毫米波雷達的發(fā)展歷史及供應商

77GHz 正在取代24GHz 成為主流

毫米波雷達是一種使用天線發(fā)射波長1-10mm、頻率24-300GHz 的毫米波（Millimeter Wave，MMW）作為放射波的雷達傳感器。毫米波雷達根據(jù)接收和發(fā)射毫米波的時間差，結(jié)合毫米波傳播速度、載體速度及監(jiān)測目標速度，可以獲得汽車與其他物體相對距離、相對速度、角度及運動方向等物理環(huán)境信息。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導和光電制導的優(yōu)點。與激光雷達（LiDAR）相比，目前毫米波雷達技術(shù)更加成熟、應用更加廣泛、成本更加低廉；與可見光攝像頭相比，毫米波雷達的準確性和穩(wěn)定性更好，價格差距也在不斷縮小。尤其是全天候工作無可替代的優(yōu)勢，已成為汽車電子廠商公認的主流選擇，擁有巨大的市場需求。

車載毫米波雷達根據(jù)毫米波頻率可以分為24GHz、77GHz 和79GHz 毫米波雷達三大種類。目前各個國家對車載毫米波雷達的頻段各有不同，除了少數(shù)國家（如日本）采用60GHz 頻段外，主要集中在24GHz 和77GHz 兩個頻段。世界無線電通信大會已將77.5~78.0GHz 頻段劃分給無線電定位業(yè)務，以促進短距高分辨車用雷達的發(fā)展。由于77GHz 相對于24GHz 的諸多優(yōu)勢，未來全球車載毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz 頻段（76-81GHz）。

各國車載毫米波頻段分配

根據(jù)探測距離的不同，毫米波雷達可分為短程毫米波雷達（SRR）、中程毫米波雷達（MRR）、遠程毫米波雷達（LRR）三種。24GHz 主要是以SRR 和MRR 雷達為主，77GHz 主要以LRR 雷達為主。一般情況下，SRR 的探測距離小于60 米，MRR 的探測距離在100 米左右，LRR 的探測距離大于200 米。

24GHz、77GHz 及79GHz 毫米波雷達

77 GHz 車載激光雷達優(yōu)勢顯著，正在逐漸替代24GHz 成為主流。（1）77GHz雷達的分辨率和精度更高：由于速度分辨率和精度與射頻成反比，更高的射頻頻率導致更好的速度分辨率和精度。77GHz 的毫米波雷達比24GHz 的速度分辨率和精度提高了3 倍；（2）77GHz 雷達的體積更小：77GHz 天線列陣的間距僅為24GHz 的三分之一，因此整個毫米雷達的體積也可以實現(xiàn)其三分之一。

海外廠商正主導市場，國內(nèi)正起步追趕

國外毫米波雷達發(fā)展歷史悠久，國產(chǎn)正在逐步追趕。1973 年德國首次出現(xiàn)汽車防撞雷達，歐美大型毫米波雷達制造商已累積近40 年的技術(shù)經(jīng)驗。早期的毫米波雷達采用高電子遷移晶體管制作集成電路，集成度低且成本高昂，直到2012年，英飛凌及飛思卡爾成功推出芯片級別的毫米波射頻芯片，降低了毫米波波雷達的技術(shù)門檻，同時降低其制造成本，推動毫米波雷達在各領(lǐng)域的應用。2013年，24GHz 毫米波雷達產(chǎn)品開始進入中國，2018 年，實現(xiàn)24GHz 毫米波雷達國產(chǎn)，但是在77GHz 毫米波雷達產(chǎn)品仍未實現(xiàn)大規(guī)模國產(chǎn)化，只有少數(shù)國內(nèi)廠商具備77GHz 產(chǎn)品的量產(chǎn)能力，國產(chǎn)毫米波雷達仍在持續(xù)追趕中。

毫米波雷達的發(fā)展歷史

毫米波雷達的硬件占比約50%，主要由射頻前端（MMIC）、數(shù)字信號處理器、天線及控制電路等部分構(gòu)成，軟件算法占比約50%。

射頻前端（MMIC）：是核心射頻部分，占總成本的25%左右。由發(fā)射器、接收器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、濾波器及壓控振蕩器組成，起到調(diào)制、發(fā)射、接收及解調(diào)毫米波信號的作用。在技術(shù)趨勢上，集成度更高、體積更小的高集成趨勢下，CMOS 工藝有望成為主流。在供應商方面，加特蘭微電子、意行半導體、矽杰微電子、矽典微等本土廠商已有能力自行研發(fā)生產(chǎn)低頻24GHz 芯片，且價格較海外有30%以上的優(yōu)勢。但在高頻段77GHz 芯片方面，主要由恩智浦、英飛凌、德州儀器、意法半導體等供應。

數(shù)字信號處理器：通過嵌入不同的信號處理算法，分析前端收集的信號獲取目標信息，是保證毫米波雷達穩(wěn)定性及可靠性的核心部件，主要通過DSP 芯片或FPGA 芯片實現(xiàn)，占總成本的10%左右。在技術(shù)趨勢上，DSP芯片在復雜算法處理上具備優(yōu)勢，F(xiàn)PGA 在大數(shù)據(jù)底層算法上具備優(yōu)勢，“DSP+FPGA”融合在實時信號處理系統(tǒng)中的應用逐漸廣泛。在供應商方面，高端DSP 芯片和FPGA 芯片主要被國外企業(yè)壟斷，DSP 芯片供應商有飛思卡爾、英飛凌、亞德諾半導體、意法半導體等，F(xiàn)PGA 芯片供應商有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思等公司。

高頻PCB：天線是毫米波雷達發(fā)射和接收信號的重要組件，毫米波雷達可通過微帶列陣方式將多根天線集成到PCB 板上。由于毫米波頻率高，對電路尺寸精度要求高，所需印制電路板為高頻板材PCB，占總成本的10%。主要供應商為羅杰斯、Isola、施瓦茨為主，國內(nèi)主要是滬電股份等公司。

博世的LRR2 和LRR3 毫米波雷達的結(jié)構(gòu)

毫米波雷達成本組成

毫米波雷達上游主要供應商

博世、大陸、電裝、海拉等國外廠商占據(jù)全球毫米波雷達的七成市場份額。全球毫米波雷達主要供應商有博世、大陸、電裝、海拉、天合、安波福、奧托立夫等。博世、大陸、電裝、海拉等國外巨頭占據(jù)行業(yè)73%的市場空間，行業(yè)集中度較高。

2018 年全球毫米波雷達市場份額

中國毫米波雷達市場份額情況

維寧爾、大陸、海拉占據(jù)SRR 市場，博世、大陸、電裝等占據(jù)LRR 市場。根據(jù)佐斯汽研的數(shù)據(jù)顯示，維寧爾、大陸、海拉、安波福和法雷奧五家企業(yè)占據(jù)中國短程毫米波雷達（SRR）96.4%的市場空間，其中維寧爾排名第一，市占率32%；博世、大陸、電裝和安波福占據(jù)長距毫米波雷達（LRR）95.7%的市場空間，博世排名第一，市占率高達40%。

海外主要廠商的毫米波雷達及參數(shù)

24GHz 國產(chǎn)化率較高，77GHz 僅少部分國產(chǎn)玩家實現(xiàn)量產(chǎn)。國產(chǎn)廠商已實現(xiàn)24GHz 毫米波雷達產(chǎn)品市場化供貨，而僅少數(shù)玩家具備77GHz 毫米波雷達產(chǎn)品的量產(chǎn)能力，其中森思泰克是目前國內(nèi)乘用車前裝77GHz 毫米波雷達市場份額排名首位的國產(chǎn)供應商，正在逐漸縮小與海外廠商的差距，其毫米波雷達的定點車型接近100 個，而德賽西威、華域汽車等公司也已達到77GHz 雷達的量產(chǎn)條件。

毫米波雷達國內(nèi)主要供應商

空間測算：預計到2025 年全球市場規(guī)模380 億元，CAGR 26%

毫米波雷達作為最常用的車載傳感器之一，目前L1 或L2 級一般需要搭載0-3個左右，L3 級一般需要搭載3-6 個左右，而L4 或L5 級一般需要6-10 個左右，隨著高階輔助駕駛功能的滲透率逐漸提升，也將帶動平均單車搭載個數(shù)的提升。目前毫米波雷達正在逐漸從24GHz 朝著77GHz 遷移，24GHz 毫米波雷達平均單價300 元左右，77GHz 的在400 元左右，有望帶動平均毫米波雷達的價格提升。根據(jù)我們的測算，預計到2025 年全球毫米波雷達市場規(guī)模將達到384 億元，復合增長率為25.5%，全球毫米波雷達搭載量將達到1.1 億顆，復合增長率為23.7%。在中國市場方面，預計到2025 年，中國毫米波雷達市場規(guī)模將達到149 億元，中國毫米波雷達搭載量將達到4250 萬顆。

全球毫米波雷達市場規(guī)模（億元）

全球毫米波雷達搭載量（百萬顆）

全球毫米波雷達市場空間測算