毫米波雷達(dá)憑借體積小、易集成和空間分辨率高等特點(diǎn)將率先成為ADAS系統(tǒng)主力傳感器。如果你還不了解毫米波雷達(dá)和ADAS,請(qǐng)移步《ADAS都這么熱門(mén)了,你還不了解毫米波雷達(dá)?》。 在了解了毫米波雷達(dá)技術(shù)之后,其市場(chǎng)現(xiàn)狀以及市場(chǎng)規(guī)模一定能引起你的注意。
毫米波雷達(dá)的發(fā)展進(jìn)程
在談市場(chǎng)規(guī)模和現(xiàn)狀之前,我們不妨先來(lái)簡(jiǎn)單了解一下毫米波雷達(dá)的發(fā)展歷程。車載毫米波雷達(dá)的研究始于20世紀(jì)60年代,研究主要在以德、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家內(nèi)展開(kāi)。早期車載毫米波雷達(dá)發(fā)展緩慢,21世紀(jì)后隨著汽車市場(chǎng)需求增長(zhǎng)開(kāi)始進(jìn)入蓬勃發(fā)展期。
在毫米波雷達(dá)的發(fā)展進(jìn)程中,有一個(gè)繞不開(kāi)的問(wèn)題就是車載毫米波雷達(dá)頻段劃分。為避免與其他設(shè)備頻段沖突,車載雷達(dá)需要分配專屬頻段,各國(guó)頻段劃分略有不同。2015年日內(nèi)瓦世界無(wú)線電通信大會(huì)將77.5-78.0GHz頻段劃分給無(wú)線電定位業(yè)務(wù),以支持短距離高分辨率車
載雷達(dá)的發(fā)展,從而使76-81GHz都可用于車載雷達(dá),為全球車載毫米波雷達(dá)的頻率統(tǒng)一指明了方向。
毫米波雷達(dá)的應(yīng)用
毫米波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是角分辨率高、頻帶寬因而有利于采用脈沖壓縮技術(shù)、多普勒頗移大和系統(tǒng)的體積小。缺點(diǎn)是由于大氣吸收較大,當(dāng)需要大作用距離時(shí)所需的發(fā)射功率及天線增益都比微波系統(tǒng)高。根據(jù)毫米波雷達(dá)的特性,目前有以下的一些典型的應(yīng)用實(shí)例。
汽車防撞雷達(dá)
因其作用距離不需要很遠(yuǎn),故發(fā)射機(jī)的輸出功率不需要很高,但要求有很高的距離分辨率(達(dá)到米級(jí)),同時(shí)要能測(cè)速,且雷達(dá)的體積要盡可能小。所以采用以固態(tài)振蕩器作為發(fā)射機(jī)的毫米波脈沖多普勒雷達(dá)。采用脈沖壓縮技術(shù)將脈寬壓縮到納秒級(jí),大大提高了距離分辨率。利用毫米波多普勒頗移大的特點(diǎn)得到精確的速度值。
空間目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)
它們的特點(diǎn)是使用大型天線以得到成像所需的角分辨率和足夠高的天線增益,使用大功率發(fā)射機(jī)以保證作用距離。例如一部工作于35GHz的空間目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)其天線直徑達(dá)36m。用行波管提供10kw的發(fā)射功率,可以拍攝遠(yuǎn)在16,000km處的衛(wèi)星的照片。一部工作于94GHz的空間目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)的天線直徑為13.5m。當(dāng)用回波管提供20kw的發(fā)射功率時(shí),可以對(duì)14400km遠(yuǎn)處的目標(biāo)進(jìn)行高分辨率攝像。
直升飛機(jī)防控雷達(dá)
現(xiàn)代直升飛機(jī)的空難事故中,飛機(jī)與高壓架空電纜相撞造成的事故占了相當(dāng)高的比率。因此直升飛機(jī)防控雷達(dá)必須能發(fā)現(xiàn)線徑較細(xì)的高壓架空電纜,需要采用分辨率較高的短波長(zhǎng)雷達(dá),實(shí)際多用3mm雷達(dá)。
精密跟蹤雷達(dá)
實(shí)際的精密跟蹤雷達(dá)多是雙頻系統(tǒng),即一部雷達(dá)可同時(shí)工作于微波頻段(作用距離遠(yuǎn)而跟蹤精度較差)和毫米波頻段(跟蹤精度高而作用距離較短),兩者互補(bǔ)取得較好的效果。例如美國(guó)海軍研制的雙頻精密跟蹤雷達(dá)即有一部9GHz、300kw的發(fā)射機(jī)和一部35GHz、13kw的發(fā)射機(jī)及相應(yīng)的接收系統(tǒng),共用2.4m拋物面天線,已成功地跟蹤了距水面30m高的目標(biāo),作用距離可達(dá)27km。雙額還帶來(lái)了一個(gè)附加的好處:毫米波頻率可作為隱蔽頻率使用,提高雷達(dá)的抗干擾能力。
國(guó)內(nèi)外毫米波雷達(dá)關(guān)鍵部件技術(shù)和工藝水平
國(guó)外
MMIC技術(shù)基本完全由國(guó)外半導(dǎo)體公司掌控, 而高頻集成電路技術(shù)更是僅掌握在英飛凌、 NXP/飛思卡爾、意法ST等少數(shù)廠商手中。
高頻PCB板:Schweizer公司在雷達(dá)高頻PCB生產(chǎn)技術(shù)上優(yōu)勢(shì)明顯,尤其是77GHz更高規(guī)格 PCB板;Rogers、Isola等公司可生產(chǎn)供雷達(dá)高頻PCB使用的層壓板材。
國(guó)內(nèi)
MMIC集成電路: 由于人才、技術(shù)、設(shè)備、資金等問(wèn)題,國(guó)內(nèi) MMIC產(chǎn)業(yè)總體仍處于起步狀態(tài)。廈門(mén)意行半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)唯一一家提供自主產(chǎn) 權(quán)24GHz汽車?yán)走_(dá)MMIC解決方案的企業(yè), 但實(shí)際性能有待驗(yàn)證。由于國(guó)外長(zhǎng)期技術(shù)封鎖,77GHz技術(shù)2015 年才向國(guó)內(nèi)民用和學(xué)術(shù)界開(kāi)放,MMIC研制過(guò)程進(jìn)展緩慢。東南大學(xué)毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在毫米波單片集成電路方面,已完成8mm波段VCO、混頻器、倍頻器、開(kāi)關(guān)、放大器等單功能芯片的研制,目前正在開(kāi)展單片接收/發(fā)射前 端的設(shè)計(jì)與研制。
高頻PCB板:國(guó)內(nèi)高頻PCB板廠商暫無(wú)技術(shù)儲(chǔ)備,只能根據(jù)圖紙代加工,元器件仍需國(guó)外進(jìn)口。滬電股份是大陸和博世的板材供應(yīng)商,目前已就24GHz和77GHz高頻雷達(dá)用PCB產(chǎn)品 與國(guó)際頂尖廠商Schweizer開(kāi)展合作,24GHz高頻雷達(dá)
車載毫米波雷達(dá)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)格局及前景預(yù)測(cè)
目前毫米波雷達(dá)技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫、Denso、德?tīng)柛5葌鹘y(tǒng)零部件巨頭所壟斷,特別是77GHz毫米波雷達(dá),只有博世、大陸、德?tīng)柛!㈦娧b、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。2015年,博世及大陸汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)占有率均為22%,并列全球第一。
2015年全球車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)份額
車載毫米波雷達(dá)國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)規(guī)模及前景預(yù)測(cè)
據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Plunkeet Research預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)到2020年全球汽車毫米波雷達(dá)將近7000萬(wàn)個(gè),2015年-2020的復(fù)合增速約為24%。中國(guó)汽車市場(chǎng)占全球30%左右,2015年汽車保有量已達(dá)到1.7億,年增量2500萬(wàn)輛以上。 消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí),中產(chǎn)階級(jí)需求增加,ADAS車型銷量看漲,帶動(dòng)國(guó)內(nèi)毫米波雷達(dá)前后裝市場(chǎng)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)。
根據(jù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)查,國(guó)內(nèi)2014年汽車毫米波雷達(dá)銷量約為120萬(wàn)顆,2015年約為180萬(wàn)顆。主要應(yīng)用為盲點(diǎn)檢測(cè)和后方車輛提醒的中短距雷達(dá)(24Ghz),每車需要兩顆。
2015年中國(guó)汽車銷售量為2459.8萬(wàn)輛,如果2015-2020年我國(guó)的乘用車復(fù)合增速為4%,到 2020年乘用車全年銷量將近約為3000萬(wàn)輛。到2020年,如果中國(guó)汽車銷售量中有15%裝配汽車毫米波雷達(dá)的話,按每輛車裝配2 個(gè),預(yù)計(jì)2020年的毫米波雷達(dá)需求量近900萬(wàn)個(gè),未來(lái)五年復(fù)合增速約為50%。
目前中國(guó)市場(chǎng)中高端汽車裝配的毫米波雷達(dá)傳感器全部依賴進(jìn)口,市場(chǎng)被美、日、德企業(yè)壟斷,價(jià)格昂貴,自主可控迫在眉睫。國(guó)內(nèi)自主車載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品總體仍處于研制階段。因研發(fā)成本及難度較低,目前國(guó)內(nèi)廠商研發(fā)方向主要集中于24GHz雷達(dá)產(chǎn)品。預(yù)計(jì)2016-2017年,自主品牌車載毫米波雷達(dá)傳感器可逐步實(shí)現(xiàn)批量裝車應(yīng)用。用PCB板有望在今年四季度形成批量生產(chǎn)能力。
政策法規(guī)
汽車安全法規(guī)和評(píng)級(jí)規(guī)定助力ADAS快速發(fā)展與滲透,帶動(dòng)車載毫米波雷達(dá)旺盛需求。各國(guó)ADAS安全法規(guī)進(jìn)程:美、日、歐逐步完善安全評(píng)級(jí)體系,中國(guó)有望2018年將ADAS列入安全法規(guī)。
文章參考中國(guó)中投證券報(bào)告
評(píng)論
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