毫米波雷达是一种使用天线发射波长 1-10mm、频率 24-300GHz 的毫米波作为放射波的雷达传感器,通过处理目标反射信号获取汽车与其他物体相对距离、相对速度、角度及运动方向等物理环境信息。
相较于摄像头和激光雷达等车载传感器,毫米波雷达具有独特的优势。1)集成度高,受外界环境影响小:毫米波波长介于厘米波及光波之间,兼具微波制导和光电制导的优点,与微波导引头相比,毫米波导引头体积小、重量轻、集成度高,与红外导引头相比,毫米波导引头穿透烟雾能力强,且具备一定反隐身能力,可全天候全天时工作;2)测量精度高:毫米波频率高,多普勒效应显著,距离和速度测量精度高(可达厘米级别),此外,毫米波雷达可在小天线口径下获得窄波束,细节分辨能力强、被截获性低、抗干扰能力强;3)性价比较高:毫米波雷达探测距离约为 200m,相较于激光雷达,#毫米波雷达#的成本很低,可以在自动驾驶汽车上大规模推广应用。
目前,77GHz 雷达由于其体积较小,更容易实现单芯片的集成,且具有更高的识别精度、更高的信噪比以及更强的穿透能力,已经成为毫米波雷达行业的主流。在另一方面,根据美国 FCC 和欧洲 ESTI 规划,24GHz 的宽频段(21.65-26.65GHz)在 2022 年过期。因此,随着规模的扩大和成本的进一步下降,77GHz 将成为毫米波雷达未来市场的发展趋势。
(1)产业链及相关公司
1)上游
毫米波雷达的产业链上游包括MMIC单片微波集成电路、基带数字信号处理芯片、天线高频PCB板。硬件成本占比约50%,每一部分均存在技术壁垒,国内厂商处于追赶的状态。毫米波雷达的核心部件为MMIC芯片和天线PCB板。
MMIC:MMIC电路中核心芯片目前基本来自恩智浦(NXP)、英飞凌、德州仪器(TI)等海外芯片设计公司。MMIC成本占比达到约25%左右。
天线高频PCB板:目前雷达天线高频PCB板由沪电股份、罗杰斯、Isola、施瓦茨、松下电工、雅龙等少数公司掌握。国内大多数高频PCB板厂商暂无技术储备,只能根据图纸代加工,元器件仍需国外进口。天线高频PCB板成本占比达到约10%左右。
基带数字信号处理器:高端DSP芯片和FPGA芯片主要被国外企业垄断,DSP芯片供应商有飞思卡尔、英飞凌、亚德诺半导体、意法半导体等公司,FPGA芯片供应商有赛灵思、阿尔特拉、美高森美、莱迪思等公司。数字信号处理器成本占比达到约10%左右。
2)中游
主要是毫米波雷达生产企业,软件成本占比达到50%。中游企业主要进行毫米波雷达算法研发。算法需要大量数据支持,研发投入需求较大,是雷达性能的决定性因素之一。毫米波雷达生产国外企业包括博世、大陆、电装Denso、海拉、富士通Fujitsu、采埃孚天合TRW等。国内企业包括保隆科技、德赛西威、雷科防务、华域汽车、加特兰等。
(2)竞争格局
从毫米波雷达的市场格局来看,由海外企业占据核心技术与主要份额。全球市场主要由博世、大陆集团、天合汽车集团、法雷奥、海拉、德尔福、电装、奥托立夫、富士通等厂商占据。77GHz毫米波雷达技术主要掌握在博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司手中。国内企业技术不断成熟已经加入市场竞争。
(3)市场规模及趋势
全球毫米波雷达市场快速增长。据中商产业研究院统计,2015 年全球车载毫米波雷达市场规模为 19.4 亿美元,在自动驾驶技术的推动下,市场规模逐年增加,预计到 2020年将超过 50 亿美元。据 Yole 公司预计,到 2022 年全球车载毫米波雷达的市场空间将达到 75 亿美元,6 年 CAGR 将达到 25%;出货量方面,预计到 2020 年,全球车载毫米波雷达出货量将接近 7000 万颗。
根据亿欧汽车与中研网的数据,2020年我国毫米波雷达的市场规模为180亿元。根据高工智能汽车研究院数据,2021年1-11月国内上市新车搭载前向/角毫米波雷达上险量为1186.91万颗,同比增长44.55%。
国内外毫米波雷达市场仍将保持快速增长。现阶段大多数智能化程度更高的汽车采用4个短距毫米波雷达+1个长距毫米波雷达的装配模式,未来毫米波雷达的单车搭载量将随着汽车智能化的发展而不断攀升。