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          一文看懂車載毫米波雷達產業鏈

          發布時間:2021-09-02
            毫米波雷達是測量被測物體相對距離、現對速度、方位的高精度傳感器,早期被應用于軍事領域,隨著雷達技術的發展與進步,毫米波雷達傳感器開始應用于汽車電子、無人機、智能交通等多個領域。
            目前各個國家對車載毫米波雷達分配的頻段各有不同,但主要集中在24GHz和77GHz,少數國家(如日本)采用60GHz頻段。由于77G相對于24G的諸多優勢,未來全球車載毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz頻段(76-81GHz)。
            一、車載毫米波雷達的原理
            車載毫米波雷達通過天線向外發射毫米波,接收目標反射信號,經后方處理后快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環境信息(如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等),然后根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類,進而結合車身動態信息進行數據融合,最終通過中央處理單元(ECU)進行智能處理。經合理決策后,以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員,或及時對汽車做出主動干預,從而保證駕駛過程的安全性和舒適性,減少事故發生幾率。
            毫米波雷達工作路徑簡圖
            根據輻射電磁波方式不同,毫米波雷達主要有脈沖體制以及連續波體制兩種工作體制。其中連續波又可以分為FSK(頻移鍵控)、PSK(相移鍵控)、CW(恒頻連續波)、FMCW(調頻連續波)等方式。
            二、毫米波雷達PCB板材、芯片、成品雷達市場格局
            2.1、芯片(MMIC)
            毫米波雷達的核心芯片來自國外廠商,幾乎被他們壟斷。從毫米波雷達芯片國內外企業的市場占有率來看,目前國際市場主要被恩智浦(NXP)、英飛凌、德州儀器(TI)等芯片設計公司占據。

            國內的毫米波雷達芯片業目前還未形成規模。毫米波芯片是涉及學科范圍非常廣的高難度工程,國內企業在以下兩個方面還與國外大公司有一定的差距:
            ●芯片核心技術積累少,創新應用基本由國外巨頭引領;
            ●差異化產品創新、品牌信譽度還有待進一步提升。
            隨著我國集成電路產業化進程的加快,國內芯片設計企業已經開始布局毫米波雷達領域。
            清華大學、清能華波等單位在毫米波雷達芯片領域有著深厚的積累,東南大學毫米波國家重點實驗室已完成8mm波段混頻器、倍頻器、開關、放大器等單功能芯片的研制,目前正在開展單片接收/發射前端的設計與研制;國內24GHz/77GHz MMIC關鍵技術也在不斷獲得突破,其中由意行半導體自主研發的24GHz SiGe雷達射頻前端MMIC套片,率先實現了國內該領域零的突破,現已實現量產和供貨。去年,加特蘭微電子發布了其國內首款77GHz CMOS車載毫米波雷達收發芯片。南京米勒也正在研發雷達MMIC。
            長期以來,在國家項目、企業合作和社會資本的通力支持下,部分企業已經完成了毫米波雷達全集成核心芯片的研發,并逐步進入產業化進程,毫米波雷達核心芯片將會在未來3到5年之內逐步實現部分自主可控。
            2.2、雷達天線高頻PCB板材
            雷達拆解示意圖
            其中這一片就是天線陣列,如下圖所示:
            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板的巨大需求。
            PCB天線的性能對于這些車載雷達系統來說至關重要,它們需要向目標發射并幾乎瞬間接收如目標是另一輛車的反射信號。關鍵的PCB天線性能參數包括增益,方向性和效率,低損耗電路材料對于獲得良好的PCB天線性能至關重要。 PCB天線的長期可靠性也非常重要,因為這些緊湊型天線及其高頻收發電路同時還必須可持續不間斷地工作(當車輛運行時),并能在更具挑戰性的操作環境——商業機動車輛——上可靠地運行。
            目前雷達天線高頻PCB板由滬電股份、Rogers(羅杰斯)、Isola、Schweizer(施瓦茨,目前滬電股份持有公司19.74%股權)等少數公司掌握。國內高頻PCB板廠商暫無技術儲備,只能根據圖紙代加工,仍需國外進口。國內的滬電股份是大陸和博世的PCB板材供應商。
            2.3、全球毫米波雷達主要供貨廠商分布
            2.3.1、國外主要毫米波供應商
            美國、歐洲和日本在車載雷達技術和研究方面處于領先地位。
            從競爭格局來看,全球毫米波雷達市場被博世(Bosch)、大陸集團(Continental)、天合汽車集團(TRW)、法雷奧(Valeo)、海拉(Hella)、德爾福(Delphi)、電裝(Denso)、奧托立夫(Autoliv)、富士通(Fujitsu)等廠商壟斷,77GHz毫米波雷達,只有博世、大陸、德爾福、電裝、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。
            目前中國24GHz雷達市場主要由法雷奧(Valeo)、海拉(Hella)和博世(Bosch)主導,合計出貨量占總出貨量的60%以上;中國77GHz雷達主要由大陸集團(Continental)、博世(Bosch)和德爾福(Delphi)主導,合計出貨量約占總出貨量的80%。
            1、德國博世(Bosch)集團
            德國博世(Bosch)集團,主要從事汽車與智能交通技術、工業技術、消費品和能源以及建筑技術等產業,是全球第一大汽車技術供應商。1995年博世首次量產MEMS傳感器,如今擁有超過1000項MEMS相關的專利。博世每年投入研發資金4億歐元,研發自動駕駛所需的幾乎全部傳感器,包括攝像頭、毫米波雷達、激光雷達和高精度地圖。博世在全球毫米波雷達供應商排行榜上高居第一,主要提供長距雷達和中距雷達。Bosch的毫米波雷達主要以77GHz為主。
            2、德國大陸(Continental)集團
            德國大陸(Continental)集團創始于1871年,也是一家具有百年歷史的跨國性企業集團,世界領先的汽車配套產品供應商之一。大陸集團主要從事汽車輪胎生產,也涉足剎車和汽車系統的制造,2006年收購美國摩托羅拉公司的汽車電子事業部,2007年并購德國西門子威迪歐汽車股份公司,從而踏足汽車電子化產業領域。大陸集團在毫米波雷達領域與博世并駕駛齊驅,兩家公司毫米波雷達的市場份額超過40%。大陸集團在毫米波雷達產品方面既有24GHz也有77GHz,是戴姆勒集團 77G 毫米波雷達的主要供應商,產品系列包括 ARS300,ARS400,SRR200 三種。
            3、德爾福(Delphi)
            德爾福(Delphi)是全球領先的汽車與汽車電子零部件及系統技術供應商,產品幾乎涵蓋了現代汽車零部件工業的主要領域,為客戶提供全面的產品與系統解決方案。德爾福公司在1995年以前是通用汽車公司的零部件子公司,1995年與通用分家之后,德爾福成為一家完全獨立的公司,并且在世界范圍內處于領先地位。德爾福的毫米波雷達以77GHz為主,采用較為傳統的硬件方案,成本比較高,性能不俗。
            4、奧托立夫(Autoliv) 
            奧托立夫(Autoliv)是一家瑞典企業,成立于1956年, 主要產品為汽車電子安全系統,座椅安全帶系統以及電子控制單元,汽車方向盤系統等。目前在世界上28個國家有80多家生產工廠,同時有20個碰撞試驗中心,及13個全球研發中心。隨著自動駕駛的發展,奧托立夫在主動安全電子市場細分為三個部分:剎車系統(Braking),主動安全系統(包括雷達、LIDA、攝像頭、ECU、駕駛輔助、駕駛員監測等),約束控制和感知。奧托立夫同時提供24G和77G毫米波雷達產品。
            5、日本電裝(DENSO)公司
            日本電裝(DENSO)公司是世界汽車零部件及系統的頂級供應商,其生產的24GHz亞毫米波汽車后方及側面雷達傳感器,以幫助提升車輛的安全系統。這款傳感器應用于2018款豐田凱美瑞(參數|圖片)車型上。
            6、法雷奧(Valeo)
            法雷奧是一家專業致力于汽車零部件、系統、模塊的設計、開發、生產及銷售的工業集團,是世界領先的汽車零部件供應商之一,在汽車動力總成、節能減排和電子新能源等方面有獨特的經驗與技術優勢。
            7、德國海拉(Hella)集團
            德國海拉(Hella)集團是24GHz毫米波雷達傳感器領域的重要力量,早在2005年,海拉就將其第一代24GHz毫米波雷達傳感器投入批量生產。該類型雷達是輔助駕駛系統的重要傳感設備,具備探測距離遠、精度高且低成本等特點。
            8、天合汽車集團(TRW Automotive Holdings Corp.)
            天合汽車集團(TRW Automotive Holdings Corp.)是全球領先的汽車安全系統供應商,汽車安全系統的先驅和領導者,世界十大汽車零部件供應商之一??偛课挥诿绹苄堇ツ醽?,在全球25多個國家和地區擁有63,000多名員工,2010年銷售額達144億 美元,2012年汽車零部件銷售額為164億美元,為世界財富五百強企業,天合生產制動、轉向、懸掛、乘員安全方面的高科技主、被動安全產品及系統并提供售后市場作業。
            9、美國傲酷(Oculii)公司
            美國傲酷(Oculii)公司是一家提供毫米波雷達及其解決方案的公司,在全球首創了車載4D雷達及高清點云成像雷達。2015年下半年,傲酷推出了世界上第一款商用的24G 4D雷達,針對智能交通應用。2017年下半年,傲酷又推出了77G的4D雷達。目前已經開始小規模量產,接下來準備在國內進行大規模車規量產。由于采用了TI的CMOS單芯片解決方案,其77G 4D雷達可以做到火柴盒大小,是ABCD雷達的一半大小。
            2.3.2、國內主要毫米波供應商
            中國第一批做毫米波雷達的創業企業,大多都成立在2014-2016這幾年,團隊往往是科研背景、軍工背景、或供應商跳槽創業背景。比如海歸派:森思泰克、杭州智波??蒲性核桑盒幸椎?、南京隼眼、蘇州安智、蘇州豪米波。實業轉型派:深圳安智杰、深圳承泰、湖南納雷。還有依萊達、德賽西威、木牛、雷博泰克、深圳卓穎。
            目前國內市場上24GHz毫米波雷達的產品體系已經相對成熟,供應鏈已經相對穩定,24GHz的核心芯片射頻芯片能從英飛凌、飛思(參數|圖片)卡爾等芯片供應商獲得。
            但是,目前在全球范圍內77GHz毫米波雷達芯片并沒有穩定的供應體系,由于相關知識產權與合作協議的原因,英飛凌、飛思卡爾、意法半導體等芯片商對中國并沒有放開77GHz雷達芯片的供應,因此國內77GHz毫米波雷達的開發受到一些限制。
            目前,行易道、德賽西威、森斯泰克等企業已經逐步實現77GHz毫米波雷達的量產,開始和國內整車廠展開合作,并占有了部分的國內市場份額。
            1、北京行易道(77GHz)
            北京行易道創立于2014年,創始人趙捷是中科院電子所的博士,創業前在中科院電子所從事雷達技術開發。2015 年 9 月,行易道成功自主開發了第二代 77GHz 毫米波雷達樣品?,F階段行易道已經研發出國內首個民用 77GHz 汽車雷達以及基于 SAR 的 79GHz 汽車雷達 ,其中非常貼近主流市場的 77GHz 中近程雷達開始量產。目前,行易道出品的77GHz防撞雷達,已經裝配在北汽的無人車上,是我國第一家和主機廠合作的毫米波雷達公司。
            2、德賽西威(24GHz,77GHz)
            德賽西威是中國大型的汽車電子設計與制造企業之一,是中國汽車電子行業創領者, 產品涵蓋車載信息娛樂系統、空調控制器、駕駛信息顯示系統、顯示模組與系統、智能駕駛輔助系統等,廣泛應用于乘用車、商用車、工程機械等領域。
            電咖汽車近日發布全新高端品牌ENOVATE(天際)首款量產車型ME7(參數|圖片),其中德賽西威為其配套四周環視系統和后側毫米波雷達,主要用于實現RPA自動泊車功能。此次德賽西威為電咖汽車配套后側毫米波雷達是其首個公開的毫米波雷達訂單。
            3、深圳安智杰科技(24GHz,77GHz)
            深圳安智杰科技(24GHz,77GHz)是一家以毫米波雷達傳感器為核心產品,專注于傳感器智慧化應用的高科技公司。作為中國本土最早擁有毫米波雷達傳感器核心研發技術、完整設計能力和經驗數據累積的公司之一,安智杰全自主研發出領先的24 GHZ和77GHz毫米波雷達傳感器等產品,并獲得諸多技術專利認證。
            4、華域汽車(24GHz)
            華域汽車(24GHz)系統股份有限公司是上海證券交易所上市公司,公司業務為獨立汽車零部件研發、生產及銷售。華域汽車在24Ghz汽車毫米波雷達研發已積累多年,24GHz后向毫米波雷達產品即將問世,77GHz前向毫米波雷達已完成了原理樣機開發。華域汽車電動系統有限公司2016年的營業收入超過2億元人民幣。公司主要優勢在于24GHz雷達研發已有多年經驗,上市公司資源齊全。
            5、杭州智波科技(24GHz,77GHz)
            杭州智波科技(24GHz,77GHz)成立于2015年底,由幾位德國海歸博士創立,專注于研發高級駕駛輔助系統及無人駕駛系統中的核心器件,是國內獨家掌握車載毫米波雷達整套核心技術的公司。目前,智波科技已推出 24GHz 民用雷達產品,主要應用在無人機當中,并曾在自動駕駛汽車上進行緊急制動的實測。77GHz 的毫米波雷達產品還處在研發階段。
            6、北京木牛領航科技(77GHz)
            北京木牛領航科技(77GHz)有限公司成立于2015年,擁有美國堪薩斯和中國北京兩個研發中心。團隊擁有10年以上雷達研發經驗,曾在中國,美國,歐洲完成多項全球領先的雷達系統設計。木??萍紝W⒂诤撩撞ɡ走_的技術創新和產品落地,于2017年9月正式發布3款領先的下一代77G汽車毫米波雷達產品,為ACC、AEB、BSD、LCA以及自動駕駛提供配套產品和完整方案。
            7、蕪湖森思泰克(24GHz)
            蕪湖森思泰克(24GHz)是一家成立于2015年的毫米波雷達公司,產品涵蓋安防、交通、無人機以及汽車。公司主創始人秦屹博士在英國從事雷達研發和制造十余年,2013年回國創業,團隊中90%以上為碩士以上學歷,80%具有軍工背景。在車載雷達領域,目前已經有24GHz、77GHz、79GHz三個頻段的多個產品。其中24Ghz的側后向雷達已經拿到自主乘用車品牌長豐獵豹的前裝訂單。
            8、南京隼眼科技(77GHz)
            南京隼眼科技(77GHz)始創于2015年4月,專注于77GHz車載毫米波雷達技術研究與應用,對于汽車主動安全駕駛信息系統、汽車輔助自動駕駛系統進行開發。2015年8月,隼眼科技與國內唯一的研究室——東南大學毫米波國家重點實驗室,成立了汽車技術聯合研究中心,專門針對77GHz毫米波雷達展開研究。
            9、湖南納雷科技(24GHz)
            湖南納雷科技(24GHz)有限公司成立于2012年,專注于毫米波智能傳感器和雷達系列產品的研發、生產和銷售。納雷科技建有完整的科研體系和陣容強大的科研隊伍,在毫米波雷達、智能天線等領域開展深入研究,已有24GHz/77GHzMMIC和系列化傳感器以及SRR、LRR電掃描雷達,滿足汽車主動安全和自動駕駛應用,其主要優勢在于中段距離的已經產品化。
            10、沈陽承泰科技(77GHz)
            沈陽承泰科技(77GHz)成立于2015年,致力于無線測試、智能汽車產業的核心技術及器件研發,核心成員基本上是來自于華為。在ADAS雷達領域,沈陽承泰團隊在77G毫米波雷達上取得突破,于2016年正式上市,憑借“CTLRR-100 77G毫米波防撞雷達”榮獲2016年度汽車電子科學技術突出創新產品獎。
            11、Motoreye(77GHz)
            Motoreye(77GHz)全稱深圳卓影科技,成立于2012年7月,由影像DSP領域資深團隊創建,致力于自動駕駛環境感知產業。卓影科技77G毫米波雷達開發正在收尾階段,主要將用于前裝車廠ACC/AEB功能配置上。
            12、蕪湖易來達(77GHz)
            蕪湖易來達(77GHz)雷達科技有限公司成立于2016年12月26日,主要從事汽車毫米波雷達、激光雷達、攝像、汽車智能駕駛輔助系統及相關附件的設計、開發、生產、銷售和服務。2017年,易來達的77G雷達樣品通過了DVP測試和體系檢驗,之后拿到了整車廠2萬多臺的訂單,完成了成立首年生產近1萬臺雷達的目標。
            13、深圳卓泰達(24GHz,77GHz)
            深圳卓泰達(24GHz,77GHz)是深圳迪恩杰的分公司,成立于2009年,是一家以OBD車聯網、汽車防撞預警及汽車周邊電子產品研發、生產、銷售服務為一體的高科技公司。2014年,卓泰達與國內首席軍用雷達博士研發團隊共同開發、設計,研發出國內首創的軍工級領先技術RCC毫米波雷達。2016年1月,卓泰達的RCC毫米波雷達隆重上市。得益于在汽車領域多年深耕,產品已在市場上取得不錯的成績。77GHz RCC雷達已在深圳九州展展出。
            14、蘇州毫米波(24GHz,77GHz)
            蘇州毫米波(24GHz,77GHz)技術有限公司成立于2016年4月,是一家以中組部“國家千人計劃專家”白杰教授、前中科院研究員、海外回國汽車專家為核心組建的高科技創新創業型企業。在車用毫米波雷達傳感器方面,目前蘇州豪米波公司已實現24GHz毫米波雷達的量產,其中前裝市場預計2018年第四季度將啟動,后裝市場通過多家渠道已實現200套/月的銷量。同時加速量產77-81GHz下一代超寬帶毫米波雷達,有望實現彎道超車。
            三、車載毫米波雷達市場發展趨勢
            目前汽車毫米波雷達處于高速發展中,一般支持ADAS功能的汽車會使用2或3個毫米波雷達,全新奧迪A4(參數|圖片)使用5個毫米波雷達,奔馳的S級(參數|圖片)汽車采用7個毫米波雷達,預計未來單車采用毫米波雷達的平均數量將繼續增長。據市場研究機構PlunkeetResearch預測,預計到2020年全球汽車毫米波雷達將近7000萬個,2015-2020年的年均復合增速約為24%。
            2016年,麥姆斯咨詢測算中國汽車預裝毫米波雷達的數量達到105萬個,其中24GHz雷達占比63.8%,77GHz雷達占比36.2%。24GHz雷達現在主要應用于盲點探測(BSD),市場需求來自中國品牌汽車;77GHz雷達主要用于自適應巡航控制系統(ACC),有些公司也將其用于前向碰撞預警(FCW)和自動緊急制動(AEB)。根據中國新車評價規程(C-NCAP),自動緊急制動系統(AEBS)將在2018年納入評分體系,因此77GHz雷達需求將會上升。另外,展望未來,體積更小、探測距離更長的77GHz雷達將會擠壓24GHz雷達的市場空間。
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