電子行業(yè)專題研究：4D毫米波雷達：平衡成本性能的標配傳感器自動駕駛再添新翼

行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明14D毫米波雷達：平衡成本&性能的標配傳感器，自動駕駛再添新翼Tesla“多傳感器融合”、“純視覺”和“4D毫米波雷達+視覺”34D毫米波雷達有所布局，部分車型已實現(xiàn)交付，部分在2023。D解“4D”是指對探測物體距離、方位、速度和高度全面解析，且具備超高分辨率。實現(xiàn)4D成像主要有級聯(lián)、單芯片集成和算法虛擬孔徑三種技術路線。當前級聯(lián)技術應用相對廣泛。Arbe的4D毫米波雷達集成超大陣列射頻芯片組+專用處理芯片，通道數(shù)達2304，量產價格為100-150美金，為當再進一步光雷達形成替代，與高線激光雷達形成互補，后續(xù)或將在各類車型中持續(xù)放量。與傳統(tǒng)產品相比，D檢測、高度識別、相鄰物區(qū)分和隱藏車輛探測等局限。與成本僅為其十分之一。軟件定義汽車方面，4D毫米波雷達可提供更豐富數(shù)據(jù)和可靠方案以支持自動駕駛。PCB有望全面提升。據(jù)我們測算，2023/2025/2030年全球車載4D毫米波雷達市場規(guī)模分別達erD華為，楚航科技，聯(lián)合光電等。上游芯片方面，上游芯片主要包括射頻芯片和處理器，也可能是將上游PCB方面，主要企業(yè)包括Rogers、Isola、松下以及國內的滬電股份、生益科技(生益電子)等。建議關注4D毫米波雷達相關企業(yè)：(1)芯片封裝：長電科技等(2)PCB：滬電股份(天風通信團合覆蓋)、華域汽車、保隆科技(天風汽車團隊聯(lián)合覆蓋)、聯(lián)合光電等證券研究報告2023年03月22日級級)暕分析師SACS0517070005zqcom勢圖電子滬深3004%1%6%-11%-16%-21%-26%2022-032022-072022-11資料來源：聚源數(shù)據(jù)報告成長創(chuàng)新，抓住內需和供給側拉動》代光學看什么？光學標的未來誰能走還是汽車、虛擬顯示、中游擴產》行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明21.行業(yè)催化：TeslaHW4.0或重啟毫米波雷達方案，4D毫米波雷達有望加速滲透 5 1.2.其余車廠及Tier1：已上市/2023年有交付計劃 72.4D毫米波雷達：“3D+高度”實現(xiàn)四維感知，“專用集成”為量產優(yōu)解 72.1.工藝迭代：4D毫米波雷達受益集成度提高、小型化和低成本迭代趨勢 92.2.技術趨勢：級聯(lián)技術為量產主流，專用集成、虛擬孔徑技術打開想象空間 102.3.下游應用：2025年自動駕駛領域空間有望超110億美元，場景多元快速滲透 132.3.1.自動駕駛領域：短、中、遠程雷達全面覆蓋車內外感知應用 142.3.2.大健康與智能家居領域：相比攝像頭監(jiān)控隱私性更佳 142.3.3.安防領域：歐美機場安檢已普及應用，自動化生產安全保障 153.4D毫米波雷達優(yōu)勢：經(jīng)濟、全面、穩(wěn)定的標配傳感器方案 163.1.VS傳統(tǒng)毫米波雷達：高度識別和探測性能全面突破 163.2.VS激光雷達：性能與成本權衡下的更優(yōu)選擇 183.3.軟件定義汽車：為軟件定義汽車提供更豐富數(shù)據(jù)和更可靠方案 194.產業(yè)鏈和市場空間：產業(yè)鏈價值或全面提升，或為規(guī)模最大&增速最快的車用賽道 214.1.產業(yè)鏈：上游PCB&芯片升級共同為T1及主機廠貢獻價值增量 214.2.價值量拆解：射頻前端MMIC為核心組成，價值量全面提升 224.3.空間測算：預計2030年全球市場規(guī)模超160億美元 225.競爭格局：4D技術推動下市場競爭格局或迎來重塑 245.1.國際廠商：4D技術推動下國際競爭格局或迎來重塑 245.1.1.整機/整機方案供應商：新進入廠商或將換道超車 245.1.2.射頻&處理器芯片：芯片設計方案因算法訴求走向分化 27PCB 295.2.國內廠商：預計新產品供應/研發(fā)進展順利，深度受益國際合作 305.2.1.整機/整機方案供應商：多家已發(fā)布機型/取得訂單 30.2.射頻&處理器芯片：加特蘭設計領先 325.2.3.PCB材料：深耕汽車業(yè)務，已步入4D供應鏈 32 圖1：Tesla傳感器方案演進過程 5圖2：TeslaFSDcomputer 5圖3：NHTSA收到關于Tesla幽靈剎車事件的投訴數(shù)量(起) 6W 圖6：毫米波雷達內部構造及工作流程圖 8圖7：二維毫米波雷達成像效果 8請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明3圖8：傳統(tǒng)毫米波雷達和4D毫米波雷達掃描示意圖 8圖9：毫米波雷達集成化與工藝升級 9圖10：TI天線片上集成(AoP)芯片 9圖11：2021-2025年Arbe對其4D毫米雷達芯片組產品價格預測 10圖12：各公司方案通道數(shù)&價格對比(美元) 11圖13：TI級聯(lián)系統(tǒng)實物圖 12圖14：Arbe4D毫米波雷達系統(tǒng)實物圖 12圖15：Arbe4D毫米波雷達系統(tǒng)專用處理器框圖 13圖16：不同探測距離車載毫米波雷達的ADAS功能 14圖17：加特蘭毫米波雷達艙內檢測 14圖18：毫米波雷達各領域2025年市場規(guī)模及其他具體應用情況 14圖19：德州儀器IWRL6432BoosterPack 15I 圖21：毫米波安檢4D毫米波雷達工作原理 15圖22：美國L3公司ProVision毫米波安檢4D毫米波雷達產品 15T 圖24：傳統(tǒng)/4D毫米波雷達與攝像頭的融合 17圖25：不同自動駕駛級別的傳感器需求方案 17圖26：毫米波雷達與激光雷達性能對比 18圖27：傳統(tǒng)毫米波雷達點云圖 204D毫米波雷達點云圖 20 圖31：4D毫米波雷達產業(yè)鏈圖 21圖32：2020-2025全球(左)&中國(右)毫米波雷達市場規(guī)模(十億美元，億元).....23圖33：全球4D毫米波雷達市場規(guī)模預測(萬美元) 24圖34：毫米波雷達市場目前競爭格局(截至2022年) 24圖35：4D毫米波雷達、高分辨率雷達和視覺處理器市場競爭格局 25圖36：各公司毫米波雷達產品對比 25 圖39：Arbe公司預期主要財務表現(xiàn) 27圖40：Arbe公司預期主要財務表現(xiàn) 27圖41：恩智浦4D毫米波雷達完成近、中、遠距探測 28圖42：羅杰斯代表性產品應用 29圖43：頭部公司Arbe與兩大中國Tier1廠商的合作 31：華域汽車新一代產品迭代 31圖45：公司Alps-Pro與Andes產品 32圖46：生益科技汽車電子領域相關產品 33表1：國內外車企&Tier14D毫米波雷達布局情況 7請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明4 表3：4D毫米波雷達相對傳統(tǒng)毫米波雷達的參數(shù)區(qū)別和性能優(yōu)勢 17表4：4D毫米波雷達和低線激光雷達性能對比 19表5：毫米波雷達價值量拆解與4D毫米波雷達差異 22 4表7：主要廠商芯片設計方案及特點功能 28表8：主要廠商PCB材料及特點功能 30表9：國內4D毫米波雷達供應商進展 30表10：毫米波雷達相關企業(yè)動態(tài) 341：主要公司盈利預測 35行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明5達有望加速滲透事件：特斯拉HW4.0或將配備Arbe的4D毫米波雷達，4D毫米波雷達關注度上升?；厮軹esla的傳感器方案使用歷史，主要有3個階段，我們認為最終或將采用4D雷達的可能原因為4D毫米波雷達擁有測量俯仰角能力，分辨率高且成本相對激光雷達低，能夠較好彌補純視覺方案的不足，而一開始采用的雷達還不具備測高能力，性能&成本綜合考量下，我們認為HW4.0使用攝像頭+4D雷達融合為更優(yōu)方案。資料來源：高工智能汽車公眾號，第1電動網(wǎng)，量子位公眾號，智能車情報局公眾號，星海情報局公眾號，新智駕公眾號，天風證券研究所階段一：多傳感器融合偵測路段，視覺技術逐漸豐富2014-2021年，HW1.0-HW3.0演進中，前向、側向及艙內監(jiān)控攝像頭的視覺方案不斷增加/優(yōu)化，算法邏輯以雷達監(jiān)測數(shù)據(jù)為主。2014年10月Tesla發(fā)布HW1.0系統(tǒng)。2016年9月，Tesla發(fā)布V8.0更新，改變了算法邏輯，由以圖像數(shù)據(jù)分析為主改為以毫米波雷達監(jiān)測的數(shù)據(jù)為核心，圖像分析為輔的計算邏輯。2019年3月HW3.0系統(tǒng)發(fā)布，延續(xù)HW2.5系統(tǒng)方案，此時形成了由1個毫米波雷達，8個環(huán)繞車攝像頭，1個座艙內監(jiān)控攝像頭和12個超聲波雷達共同組成的多類型傳感器混合偵測路況方案。階段二：傳統(tǒng)毫米波雷達被棄用，Tesla全面倒向純視覺方案采納純視覺方案原因：傳統(tǒng)毫米波雷達分辨率低，且成本相對較高，新發(fā)布FSD版本機器視覺與深度學習能力強，幾乎取代傳統(tǒng)雷達功能。①性能層面，Tesla認為由于當時主流車載毫米波雷達分辨率低，缺乏測高能力，且同樣面對前方障礙物時，僅能接收到有限的返回信息點，難以將障礙物的輪廓清晰的勾勒出來。②成本層面，與攝像頭對比來看，毫米波雷達數(shù)據(jù)與攝像頭信號數(shù)據(jù)類似，而攝像頭所捕捉到的信息量比毫米波雷達高幾個數(shù)量級，且成本更低，棄用存在成本考量。③軟件層面，2021年7月特斯拉發(fā)布FSDBetaV9版本，該版本是一套完全基于攝像頭的技術解決方案，它從底層開始重寫，依靠機器視覺和深度學習就可以實現(xiàn)自動駕駛，不再需要任何雷達的幫助。2021年5月，Tesla宣布北美地區(qū)特斯拉Model3和Y車型上率先取消毫米波雷達探測模Tesla宣布取消超聲波雷達，采用由攝影鏡頭偵測的TeslaVision純視覺技術。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明6資料來源：電動星球News公眾號，天風證券研究所階段三：純視覺方案弊端暴露，4D毫米波雷達與攝像頭融合方案顯著提升可靠性?！坝撵`剎車”指的是當駕駛員開啟特斯拉Autopilot或者使用FSD等自動輔助駕駛功能后，在車輛前方?jīng)]有障礙物或者不會與前方車輛發(fā)生碰撞時，Tesla卻會進行非必要的剎車，以至于會給駕駛員帶來重大的風險。僅2021年5月到2022年2月，NHTSA就收到354起針對Tesla“幽靈剎車”現(xiàn)象的投訴，而截至2022年6月，投訴數(shù)量已經(jīng)上升至758起，純視覺技術的作用受到了很大的質疑。圖3：NHTSA收到關于Tesla幽靈剎車事件的投訴數(shù)量(起)0055553101315月6月7月8月9月10月11月12月1月021年2022年資料來源：Arbe官網(wǎng)，Electrek，天風證券研究所Arbe的4D毫米波雷達問世為Tesla即將發(fā)布的HW4.0系統(tǒng)提供了一定程度上解決“幽靈剎車”現(xiàn)象的方案。該雷達能將探測范圍擴大至300米，實現(xiàn)對行人、自行車和摩托車等小型實體的準確檢測和跟蹤。相比傳統(tǒng)毫米波雷達只能在平面上生成少量點，4D毫米波雷達通過增加俯仰角探測功能來繪制立體空間中的點云圖，這與激光雷達效果相似。該雷達通過高動態(tài)的分辨率，能將目標解析地更加清楚以支持決策系統(tǒng)，同時還可以將攝像頭和激光雷達“引導”到潛在風險區(qū)域，這一能力將大大提高安全性能。HW4.0硬件系統(tǒng)預計相比于HW3.0系統(tǒng)而言將迎來全面的升級。傳感器方面或將增加4D毫米波雷達，攝像頭數(shù)量也有望得到增加。此外，HW4.0在CPU、NPU、GPS等模塊也或有明顯的升級更新。綜合以上的信息，預計HW4.0將可能有以下變化：①傳感器方面，HW4.0的攝像頭接口由HW3.0的9個接口增至12個攝像頭接口。具體變化為前擋風位置的前置三目攝像頭變?yōu)殡p目，增加1顆位于前保險杠處前向攝像頭，1顆備用攝像頭，前向感知攝像頭從120萬像素提升到了500萬像素。增加4D毫米波雷達傳感器以及配套用于防止毫米波雷達在寒冷天氣無法正常工作的雷達加熱器。②內核處理器方面，HW4.0CPU內核從12個增加到20個，最大頻率2.35GHz，默認頻率1.37Ghz，TRIP內核數(shù)量從2個增加到3個，最大頻率2.2GHz。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明7③神經(jīng)網(wǎng)絡處理器方面，HW4.0NPU芯片封裝面積增大，供電部分加強，HW4.0功耗大概是HW3.0的2倍。④定位方面，HW4.0的GPS模塊使用三頻GPS天線模塊，新增L5頻率，以提升定位精資料來源：第1電動網(wǎng)，新智駕公眾號，高工智能汽車公眾號，天風證券研究所資料來源：高工智能汽車公眾號，量子位公眾號，汽車之心公眾號，車家號，天風證券研究所4D毫米波雷達在中高端車型及自動駕駛服務車型中快速滲透。除Tesla外，我們梳理了各車廠布局4D毫米波雷達情況，整體來看車廠布局較為激進，價格在40萬元以下的理想車型和價格在70萬以上的寶馬車型、以及通用收購的Cruise自動駕駛服務車均于近兩年完成了4D毫米波雷達布局。同時大陸、采埃孚等汽車Tier-1巨頭基本完成對該領域的布局。Tier4D毫米波雷達布局情況商部分Tier2供應商(不與T1一一對應)上汽集團飛凡R728w到39w采埃孚R7----e37328臺Oculii來車輛應施和運營業(yè)務的先進技高工智能汽車公眾號，面包板社區(qū)，集微網(wǎng)，美股之家，快科技，財經(jīng)網(wǎng)，太平洋汽車網(wǎng)，長安深藍公眾號，天風證券研究所，注：售價一欄價格的統(tǒng)計截止時間為2023年3月9日行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明8毫米波雷達目前是車用探測雷達中最為主要的探測器件，內部結構及工作原理如下：全集成毫米波雷達芯片的基本架構包括發(fā)射機、接收機、雷達信號源等射頻毫米波組件，中頻處理、A/D轉換等基帶處理模擬組件，微控制器、數(shù)字信號處理等數(shù)字組件。其工作過程主要為：雷達通過天線發(fā)射特定波形的電磁波，在有效輻射范圍內被目標截獲，目標反射電磁波到很多方向上，其中一部分能量返回至天線處被雷達接收，并通過放大，信號處理等過程最終計算出目標相對雷達的位置，移動速度，方位等信息。資料來源：感知芯視界公眾號，《毫米波雷達前端芯片關鍵技術探討》，澎湃網(wǎng)，天風證券研究所傳統(tǒng)毫米波雷達是進行二維掃描，采集距離、方位、速度信息。目前現(xiàn)行的毫米波雷達頻段為77Ghz-81Ghz，較高的頻率能夠使毫米波雷達獲得更高的分辨率，利用毫米波對于X向回波的信號解析，測算出準確的目標距離，精度可以在10cm以內。同時利用毫米波雷達左右兩側的雷達回波天線，形成左右側回波差，回波差經(jīng)過計算得出相位差，利用相位差可以得到左右側距離差，即角分辨率。同時利用探測物運動形成的多普勒效應，可以準確計算出物體的移動速度。形成多普勒像，最終得到物體的運行速度，分布圖像。資料來源：智車行家公眾號，天風證券研究所增加高度維度數(shù)據(jù)解析后，具備“高清”特質的毫米波雷達，被稱為成像雷達，或者4D毫米波雷達?！?D”是指在原有距離、方位、速度的基礎上增加了對目標的高度維數(shù)據(jù)解析，能夠實現(xiàn)“3D+高度”四個維度的信息感知；而“成像”概念是指其具備超高的分辨率，可以有效解析目標的輪廓、類別、行為。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明9資料來源：eetchina，天風證券研究所伴隨毫米波雷達的半導體工藝由GaAs向SiGe、RFCMOS集成化迭代，芯片邏輯密度逐漸提升，成本逐漸下降，利于其上車滲透。未來車載毫米波雷達芯片將更加集成化，主要體現(xiàn)在多芯片向多通道單芯片發(fā)展，全集成SoC，以及天線芯片的集成;相較于砷化鎵和鍺硅工藝，CMOS工藝擁有高集成度、更小體積和成本低等明顯優(yōu)勢，將成為未來毫米波雷達射頻芯片的主流工藝。資料來源：鳳凰網(wǎng)汽車，感知芯視界公眾號，天風證券研究所進一步集成：針對近距離場景，TI采用低功耗45nmRFCMOS工藝推出了集成度更高的天線片上集成(AoP)芯片，將天線、射頻前端和信號處理模塊集成在芯片上，進一步降低了系統(tǒng)成本，封裝天線(AoP)技術消除了對高頻基板材料的需求，并降低了成本、制造復雜性和大概30%的布板空間。TI的AoP技術利用倒裝芯片封裝技術將天線放置在無塑封基板上，防止因天線穿過塑封材料時產生損耗而降低效率并導致雜散輻射。使用多層基板可進一步減小電路板尺寸，并使得天線和硅片更容易重疊。具有封裝尺寸小、降低工程成本并加快產品上市時間、降低功率損耗的優(yōu)勢。TI片上集成(AoP)芯片行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明10333%資料來源：TI官網(wǎng)，天風證券研究所Arbe的4D毫米波雷達集成射頻芯片組+專用處理芯片，價格持續(xù)大幅下跌，我們認為未來4D毫米波雷達將受益工藝集成化趨勢成本進一步下降，在各類車型中持續(xù)滲透。Arbe預計2021-2025年其4D毫米波雷達芯片組產品單價將從1333美元降至111美元，年均對應2022-2025年同比降幅分別達80.5%/27.2%/31.6%/14.3%。D2%-316%$260$189$130-80.5%2022E2023E資料來源：Arbe公司官網(wǎng)，天風證券研究所間通過增多天線數(shù)以提升通道數(shù)、各維度分辨率是4D毫米波雷達主要技術趨勢，當前主要有級聯(lián)、單芯片集成和算法虛擬孔徑三種技術路線。4D毫米波雷達由于有更多的天線數(shù)，角度分辨率、速度分辨率及距離分辨率都更高。多天線一般使用多通道解決，即MIMO(多輸入多輸出)技術，通過MIMO天線陣列實現(xiàn)的，該陣列能夠生成大量的虛擬通道，與雷達孔徑值成比例，與角度分辨率值成反比。這種虛擬通道越多，角度分辨率越好。各方案從量產應用角度對比來看，級聯(lián)技術相對成熟，為當下主流技術。但單純的級聯(lián)技術受尺寸、成本制約無法無限制提升性能。算法虛擬孔徑及單芯片集成技術處于發(fā)展初期，還需量產驗證，Arbe公司方案作為集成芯片技術的代表，產品方案性價比高，位居當前市行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明11場前列，我們認為有望近期量產。理技術難點/缺陷廠商MMIC/八MO短號同步、體靈活和散熱問題RFISee等徑成像軟件算法和天線設用增加實體高角分辨率提升的同時制在合理水平大量算法初期仍需資料來源：九章智駕公眾號，天風證券研究所各方案從通道數(shù)量&成本對比來看，專用芯片集成方案實現(xiàn)量產后在性價比方面優(yōu)勢異常顯著。Arbe和Mobileye公司方案通道數(shù)量最多，跨度廣，對應為專用芯片集成技術。博世、大陸等公司方案通道數(shù)集中在192，對應為射頻芯片級聯(lián)技術，同為使用級聯(lián)技術的華為公司通道數(shù)更多，達288。價格方面看，Arbe的產品幾乎達到了最低價格和最高通道數(shù)，量產產品價格在100美元-150美元，極具性價比。圖12：各公司方案通道數(shù)&價格對比(美元)資料來源：Arbe公司官網(wǎng)，2021國際汽車電子創(chuàng)新發(fā)展論壇——智能駕駛論壇，賽靈思，yole，半導體行業(yè)觀察，天風證券研究所1、級聯(lián)方案：當下主流&基礎技術級聯(lián)方案將英飛凌、德州儀器、NXP等公司的77G和79G標準雷達芯片(MMIC芯片)通過二級聯(lián)/四級聯(lián)/八級聯(lián)增加實體天線MIMO(接收天線數(shù)量與發(fā)射天線數(shù)量相乘后得到的虛擬通道數(shù))。二級聯(lián)，就是將2個3T4R的芯片聯(lián)在一起，組成6T8R；四級聯(lián)，就是將4個3T4R芯片聯(lián)在一起，組成12T16R，形成192個虛擬接收通道。優(yōu)劣勢：方案的優(yōu)勢是前期開發(fā)難度低，因而上市周期比較短，但弊端在于體積大、成本高、功耗高(多芯片同時運算會提高功耗)、信噪比不夠(多個MMIC芯片之間存在串擾)、算法適配等問題。同時，多片級聯(lián)方案PCB板的層級結構復雜，各芯片之間有大量中頻信行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明12號需要同步。代表廠商與應用趨勢：如大陸的ARS540即為四級聯(lián)，納瓦電子的18T24R產品為6級聯(lián)。博世、采埃孚、Waymo、華為，均采用的是級聯(lián)的方式。目前國內有不少廠商依托于TI4D毫米波雷達系統(tǒng)的級聯(lián)方案進行系統(tǒng)改進，以達到更好的角度分辨率，級聯(lián)方案來搭建4D毫米波雷達系統(tǒng)已成為當下的主流技術。應用案例：TI公司于19年推出了自己的毫米波雷達系統(tǒng)級聯(lián)方案，其級聯(lián)效果如下圖所示，通過將四個三發(fā)四收的單個MIMO芯片級聯(lián)方案可以構成12發(fā)16收的MIMO雷達陣列，此時雷達系統(tǒng)的虛擬通道數(shù)可從12提升到了192，該方法可以極大的提升了雷達系統(tǒng)的角度分辨率。在下圖中所使用的級聯(lián)雷達系統(tǒng)中水平角度分辨率可達到1.4°，俯仰角度分辨率可達到18°的效果。TI統(tǒng)實物圖資料來源：佐思汽車研究公眾號，天風證券研究所2、集成芯片方案：超大陣列+專用處理器方案集成芯片方案將多發(fā)多收天線集成在一顆芯片中，通過形成ASIC芯片來實現(xiàn)增加天線數(shù)、提高分辨率。同時，隨著虛擬通道數(shù)的增加，傳統(tǒng)的處理器無法解決毫米波雷達系統(tǒng)信號處理和數(shù)據(jù)處理，專用毫米波雷達處理器芯片可以使毫米波雷達系統(tǒng)的集成度更高，數(shù)據(jù)處理更加高效。代表廠商：主要有Arbe、Uhnder、Vayaar、SteradianSemi、RFISee等。最典型的是Arbe公司開發(fā)的4D毫米波雷達RFIC芯片，集成了48個發(fā)射器和接收器，擁有超過2300個虛擬信道。優(yōu)劣勢：集成芯片優(yōu)勢是可將4D毫米波雷達的體積大大縮小，并能以市場上每通道最低的成本實現(xiàn)最先進的射頻性能。但集成芯片方案的實現(xiàn)難度也要比級聯(lián)方案高出許多，主要挑戰(zhàn)在于如何在極小的密閉空間里布置多天線、克服天線之間的互相干擾問題、解決降低功耗、散熱問題和提升信噪比，集成芯片方案是ASIC，一旦流片，算法就固化了，此后，算法只能改針對特定場景的個別參數(shù)配置，但不能對功能做大幅度的調整。應用案例：以色列Arbe公司開發(fā)出了目前最大的48發(fā)48收級聯(lián)雷達系統(tǒng)方案，其虛擬通道數(shù)可以達2304。下圖為Arbe公司4D毫米波雷達系統(tǒng)實物圖，從圖中可以看出該4D毫米波雷達系統(tǒng)采用口字型陣列來設計MIMO雷達，可同時在水平維度和俯仰維度探測目標。專用處理器方面，Arbe公司在該專用處理器中增加了其獨有的雷達信號處理硬件加速模塊，以更好的解決4D毫米波雷達系統(tǒng)中數(shù)據(jù)高吞吐量的問題。ArbeD毫米波雷達系統(tǒng)實物圖行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明13資料來源：佐思汽車研究公眾號，天風證券研究所：Arbe4D毫米波雷達系統(tǒng)專用處理器框圖資料來源：佐思汽車研究公眾號，天風證券研究所3、虛擬孔徑：算法加持下角分辨率呈數(shù)量級提升虛擬孔徑成像技術，是指基于現(xiàn)有的芯片，在級聯(lián)的方式上再通過獨特的虛擬孔徑成像軟件算法和天線設計做成高倍數(shù)虛擬MIMO，以達到在原來物理天線數(shù)基礎上再虛擬出十倍、數(shù)十倍的天線數(shù)，成功地把角分辨率從10度直接提升到1度。傳統(tǒng)雷達的波形是單頻、重復、非自適應的，產生多種波形的唯一方法是增加接收天線數(shù)量；而虛擬孔徑成像波形是自適應的相位調制(調頻+調相+調幅)，每根接收天線在不同時間產生不同的相位響應，然后對數(shù)據(jù)進行插值和外推，創(chuàng)造一個“虛擬孔徑”，進而使角分辨率呈數(shù)量級地提升。優(yōu)劣勢：虛擬天線技術徹底解決了困擾車載毫米波雷達界幾十年來只能用增加實體天線數(shù)量提高角分辨率的難題，可使產品在角分辨率大幅度提升的同時成本被控制在合理水平。虛擬孔徑成像技術的壁壘，主要在天線的布局、波形等方面。其中，天線布局主要影響虛擬孔徑的大小，而波形主要影響通道數(shù)的多少。此外，天線數(shù)增多，對后續(xù)的數(shù)據(jù)處理能力也提出了更高的要求。應用案例：傲酷提供的4D毫米波雷達的信號處理算法，在采用虛擬孔徑成像技術后，在分辨率上，單芯片就可以達到別的各公司四級聯(lián)產品的效果，二級聯(lián)可達到別的公司六級聯(lián)的效果。2021年10月，傲酷自主研發(fā)的4D毫米波雷達AI算法被安霸收購。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明142.3.1.自動駕駛領域：短、中、遠程雷達全面覆蓋車內外感知應用Arbe預計2025年自動駕駛領域毫米波雷達市場規(guī)模達110億美金。在車用領域，毫米波雷能感知車外的環(huán)境，分為短程、中程、遠程雷達，提供盲點識別(BSD)、自適應巡航控制(ACC)、自動緊急制動(AEB)等輔助駕駛功能。同時毫米波雷達還可用于對車內人員狀況的感知，包括人員的有無、位置，甚至呼吸速率等生命體征。加特蘭基于AiP開發(fā)的艙內檢測雷達參考設計，能夠在車輛停穩(wěn)落鎖后對車內物體進行感知。如果有小朋友或者寵物，毫米波雷達能夠通過感知其呼吸或是肢體運動，探測到車內存在生命體，從而及時告警，避免事故發(fā)生。波雷達的ADAS功能資料來源：感知芯視界公眾號，天風證券研究所資料來源：加特蘭官網(wǎng)，天風證券研究所除自動駕駛外，毫米波雷達在工業(yè)及航空航天&國防領域亦有廣闊市場，4D毫米波雷達已向農業(yè)、運輸業(yè)等多領域滲透。根據(jù)Arbe預測，至2025年，毫米波雷達在工業(yè)和航空航天&國防領域的市場規(guī)模將達到170億美元。2021年，Arbe公司宣布與瑞典公司Qamcom合作，將自動駕駛汽車市場的4D毫米波雷達技術應用于主流新興垂直行業(yè)——卡車運輸業(yè)、農業(yè)、采礦業(yè)、建筑業(yè)以及配送業(yè)。資料來源：Arbe公司官網(wǎng)，天風證券研究所2.3.2.大健康與智能家居領域：相比攝像頭監(jiān)控隱私性更佳行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明15毫米波雷達穿透性好，能夠監(jiān)測微小位移。毫米波可以穿透大部分較薄的木材、塑料、布料、紙、陶瓷、玻璃等材質，避免環(huán)境光線干擾，通過多普勒效應可以感知到任何微小的移動，去感知物體的距離、位置、速度、角度等數(shù)據(jù)信息，包括呼吸時胸腔微小的位移。由此毫米波雷達可以被應用在存在監(jiān)測、生命體征的監(jiān)測等場景，能夠穿透衣物，利用算法實現(xiàn)對人體呼吸、心跳、手勢、是否跌倒等的監(jiān)測。兼具有隱私保護性，毫米波雷達被用于居家監(jiān)測、健康監(jiān)測。由于毫米波雷達安裝隱蔽，功耗低，避免了傳統(tǒng)家用攝像頭對隱私保護性差，無法監(jiān)測衛(wèi)生間等環(huán)境的缺點，受到科技企業(yè)居家監(jiān)測和健康監(jiān)測解決方案的青睞。德州儀器、英飛凌等芯片企業(yè)都推出了用于居家監(jiān)測、健康監(jiān)測的毫米波雷達產品。德州儀器推出60GHz的毫米波雷達IWRL6432，可用于浴室、臥室、養(yǎng)老院等地，用以判斷老年人是否跌倒，還為其推出了配套的評估套件。英飛凌推出了BGT60TR13C，解析度約達到3cm，具有較高的信噪比，檢測范圍在10m以內可實現(xiàn)室內人員的存在感知、追蹤，心跳監(jiān)測等功能。圖19：德州儀器IWRL6432BoosterPack資料來源：德州儀器官網(wǎng)，天風證券研究所資料來源：華為官網(wǎng)，天風證券研究所智能家居解決方案引入毫米波雷達。華為、小米、三大運營商在內的企業(yè)，均在布局自己的智能家居生態(tài)。華為全屋智能3.0方案中推出了一款全屋智能毫米波雷達AI傳感器，具有人體總區(qū)域存在檢測、人體子區(qū)域存在檢測、人體離床回床檢測、人體穿越虛擬墻檢測等功能。2.3.3.安防領域：歐美機場安檢已普及應用，自動化生產安全保障毫米波安檢4D毫米波雷達被用于機場安檢，有平面合成孔徑成像、柱面孔徑成像和異形孔徑成像等多種工作模式。通過發(fā)射大帶寬信號并接收由人體及其表面附屬物反射的回波信號，采用復雜的全息三維信號處理獲得毫米級高分辨率人體雷達圖像，利用目標散射特性、幾何特征或極化特征等信息檢測和識別被檢查人員攜帶的隱匿物品，能有效區(qū)分紐扣、硬幣、鑰匙等。美國L3、德國R&S等國外毫米波安檢品牌已在美國、德國、英國、荷蘭、澳大利亞、日本等全世界范圍機場部署大量設備用于旅客人身安檢，特別是在歐美的主要機場毫米波雷達已作為安檢通道的普及型設備。sionD行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明16資料來源：中國安防協(xié)會公眾號，天風證券研究所資料來源：L3官網(wǎng)，天風證券研究所意大利INXPECT公司還基于毫米波雷達技術生產用于先進工業(yè)自動化和機器人系統(tǒng)的安全系統(tǒng)。安全雷達系統(tǒng)可以在有灰塵，碎屑，煙霧和灰塵等惡劣條件下檢測到危險區(qū)域中操作員、參觀人員的進入和存在，并暫停機器工作直到?jīng)]有人處于危險區(qū)域，確保工廠運行的安全等級。2021年，寶馬集團慕尼黑工廠投入使用一條新的焊接線，配備了INXPECT的新安全雷達系統(tǒng)。資料來源：INXPECT官網(wǎng)，天風證券研究所3.4D毫米波雷達優(yōu)勢：經(jīng)濟、全面、穩(wěn)定的標配傳感器方案我們從性能、價格角度對傳統(tǒng)毫米波雷達、4D毫米波雷達、激光雷達進行了對比，認為 (1)相比于傳統(tǒng)毫米波雷達，4D毫米波雷達能夠帶來靜止識別、橫向移動檢測、高度識別、相鄰物區(qū)分和隱藏車輛探測等性能突破。(2)4D毫米波雷達能更好彌補激光雷達速度、距離測量能力和受惡劣天氣和環(huán)境影響的不足。(3)4D毫米波雷達在使用性能上和低線激光雷達接近，成本是其1/10左右。(4)市場規(guī)模方面，毫米波雷達有望成為規(guī)模最大、且增速最高的傳感器市場。3.1.VS傳統(tǒng)毫米波雷達：高度識別和探測性能全面突破天線配置“升級”帶來靜止識別、橫向移動檢測、高度識別、相鄰物區(qū)分和隱藏車輛探測等性能突破。4D毫米波雷達配有縱向天線，且天線數(shù)量更多，除能測量俯仰角度外，角度分辨率、速度分辨率及距離分辨率都更高。與傳統(tǒng)的雷達傳感器相比，4D毫米波雷達能夠測量空間距離，還能夠計算水平和俯仰方向的到達角。此外，它的角度分辨率達到亞度(<1度)級別，而使用傳統(tǒng)汽車雷達只能達到5至8度的分辨率。4D毫米波雷達還增加了多模工作的獨特功能，也就是在從近處到最遠300米處的所有距離上同時檢測目標。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明17毫米雷達波D雷達波核心縱向天線無有區(qū)別天線數(shù)少多率離無數(shù)十倍的返回信息點、高密度點云≤200m息況優(yōu)化橫向移動障礙物檢測識別難度大可適應復雜路況區(qū)分高處物體和地面車輛難以區(qū)分可在150m處區(qū)分地物和立交橋20%80%資料來源：恩智浦官網(wǎng)、九章智駕公眾號、佐思汽車研究公眾號、天天智駕公眾號、天風證券研究所從與攝像頭融合角度來看，4D毫米波雷達可以為攝像頭提供更多冗余。在長距探測、多普勒測距、高分辨率等攝像頭方案缺陷方面具有更強優(yōu)勢。資料來源：Arbe官網(wǎng)，天風證券研究所4D毫米波雷達是驅動毫米波雷達市場快速增長的重要產品。伴隨自動駕駛等級提升，傳用增長放緩/停滯，L2+和L4-5級別均為0-4顆，4D毫米波雷達需求高增，從2-7顆增長到6-10顆。攝像頭需求量保持較高幅度的應用增長，激光雷達自L4-5級別才開始放量。駕駛級別的傳感器需求方案行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明18資料來源：Arbe官網(wǎng)，天風證券研究所3.2.VS激光雷達：性能與成本權衡下的更優(yōu)選擇性能上看：毫米波雷達獨有優(yōu)勢彌補激光雷達不足，4D毫米波雷達優(yōu)勢更加顯著激光雷達具有超精確角度分辨率適用3D測繪，但速度估算和遠程檢測能力有限。激光雷達的主要差異化特性是低至0.1度級別的超精確角度分辨率，包括在水平和垂直方向上，另外還有距離測量的高分辨率，這要歸功于它使用極短的波長和脈沖。這些優(yōu)勢使得激光雷達非常適合高分辨率的3D環(huán)境測繪，能夠精確地檢測空間、邊界和汽車自身定位。但是，激光雷達與攝像頭傳感器具有一些相同的缺點。與雷達傳感器相比，激光雷達估算速度和遠程檢測物體的能力非常有限。此外，激光雷達易受惡劣天氣和路況條件的影響，為了應對穩(wěn)定性和維護挑戰(zhàn)，將會產生更高的成本。毫米波雷達的獨特優(yōu)勢是具備精確的速度和距離測量能力且不受惡劣天氣和環(huán)境影響。激光雷達使用稀疏激光束來探測目標場景，而雷達能夠無縫探測場景。在較遠的距離上，如果目標位于邊界清晰的激光束之間，激光雷達可能漏過小目標。這些因素使得雷達成為適合長距離工作的更可靠傳感器。雷達的檢測范圍已經(jīng)擴展，今后可能達到300米以上，遠高于攝像頭和大多數(shù)激光雷達傳感器能夠提供的距離。此外，與攝像頭和激光雷達不同，雷達可在所有天氣和光照條件下可靠工作。惡劣天氣條件帶來的環(huán)境污垢或水滴折射不會影響雷達工作。雷達在毫米波頻率下工作，也可以穿過介電材料(例如汽車保險杠)發(fā)射信號，因此它不需要開放的窗口來收發(fā)信號，從穩(wěn)定性和美觀的角度來看，它都是更好的選擇。在汽車上配備4D毫米波雷達，可以進行傳統(tǒng)毫米波雷達無法實現(xiàn)的決策，相對激光雷達優(yōu)勢更加凸顯，例如確定駕駛通過某個隧道是否安全，或者是否可以安全地繞過車道上的障礙物。憑借這些先進功能，在惡劣天氣和路況條件下，4D毫米波雷達能夠為攝像頭和激光雷達傳感器提供冗余或備份。使用4D毫米波雷達，我們可在最大300米的距離外檢測、區(qū)分、追蹤多個靜止或移動的目標，即便目標相互間距離很近也能做到。這遠遠超出攝像頭和激光雷達傳感器的檢測范圍。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明19資料來源：電子工程世界網(wǎng)，天風證券研究所從安裝成本上看，4D毫米波雷達全面升級，部分指標近似達到16線激光雷達性能，但成本僅為激光雷達十分之一，更易被整車廠和消費者接受。4D高清雷達有靜態(tài)障礙物目標分類以及探測距離長等優(yōu)勢，可在惡劣天氣情形下作為“主雷達”，成本大約在150-200美元之間，遠低于激光雷達的價格區(qū)間。根據(jù)恩智浦對OEM的評估，2021年，小規(guī)模應用的激光雷達的成本是帶有四個級聯(lián)雷達收發(fā)器的12-TX和16-RX成像雷達的十倍左右。雖然激光雷達和雷達的成本都將隨著時間推移而下降，但預期到2030年，即便激光雷達將在高級自動化應用場景中得到一定規(guī)模應用，其成本仍然是雷達的兩倍。因此我們認為4D毫米波雷達是較為經(jīng)濟、穩(wěn)定的車載雷達“標配方案”，從成本和性能角度看，有望對低線激光雷達形成替代，與高線激光雷達形成互補，后續(xù)或將在各類車型中逐步滲透放量。雷達D波雷達VLP-16elodynee離mm360°3360°100°120°1120°OV+15°至-15°30°30°30°24°率0.09°至0.36°0.10.1°至0.4°1°0.5°22°2°0.4°2°1°4°資料來源：京東工業(yè)品網(wǎng)，順企網(wǎng)，智能汽車俱樂部網(wǎng)，路達科技公司官網(wǎng)，森思泰克公眾號，艾邦制造，天風證券研究所3.3.軟件定義汽車：為軟件定義汽車提供更豐富數(shù)據(jù)和更可靠方案軟件定義更高級的智能電動汽車架構是大勢所趨，傳感器軟件算法是“軟件定義汽車”的重要組成部分。伴隨電動車、智能車逐漸取代燃油車，各類傳感器不可或缺，汽車將有強大的算法和完善的周邊感知能力，并且沒有傳統(tǒng)機械傳動的負擔，是一個由電池和管理系統(tǒng)組成的“巨形智能手機”，需由軟件定義。4D毫米波雷達相比于傳統(tǒng)毫米波雷達而言，更加需要軟件算法提供支撐。4D毫米波雷達的天線數(shù)量增加，分辨率上升，能更有效地解析出的目標的輪廓、類別、行為，因此4D毫米波雷達的點云數(shù)量大幅增加，更加需要強大的軟件算法對點云中的大量信息進行分析，過濾干擾，甄別出有價值的信息。此外，傳統(tǒng)毫米波雷達對目標的定義是“點目標”，而4D毫米波對目標的定義是“擴展目標”，需要軟件算法對信號處理后的信息進行數(shù)據(jù)處理，行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明20分類，整理出最終可以讓自動輔助駕駛系統(tǒng)進行判斷的數(shù)據(jù)，這使得兩者的信號處理、點云處理架構都不盡相同，4D毫米波雷達的軟件算法的復雜程度也較高。資料來源：智能汽車俱樂部公眾號，天風證券研究所D雷達點云圖D雷達間數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)360度環(huán)繞感知資料來源：Arbe公眾號，天風證券研究所攝像頭與4D毫米波雷達具有很強性能互補性，軟件算法可完美融合兩者優(yōu)點。攝像頭傳感器可以提供百萬像素的分辨率，大幅提升目標識別和分類的精確度，但在不同光照條件、天氣條件和路況條件下，攝像頭的辨識度與可靠性會受到嚴重影響，此外，攝像頭能夠測量的距離和速度的精度也有限，因此需要4D毫米波雷達對此進行彌補。而多傳感器融合技術則可實現(xiàn)這一功能，通過這一技術中的軟件算法，可以更好的將兩者收集到的數(shù)據(jù)進行融合解析，得到更加豐富的信息，提高自動駕駛的可靠性。當前軟件算法主流技術包括前融合和后融合。前融合技術指的是一類對融合后的多維綜合數(shù)據(jù)進行感知的算法，即先在原始層把數(shù)據(jù)都融合在一起，融合好的數(shù)據(jù)類似一個Super傳感器，不僅有能力可以看到紅外線，還有能力可以看到攝像頭或者RGB，也有能力看到LiDAR的三維信息。在這基礎上，開發(fā)自己的感知算法，最后會輸出一個結果層的物體。后融合技術的實現(xiàn)方式是先通過每個傳感器各自獨立處理生成的目標數(shù)據(jù)，當所有傳感器完成目標數(shù)據(jù)生成后，再由主處理器進行數(shù)據(jù)融合。從4D毫米波雷達與攝像頭的融合方案來看，后融合技術可基本滿足需求，未來軟件算法還會更多使用和發(fā)展可靠性更高的前融合技術。信號級的融合是對視覺和雷達傳感器ECU傳出的數(shù)據(jù)源進行融合。信號級別的融合數(shù)據(jù)損失最小，可靠性最高，但需要大量的運算。圖像級融合是以視覺為主體，將雷達輸出的整體信息進行圖像特征轉化，然后與視覺系統(tǒng)的圖像輸出進行融合，目標級融合對視覺和雷達輸出進行綜合可信度加權，配合精度標定信息進行自適應的搜索匹配后融合輸出?，F(xiàn)階段后融合技術已經(jīng)基本滿足需求，且前融合實現(xiàn)難度大，存在理論體系、聯(lián)合標定方法不成熟等問題，因此當前使用前融合技術的必要性不強，未來多傳感器“前融合”或為趨勢，能夠降低整個感知架構的復雜度和系統(tǒng)延遲性，并且大大提高感知系統(tǒng)的穩(wěn)健性。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明21資料來源：焉知智能汽車公眾號，天風證券研究所資料來源：焉知智能汽車公眾號，天風證券研究所當前，大多數(shù)車企并不具備毫米波雷達算法能力，主要由雷達廠商提供。長期以來，傳統(tǒng)毫米波雷達廠商們提供的是軟硬一體化的方案，即算法已被集成到硬件中。對于車企而言，他們只需將傳統(tǒng)毫米波雷達直接輸出感知的結果與其他傳感器的識別結果做融合即可。但是，相比于傳統(tǒng)毫米波雷達僅需要算法做簡單的數(shù)據(jù)聚類處理而言，4D毫米波雷達對算法要求更高，需要算法做目標分類，因此實現(xiàn)難度更大，相應的技術壁壘也更高，通常是由算法公司或算法很強的硬件科技公司來做，車企難以進行自主研發(fā)。以AYd9解決方案為例，軟件算法方面，其推出了首個S入高分辨率卜a毫米波雷達開發(fā)平臺，Tier1和OEM廠商可以利用該平臺，進行自動駕駛感知能力軟件算法的迭代，可提供實時聚類、追蹤、自定位、過濾錯誤警報、實時推斷車速和定位、追蹤/分類視野內的物體并識別其速度、提供自由空間地圖等功能。處理器方面，其在射程和多普勒分辨率方面也具有一定的優(yōu)勢，可使4D毫米波雷達系統(tǒng)提供詳細的圖像，并且能以超高的水平和垂直分辨率，對較寬視場范圍內的數(shù)百個物體進行分離、識別和追蹤。還能夠以低虛警的方式繪制靜止物體地圖，使Tier-1和OEM能夠確保下一代汽車的真正安全。增速最快的車用賽道卜a毫米波雷達產業(yè)鏈主要分為三部分：上游包括射頻MMIC芯片(硬件核心)、高頻PCB、處理芯片以及后端算法等相關企業(yè)，中游包括成品4D毫米波雷達的生產企業(yè)，下游則為主機廠。上游芯片：上游芯片主要包括射頻芯片和處理器，也可能是將二者集成的專用芯片，主要企業(yè)包括德州儀器、賽靈思、恩智浦等。國內方面，加特蘭是CMOS工藝毫米波雷達芯片開發(fā)與設計的領導者。上游qO3環(huán)節(jié)：PCB材料是雷達傳感器設計的關鍵器件，對于毫米波雷達傳感器的不同PCB設計都需要使用超低損耗的PCB材料，從而降低電路損耗，增大天線的輻射。主要企業(yè)包括Rogers、Isola、松下以及國內的滬電股份、生益電子等。Mobileye等科技巨頭，和Arbe、傲酷等初創(chuàng)公司。國內方面包括華為公司、森思泰克、華域汽車、納瓦電子、幾何伙伴等。D波雷達產業(yè)鏈圖行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明22資料來源：九章智駕公眾號,Ittbank公眾號，感知芯視界公眾號，各公司官網(wǎng)，官方公眾號，天風證券研究所從毫米波雷達價值量占比來看，從高到低依次為軟件算法、射頻前端MMIC、信號處理芯片和PCB。算法：50%國內雷達算法測量精度和范圍具有一定局限性，而國外算法受專利保護，價格非常昂貴，成本占比約50%。射頻前端MMIC：25%包括發(fā)射機、接收機及信號處理器，發(fā)射機用于生成射頻信號，接收機將射頻信號轉換為低頻信號，信號處理器從低頻信號中提取距離、速度、方位等信息，成本占比約25%。高頻PCB：10%包括接收天線和發(fā)射天線，負責電信號與毫米波信號之間的轉換，成本占比約10%。毫米波雷達天線的主流方案是微帶陣列，簡單說將高頻PCB板集成在普通的PCB基板上實現(xiàn)天線的功能，需要在較小的集成空間中保持天線足夠的信號強度。77Ghz雷達更高規(guī)格的高頻PCB板，77GHz雷達的大范圍運用將帶來相應高頻PCB板的需求。信號處理芯片：10%包含DPS、FPGA等MCU，主要是用于集成不同算法，成本占比約10%當前4D毫米波雷達單顆價值量預計由70-80美元提升至150-250美元。相對傳統(tǒng)毫米波雷達，4D毫米波雷達的主流技術方案收發(fā)器增多、天線MIMO增加、算力要求高，77Ghz雷達催化更高規(guī)格的高頻PCB板需求，帶來了各核心組成部分價值量的提升。毫米波雷達D波雷達%1)射頻前端MMIC成方案等驅動價值量提升2)信號處理芯片3)PCBB資料來源：微波射頻網(wǎng)公眾號，OFweek傳感器網(wǎng)，潮電顯示與觸摸公眾號，感知芯視界公眾號，Ittbank，九章智駕公眾號，天風證券研究所全球市場規(guī)模超160億美元全球市場來看，毫米波雷達或為規(guī)模最大，增速最快的車用傳感器市場。根據(jù)Arbe，到2025年，自動駕駛的毫米波雷達市場規(guī)模預計將達到110億美元，2020-2025CAGR達21%，攝像頭的CAGR為8%，對應市場規(guī)模為60億美元。行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明23中國市場來看，蓋世汽車研究院預測，伴隨著自動駕駛的逐步滲透，預計到2025年車載毫米波雷達市場規(guī)模將達到263億元，4D毫米波雷達是重要增長驅動力。根據(jù)YoleDéveloppement預測，4D毫米波雷達將首先出現(xiàn)在豪華轎車和自動駕駛出租車上，這會帶來5.5億美元以上的投資，并在2020年至2025年間以124%的復合年增長率(CAGR)增長。據(jù)賽博汽車公眾號報道，2022年是毫米波雷達國產化替代窗口期的第一年，楚詠焱預測，“2023年將是爆發(fā)式增長的一年”。圖32：2020-2025全球(左)&中國(右)毫米波雷達市場規(guī)模(十億美元，億元)資料來源：感知芯視界公眾號，Arbe官網(wǎng)，ittbank公眾號，天風證券研究所全球4D毫米波雷達市場測算關鍵假設：1)汽車銷量：根據(jù)中國汽車流通協(xié)會預測2020-2025中國乘用車銷量CAGR為4.13%，2025-2035CAGR為2.92%，我們預計2025/2030年乘用車銷量分別為2323/2683萬臺。根據(jù)蓋世汽車社區(qū)，2021年度中國乘用車銷量達2148.2萬臺，根據(jù)車家號，2021年度全球乘用車銷量達8105萬臺，大約為國內4倍水平，故我們預計2025/2030年全球乘用車銷量分別為8759/10115萬臺。2)智能汽車滲透率：根據(jù)IHSMarkit，中國2025年L0、L1、L2、L3、L4/L5自動駕駛滲LLL駕駛滲透率分別達7%、11%、51%、20%、11%。我們認為中國自動駕駛發(fā)展速度大致與全球水平一致，故預計全球2025年L0、L1、L2、L3、L4/L5自動駕駛滲透率分別達31.4%、。2030年L0、L1、L2、L3、L4/L5自動駕駛滲透率分別達7%、3)4D毫米波雷達滲透率：我們認為4D毫米波雷達將按照從高端/商用車型向中低端車型、先前向后角向的順序滲透，預測2023/2025/20304D前向毫米波雷達滲透率分別達到4%/20%/80%，角向毫米波雷達滲透率分別達到1%/5%/50%。4)價格走勢：①我們認為伴隨以Arbe、Mobileye廠商為代表的芯片集成方案供應商產品量產上車，4D毫米波雷達成本將大幅下探。根據(jù)Arbe官網(wǎng)，其預計2024/2025年產品銷量將達129.6萬個/280.9萬個，Mobileye預計其產品2025年預計能夠量產。②復盤傳統(tǒng)毫米波雷達價格走勢，伴隨工藝迭代產品價格下降顯著，預計伴隨4D毫米波雷達遵循同樣邏輯價格下降。結合上述原因以及Arbe公司對4D毫米波雷達產品降價趨勢的預測，我們預測2023/2025/2030年價格將分別下降20%、12%、2%。5)毫米波雷達BOM拆分：根據(jù)蓋世汽車，毫米波雷達射頻部分占比約45%，其中MMIC (25%)、PCB(10%)、信號處理芯片(10%)，后端算法占比達50%。結論：根據(jù)我們測算，2023/2025/2030年全球車載4D毫米波雷達市場規(guī)模分別達31762/159300/1615627萬美元，即3.18/15.93/161.56億美元。對應射頻芯片市場規(guī)模分別達14293/71685/727032萬美元，對應后端算法市場規(guī)模分別達15881/79650/807814行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明24萬美元。圖33：全球4D毫米波雷達市場規(guī)模預測(萬美元)資料來源：車家號，蓋世汽車社區(qū)公眾號，IHSMarkit,一覽眾車公眾號，中國汽車流通協(xié)會，艾瑞網(wǎng)，佐思汽車研究公眾號，天風證券研究所5.1.1.整機/整機方案供應商：新進入廠商或將換道超車傳統(tǒng)毫米波雷達市場集中度較高，傳統(tǒng)Tier1廠商幾乎壟斷市場，在4D產品方面布局較快。從傳統(tǒng)毫米波雷達的競爭格局來看，截至2022年底，TOP3分別是博世、大陸、安波福，CR3達67.1%，CR6達94.9%。大陸、采埃孚、安波福三家均有產品在2021和2022這兩年實現(xiàn)量產。圖34：毫米波雷達市場目前競爭格局(截至2022年)23.80%10.80%博世大陸安波福海拉維寧爾電裝其他資料來源：感知芯視界公眾號，天風證券研究所D毫米波雷達供應商企傲酷雷達(Oculii)Eagle系列通用通用于2021年9月戰(zhàn)略投資OculiiARS402021年量產飛凡(上汽)e行業(yè)報告|行業(yè)專題研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明25安波福