当前多传感器融合方案普遍采用激光雷达作为主传感器。
面对国内下游厂商日益加剧的成本压力,4D毫米波雷达正凭借明显的成本优势和已具备的成像能力,加速渗透市场。
车载毫米波雷达是自动驾驶环境感知的重要传感器之一,通过发射和接收毫米波信号,实现环境监测和车辆控制。
随着ADAS的快速普及,未来汽车上毫米波雷达的搭载数量有望大幅增加。据行行查的数据显示,中国车载毫米波雷达市场规模预计将在2026年达到约150亿元的规模。
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毫米波雷达概览
毫米波雷达是自动驾驶汽车的关键感知部件。L2级别的自动驾驶汽车需要配置“1长+4短”共5个毫米波雷达,而L3至L5级别的自动驾驶汽车则需配备“2长+6短”共8个毫米波雷达。
毫米波雷达的工作原理是通过发射并捕捉波长在1nm至10nm之间、频率在30GHz至300GHz之间的毫米波信号,来确定物体的距离、速度和角速度。
传统的3D毫米波雷达仅能实现测角、测距测速等基本功能,且在视角上仅覆盖一个平面,因而导致对静止和低速行驶的目标探测准确率较低,
4D毫米波雷达在此基础上进行明显地升级,增加了俯仰角的测量信息,实现对物体高度的探测,呈现出目标障碍物的立体轮廓。其角度分辨率、速度分辨率都更高,可以产生类似激光雷达点云数据。
4D毫米波雷达适配于各种级别的自动驾驶方案,其引入为自动驾驶系统提供了丰富的感知信息。
长期来看,4D毫米波雷达有望复刻3D雷达的降价节奏,加速汽车上的应用进程,未来或可在偏中低级的辅助驾驶系统中取代低线级激光雷达。
毫米波雷达产业链和竞争格局
毫米波雷达的主要硬件成本由三大关键部分构成:MMIC芯片、天线PCB和DSP。分别占硬件成本的40%、20%和20%。
从市场格局方方面来看,芯片等组件市场主要由国外厂商占据,国内厂商在毫米波雷达的主要元件MMIC芯片和上游元器件领域与国外相比仍有一定差距,但在天线PCB领域已经取得了显著突破,产业链各环节均存在国产替代机遇。
毫米波雷达产业链图示:
MMIC芯片
毫米波雷达MMIC芯片的发展正从GaAs工艺转向SiGe和CMOS工艺。
早期毫米波雷达主要使用GaAs工艺,但成本高且需要多达7-8颗MMIC来构建射频前端。随着SiGe工艺的应用降低了所需射频芯片数量成本也随之下降,推动汽车ADAS系统对毫米波雷达需求的增长。未来更高集成度和更低成本的CMOS工艺有望替代现有工艺。
全球市场格局方面来看,恩智浦(NXP)、英飞凌、德州仪器(TI)等芯片设计公司是主要参与者。国内初创公司如清能华波、意行半导体、加特兰微电子、南京米勒等是毫米波雷达芯片的引领先玩家。
毫米波雷达各环节成本占比:
数字处理器
DSP即数字信号处理技术,DSP芯片是指能够实现这种技术的芯片。DSP芯片是一种强大的微处理器,它能够即时处理数据。
DSP芯片集成了CPU、信号处理单元--如FPGA、DSP和存储单元如SRAM、DDR等。
全球DSP供应商主要包括飞思卡尔、英飞凌、意法半导体、德州仪器等海外厂商;FPGA的主要供应商则为赛灵思、阿尔特拉等海外企业。
天线PCB
毫米波雷达对电路尺寸精度有非常高的要求,使用的板材是专为高频高速应用设计的PCB。
通过微带列阵技术,毫米波雷达可以实现波束的窄化,这也需要将多根天线集成在PCB板上。
毫米波雷达的工作频率较高,因此对电路的尺寸精度也提出了更为严格的要求,必须采用高频板材来制作其PCB。
毫米波雷达的有望为高频PCB市场带来显著的增量。据估算,每辆汽车上毫米波雷达的PCB价值量可达到约150元。
国内头部厂商深南电路、生益科技、沪电股份等企业已经具备高频PCB的量产能力。海外施瓦茨、罗杰斯等厂商也是主要供应商。
沪电股份是大陆汽车和博世公司的PCB板材供应商,还与德国的Schweizer公司在汽车RFPCB领域展开了合作。深南电路和景旺电子具备为车载高频PCB板提供供应的能力。生益科技则量产了用于毫米波雷达的高频高速基板。
毫米波雷达整机龙头梳理
从毫米波雷达整机的市场格局来看,国外厂商在毫米波雷达市场占据领先地位。
尽管行业集中度相对较高,,但还没有形成绝对的垄断。全球毫米波雷达市场份额最大的五家厂商份额均在10%-20%之间。
在前装雷达市场,仍由博世、大陆、电装、安波福、维宁尔、海拉等国际厂商主导,前五大厂商的市场份额超过90%,前装雷达市场较为领先的国产厂商为森思泰克。
和功能安全等级较高的前向雷达相比,角雷达的国产化进展相对较快。
华为、福瑞泰克、森思泰克等国内厂商在角雷达市场占据一定份额。今年1-4月,华为和福瑞泰克均进入了前五大厂商的行列,海康威视的子公司森思泰克也占据了6.5%的市场份额。
国内77GHz毫米波雷达产品较为稀缺。国外77GHz毫米波雷达产品通常不单独向中国销售,只提供全套系统,且价格昂贵一般也不会配备最新产品。
此外,国内在毫米波雷达芯片整体产业仍处于初级发展阶段,国产替代的空间也非常广阔。
整体而言,毫米波雷达市场份额呈现分散化分布,车厂采取分散合作模式,这也为国内厂商提供了国产替代的发展机会。
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