繼汽車MCU之后,汽車雷達芯片也開始缺貨了。上個月理想汽車剛公布理想ONE交付新方案,這兩天又傳出小鵬汽車“抄作業(yè)”,有可能先交付缺少毫米波雷達的車型(包括小鵬 P5),后續(xù)毫米波雷達將于2022年3月底分批補裝。對于該消息,小鵬汽車表示,“具體以我們公布的信息為準。”
來源:小鵬汽車
蓋世汽車研究院總監(jiān)王顯斌指出,毫米波雷達所用芯片屬于傳感器芯片,生產(chǎn)廠商主要是博世、英飛凌、恩智浦、安森美等企業(yè),而博世的毫米波雷達芯片組裝廠就在馬來西亞,因此馬來西亞的疫情影響了相關芯片的供應。
博世的第五代毫米波雷達,采用了博世自主設計、意法半導體代工的專用芯片,此前受馬來西亞疫情影響,芯片工廠被迫停工,毫米波雷達供應鏈出現(xiàn)斷裂,供給無法滿足車廠需求。
據(jù)相關媒體報道,包括理想在內(nèi),博世的第五代毫米波雷達芯片的短缺,一共影響了11家車企,包括小鵬汽車、長城汽車、廣汽埃安等。而蔚來ES8/ES6/EC6 采用的都是博世第四代毫米波雷達,未受到影響,近幾個月的交付量一直遙遙領先。
汽車智能化必然帶來芯片數(shù)量的幾何增長,一年來的汽車芯片短缺,從MCU到ESP,如暴漲的L9369芯片就是ESP的主控芯片,再到如今的雷達芯片,無一幸免。
在車用芯片里,相對于熱門的MCU、ESP,毫米波雷達顯得有些冷門,但偏偏這個略顯“冷門”毫米波雷達卻逼得各大車廠“減配”,不禁讓人疑問,這個毫米波雷達究竟是何方神圣呢?它的短缺又會從何時開始緩解?
閱讀本文你將從三個方面了解:
1.什么是毫米波雷達?
2.毫米波雷達的供應鏈
3.什么時候緩解?
01 、和ADAS密不可分的毫米波雷達
據(jù)IDC報告,2020年全球售出的汽車中,擁有自動駕駛(輔助)功能的汽車數(shù)量(包含L1~5級)為2773.2萬輛,其中L1為1874萬輛,L2為896萬輛,L3+為3.2萬輛。預計,到2025年擁有自動駕駛(輔助)功能的汽車數(shù)量(包含L1~5級)為6332萬輛,其中L1為3900萬輛,L2為2320萬輛,L3+為112萬輛。
毫米波雷達,是工作在毫米波波段(millimeter wave )探測的雷達。波長1-10nm、頻率30GHZ-300GHZ的毫米波,通過測量回波的時間差算出距離。廣泛應用于汽車電子、無人機、智能交通等領域。
在汽車電子領域,毫米波雷達目前多裝配于高端車,隨著智能駕駛及無人駕駛的發(fā)展,毫米波雷達將成為大多數(shù)汽車的標配。
目前車載毫米波雷達主要集中在兩個頻段:24GHZ和77GHZ(少數(shù)國家采用60GHZ頻段)。根據(jù)毫米波雷達的有效范圍,又可以將車載毫米波雷達分為長距離雷達(LRR)和中距離雷達(MRR)以及短距離雷達(SRR)。
奔馳S級搭載的6個毫米波雷達,來源:ittbank
與激光雷達相比,造價低、探測精度高、體積小,且受天氣影響少的毫米波雷達將更快速地在更大范圍得到普及。
包括毫米波雷達在內(nèi)的車用雷達能準確提供汽車行駛環(huán)境的相關數(shù)據(jù),和汽車高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS(毫米波雷達、激光雷達、單雙目攝像頭以及衛(wèi)星導航)緊密相關。
自動駕駛則分為五個等級,即:L1級輔助駕駛;L2級部分自動駕駛;L3級有條件自動駕駛;L4級高度自動駕駛; L5級完全自動駕駛。
根據(jù)不同的巡航系統(tǒng)級別,需要的雷達數(shù)量也有不同:
簡單的巡航系統(tǒng)只需要1-3個雷達系統(tǒng)和1個輔助攝像頭;
4、5級的自動駕駛則需要6-10個雷達系統(tǒng);
6-8個輔助攝像頭以及1-3個激光雷達。
而前文提到的ADAS功能實現(xiàn)的是L3級自動駕駛,隨著毫米波雷達的更新,自動駕駛的功能也會越來越完善,比如博世第五代毫米波雷達,根據(jù)博世給出的數(shù)據(jù),該激光雷達比上一代輕了60%,這其中的一個原因就是用到了更高集成化的毫米波雷達芯片。
博世第五代4D毫米波雷達,可以實現(xiàn)遠距離探測,水平視角的增大以及探測精度的進一步提升;配備 L3 及以上級別自動駕駛的毫米波雷達。
相較于第四代毫米波雷達,第五代毫米波雷達的帶寬將提升 50%,點云密度提高10倍,同時通過拓展可占用帶寬獲得更多的反射量,從而實現(xiàn)更精確的環(huán)境建模。博世BOSCH第五代4D雷達集成度更高,體積更小,高度63mm,寬度72mm,厚度19mm;改善整車集成度,體積顯著減小,同時性能顯著提升。
博世(Bosch)第五代毫米波雷達
回顧理想汽車的交付方案,僅安裝3個毫米波雷達的車型暫時不開放自動并線和前方橫穿車輛預警功能,其他ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))功能均可正常使用,理想汽車也已經(jīng)完成了3雷達車型的測試。NOA(輔助駕駛系統(tǒng))的后期OTA(空中下載技術)需要在補裝完5個雷達后,進行升級。理想汽車表示,整體不會影響汽車的安全使用。
在理想汽車App中,一些準車主最終選擇先交付3雷達產(chǎn)品的方案,有人是因為不想忍受等待的煎熬,有人覺得終身質(zhì)保很劃算,有人覺得少兩個毫米波雷達并不影響自己使用。但也有人擔心補裝可能會再次延后、后續(xù)安裝出現(xiàn)質(zhì)量問題等。
可以理解,對于理想、小鵬等造車新勢力來說,市場銷量往往是衡量其市場地位的硬指標,更多的融資得以支撐生產(chǎn)運營,為保證現(xiàn)車的交付,也是不得已為之。
據(jù)報道,單個毫米波雷達的價格從數(shù)百元到上千元不等,價格乘以需求數(shù)量,雷達和芯片的市場想象空間都很大。但一個芯片不到位,就會影響到車輛的正常交付,甚至不得不提出“先交付后補裝”的操作,可見這波雷達芯片的重要性。
02 、汽車毫米波雷達芯片供應鏈
毫米波雷達的核心器件即雷達芯片,一般主要分為射頻的發(fā)射、接收芯片和基帶處理芯片。
在毫米波雷達中,雷達芯片的成本不僅占比大(目前占到毫米波雷達總成本的70%),且由于其屬于上游技術,該芯片也向來是巨頭的戰(zhàn)場。
圖片來源:ittbank
在毫米波雷達供應鏈最上游,是汽車二級供應商(芯片原廠),如英飛凌、恩智浦、飛思卡爾、意法半導體、亞德諾半導體瑞薩、德州儀器等。
到了下游的毫米波雷達主要供應商,也即傳統(tǒng)汽車電子的一級供應商,主要包括博世、大陸集團,電裝、海拉、富士通天、采埃孚天合、德爾福、奧托立夫、法雷奧等9家企業(yè),它們的全球市場份額總計達到88%。
最新數(shù)據(jù)顯示,其中博世憑借一己之力占據(jù)2015年全球車載毫米波雷達22%的份額,其中又以77Ghz的毫米波雷達為主。
在缺芯大環(huán)境下,博世中國作為舉足輕重的一級供應商,也是當前中國市場車用半導體緊缺的重要原因。博世(中國)總裁陳玉東預計,博世中國在今年第四季度的供貨率會非常的低,明年會恢復到今年上半年的情況,也就是“缺貨10%到20%是常態(tài),不可能滿足所有市場需求”。
目前,中國ADAS產(chǎn)業(yè)鏈中的77GHz毫米波雷達技術幾乎被博世這樣的國外大廠掌握,雖然有很多國內(nèi)企業(yè)在大力研發(fā),但產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟,只有極少數(shù)企業(yè)能做77GHZ毫米波雷達領域,不過相比之下,國內(nèi)24GHz毫米波雷達產(chǎn)業(yè)鏈卻較為成熟。
汽車作為高集成度產(chǎn)品,其供應鏈條頗長,單單車規(guī)級主控芯片(MCU)領域,以英飛凌、瑞薩、恩智浦、ST為主的頭部企業(yè),就具有覆蓋不同應用和功能的完整MCU產(chǎn)品線。
公開資料顯示,馬來西亞是全球半導體產(chǎn)品第七大出口國,其芯片封測業(yè)務占全球近13%的市場份額。目前包括英特爾、英飛凌、意法半導體、恩智浦等超過50家半導體商在馬來西亞設廠。
封測是半導體產(chǎn)業(yè)的下游,無論是MCU還是雷達芯片,經(jīng)過封裝測試最后一步,才能真正完成獨立芯片的生產(chǎn),但馬來西亞的疫情拖累了封測廠的產(chǎn)能,導致芯片供給嚴重不足。
因此對于毫米波雷達來說,從上游的芯片廠和物料廠,到中游的Tier1廠商,再到下游的整車廠商,也有一條完整的產(chǎn)業(yè)線,不管是國外還是國內(nèi)的Tier 1廠,一旦受到芯片原廠缺芯的影響,其整車廠就會受到影響。
03 、結(jié)語
理想的交付方案里提到:“計劃在12月至春節(jié)期間,將剩余的毫米波雷達補裝。”
小鵬的交付方案里提到:“計劃在3月31日起開始分批補裝剩余的毫米波雷達。”
從以上兩個汽車廠商的交付方案中,理想和小鵬分別表示將在12月至春節(jié)期間、3月31日開始陸續(xù)補裝缺失的毫米波雷達,由此我們可以得知一個信息,在2022年上半年,小鵬和理想的毫米波雷達供應或?qū)⑦M入緩解。
結(jié)合此前馬來西亞政府出手對當?shù)匾咔檫M行控制,和當?shù)毓S產(chǎn)能已經(jīng)陸續(xù)恢復的情況來看,理想和小鵬預計明年上半年交付毫米波雷達芯片的原因,可能是汽車產(chǎn)業(yè)鏈過長,從上游芯片廠商傳導到終端需要一定時間。
汽車缺芯從去年9、10月份開始,到現(xiàn)在已經(jīng)持續(xù)了一年之久,從晶圓到芯片,經(jīng)歷了火災、寒潮、疫情爆發(fā)等突發(fā)事件。當然還有市場上越缺越囤,把汽車芯片炒出高價的亂象。
如今MCU、ESP 到傳感器芯片,輪番登上缺芯“大舞臺”。汽車所需芯片種類和數(shù)量繁多,以往制造一輛傳統(tǒng)汽車,需要用到500-600顆芯片,而2021年平均每輛車所需芯片數(shù)量已經(jīng)達到了1000顆以上,全球產(chǎn)能未及時跟進,交期無限拉長,更是放大了芯片的缺口,往往這個芯片到了,另一個芯片又缺了,導致汽車遲遲無法生產(chǎn)出貨。
好消息是,馬來西亞不再因疫情要求當?shù)匕雽w等工廠停工停產(chǎn),給芯片短缺釋放出向好的信號,從今年第四季度到明年,包括雷達芯片在內(nèi)的各類車用芯片供應或?qū)⒊掷m(xù)改善。然而,持續(xù)擴張的全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈要完全適應汽車市場的迅猛發(fā)展,還有很長的路要走。