加特蘭微電子的 Yosemite 產(chǎn)品集成了 4 個(gè)發(fā)射機(jī)級(jí) 8 個(gè)接收機(jī)。圖 6- 4 多路雷達(dá)收發(fā)機(jī)示意圖來源:頭豹研究院編輯整理為提升毫米波雷達(dá)的競爭力,內(nèi)部集成方式成為行業(yè)的一大技術(shù)發(fā)展趨勢。其中,在中國自動(dòng)化駕駛進(jìn)程緩慢的情況下(現(xiàn)階段為 L2),更為保守的注重?cái)?shù)字模組集成度路線因其符合中國穩(wěn)步推進(jìn)自動(dòng)駕駛的推進(jìn)節(jié)奏,且其目標(biāo)客戶群體(傳統(tǒng)整車企業(yè))更為龐大,將成為內(nèi)部集成的主流技術(shù)路線。而更為激進(jìn)的重視收發(fā)機(jī)集成技術(shù)路線將在未來隨著自動(dòng)駕駛等

56、級(jí)的提升而逐步發(fā)展成熟。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局分析中國毫米波雷達(dá)行業(yè)競爭格局概述毫米波雷達(dá)技術(shù)壁壘高,從全球市場看,行業(yè)頭部企業(yè)包括德國博世、德國大陸、德國海拉、日本富士通天、日本電裝等德國、日本國際零部件巨頭公司,2018 年,前 5 大公司共占據(jù)全球毫米波雷達(dá)近 70.0%的市場份額。此外,采埃孚&天合 TRW、德爾福、奧托立夫、法雷奧、傲酷、日立等公司也是全球主要的毫米波雷達(dá)供應(yīng)商。中國毫米波雷達(dá)傳感器被國際龍頭企業(yè)壟斷,2019 年 1 月,維寧爾、大陸、海拉和安波福占據(jù)中國 24GHz 毫米波雷達(dá)出貨總量的 89.8%以上,博世、大陸和電裝占據(jù)中國 77GHz 毫米波雷達(dá)總出貨量

57、的 89.7%左右。車載毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展前景良好,中國眾多公司布局該行業(yè),根據(jù)企業(yè)類型可分為上市企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)兩大類,但因與國際頭部企業(yè)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)和產(chǎn)品穩(wěn)定性上仍存在顯著差距,中國企業(yè)的市場份額低(不足 5%)。上市公司又可分為自主研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)(如德賽西威、華域汽車等)和投資收購布局企業(yè)(如??低暋⒗卓品绖?wù)等),上市公司財(cái)務(wù)實(shí)力強(qiáng),融資便捷,研發(fā)保障充足,具備資金優(yōu)勢。中國毫米波雷達(dá)初創(chuàng)企業(yè)多成立在 2014-2016 年期間,可根據(jù)團(tuán)隊(duì)背景劃分為海歸博士派(創(chuàng)始人為海歸博士背景的企業(yè),如森思泰克、智波科技等)、科研院所派(具備科研院背景的企業(yè),如行易道、南京隼眼、蘇州毫米波等)及轉(zhuǎn)

58、型派(由其他行業(yè)轉(zhuǎn)型而來的企業(yè),如深圳安智杰、湖南納雷等),初創(chuàng)企業(yè)在體系建設(shè)、市場推廣、車載適配、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等各方面缺乏充足資金,需通過股權(quán)融資等方式募集資金,如行易道于 2017 年獲得國科嘉禾資本及磐古資本數(shù)千萬元級(jí)別的 A 輪融資(見圖 7-1)。圖 7- 1 中國毫米波雷達(dá)行業(yè)代表企業(yè),截至 2019 年 10 月備注:國際巨頭毫米波雷達(dá)產(chǎn)品均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)來源:各公司官網(wǎng),頭豹研究院編輯整理相比于國外企業(yè),中國車載毫米波雷達(dá)行業(yè)起步較晚,多數(shù)企業(yè)集中于 2014 年左右成立,行業(yè)仍處于初級(jí)發(fā)展階段。在 24GHz 毫米波雷達(dá)方面,中國已初步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),如華域汽車、森思泰克、湖南華納、安智杰

59、均已實(shí)現(xiàn) 24GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品市場化供貨。在 77GHz毫米波雷達(dá)方面,工信部已委托車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟(TIAA)開展 77-81GHz 毫米波雷達(dá)無線電頻率技術(shù)研究試驗(yàn)工作,中國部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,如華域汽車和森思泰克 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),智波科技、行易道、安智杰等公司也順利研發(fā)出 77GHz 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,將在未來 1-2 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外,具備芯片技術(shù)和微波技術(shù)優(yōu)勢的華為等企業(yè)也計(jì)劃進(jìn)軍該領(lǐng)域,未來中國毫米波雷達(dá)市場將迅速發(fā)展,中國企業(yè)競爭力將隨著國產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用而逐步提升,中國企業(yè)在行中的市場份額也將隨之上漲,國內(nèi)外企業(yè)的競爭將愈加激烈。中國毫米波雷達(dá)行業(yè)投資企業(yè)推薦深圳市安智杰科技有限公司公司簡介深圳市安智杰科技有限公司(以下簡稱“安智杰”),成立于 2014 年,是一家從事商業(yè)、安檢防爆及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用控制系統(tǒng),提供汽車并線輔助系統(tǒng)、圖像識(shí)別、向前碰撞預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)及自適應(yīng)巡航控

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