4D毫米波雷達(dá)行業(yè)研究:平衡成本&性能的標(biāo)配傳感器
1.1. Tesla:HW4.0 預(yù)計(jì)回歸 4D 雷達(dá),2023 年或量產(chǎn)上車
事件:特斯拉 HW4.0 或?qū)⑴鋫?Arbe 的 4D 毫米波雷達(dá),4D 毫米波雷達(dá)關(guān)注度上升。 回溯 Tesla 的傳感器方案使用歷史,主要有 3 個(gè)階段,我們認(rèn)為最終或?qū)⒉捎?4D 雷達(dá)的 可能原因?yàn)?4D 毫米波雷達(dá)擁有測(cè)量俯仰角能力,分辨率高且成本相對(duì)激光雷達(dá)低,能夠 較好彌補(bǔ)純視覺(jué)方案的不足,而一開(kāi)始采用的雷達(dá)還不具備測(cè)高能力,性能&成本綜合考 量下,我們認(rèn)為 HW4.0 使用攝像頭+4D 雷達(dá)融合為更優(yōu)方案。
階段一:多傳感器融合偵測(cè)路段,視覺(jué)技術(shù)逐漸豐富
2014-2021 年,HW1.0-HW3.0 演進(jìn)中,前向、側(cè)向及艙內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭的視覺(jué)方案不斷增 加/優(yōu)化,算法邏輯以雷達(dá)監(jiān)測(cè)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(dá) 監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)為核心,圖像分析為輔的計(jì)算邏輯。2019 年 3 月 HW 3.0 系統(tǒng)發(fā)布,延續(xù) HW 2.5 系統(tǒng)方案,此時(shí)形成了由 1 個(gè)毫米波雷達(dá),8 個(gè)環(huán)繞車攝像頭,1 個(gè)座艙內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭和 12 個(gè)超聲波雷達(dá)共同組成的多類型傳感器混合偵測(cè)路況方案。
階段二:傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)被棄用,Tesla 全面倒向純視覺(jué)方案
采納純視覺(jué)方案原因:傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)分辨率低,且成本相對(duì)較高,新發(fā)布 FSD 版本機(jī)器 視覺(jué)與深度學(xué)習(xí)能力強(qiáng),幾乎取代傳統(tǒng)雷達(dá)功能。①性能層面,Tesla 認(rèn)為由于當(dāng)時(shí)主流 車載毫米波雷達(dá)分辨率低,缺乏測(cè)高能力,且同樣面對(duì)前方障礙物時(shí),僅能接收到有限的 返回信息點(diǎn),難以將障礙物的輪廓清晰的勾勒出來(lái)。②成本層面,與攝像頭對(duì)比來(lái)看,毫 米波雷達(dá)數(shù)據(jù)與攝像頭信號(hào)數(shù)據(jù)類似,而攝像頭所捕捉到的信息量比毫米波雷達(dá)高幾個(gè)數(shù) 量級(jí),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 FSD Beta V9 版本,該版本是一套完全基于攝像頭的技術(shù)解決方案,它從底層開(kāi)始重寫,依靠機(jī)器視覺(jué) 和深度學(xué)習(xí)就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,不再需要任何雷達(dá)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(dá)探測(cè)模 塊,2022 年 10 月,Tesla 宣布取消超聲波雷達(dá),采用由攝影鏡頭偵測(cè)的 Tesla Vision 純視 覺(jué)技術(shù)。
階段三:純視覺(jué)方案弊端暴露,4D 毫米波雷達(dá)與攝像頭融合方案顯著提升可靠性。
“幽靈剎車”指的是當(dāng)駕駛員開(kāi)啟特斯拉 Autopilot 或者使用 FSD 等自動(dòng)輔助駕駛功能后, 在車輛前方?jīng)]有障礙物或者不會(huì)與前方車輛發(fā)生碰撞時(shí),Tesla 卻會(huì)進(jìn)行非必要的剎車,以 至于會(huì)給駕駛員帶來(lái)重大的風(fēng)險(xiǎn)。僅 2021 年 5 月到 2022 年 2 月,NHTSA 就收到 354 起 針對(duì) 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(jué)技術(shù)的作用受到了很大的質(zhì)疑。
Arbe 的 4D 毫米波雷達(dá)問(wèn)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(dá)能將探測(cè)范圍擴(kuò)大至 300 米,實(shí)現(xiàn)對(duì)行人、自行車和摩托車 等小型實(shí)體的準(zhǔn)確檢測(cè)和跟蹤。相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)只能在平面上生成少量點(diǎn),4D 毫米 波雷達(dá)通過(guò)增加俯仰角探測(cè)功能來(lái)繪制立體空間中的點(diǎn)云圖,這與激光雷達(dá)效果相似。該 雷達(dá)通過(guò)高動(dòng)態(tài)的分辨率,能將目標(biāo)解析地更加清楚以支持決策系統(tǒng),同時(shí)還可以將攝像 頭和激光雷達(dá)“引導(dǎo)”到潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,這一能力將大大提高安全性能。 HW4.0 硬件系統(tǒng)預(yù)計(jì)相比于 HW3.0 系統(tǒng)而言將迎來(lái)全面的升級(jí)。傳感器方面或?qū)⒃黾?4D 毫米波雷達(dá),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(jí)更新。綜合以上的信息,預(yù)計(jì) 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(gè)接口增至 12 個(gè)攝像頭接口。具體變 化為前擋風(fēng)位置的前置三目攝像頭變?yōu)殡p目,增加 1 顆位于前保險(xiǎn)杠處前向攝像頭,1 顆 備用攝像頭,前向感知攝像頭從 120 萬(wàn)像素提升到了 500 萬(wàn)像素。增加 4D 毫米波雷達(dá) 傳感器以及配套用于防止毫米波雷達(dá)在寒冷天氣無(wú)法正常工作的雷達(dá)加熱器。 ②內(nèi)核處理器方面,HW4.0 CPU 內(nèi)核從 12 個(gè)增加到 20 個(gè),最大頻率 2.35GHz,默認(rèn) 頻率 1.37Ghz,TRIP 內(nèi)核數(shù)量從 2 個(gè)增加到 3 個(gè),最大頻率 2.2GHz。③神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器方面,HW4.0 NPU 芯片封裝面積增大,供電部分加強(qiáng),HW4.0 功耗大 概是 HW 3.0 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 度。
1.2. 其余車廠及 Tier1:已上市/2023 年有交付計(jì)劃
4D 毫米波雷達(dá)在中高端車型及自動(dòng)駕駛服務(wù)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(dá)情況,整體來(lái)看車廠布局較為激進(jìn),價(jià)格在 40 萬(wàn)元以下的理想車 型和價(jià)格在 70 萬(wàn)以上的寶馬車型、以及通用收購(gòu)的 Cruise 自動(dòng)駕駛服務(wù)車均于近兩年完 成了 4D 毫米波雷達(dá)布局。同時(shí)大陸、采埃孚等汽車 Tier-1 巨頭基本完成對(duì)該領(lǐng)域的布局。
2. 4D 毫米波雷達(dá):“3D+高度”實(shí)現(xiàn)四維感知,“專用集成” 為量產(chǎn)優(yōu)解毫米波雷達(dá)目前是車用探測(cè)雷達(dá)中最為主要的探測(cè)器件,內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理如下:全集 成毫米波雷達(dá)芯片的基本架構(gòu)包括****機(jī)、接收機(jī)、雷達(dá)信號(hào)源等射頻毫米波組件,中頻 處理、A/D 轉(zhuǎn)換等基帶處理模擬組件,微控制器、數(shù)字信號(hào)處理等數(shù)字組件。其工作過(guò)程 主要為:雷達(dá)通過(guò)天線****特定波形的電磁波,在有效輻射范圍內(nèi)被目標(biāo)截獲,目標(biāo)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(dá)接收,并通過(guò)放大,信號(hào)處理 等過(guò)程最終計(jì)算出目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的位置,移動(dòng)速度,方位等信息。
傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)是進(jìn)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(dá)頻 段為 77Ghz-81Ghz,較高的頻率能夠使毫米波雷達(dá)獲得更高的分辨率,利用毫米波對(duì)于 X 向回波的信號(hào)解析,測(cè)算出準(zhǔn)確的目標(biāo)距離,精度可以在 10cm 以內(nèi)。同時(shí)利用毫米波雷 達(dá)左右兩側(cè)的雷達(dá)回波天線,形成左右側(cè)回波差,回波差經(jīng)過(guò)計(jì)算得出相位差,利用相位 差可以得到左右側(cè)距離差,即角分辨率。同時(shí)利用探測(cè)物運(yùn)動(dòng)形成的多普勒效應(yīng),可以準(zhǔn) 確計(jì)算出物體的移動(dòng)速度。形成多普勒像,最終得到物體的運(yùn)行速度,分布圖像。
增加高度維度數(shù)據(jù)解析后,具備“高清”特質(zhì)的毫米波雷達(dá),被稱為成像雷達(dá),或者 4D 毫米波雷達(dá)。“4D”是指在原有距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對(duì)目標(biāo)的高度維數(shù)據(jù)解 析,能夠?qū)崿F(xiàn)“3D+高度”四個(gè)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(biāo)的輪廓、類別、行為。
2.1. 工藝迭代:4D 毫米波雷達(dá)受益集成度提高、小型化和低成本迭代趨勢(shì)
伴隨毫米波雷達(dá)的半導(dǎo)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(lái)車載毫米波雷達(dá)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(shì),將成為未來(lái)毫米波雷達(dá) 射頻芯片的主流工藝。
進(jìn)一步集成:針對(duì)近距離場(chǎng)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(hào)處理模塊集成在芯片上,進(jìn)一步降低了 系統(tǒng)成本,封裝天線(AoP)技術(shù)消除了對(duì)高頻基板材料的需求,并降低了成本、制造復(fù)雜性 和大概 30%的布板空間。TI 的 AoP 技術(shù)利用倒裝芯片封裝技術(shù)將天線放置在無(wú)塑封基板上, 防止因天線穿過(guò)塑封材料時(shí)產(chǎn)生損耗而降低效率并導(dǎo)致雜散輻射。使用多層基板可進(jìn)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(chǎn)品上市時(shí)間、降低功率損耗的優(yōu)勢(shì)。
Arbe 的 4D 毫米波雷達(dá)集成射頻芯片組+專用處理芯片,價(jià)格持續(xù)大幅下跌,我們認(rèn)為未 來(lái) 4D 毫米波雷達(dá)將受益工藝集成化趨勢(shì)成本進(jìn)一步下降,在各類車型中持續(xù)滲透。Arbe 預(yù)計(jì) 2021-2025 年其 4D 毫米波雷達(dá)芯片組產(chǎn)品單價(jià)將從 1333 美元降至 111 美元,年均 對(duì)應(yīng) 2022-2025 年同比降幅分別達(dá) 80.5%/27.2%/31.6%/14.3%。
2.2. 技術(shù)趨勢(shì):級(jí)聯(lián)技術(shù)為量產(chǎn)主流,專用集成、虛擬孔徑技術(shù)打開(kāi)想象空 間
通過(guò)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(dá)主要技術(shù)趨勢(shì),當(dāng)前主要 有級(jí)聯(lián)、單芯片集成和算法虛擬孔徑三種技術(shù)路線。4D 毫米波雷達(dá)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(shù),通過(guò) MIMO 天線陣列實(shí)現(xiàn)的,該陣列能夠生成大量的虛擬通道,與雷 達(dá)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(chǎn)應(yīng)用角度對(duì)比來(lái)看,級(jí)聯(lián)技術(shù)相對(duì)成熟,為當(dāng)下主流技術(shù)。但單純的級(jí)聯(lián)技 術(shù)受尺寸、成本制約無(wú)法無(wú)限制提升性能。算法虛擬孔徑及單芯片集成技術(shù)處于發(fā)展初期, 還需量產(chǎn)驗(yàn)證,Arbe 公司方案作為集成芯片技術(shù)的代表,產(chǎn)品方案性價(jià)比高,位居當(dāng)前市場(chǎng)前列,我們認(rèn)為有望近期量產(chǎn)。
各方案從通道數(shù)量&成本對(duì)比來(lái)看,專用芯片集成方案實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后在性價(jià)比方面優(yōu)勢(shì)異常 顯著。Arbe 和 Mobileye 公司方案通道數(shù)量最多,跨度廣,對(duì)應(yīng)為專用芯片集成技術(shù)。博 世、大陸等公司方案通道數(shù)集中在 192,對(duì)應(yīng)為射頻芯片級(jí)聯(lián)技術(shù),同為使用級(jí)聯(lián)技術(shù)的 華為公司通道數(shù)更多,達(dá) 288。價(jià)格方面看,Arbe 的產(chǎn)品幾乎達(dá)到了最低價(jià)格和最高通道 數(shù),量產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格在 100 美元-150 美元,極具性價(jià)比。
1、級(jí)聯(lián)方案:當(dāng)下主流&基礎(chǔ)技術(shù)
級(jí)聯(lián)方案將英飛凌、德州儀器、NXP 等公司的 77G 和 79G 標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)芯片(MMIC 芯片) 通過(guò)二級(jí)聯(lián)/四級(jí)聯(lián)/八級(jí)聯(lián)增加實(shí)體天線 MIMO(接收天線數(shù)量與****天線數(shù)量相乘后得 到的虛擬通道數(shù))。二級(jí)聯(lián),就是將 2 個(gè) 3T4R 的芯片聯(lián)在一起,組成 6T8R;四級(jí)聯(lián),就 是將 4 個(gè) 3T4R 芯片聯(lián)在一起,組成 12T16R,形成 192 個(gè)虛擬接收通道。 優(yōu)劣勢(shì):方案的優(yōu)勢(shì)是前期開(kāi)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(shí)運(yùn)算會(huì)提高功耗)、信噪比不夠(多個(gè) MMIC 芯片之間存在串?dāng)_)、 算法適配等問(wèn)題。同時(shí),多片級(jí)聯(lián)方案 PCB 板的層級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各芯片之間有大量中頻信號(hào)需要同步。
代表廠商與應(yīng)用趨勢(shì):如大陸的 ARS 540 即為四級(jí)聯(lián),納瓦電子的 18T24R 產(chǎn)品為 6 級(jí)聯(lián)。 博世、采埃孚、Waymo、華為,均采用的是級(jí)聯(lián)的方式。目前國(guó)內(nèi)有不少?gòu)S商依托于 TI4D 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)方案進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn),以達(dá)到更好的角度分辨率,級(jí)聯(lián)方案來(lái)搭建 4D 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)已成為當(dāng)下的主流技術(shù)。
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(guò)形成 ASIC 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)增加天線數(shù)、 提高分辨率。同時(shí),隨著虛擬通道數(shù)的增加,傳統(tǒng)的處理器無(wú)法解決毫米波雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào) 處理和數(shù)據(jù)處理,專用毫米波雷達(dá)處理器芯片可以使毫米波雷達(dá)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(kāi)發(fā)的 4D 毫米波雷達(dá) RFIC 芯片,集成了 48 個(gè)****和接收器,擁有超過(guò) 2300 個(gè)虛 擬信道。
優(yōu)劣勢(shì):集成芯片優(yōu)勢(shì)是可將 4D 毫米波雷達(dá)的體積大大縮小,并能以市場(chǎng)上每通道最低 的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的射頻性能。但集成芯片方案的實(shí)現(xiàn)難度也要比級(jí)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(wèn)題、解決降 低功耗、散熱問(wèn)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(duì)特定場(chǎng)景的個(gè)別參數(shù)配置,但不能對(duì)功能做大幅度的調(diào)整。 應(yīng)用案例:以色列 Arbe 公司開(kāi)發(fā)出了目前最大的 48 發(fā) 48 收級(jí)聯(lián)雷達(dá)系統(tǒng)方案,其虛擬 通道數(shù)可以達(dá) 2304。
3、虛擬孔徑:算法加持下角分辨率呈數(shù)量級(jí)提升
虛擬孔徑成像技術(shù),是指基于現(xiàn)有的芯片,在級(jí)聯(lián)的方式上再通過(guò)獨(dú)特的虛擬孔徑成像軟 件算法和天線設(shè)計(jì)做成高倍數(shù)虛擬 MIMO,以達(dá)到在原來(lái)物理天線數(shù)基礎(chǔ)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(dá)的波形是單頻、 重復(fù)、非自適應(yīng)的,產(chǎn)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(yīng)的相位調(diào)制(調(diào)頻+調(diào)相+調(diào)幅),每根接收天線在不同時(shí)間產(chǎn)生不同的相位響應(yīng), 然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和外推,創(chuàng)造一個(gè)“虛擬孔徑”,進(jìn)而使角分辨率呈數(shù)量級(jí)地提升。 優(yōu)劣勢(shì):虛擬天線技術(shù)徹底解決了困擾車載毫米波雷達(dá)界幾十年來(lái)只能用增加實(shí)體天線數(shù) 量提高角分辨率的難題,可使產(chǎn)品在角分辨率大幅度提升的同時(shí)成本被控制在合理水平。 虛擬孔徑成像技術(shù)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(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)處理能 力也提出了更高的要求。
應(yīng)用案例:傲酷提供的 4D 毫米波雷達(dá)的信號(hào)處理算法,在采用虛擬孔徑成像技術(shù)后,在 分辨率上,單芯片就可以達(dá)到別的各公司四級(jí)聯(lián)產(chǎn)品的效果,二級(jí)聯(lián)可達(dá)到別的公司六級(jí) 聯(lián)的效果。2021 年 10 月,傲酷自主研發(fā)的 4D 毫米波雷達(dá) AI 算法被安霸收購(gòu)。
2.3. 下游應(yīng)用:2025 年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域空間有望超 110 億美元,場(chǎng)景多元快 速滲透
2.3.1. 自動(dòng)駕駛領(lǐng)域:短、中、遠(yuǎn)程雷達(dá)全面覆蓋車內(nèi)外感知應(yīng)用
Arbe 預(yù)計(jì) 2025 年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 110 億美金。在車用領(lǐng)域,毫米波 雷能感知車外的環(huán)境,分為短程、中程、遠(yuǎn)程雷達(dá),提供盲點(diǎn)識(shí)別(BSD)、自適應(yīng)巡航 控制(ACC)、自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)等輔助駕駛功能。 同時(shí)毫米波雷達(dá)還可用于對(duì)車內(nèi)人員狀況的感知,包括人員的有無(wú)、位置,甚至呼吸速率 等生命體征。加特蘭基于 AiP 開(kāi)發(fā)的艙內(nèi)檢測(cè)雷達(dá)參考設(shè)計(jì),能夠在車輛停穩(wěn)落鎖后對(duì)車 內(nèi)物體進(jìn)行感知。如果有小朋友或者寵物,毫米波雷達(dá)能夠通過(guò)感知其呼吸或是肢體運(yùn)動(dòng), 探測(cè)到車內(nèi)存在生命體,從而及時(shí)告警,避免事故發(fā)生。
除自動(dòng)駕駛外,毫米波雷達(dá)在工業(yè)及航空航天&國(guó)防領(lǐng)域亦有廣闊市場(chǎng),4D 毫米波雷達(dá) 已向農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等多領(lǐng)域滲透。根據(jù) Arbe 預(yù)測(cè),至 2025 年,毫米波雷達(dá)在工業(yè)和航空 航天&國(guó)防領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 170 億美元。2021 年,Arbe 公司宣布與瑞典公司 Qamcom 合作,將自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)的 4D 毫米波雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于主流新興垂直行業(yè)—— 卡車運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)、建筑業(yè)以及配送業(yè)。
毫米波雷達(dá)穿透性好,能夠監(jiān)測(cè)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(zhì),避免環(huán)境光線干擾,通過(guò)多普勒效應(yīng)可以感知到任何微小的 移動(dòng),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(shí)胸腔微小的位移。 由此毫米波雷達(dá)可以被應(yīng)用在存在監(jiān)測(cè)、生命體征的監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景,能夠穿透衣物,利用算 法實(shí)現(xiàn)對(duì)人體呼吸、心跳、手勢(shì)、是否跌倒等的監(jiān)測(cè)。 兼具有隱私保護(hù)性,毫米波雷達(dá)被用于居家監(jiān)測(cè)、健康監(jiān)測(cè)。由于毫米波雷達(dá)安裝隱蔽, 功耗低,避免了傳統(tǒng)家用攝像頭對(duì)隱私保護(hù)性差,無(wú)法監(jiān)測(cè)衛(wèi)生間等環(huán)境的缺點(diǎn),受到科 技企業(yè)居家監(jiān)測(cè)和健康監(jiān)測(cè)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(cè)、健康監(jiān)測(cè)的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。德州 儀器推出 60GHz 的毫米波雷達(dá) 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(píng)估套件。英飛凌推出了 BGT60TR13C,解析度約達(dá) 到 3cm,具有較高的信噪比,檢測(cè)范圍在 10m 以內(nèi)可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)人員的存在感知、追蹤, 心跳監(jiān)測(cè)等功能。
智能家居解決方案引入毫米波雷達(dá)。華為、小米、三大運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)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(dá) AI 傳感器, 具有人體總區(qū)域存在檢測(cè)、人體子區(qū)域存在檢測(cè)、人體離床回床檢測(cè)、人體穿越虛擬墻檢 測(cè)等功能。
2.3.3. 安防領(lǐng)域:歐美機(jī)場(chǎng)安檢已普及應(yīng)用,自動(dòng)化生產(chǎn)安全保障
毫米波安檢 4D 毫米波雷達(dá)被用于機(jī)場(chǎng)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(guò)****大帶寬信號(hào)并接收由人體及其表面附屬物反射的回波 信號(hào),采用復(fù)雜的全息三維信號(hào)處理獲得毫米級(jí)高分辨率人體雷達(dá)圖像,利用目標(biāo)散射特 性、幾何特征或極化特征等信息檢測(cè)和識(shí)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(guó) L3、德國(guó) R&S 等國(guó)外毫米波安檢品牌已在美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、荷蘭、 澳大利亞、日本等全世界范圍機(jī)場(chǎng)部署大量設(shè)備用于旅客人身安檢,特別是在歐美的主要 機(jī)場(chǎng)毫米波雷達(dá)已作為安檢通道的普及型設(shè)備。
意大利 INXPECT 公司還基于毫米波雷達(dá)技術(shù)生產(chǎn)用于先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人系統(tǒng)的安 全系統(tǒng)。安全雷達(dá)系統(tǒng)可以在有灰塵,碎屑,煙霧和灰塵等惡劣條件下檢測(cè)到危險(xiǎn)區(qū)域中 操作員、參觀人員的進(jìn)入和存在,并暫停機(jī)器工作直到?jīng)]有人處于危險(xiǎn)區(qū)域,確保工廠運(yùn) 行的安全等級(jí)。2021 年,寶馬集團(tuán)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(dá)系統(tǒng)。
我們從性能、價(jià)格角度對(duì)傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)、4D 毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)進(jìn)行了對(duì)比,認(rèn)為 (1)相比于傳統(tǒng)毫米波雷達(dá),4D 毫米波雷達(dá)能夠帶來(lái)靜止識(shí)別、橫向移動(dòng)檢測(cè)、高度識(shí) 別、相鄰物區(qū)分和隱藏車輛探測(cè)等性能突破。(2)4D 毫米波雷達(dá)能更好彌補(bǔ)激光雷達(dá)速 度、距離測(cè)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(dá)在使用性能上和 低線激光雷達(dá)接近,成本是其 1/10 左右。(4)市場(chǎng)規(guī)模方面,毫米波雷達(dá)有望成為規(guī)模 最大、且增速最高的傳感器市場(chǎng)。
3.1. VS 傳統(tǒng)毫米波雷達(dá):高度識(shí)別和探測(cè)性能全面突破
天線配置“升級(jí)”帶來(lái)靜止識(shí)別、橫向移動(dòng)檢測(cè)、高度識(shí)別、相鄰物區(qū)分和隱藏車輛探測(cè) 等性能突破。4D 毫米波雷達(dá)配有縱向天線,且天線數(shù)量更多,除能測(cè)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(dá)傳感器相比,4D 毫米波雷達(dá) 能夠測(cè)量空間距離,還能夠計(jì)算水平和俯仰方向的到達(dá)角。此外,它的角度分辨率達(dá)到亞 度(<1 度)級(jí)別,而使用傳統(tǒng)汽車?yán)走_(dá)只能達(dá)到 5 至 8 度的分辨率。4D 毫米波雷達(dá)還增 加了多模工作的獨(dú)特功能,也就是在從近處到最遠(yuǎn) 300 米處的所有距離上同時(shí)檢測(cè)目標(biāo)。
從與攝像頭融合角度來(lái)看,4D 毫米波雷達(dá)可以為攝像頭提供更多冗余。在長(zhǎng)距探測(cè)、多 普勒測(cè)距、高分辨率等攝像頭方案缺陷方面具有更強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。
4D 毫米波雷達(dá)是驅(qū)動(dòng)毫米波雷達(dá)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的重要產(chǎn)品。伴隨自動(dòng)駕駛等級(jí)提升,傳 統(tǒng)毫米波雷達(dá)應(yīng)用增長(zhǎng)放緩/停滯,L2+和 L4-5 級(jí)別均為 0-4 顆,4D 毫米波雷達(dá)需求高增, 從 2-7 顆增長(zhǎng)到 6-10 顆。攝像頭需求量保持較高幅度的應(yīng)用增長(zhǎng),激光雷達(dá)自 L4-5 級(jí)別 才開(kāi)始放量。
3.2. VS 激光雷達(dá):性能與成本權(quán)衡下的更優(yōu)選擇
性能上看:毫米波雷達(dá)獨(dú)有優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)激光雷達(dá)不足,4D 毫米波雷達(dá)優(yōu)勢(shì)更加顯著 激光雷達(dá)具有超精確角度分辨率適用 3D 測(cè)繪,但速度估算和遠(yuǎn)程檢測(cè)能力有限。激光雷 達(dá)的主要差異化特性是低至 0.1 度級(jí)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(cè)量的高分辨率,這要?dú)w功于它使用極短的波長(zhǎng)和脈沖。這些優(yōu)勢(shì)使得激光 雷達(dá)非常適合高分辨率的 3D 環(huán)境測(cè)繪,能夠精確地檢測(cè)空間、邊界和汽車自身定位。但 是,激光雷達(dá)與攝像頭傳感器具有一些相同的缺點(diǎn)。與雷達(dá)傳感器相比,激光雷達(dá)估算速 度和遠(yuǎn)程檢測(cè)物體的能力非常有限。此外,激光雷達(dá)易受惡劣天氣和路況條件的影響,為 了應(yīng)對(duì)穩(wěn)定性和維護(hù)挑戰(zhàn),將會(huì)產(chǎn)生更高的成本。 毫米波雷達(dá)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是具備精確的速度和距離測(cè)量能力且不受惡劣天氣和環(huán)境影響。激 光雷達(dá)使用稀疏激光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)場(chǎng)景,而雷達(dá)能夠無(wú)縫探測(cè)場(chǎng)景。在較遠(yuǎn)的距離上,如 果目標(biāo)位于邊界清晰的激光束之間,激光雷達(dá)可能漏過(guò)小目標(biāo)。這些因素使得雷達(dá)成為適 合長(zhǎng)距離工作的更可靠傳感器。雷達(dá)的檢測(cè)范圍已經(jīng)擴(kuò)展,今后可能達(dá)到 300 米以上,遠(yuǎn) 高于攝像頭和大多數(shù)激光雷達(dá)傳感器能夠提供的距離。此外,與攝像頭和激光雷達(dá)不同, 雷達(dá)可在所有天氣和光照條件下可靠工作。惡劣天氣條件帶來(lái)的環(huán)境污垢或水滴折射不會(huì) 影響雷達(dá)工作。雷達(dá)在毫米波頻率下工作,也可以穿過(guò)介電材料(例如汽車保險(xiǎn)杠)**** 信號(hào),因此它不需要開(kāi)放的窗口來(lái)收發(fā)信號(hào),從穩(wěn)定性和美觀的角度來(lái)看,它都是更好的 選擇。
在汽車上配備 4D 毫米波雷達(dá),可以進(jìn)行傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的決策,相對(duì)激光雷達(dá) 優(yōu)勢(shì)更加凸顯,例如確定駕駛通過(guò)某個(gè)隧道是否安全,或者是否可以安全地繞過(guò)車道上的 障礙物。憑借這些先進(jìn)功能,在惡劣天氣和路況條件下,4D 毫米波雷達(dá)能夠?yàn)閿z像頭和 激光雷達(dá)傳感器提供冗余或備份。使用 4D 毫米波雷達(dá),我們可在最大 300 米的距離外檢 測(cè)、區(qū)分、追蹤多個(gè)靜止或移動(dòng)的目標(biāo),即便目標(biāo)相互間距離很近也能做到。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 攝像頭和激光雷達(dá)傳感器的檢測(cè)范圍。
從安裝成本上看,4D 毫米波雷達(dá)全面升級(jí),部分指標(biāo)近似達(dá)到 16 線激光雷達(dá)性能,但成 本僅為激光雷達(dá)十分之一,更易被整車廠和消費(fèi)者接受。4D 高清雷達(dá)有靜態(tài)障礙物目標(biāo) 分類以及探測(cè)距離長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),可在惡劣天氣情形下作為“主雷達(dá)”,成本大約在 150-200 美元之間,遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)的價(jià)格區(qū)間。 根據(jù)恩智浦對(duì) OEM 的評(píng)估,2021 年,小規(guī)模應(yīng)用的激光雷達(dá)的成本是帶有四個(gè)級(jí)聯(lián)雷達(dá) 收發(fā)器的 12-TX 和 16-RX 成像雷達(dá)的十倍左右。雖然激光雷達(dá)和雷達(dá)的成本都將隨著時(shí) 間推移而下降,但預(yù)期到 2030 年,即便激光雷達(dá)將在高級(jí)自動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)景中得到一定規(guī) 模應(yīng)用,其成本仍然是雷達(dá)的兩倍。 因此我們認(rèn)為 4D 毫米波雷達(dá)是較為經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的車載雷達(dá)“標(biāo)配方案”,從成本和性能 角度看,有望對(duì)低線激光雷達(dá)形成替代,與高線激光雷達(dá)形成互補(bǔ),后續(xù)或?qū)⒃诟黝愜囆?中逐步滲透放量。
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(jí)的智能電動(dòng)汽車架構(gòu)是大勢(shì)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(dòng)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(qiáng) 大的算法和完善的周邊感知能力,并且沒(méi)有傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的負(fù)擔(dān),是一個(gè)由電池和管理系 統(tǒng)組成的“巨形智能手機(jī)”,需由軟件定義。 4D 毫米波雷達(dá)相比于傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)而言,更加需要軟件算法提供支撐。4D 毫米波雷達(dá) 的天線數(shù)量增加,分辨率上升,能更有效地解析出的目標(biāo)的輪廓、類別、行為,因此 4D 毫米波雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)量大幅增加,更加需要強(qiáng)大的軟件算法對(duì)點(diǎn)云中的大量信息進(jìn)行分析, 過(guò)濾干擾,甄別出有價(jià)值的信息。此外,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的定義是“點(diǎn)目標(biāo)”,而 4D 毫米波對(duì)目標(biāo)的定義是“擴(kuò)展目標(biāo)”,需要軟件算法對(duì)信號(hào)處理后的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,分類,整理出最終可以讓自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)進(jìn)行判斷的數(shù)據(jù),這使得兩者的信號(hào)處理、點(diǎn) 云處理架構(gòu)都不盡相同,4D 毫米波雷達(dá)的軟件算法的復(fù)雜程度也較高。
攝像頭與 4D 毫米波雷達(dá)具有很強(qiáng)性能互補(bǔ)性,軟件算法可完美融合兩者優(yōu)點(diǎn)。攝像頭傳 感器可以提供百萬(wàn)像素的分辨率,大幅提升目標(biāo)識(shí)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(shí)度與可靠性會(huì)受到嚴(yán)重影響,此外,攝像頭能夠測(cè) 量的距離和速度的精度也有限,因此需要 4D 毫米波雷達(dá)對(duì)此進(jìn)行彌補(bǔ)。而多傳感器融合 技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)這一功能,通過(guò)這一技術(shù)中的軟件算法,可以更好的將兩者收集到的數(shù)據(jù)進(jìn) 行融合解析,得到更加豐富的信息,提高自動(dòng)駕駛的可靠性。 當(dāng)前軟件算法主流技術(shù)包括前融合和后融合。前融合技術(shù)指的是一類對(duì)融合后的多維綜合 數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè) 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(chǔ)上,開(kāi)發(fā)自己的感知算法,最后會(huì)輸出一個(gè)結(jié)果層的物體。 后融合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是先通過(guò)每個(gè)傳感器各自獨(dú)立處理生成的目標(biāo)數(shù)據(jù),當(dāng)所有傳感器 完成目標(biāo)數(shù)據(jù)生成后,再由主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
從 4D 毫米波雷達(dá)與攝像頭的融合方案來(lái)看,后融合技術(shù)可基本滿足需求,未來(lái)軟件算法 還會(huì)更多使用和發(fā)展可靠性更高的前融合技術(shù)。信號(hào)級(jí)的融合是對(duì)視覺(jué)和雷達(dá)傳感器 ECU 傳出的數(shù)據(jù)源進(jìn)行融合。信號(hào)級(jí)別的融合數(shù)據(jù)損失最小,可靠性最高,但需要大量的運(yùn)算。 圖像級(jí)融合是以視覺(jué)為主體,將雷達(dá)輸出的整體信息進(jìn)行圖像特征轉(zhuǎn)化,然后與視覺(jué)系統(tǒng) 的圖像輸出進(jìn)行融合,目標(biāo)級(jí)融合對(duì)視覺(jué)和雷達(dá)輸出進(jìn)行綜合可信度加權(quán),配合精度標(biāo)定 信息進(jìn)行自適應(yīng)的搜索匹配后融合輸出?,F(xiàn)階段后融合技術(shù)已經(jīng)基本滿足需求,且前融合 實(shí)現(xiàn)難度大,存在理論體系、聯(lián)合標(biāo)定方法不成熟等問(wèn)題,因此當(dāng)前使用前融合技術(shù)的必 要性不強(qiáng),未來(lái)多傳感器“前融合”或?yàn)橼厔?shì),能夠降低整個(gè)感知架構(gòu)的復(fù)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。
當(dāng)前,大多數(shù)車企并不具備毫米波雷達(dá)算法能力,主要由雷達(dá)廠商提供。長(zhǎng)期以來(lái),傳統(tǒng) 毫米波雷達(dá)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(duì)于車企而言, 他們只需將傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)直接輸出感知的結(jié)果與其他傳感器的識(shí)別結(jié)果做融合即可。但 是,相比于傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)僅需要算法做簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)聚類處理而言,4D 毫米波雷達(dá)對(duì)算 法要求更高,需要算法做目標(biāo)分類,因此實(shí)現(xiàn)難度更大,相應(yīng)的技術(shù)壁壘也更高,通常是 由算法公司或算法很強(qiáng)的硬件科技公司來(lái)做,車企難以進(jìn)行自主研發(fā)。 以 Arbe 解決方案為例,軟件算法方面,其推出了首個(gè) 2K 高分辨率 4D 毫米波雷達(dá)開(kāi)發(fā)平 臺(tái),Tier 1 和 OEM 廠商可以利用該平臺(tái),進(jìn)行自動(dòng)駕駛感知能力軟件算法的迭代,可提供 實(shí)時(shí)聚類、追蹤、自定位、過(guò)濾錯(cuò)誤警報(bào)、實(shí)時(shí)推斷車速和定位、追蹤/分類視野內(nèi)的物體 并識(shí)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(shì),可使 4D 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)提供詳細(xì)的圖像,并且能以超高的水平和垂直 分辨率,對(duì)較寬視場(chǎng)范圍內(nèi)的數(shù)百個(gè)物體進(jìn)行分離、識(shí)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。
4. 產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)空間:產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值或全面提升,或?yàn)橐?guī)模最大& 增速最快的車用賽道4.1. 產(chǎn)業(yè)鏈:上游 PCB&芯片升級(jí)共同為 T1 及主機(jī)廠貢獻(xiàn)價(jià)值增量
4D 毫米波雷達(dá)產(chǎn)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(guān)企業(yè),中游包括成品 4D 毫米波雷達(dá)的生產(chǎn)企業(yè),下游則為 主機(jī)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(guó)內(nèi)方面,加特蘭是 CMOS 工藝毫米波雷達(dá)芯片 開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者。 上游 PCB 環(huán)節(jié):PCB 材料是雷達(dá)傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵器件,對(duì)于毫米波雷達(dá)傳感器的不同 PCB 設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)的滬電股份、生益電子等。 中游 4D 毫米波雷達(dá)供應(yīng)商環(huán)節(jié):國(guó)外主要為大陸、采埃孚、安波福等傳統(tǒng) Tier 1,Waymo、 Mobileye 等科技巨頭,和 Arbe、傲酷等初創(chuàng)公司。國(guó)內(nèi)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。
4.2. 價(jià)值量拆解:射頻前端 MMIC 為核心組成,價(jià)值量全面提升
從毫米波雷達(dá)價(jià)值量占比來(lái)看,從高到低依次為軟件算法、射頻前端 MMIC、信號(hào)處理芯 片和 PCB。 算法:50% 國(guó)內(nèi)雷達(dá)算法測(cè)量精度和范圍具有一定局限性,而國(guó)外算法受專利保護(hù),價(jià)格 非常昂貴,成本占比約 50%。 射頻前端 MMIC:25% 包括****機(jī)、接收機(jī)及信號(hào)處理器,****機(jī)用于生成射頻信號(hào),接 收機(jī)將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào),信號(hào)處理器從低頻信號(hào)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****天線,負(fù)責(zé)電信號(hào)與毫米波信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換,成本占 比約 10%。毫米波雷達(dá)天線的主流方案是微帶陣列,簡(jiǎn)單說(shuō)將高頻 PCB 板集成在普通的 PCB 基板上實(shí)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(hào)強(qiáng)度。77Ghz 雷達(dá) 更高規(guī)格的高頻 PCB 板,77GHz 雷達(dá)的大范圍運(yùn)用將帶來(lái)相應(yīng)高頻 PCB 板的需求。 信號(hào)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(dāng)前 4D 毫米波雷達(dá)單顆價(jià)值量預(yù)計(jì)由 70-80 美元提升至 150-250 美元。相對(duì)傳統(tǒng)毫米波 雷達(dá),4D 毫米波雷達(dá)的主流技術(shù)方案收發(fā)器增多、天線 MIMO 增加、算力要求高,77Ghz 雷達(dá)催化更高規(guī)格的高頻 PCB 板需求,帶來(lái)了各核心組成部分價(jià)值量的提升。
4.3. 空間測(cè)算:預(yù)計(jì) 2030 年全球市場(chǎng)規(guī)模超 160 億美元
全球市場(chǎng)來(lái)看,毫米波雷達(dá)或?yàn)橐?guī)模最大,增速最快的車用傳感器市場(chǎng)。根據(jù) Arbe,到 2025 年,自動(dòng)駕駛的毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 110 億美元,2020-2025CAGR 達(dá) 21%, 攝像頭的 CAGR 為 8%,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模為 60 億美元。
中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看,蓋世汽車研究院預(yù)測(cè),伴隨著自動(dòng)駕駛的逐步滲透,預(yù)計(jì)到 2025 年車載 毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 263 億元,4D 毫米波雷達(dá)是重要增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。根據(jù) Yole Développement 預(yù)測(cè),4D 毫米波雷達(dá)將首先出現(xiàn)在豪華轎車和自動(dòng)駕駛出租車上,這會(huì) 帶來(lái) 5.5 億美元以上的投資,并在 2020 年至 2025 年間以 124%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)。 據(jù)賽博汽車公眾號(hào)報(bào)道,2022 年是毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)化替代窗口期的第一年,楚詠焱預(yù)測(cè), “2023 年將是爆發(fā)式增長(zhǎng)的一年”。
全球 4D 毫米波雷達(dá)市場(chǎng)測(cè)算關(guān)鍵假設(shè):
1)汽車銷量:根據(jù)中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)預(yù)測(cè) 2020-2025 中國(guó)乘用車銷量 CAGR 為 4.13%, 2025-2035CAGR 為 2.92%,我們預(yù)計(jì) 2025/2030 年乘用車銷量分別為 2323/2683 萬(wàn)臺(tái)。根 據(jù)蓋世汽車社區(qū),2021 年度中國(guó)乘用車銷量達(dá) 2148.2 萬(wàn)臺(tái),根據(jù)車家號(hào),2021 年度全球 乘用車銷量達(dá) 8105 萬(wàn)臺(tái),大約為國(guó)內(nèi) 4 倍水平,故我們預(yù)計(jì) 2025/2030 年全球乘用車銷 量分別為 8759/10115 萬(wàn)臺(tái)。
2)智能汽車滲透率:根據(jù) IHS Markit,中國(guó) 2025 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲 透率分別達(dá) 31.4%、23.5%、35.1%、8.5%、1.5%,中國(guó) 2030 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng) 駕駛滲透率分別達(dá) 7%、11%、51%、20%、11%。我們認(rèn)為中國(guó)自動(dòng)駕駛發(fā)展速度大致與全 球水平一致,故預(yù)計(jì)全球 2025 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲透率分別達(dá) 31.4%、 23.5%、35.1%、8.5%、1.5%。2030 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲透率分別達(dá) 7%、 11%、51%、20%、11%。
3)4D 毫米波雷達(dá)滲透率:我們認(rèn)為 4D 毫米波雷達(dá)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(yù)測(cè) 2023/2025/2030 4D 前向毫米波雷達(dá)滲透率分別達(dá)到 4%/20%/80%,角向毫米波雷達(dá)滲透率分別達(dá)到 1%/5%/50%。
4)價(jià)格****:①我們認(rèn)為伴隨以 Arbe、Mobileye 廠商為代表的芯片集成方案供應(yīng)商產(chǎn)品 量產(chǎn)上車,4D 毫米波雷達(dá)成本將大幅下探。根據(jù) Arbe 官網(wǎng),其預(yù)計(jì) 2024/2025 年產(chǎn)品銷 量將達(dá) 129.6 萬(wàn)個(gè)/280.9 萬(wàn)個(gè),Mobileye 預(yù)計(jì)其產(chǎn)品 2025 年預(yù)計(jì)能夠量產(chǎn)。②復(fù)盤傳統(tǒng) 毫米波雷達(dá)價(jià)格****,伴隨工藝迭代產(chǎn)品價(jià)格下降顯著,預(yù)計(jì)伴隨 4D 毫米波雷達(dá)遵循同 樣邏輯價(jià)格下降。結(jié)合上述原因以及 Arbe 公司對(duì) 4D 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品降價(jià)趨勢(shì)的預(yù)測(cè),我 們預(yù)測(cè) 2023/2025/2030 年價(jià)格將分別下降 20%、12%、2%。
5)毫米波雷達(dá) BOM 拆分:根據(jù)蓋世汽車,毫米波雷達(dá)射頻部分占比約 45%,其中 MMIC (25%)、PCB(10%)、信號(hào)處理芯片(10%),后端算法占比達(dá) 50%。
結(jié)論:根據(jù)我們測(cè)算,2023/2025/2030 年全球車載 4D 毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá) 31762/159300/1615627 萬(wàn)美元,即 3.18/15.93/161.56 億美元。對(duì)應(yīng)射頻芯片市場(chǎng)規(guī)模分 別達(dá) 14293/71685/727032 萬(wàn)美元,對(duì)應(yīng)后端算法市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá) 15881/79650/807814萬(wàn)美元。
5.1. 國(guó)際廠商:4D 技術(shù)推動(dòng)下國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局或迎來(lái)重塑
5.1.1. 整機(jī)/整機(jī)方案供應(yīng)商:新進(jìn)入廠商或?qū)Q道超車
傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)市場(chǎng)集中度較高,傳統(tǒng) Tier 1 廠商幾乎壟斷市場(chǎng),在 4D 產(chǎn)品方面布局較 快。從傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,截至 2022 年底,TOP3 分別是博世、大陸、安波 福,CR3 達(dá) 67.1%,CR6 達(dá) 94.9%。大陸、采埃孚、安波福三家均有產(chǎn)品在 2021 和 2022 這 兩年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
技術(shù)革新下的產(chǎn)品能力或成為核心競(jìng)爭(zhēng)力,4D 毫米波雷達(dá)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者主要有三大類。 有大陸、采埃孚、安波福等傳統(tǒng) Tier 1,有 Waymo、Mobileye 及華為等科技巨頭,還有 Arbe、傲酷、森思泰克、納瓦電子、幾何伙伴等諸多初創(chuàng)公司。從產(chǎn)品角度看,高分辨率 雷達(dá)的 2025 年自動(dòng)駕駛車用市場(chǎng)規(guī)模為 20 億美元,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要相對(duì) 4D 毫米波雷達(dá)更激 烈(參與者更多、市場(chǎng)空間更?。?,同時(shí),高清成像提升了對(duì)視覺(jué)處理器的要求,英偉達(dá)、 Mobileye 和 Ambarella 為三個(gè)主要頭部競(jìng)爭(zhēng)者。
Arbe 超大陣列+專用處理器方案在通道性能和量產(chǎn)成本方面領(lǐng)先,贏得換道超車機(jī)遇。從 產(chǎn)品通道數(shù)來(lái)看,Arbe 和 Mobileye 產(chǎn)品有最大通道數(shù),進(jìn)而展現(xiàn)出更好的 4D 產(chǎn)品性能。 處理器方面,Arbe 和 UHNDER 均為專用處理器方案,故整車廠對(duì)其價(jià)格有較高的接受程 度。綜合來(lái)看,Arbe48*48 超大陣列方案在大幅提升了產(chǎn)品性價(jià)比,同時(shí)開(kāi)發(fā)的專用處理 器具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。
Arbe 公司總結(jié):專注于超高性價(jià)比 4D 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的初創(chuàng)公司
我們對(duì) Arbe 公司的高管背景、發(fā)展歷程、經(jīng)營(yíng)預(yù)期進(jìn)行了復(fù)盤。公司具有行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn) 品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),和較強(qiáng)的業(yè)績(jī)表現(xiàn)。認(rèn)為主要因其(1)管理團(tuán)隊(duì)背景豐富,為其專用射頻 芯片和處理器芯片研發(fā)、產(chǎn)品銷售提供較強(qiáng)支持。公司多個(gè)管理層來(lái)自 DSP、微軟、TI 等, 具備全面豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。(2)持續(xù)長(zhǎng)期的研發(fā)投入和市場(chǎng)開(kāi)拓,打造產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力并迅 速向各國(guó) Tier 1 廠商布局推廣。(3)積極進(jìn)行下游拓展非自動(dòng)駕駛領(lǐng)域業(yè)務(wù)并取得訂單。 管理團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富,聯(lián)合創(chuàng)始人為公司 CEO。公司多個(gè)管理層來(lái)自 DSP、微軟、TI 等,具 備全面豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。為其專用射頻芯片和處理器芯片研發(fā)、產(chǎn)品銷售提供較強(qiáng)支持。
從公司發(fā)展歷程來(lái)看,公司成立以來(lái)技術(shù)路線明確、注重產(chǎn)業(yè)鏈上下游的開(kāi)拓。2015 年 成立以來(lái),分別順利經(jīng)歷了產(chǎn)品送樣、訂單接受和訂單交付(合作整車廠開(kāi)始生產(chǎn))。期 間不斷擴(kuò)展與各國(guó) T1 供應(yīng)商的合作,上游 global foundries 保證穩(wěn)定供應(yīng)。下游向農(nóng)業(yè)、 卡車、港口運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域拓展。
下游應(yīng)用蓬勃發(fā)展+持續(xù)高研發(fā)投入支持公司業(yè)績(jī)高增和遠(yuǎn)期業(yè)績(jī)放量。Arbe2021 年實(shí)現(xiàn) 營(yíng)業(yè)收入 2.249 百萬(wàn)美元,同比+577%。2020 及 2021 年公司研發(fā)投入分別為 12.794 百萬(wàn) 美元和 28.564 百萬(wàn)美元,遠(yuǎn)超其營(yíng)收水平。其預(yù)計(jì)至 2025 年,公司將實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 321 百萬(wàn) 美元,其中汽車和機(jī)器人/地面自動(dòng)車輛/工業(yè)和非汽車業(yè)分別占比 63%/31%/6%。
5.1.2. 射頻&處理器芯片:芯片設(shè)計(jì)方案因算法訴求走向分化
雷達(dá)芯片作為毫米波雷達(dá)核心器件,一般主要分為射頻的****、接收芯片和基帶處理芯片。 雷達(dá)芯片在雷達(dá)中屬于上游技術(shù),行業(yè)集中度較高,有英飛凌、恩智浦、飛思卡爾、意法 半導(dǎo)體、德州儀器等芯片巨頭參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 目前汽車毫米波雷達(dá)行業(yè)按芯片種類可分為 DSP 路線和 FPGA 路線兩種,F(xiàn)PGA 方案衍生 于高算力驗(yàn)證訴求。DSP 路線的代表廠商是 TI、恩智浦,F(xiàn)PGA 路線代表廠商是賽靈思。 當(dāng)毫米波雷達(dá)從 3D 轉(zhuǎn)為 4D 后,射頻前段后的數(shù)字信號(hào)處理部分算力需求大大增加,導(dǎo)致 原本用 DSP 方案算力不夠。這種情況下,雷達(dá)廠商為了快速進(jìn)行算法驗(yàn)證,就會(huì)選擇在 FPGA 芯片來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā),而 FPGA 的算力可以支持 4D 毫米波雷達(dá)的量產(chǎn)。例如德國(guó)大陸最 早選用 NXP 芯片,算力不夠轉(zhuǎn)為賽靈思的 FPGA。由于 ASIC 的算法是固化的,且需要經(jīng) 過(guò)漫長(zhǎng)研究,F(xiàn)GPA 的窗口期和生命周期會(huì)變得更長(zhǎng)。短時(shí)間內(nèi) ASIC 可能無(wú)法滿足客戶的 差異化需求。
德州儀器:提供軟硬件一站式解決方案便利后續(xù)開(kāi)發(fā),產(chǎn)品集成度持續(xù)提升。公司芯片設(shè) 計(jì)從提高角分辨率,增加天線數(shù)量的核心要求出發(fā),于 2018 年推出基于 AWR2243 FMCW (調(diào)頻連續(xù)波)單芯片收發(fā)器的4片級(jí)聯(lián)4D毫米波雷達(dá)全套設(shè)計(jì)方案。采用45nm RFCMOS工藝,能夠在 76 至 81 GHz 頻段內(nèi)工作,該器件以極小的尺寸實(shí)現(xiàn)高度集成,探測(cè)距離> 220 米,可區(qū)分附近的大小目標(biāo)。 德州儀器提供收一站式發(fā)器平臺(tái)解決方案包,如參考硬件設(shè)計(jì)、軟件驅(qū)動(dòng)程序、示例配置、 API 指南和用戶文檔等,同時(shí)提供片級(jí)聯(lián)方案,能大大降低開(kāi)發(fā)成本,同時(shí)因打造了集成 度更高的天線片上集成(AoP)芯片,極大降低了用戶的開(kāi)發(fā)成本。華為、蘇州豪米波等 國(guó)內(nèi)外多個(gè)毫米波雷達(dá)企業(yè)均基于該芯片開(kāi)發(fā)各自的 4D 毫米波雷達(dá)。 恩智浦:公司有豐富的芯片處理器芯片矩陣,保證雷達(dá)近、中、遠(yuǎn)距離探測(cè)以支持 ADAS 系統(tǒng)。2022 年初發(fā)布的處理器 S32R45 可以一直擴(kuò)展到第五級(jí)的自動(dòng)駕駛技術(shù),2021 年末 推出的 S32R41 也能夠支持 L2+先進(jìn)的傳感器 4D 毫米波雷達(dá)。有了這些芯片組,還有毫米 波 S32R45 和 S32R41 的處理器,保證了恩智浦雷達(dá)的性能。目前恩智浦的雷達(dá)產(chǎn)品,既可 以做近距離的環(huán)境測(cè)繪,又可以做中距離的檢測(cè)。不僅可以感知環(huán)境當(dāng)中的汽車,也可以 感知 150 米以外的自行車或摩托車,甚至 300 米以外出現(xiàn)了別的車輛落下的貨物也能夠及 時(shí)感知。
英飛凌:車用 77GHz 雷達(dá)芯片市占率 2/3,4D 毫米波雷達(dá)進(jìn)展略為緩慢。英飛凌 2020 年 初,英飛凌宣布與美國(guó)傲酷合作,進(jìn)入車規(guī)級(jí) 4D 毫米波雷達(dá)市場(chǎng);同年 7 月,在英飛凌 汽車電子開(kāi)發(fā)者大會(huì)上,英飛凌繼續(xù)表示,下一步會(huì)推出點(diǎn)云成像毫米波雷達(dá)芯片。其推 出的 RXS816xPL 系列芯片可滿足 4D 毫米波雷達(dá)需求,支持在單個(gè)設(shè)備中執(zhí)行雷達(dá)前端的 所有功能,從 FMCW 信號(hào)調(diào)理到生成數(shù)字接收數(shù)據(jù)輸出;滿足了從 AEB 到自動(dòng)駕駛中的 高分辨率雷達(dá)等關(guān)鍵型應(yīng)用的 77-79 GHz 雷達(dá)的需求;能夠探測(cè)和識(shí)別 300 米范圍內(nèi)的物 體。
賽靈思:ARM Cortex-A53 處理子系統(tǒng)和 UltraScale +可編程邏輯,是業(yè)界唯一單芯片自適 應(yīng)射頻平臺(tái)。公司 2019 年初推出 Zynq UltraScale+ RFSoC 系列 FPGA。后續(xù)第二、三代 Zynq UltraScale+ RFSoC 具有更高的射頻性能及更強(qiáng)的可擴(kuò)展能力,分別最高支持到 5GHz 和 6GHz,從而滿足新—代 5G 部署的關(guān)鍵需求。同時(shí),還可支持針對(duì)采樣率高達(dá) 5GS/S 的 14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和 10GS/S 的 14 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行直接 RF 采樣,二者的 模擬帶寬均高達(dá) 6GHz,具有低時(shí)延優(yōu)勢(shì)。 此外,Arbe 的專用芯片通過(guò)將多發(fā)多收天線集成在一顆芯片中,形成 ASIC 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)增 加天線數(shù)、提高分辨率。為匹配 2300 通道信號(hào)處理需求,處理器芯片也專用處理器方案。 大大提升了算力和算法支撐。
5.1.3. PCB 材料:廣泛布局支持車規(guī)應(yīng)用
Rogers(羅杰斯):羅杰斯是世界領(lǐng)先的材料供應(yīng)商,高頻 PCB 業(yè)務(wù)涉及全球毫米波廠商。 在汽車應(yīng)用領(lǐng)域,其提供了高性能電路層壓板材料,包括各種電力電子的電路材料、射頻 (RF)與毫米波電路材料,幫助汽車電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者進(jìn)入高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) 安全和車對(duì)車(V2X)通信系統(tǒng)的快車道。此外,根據(jù)美國(guó) Prismark 2021 年全球覆銅板相 關(guān)統(tǒng)計(jì),高頻 CCL 領(lǐng)域,羅杰斯以 55%的占比位列全球排名第一,且其高頻 PCB 業(yè)務(wù)涉及 全球毫米波雷達(dá)廠商,其中代表性產(chǎn)品有 RO3003G2 高頻陶瓷填充 PTFE 層壓板、RO4830 熱固性層壓板等。
Isola(伊索拉):Isola 為汽車和運(yùn)輸行業(yè) PCB 設(shè)計(jì)提供了可靠且高性價(jià)比的材料。Isola 開(kāi)發(fā)了工程師所需的具有卓越熱耐久性的材料,通過(guò)專利填料技術(shù),在工作溫度和熱循環(huán) 性能方面滿足或超過(guò)最苛刻的客戶要求。同時(shí) Isola 成功開(kāi)發(fā)出極具成本效益的 PTFE 和其 他商用微波層壓材料的替代品,應(yīng)用于先進(jìn)的汽車和運(yùn)輸安全和駕駛員輔助系統(tǒng)。
松下:松下在高速覆銅板領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位,客戶群體龐大。根據(jù)美國(guó) Prismark 2021 年 全球覆銅板相關(guān)統(tǒng)計(jì),在高速 CCL 領(lǐng)域,松下電工以 35%的占比位列全球排名第一。其推 出的“無(wú)鹵素超低傳輸損耗多層基板材料”,適用于毫米波段天線,面向車載毫米波雷達(dá) 和 5G 無(wú)線通信****,已于 2021 年量產(chǎn),同時(shí)作為芯板的覆銅層壓板(R-5515)也已列 為系列產(chǎn)品,可根據(jù)設(shè)計(jì)需求分別使用??蛻舴矫妫竞献鲗?duì)象包括森思泰克、天馬、 華聯(lián)電子、鳳凰光學(xué)、京東方等。
5.2. 國(guó)內(nèi)廠商:預(yù)計(jì)新產(chǎn)品供應(yīng)/研發(fā)進(jìn)展順利,深度受益國(guó)際合作
5.2.1. 整機(jī)/整機(jī)方案供應(yīng)商:多家已發(fā)布機(jī)型/取得訂單
我們看好國(guó)內(nèi)毫米雷達(dá)波廠商依托原有技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)合作,有望深度受益產(chǎn)品迭代下成 本降低和量產(chǎn)趨勢(shì)。從國(guó)內(nèi)公司行業(yè)進(jìn)展來(lái)看,其多已發(fā)布 4D 毫米波雷達(dá)樣機(jī)并與國(guó)內(nèi) 車企達(dá)成合作。主要整機(jī)廠商包括經(jīng)緯恒潤(rùn)(Arbe 合作協(xié)議),威孚高科(Arbe 合作協(xié) 議),楚航科技(國(guó)產(chǎn)初創(chuàng)公司),聯(lián)合光電(4D 毫米波雷達(dá)研發(fā)中)。
經(jīng)緯恒潤(rùn):是中國(guó)領(lǐng)先的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)一級(jí)供應(yīng)商。2022 年其被山東日照港選中,將 向其提供基于 Arbe 芯片組的感知雷達(dá)。該雷達(dá)已經(jīng)部署在中國(guó)一汽的卡車以及無(wú)人搬運(yùn) 車上,為車輛提供了自動(dòng)駕駛能力、高級(jí)感知和真正的安全性。首批搭載 Arbe 芯片組的 卡車將在山東日照港開(kāi)始運(yùn)營(yíng),未來(lái)預(yù)計(jì)會(huì)拓展至更多港口。 威孚高科:中國(guó)汽車市場(chǎng)的知名生產(chǎn)廠商,是中國(guó)汽車零部件三十強(qiáng)企業(yè)?;?Arbe 芯 片組制造的完整系統(tǒng)進(jìn)入測(cè)試送樣階段,交付后將進(jìn)行道路測(cè)試。計(jì)劃于 2022 年底實(shí)現(xiàn) 全面量產(chǎn)。威孚高科是 Arbe 在中國(guó)的合作企業(yè)。
聯(lián)合光電:布局全資子公司發(fā)力智能駕駛業(yè)務(wù),具備 4D 毫米波雷達(dá)供應(yīng)能力。公司于 2019 年成立全資子公司中山聯(lián)合汽車技術(shù)有限公司,重點(diǎn)開(kāi)拓智能駕駛領(lǐng)域業(yè)務(wù),專注于該領(lǐng) 域相關(guān)產(chǎn)品(如車載鏡頭、毫米波雷達(dá)及相關(guān)產(chǎn)品、車內(nèi)投影及 AR-HUD 相關(guān)產(chǎn)品等) 的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等。截至 2023 年初,公司的毫米波雷達(dá)及相關(guān)產(chǎn)品、AR-HUD 相關(guān)產(chǎn)品、車內(nèi)投影產(chǎn)品已獲得多家新能源汽車廠商定點(diǎn)。目前的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品品種有 角雷達(dá)、車路協(xié)調(diào)雷達(dá)、車內(nèi)生命體征探測(cè)雷達(dá)、4D 毫米波雷達(dá)等。 楚航科技第六代雷達(dá)方案已經(jīng)成形,預(yù)計(jì) 2025 年左右落地,在第六代雷達(dá)的研發(fā)布局上, 楚航科技與華為是國(guó)內(nèi)唯二兩家走在前面的企業(yè)。產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)上看,第六代雷達(dá)迭代的 主要方向是縮小體積、降低成本,以及提升性能。在下一代產(chǎn)品上,楚航科技會(huì)與合作方 做芯片定制化開(kāi)發(fā)。 華域汽車是市場(chǎng)上最早一批可量產(chǎn)的成像雷達(dá)的公司之一。公司 4D 成像毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn) 對(duì)友道智途相關(guān)項(xiàng)目的小批量供貨。正在基于恩智浦 S32R45 平臺(tái)開(kāi)發(fā) 4 片 MMIC 級(jí)聯(lián) 4D 毫米波雷達(dá),這一雷達(dá)可以達(dá)到 350 米的距離,水平和俯仰實(shí)現(xiàn) 1 度和 2 度的分辨率,F(xiàn)OV 可以進(jìn)一步擴(kuò)展到正負(fù) 75 度,盲區(qū)可以進(jìn)一步縮小。
5.2.2. 射頻&處理器芯片:加特蘭設(shè)計(jì)領(lǐng)先
加特蘭:公司于 2022 年末發(fā)布毫米波雷達(dá) SoC 芯片全新系列產(chǎn)品——Alps-Pro 與 Andes, 其中 Andes 支持 4D 毫米波雷達(dá)應(yīng)用。 Alps-Pro 芯片具有更高性能、高可靠性、高性價(jià)比特點(diǎn)。芯片集成了 4T4R、76–81 GHz 的 FMCW 收發(fā)前端系統(tǒng)、高速 ADC、支持雷達(dá)信號(hào)全處理流程的基帶加速器、雙核處理 器、網(wǎng)絡(luò)安全引擎,支持 CAN、CAN-FD、100 Mbps 以太網(wǎng)接口,且在 4 發(fā) 4 收占空比 為 50%的情況下,典型功耗僅有 1.8 W。前向雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn) 240 米的探測(cè)距離,角度精 度為±0.1°,最高水平分辨率可達(dá)到 3°。有著更強(qiáng)性能的 Alps-Pro 將更好地滿足 L2+級(jí) 智能駕駛的要求。 Andes 芯片采用 22 nm 制程的 4T4R SoC 芯片,多核 CPU,含 DSP(數(shù)字信號(hào)處理器) 與 RSP(雷達(dá)信號(hào)處理器)滿足 ASIL-B & AEC-Q100 Grade 1 要求。在功能上,擁有的超 強(qiáng)算力,可實(shí)現(xiàn)高吞吐率的數(shù)據(jù)處理與高級(jí)算法;靈活的架構(gòu),可滿足不同使用場(chǎng)景與波 形需求;便捷的調(diào)試,能實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)化;以及頂級(jí)的網(wǎng)絡(luò)安全模塊,可適應(yīng)日益增長(zhǎng) 的安全需求。
5.2.3. PCB 材料:深耕汽車業(yè)務(wù),已步入 4D 供應(yīng)鏈
滬電股份:滬電股份與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)合作,持續(xù)深耕 4D 車載雷達(dá)的研發(fā)。其是大陸和博 世的板材供應(yīng)商,目前已就 24GHz 和 77GHz 高頻雷達(dá)用 PCB 產(chǎn)品與國(guó)際頂尖廠商 Schweizer 開(kāi)展合作,且其持有 Schweizer 19.74%股權(quán)。汽車板是公司重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一,占公 司 PCB 營(yíng)收 25%左右,目前主要向 Tier1 類汽車電子廠商提供產(chǎn)品,亦有部分產(chǎn)品直接供 給終端新能源汽車品牌廠商。在客戶方面,巨頭云集,包括華為、Tesla、比亞迪、寧德時(shí) 代、中興、諾基亞、愛(ài)立信、微軟、亞馬遜、思科等通訊互聯(lián)網(wǎng)和汽車巨頭。在具體產(chǎn)品 方面,應(yīng)用于 4D 車載雷達(dá)、自動(dòng)駕駛域控制器等領(lǐng)域的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。針對(duì)新一代 4D 車載雷達(dá)的垂直互聯(lián)線路板技術(shù)正在研發(fā)。
生益科技(子公司生益電子):生益科技是國(guó)內(nèi)外眾多著名 PCB 廠家的指定供應(yīng)商,在毫 米波雷達(dá)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。公司是全方位覆蓋的產(chǎn)品戰(zhàn)略,銷售產(chǎn)品 99%由自主研發(fā), 產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,大部分產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,是國(guó)內(nèi)外眾多著名 PCB 廠家的 指定供應(yīng)商。根據(jù)美國(guó) Prismark 2021 年全球剛性覆銅板統(tǒng)計(jì)和排名,公司剛性覆銅板銷 售總額全球排名第二。在客戶方面,公司主導(dǎo)產(chǎn)品已獲得華為、中興、博世、聯(lián)想、索尼、 飛利浦等國(guó)際知名企業(yè)的認(rèn)證,擁有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),產(chǎn)品銷美洲、歐洲、韓國(guó)、日本、 東南亞等世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。在具體產(chǎn)品方面,其子公司生益電子目前公司已經(jīng)向客戶 提供包含 4D 毫米波雷達(dá)產(chǎn)品在內(nèi)的多種高級(jí)輔助智能駕駛產(chǎn)品,毫米波雷達(dá)材料陸續(xù)獲 得一些汽車終端客戶的材料認(rèn)證項(xiàng)目認(rèn)證,且已有一些項(xiàng)目已進(jìn)入小批量量產(chǎn)雷達(dá)階段。 未來(lái),公司將持續(xù)加大在汽車專線的投入,以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的汽車 PCB 訂單需求。
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