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毫米波雷達(dá)研究:4D成像雷達(dá)量產(chǎn)提速,國內(nèi)廠商加速崛起

2024/11/26
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佐思汽研發(fā)布《2024年汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報告》。

目前,以城區(qū)NOA為代表的高階智駕系統(tǒng)面臨更為復(fù)雜的行車環(huán)境與道路,這對感知系統(tǒng)的能力要求進(jìn)一步提升,需要提供更遠(yuǎn)的探測范圍、更大的探測角度,以及更準(zhǔn)確的精度;其中,毫米波雷達(dá)作為感知系統(tǒng)的一部分,可以實(shí)現(xiàn)在雨、雪、霧和暗光環(huán)境下穩(wěn)定的性能表現(xiàn),尤其是高性能的4D成像雷達(dá)可以提升自動駕駛系統(tǒng)的整體感知能力。

相較3D毫米波雷達(dá),4D雷達(dá)(距離、速度、水平方位角、垂直高度)通過增加發(fā)射、接收通道的個數(shù),提供點(diǎn)云的功能,從3T4R(12信道)到6T8R(48信道)再到12T16R(192信道)甚至到48T48R(2304信道),點(diǎn)云成像的精度持續(xù)提升,逐漸實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的替代;在多顆雷達(dá)組網(wǎng)的情況下,實(shí)現(xiàn)對激光雷達(dá)的部分替代。

隨著ADAS裝配量和裝配率的不斷提升,中國乘用車毫米波雷達(dá)的裝配量和裝配率正持續(xù)攀升,根據(jù)佐思汽研的數(shù)據(jù),2023年中國乘用車毫米波雷達(dá)裝配量達(dá)到1093.3萬輛,裝配率52.0%;2024年1-7月,裝配量數(shù)據(jù)達(dá)到653.1萬輛,裝配率升至57.3%。目前,汽車毫米波雷達(dá)賽道玩家眾多,尤其國內(nèi)新進(jìn)入的廠商增多,行業(yè)競爭加劇。

來源:佐思汽研

國內(nèi)外主要車載4D毫米波雷達(dá)產(chǎn)品圖

來源:佐思汽研《2024年汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報告》

01、2024全年中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將突破60億元,國內(nèi)雷達(dá)廠商開始搶占更多份額

結(jié)合毫米波前向/角雷達(dá)行業(yè)平均價格及毫米波安裝量,佐思汽研數(shù)據(jù)顯示,2023年中國乘用車毫米波雷達(dá)市場規(guī)模達(dá)到了58.2億元,同比增長13.0%;2024年1-7月市場規(guī)模為30.1億元,同比微增3.4%。預(yù)計(jì)2024年全年,市場規(guī)模將突破60億元。

分產(chǎn)品類型來看,前向毫米波雷達(dá)價值高,安裝量最大,占據(jù)整體市場規(guī)模的60%左右;后角雷達(dá)的市場規(guī)模僅次于前向雷達(dá),2024年1-7月達(dá)到10億元,占市場整體規(guī)模的30%以上;前角雷達(dá)占整體市場規(guī)模的7%左右;而正后方雷達(dá)的應(yīng)用比較少,占整體市場規(guī)模的比重不足1%。

2022-2024年中國乘用車毫米波雷達(dá)市場規(guī)模

(分產(chǎn)品類型)

來源:佐思汽研《2024年汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報告》

與此同時,就安裝量而言,博世、大陸、電裝是中國前三大前向毫米波雷達(dá)供應(yīng)商,市場份額總計(jì)70%以上。但在國內(nèi)供應(yīng)商沖擊下,TOP3的份額處于逐年遞減狀態(tài)( TOP3份額變化:2022年84.1%,2023年82.1%,2024.1-7月74.6%);而森思泰克、承泰科技、華為等國內(nèi)供應(yīng)商份額正在不斷擴(kuò)大,2024年1-7月三家市場份額合計(jì)占比已達(dá)13.3%。

在降本增效和競爭激烈的背景下,越來越多的車企開始多樣化選擇能提供高性價比毫米波雷達(dá)的供應(yīng)商。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品量產(chǎn)落地的提速,國產(chǎn)毫米波雷達(dá)廠商開始在前向雷達(dá)(含4D雷達(dá))和角雷達(dá)(含4D雷達(dá))領(lǐng)域進(jìn)入更多車企的供應(yīng)鏈體系,在細(xì)分市場搶占更多市場份額。

例如,賽恩領(lǐng)動于2023年10月落成了業(yè)內(nèi)首條4D成像雷達(dá)全自動化產(chǎn)線,投入運(yùn)營后年產(chǎn)能預(yù)計(jì)達(dá)80萬臺/年,2024年8月賽恩領(lǐng)動自研車規(guī)級雙芯片4D成像雷達(dá)SFR-2K正式量產(chǎn)下線,配套蔚來ET9和樂道L60等車型。此外,楚航科技在中國安慶擁有目前年產(chǎn)能超180萬只雷達(dá)(含4D雷達(dá))的生產(chǎn)基地。還比如承泰科技毫米波雷達(dá)生產(chǎn)年總產(chǎn)能高達(dá)1300W+(含4D成像雷達(dá))。

2024年1-7月國外雷達(dá)廠商與TOP3主機(jī)廠配套關(guān)系

來源:佐思汽研《2024年汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報告》

02、雷達(dá)技術(shù)的4個發(fā)展趨勢

目前,汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈上游依然被國外芯片/芯片模組提供商占據(jù),主要玩家包括InfineonADI、NXP、ST、TI、Renesas、onsemi、Arbe、Uhnder等,但國內(nèi)毫米波雷達(dá)廠商也發(fā)展迅猛,涌現(xiàn)出不少初創(chuàng)企業(yè),國內(nèi)玩家目前包括加蘭特、歐思微、晟德微等企業(yè)。

來源:佐思汽研

國內(nèi)毫米波雷達(dá)芯片廠商芯片產(chǎn)品舉例

來源:佐思汽研

雷達(dá)技術(shù)的演進(jìn),尤其衛(wèi)星式架構(gòu)的發(fā)展助力打造出更優(yōu)性價比的4D雷達(dá)產(chǎn)品

    • 在毫米波雷達(dá)設(shè)計(jì)中,首先要考慮如何提升天線效率的問題。目前行業(yè)正從微帶天線技術(shù)向波導(dǎo)天線方向發(fā)展,由于波導(dǎo)天線能量損耗小,采用廠商包括博世、大陸等廠商,而空氣波導(dǎo)天線的能力損失更低,積極推進(jìn)的廠商如安波福的4D雷達(dá)FLR4+、領(lǐng)瞳科技(相比同尺寸的微帶天線,準(zhǔn)空氣集成波導(dǎo)(AIW)天線則實(shí)現(xiàn)了大約有5dB的增益提升)等。
    • 其次是天線的封裝技術(shù)正從AoB向AiP (Antenna in Package)方向演進(jìn),以減少天線饋線損耗;少數(shù)企業(yè)比如加特蘭推出了ROP?(Radiator-on-Package)技術(shù),使用錫球進(jìn)行射頻信號的連接,擁有更高的通道隔離度,實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)探測距離和更寬的FOV,更先進(jìn)的封裝技術(shù)LoP正被大陸集團(tuán)用于其第六代毫米波雷達(dá)的芯片生產(chǎn)中,LoP (Launch on Package)使雷達(dá)發(fā)射的電磁波直接從芯片通過空氣波導(dǎo)向外傳播,避免了在電路板上刻蝕天線所帶來的更高能量損耗和高成本,在實(shí)現(xiàn)低成本的同時,提升了雷達(dá)的探測性能。
    • 信號抗干擾也是必須考慮的因素,比如Uhnder 單顆192 個虛擬通道(12 發(fā) 8 x 2 收) 4D 數(shù)字成像雷達(dá)芯片其獨(dú)特優(yōu)勢之一是采用了先進(jìn)的數(shù)字編碼調(diào)制(DCM)技術(shù),能夠有效提升雷達(dá)系統(tǒng)的抗干擾性能,抵御各種復(fù)雜環(huán)境中的干擾信號。此外,為了防止車載多顆雷達(dá)在重疊頻段同時發(fā)射射頻信號,比如大陸集團(tuán)采用了智能時間同步的方式,防止自車?yán)走_(dá)之間的干擾,而且在車輛行駛中為了避免其他車上雷達(dá)的干擾,還通過在波形中加入Code,并在接受回波信號的時候做Decode,通過這種加密方式屏蔽他車?yán)走_(dá)的干擾。

在雷達(dá)設(shè)計(jì)中,最關(guān)鍵的是信號處理架構(gòu)正向衛(wèi)星架構(gòu)發(fā)展,該分布式架構(gòu)可將大部門信號處理和目標(biāo)識別交給中央處理器處理,從而可以充分利用中央處理器的算力和計(jì)算資源。通過更高的算力和更多的軟件處理,可以解決毫米波雷達(dá)在復(fù)雜場景和多目標(biāo)情況下的穩(wěn)定檢測等方面的問題。

衛(wèi)星雷達(dá)將RF射頻前端和部分前處理作為雷達(dá)模塊,所有算力集成到車身端的中央算力模塊。部分前處理隨著通信手段的優(yōu)化,可以全部轉(zhuǎn)移到中央算力模塊,從而成為單純的RF前端雷達(dá),比如Altos RF系列就是一款非計(jì)算前端雷達(dá)模塊,是深度集成域控制器的雷達(dá)方案,其價格約為帶有處理器的類似型號的一半,利用智駕域控制器或中央域控制器的計(jì)算資源,產(chǎn)生高質(zhì)量的點(diǎn)云。

然而,衛(wèi)星雷達(dá)面臨的挑戰(zhàn)也不少,①大數(shù)據(jù)量的處理提高了域控制器端的硬件成本;②主流的高算力芯片對雷達(dá)算法的支持和兼容性需要提高和優(yōu)化;③OEM對衛(wèi)星雷達(dá)輸出數(shù)據(jù)的使用,目前主流還是以目標(biāo)級別為主,對直接ADC數(shù)據(jù)的使用存在技術(shù)難度,所以車企對衛(wèi)星雷達(dá)和傳統(tǒng)雷達(dá)切換的意愿較低,還需要更多實(shí)際案例來推動市場的認(rèn)可。

衛(wèi)星式架構(gòu)布局廠商舉例

來源:佐思汽研《2024年汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報告》

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