前端收发射频组件主要采用 MMIC 芯片技术,目前主要由海外巨头垄断。目前射频组件的主流方案是单片微波集成电路(MMIC),毫米波雷达成本占比约为 25%。MMIC 芯片具有损耗低、噪声低、频带宽、功率大、抗辐射能力强等优点,可极大简化毫米波雷达结构,降低了毫米波雷达生产成本,利于推动毫米波雷达的广泛使用。
目前国际 MMIC 市场主要由智浦(NXP)、英飞凌、德州仪器(TI)等国外企业垄断,国内芯片设计企业积极布局毫米波雷达领域,力求缩小与行业领先企业的差距,以意行半导体、加特兰微电子为代表的国内企业已完成 MMIC 芯片的研发,逐步进入产业化阶段。
我们认为毫米波雷是自动驾驶的核心传感器之一,具有全天候工作的优点,将在自动驾驶中发挥重要作用。市场规模方面,预计到 2022 年全球毫米波雷达市场规模将达到 160 亿美元,随着技术的成熟以及成本的下降,77GHz 雷达将逐渐取代 24GHz 雷达成为未来毫米波雷达市场的主流。
目前博世、大陆等海外企业占据的毫米波雷达主要市场份额,国内企业近年来加速布局,已经 24GHz 产品方面取得突破,77GHz 产品处于研发过程中。
超声波雷达:自动驾驶的重要辅助传感器
(一)成本优势明显,主要用于自动泊车系统
超声波雷达是自动驾驶领域的重要辅助传感器,不同频率的超声波雷达灵敏度和探测角度均不同,当前主流超声波雷达包括 40kHz、48kHz 以及 58kHz 三种;根据技术方案的不同,超声波雷达可分为模拟式、四线式数位、二线式数位、以及三线式主动数位,随着信号抗干扰能力的逐渐提升,相应的技术难度与价格也逐渐增加;根据水平和垂直探测角度是否相同,超声波雷达还可分为等方性和异方性两种。
主要用于倒车雷达与自动泊车系统。目前市面上的超声波雷达有两种,分别是用于测量汽车前后障碍物的超声波驻车辅助(UPA)超声波传感器以及用于测量侧面障碍物距离的自动泊车辅助(APA)超声波传感器。倒车雷达系统配备有 4 个 UPA 超声波传感器,在此基础上自动泊车系统增加了 4 个 UPA 超声波传感器以及 4 个 APA 超声波传感器,构成前侧后 4+4+4的超声波雷达布局。
价格低廉是最大优势。超声波雷达利用超声波发射装置发出超声波以及接收器收到超声波的时间差来测算障碍物的距离,测距方法较为简单,相应的测距范围也较为有限,无法精准定位障碍物的位置。
但相较于毫米波雷达和激光雷达,超声波雷达价格优势显著,整体成本较低,单个超声波雷达售价约 10-100 元。低技术门槛和低成本为超声波雷达的推广和普及创造了良好的基础条件。
行业规模将保持稳健增长。自动驾驶的普及以及超声波雷达在倒车雷达以及自动泊车系统装载率的提高推动了车载超声波雷达市场的发展。据 P&S Intelligence 数据,2019 年全球车载超声波雷达市场规模超 30 亿美元,市场增速平稳,预计 2020-2030 年全球车载超声波雷达市场规模 CAGR 为 5.1%,到 2030 年,全球市场规模将达 61 亿美元。
据头豹汽车研究院,2014年以来,中国超声波雷达市场规模持续扩张,预计到 2023 年,中国超声波雷达市场规模将超60 亿元。随着自动泊车市场需求的增加以及车型的更新换代,汽车搭载超声波雷达日益提高,据 AI 车库数据,当前国内在售车型的倒车雷达功能渗透率已接近 100%,自动泊车系统渗透率在 2019 年达到了 22%,预计在 2025 年将达到 50%。
(二)国外企业占据主要市场,国内企业已具备成熟技术
博世、法雷奥等海外企业占据超声波雷达主要市场。据恒州博智数据,2018 年,全球超声波雷达市场份额占比前两位依次为法雷奥和博世,两者市占率之和超过 50%。
法雷奥拥有丰富的超声波雷达量产经验,其推出的最新一代自动泊车系统 Park4U,有平行与转角两种模式,可在狭小空间内完成自动泊车过程,目前可为路虎、起亚、大众、途安等众多车企提供相关产品和服务。
博世有超声波雷达、倒车雷达、半自动泊车、全自动泊车等一系列产品线,其推出的第六代超声波雷达将数字信号处理与信号编码结合,在识别范围和识别速度方面均取得了较大进展,可以识别第五代产品无法识别的低矮物体。通过超声波雷达与车载摄像头以及 毫米波雷达的配合,力求实现功能更加完备的 L2 级自动驾驶系统。