毫米波雷達(dá)行業(yè)分析

毫米波雷達(dá)行業(yè)分析1.毫米波雷達(dá)持續(xù)降本推動(dòng)滲透至中低端車型1.1降本主因：核心芯片工藝改進(jìn)，成本下降70%毫米波雷達(dá)核心元器件主要是MMIC、毫米波雷達(dá)專用處理器、PCB，占BOM比重分別為20%、30%、10%。毫米波雷達(dá)MMIC芯片集成了鋸齒波發(fā)生器、合成器、功率放大器PA、低噪聲放大器LNA、濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC等器件；主要作用是產(chǎn)生并放大、接收毫米波信號(hào)，最后將毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。毫米波雷達(dá)專用處理器集成了CPU、雷達(dá)信號(hào)專用處理單元、存儲(chǔ)（SRAM、Flash、DDR/LPDDR），其中雷達(dá)信號(hào)專用處理單元可以是FPGA、DSP、或者專用單元。從毫米波雷達(dá)工作流程也可以看出，“MMIC”芯片和“雷達(dá)專用處理器”是毫米波雷達(dá)最核心的兩大元器件。以77GHz車載毫米波雷達(dá)為例，MMIC芯片上的鋸齒波發(fā)生器和合成器生成25.3-27GHz周期性的Chirp信號(hào)，經(jīng)過(guò)3倍頻器將Chirp信號(hào)的頻率變換為76-81GHz，一部分信號(hào)被傳輸至混頻器另一部分傳輸至移相器將信號(hào)的相位移動(dòng)一定角度，再經(jīng)過(guò)功率放大器（PA）放大信號(hào)之后通過(guò)發(fā)射天線將Chirp信號(hào)發(fā)射到遠(yuǎn)方物體上，經(jīng)過(guò)物體反射由接收天線接收反射回來(lái)的信號(hào)。反射回來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲放大器（LNA）放大天線接收到的信號(hào)并且降低噪聲干擾之后，傳到混頻器將Rx信號(hào)和Tx信號(hào)進(jìn)行混頻得到IF中頻信號(hào)，傳輸?shù)降屯V波器（用于限制信號(hào)，僅允許頻率之差的信號(hào)通過(guò)）,通過(guò)ADC進(jìn)行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換最終將中頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)——以上所有過(guò)程由MMIC芯片器件完成處理。之后，數(shù)字信號(hào)再傳輸?shù)郊闪薉SP和MCU的毫米波雷達(dá)專用處理器上經(jīng)過(guò)算法計(jì)算出距離、速度、方位角和俯仰角，并進(jìn)行目標(biāo)分類和識(shí)別。MMIC芯片工藝改進(jìn)（GaAs-SiGe-CMOS）推動(dòng)車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)成本持續(xù)下行至初代工藝對(duì)應(yīng)成本的30%。（1）GaAs工藝時(shí)代（1990-2007）：早期PCBA上大部分的器件都可以使用硅來(lái)制造，只有射頻部分沒(méi)有辦法使用，主流都是采用砷化鎵（GaAs）的工藝來(lái)制造；由于砷化鎵工藝所需要的材料比較稀缺，不管是材料成本和制造成本都比較高，對(duì)于生產(chǎn)線的要求也很高。因此在2009年之前，毫米波雷達(dá)中的前端射頻芯片最初也是使用的GaAs工藝，而且集成度很低，一個(gè)毫米波雷達(dá)只需要7-8顆MMICs、3-4顆BBICs，所以前端射頻芯片成本非常高占毫米波雷達(dá)整體成本大約40%左右。（2）SiGe工藝時(shí)代（2007-2017）：SiGe（鍺硅）擁有硅工藝的集成度、良率和成本優(yōu)勢(shì)，從2009年開(kāi)始SiGe工藝逐漸代替GaAs工藝，毫米波雷達(dá)前端射頻芯片的集成度大幅提升，一個(gè)毫米波雷達(dá)只需要2-5顆MMICs、1-2顆BBICs，毫米波雷達(dá)整個(gè)系統(tǒng)成本降低50%，其中前端射頻芯片MMIC占總成本比重從40%下降至36%。（3）CMOS工藝時(shí)代（2017年至今）：最初CMOS工藝沒(méi)法用在毫米波雷達(dá)芯片，是因?yàn)椴荒芄ぷ髟诟哳l中，以180nm為例，SiGe可以工作在180GHz以上，而CMOS工作頻率只能達(dá)到40GHz；直到2010年工藝進(jìn)步到40nm，才使得CMOS用于77GHz毫米波雷達(dá)成為可能。由于CMOS晶圓價(jià)格非常便宜（SiGe是8英寸晶圓，CMOS是12英寸晶圓，1個(gè)12英寸晶圓比8英寸晶圓產(chǎn)出的芯片數(shù)量要多很多，SiGe單顆芯片成本比CMOS高約20%）而且集成度非常高（可以把MMIC和數(shù)字處理芯片同時(shí)集成到一起），一個(gè)毫米波雷達(dá)只需要1顆MMIC芯片、1顆BBIC芯片；CMOS工藝與上一代SiGe相比，毫米波雷達(dá)整體系統(tǒng)成本進(jìn)一步下降了40%，其中MMIC占系統(tǒng)總成本比重從36%下降至18%。（4）SoC時(shí)代（2019年至今）：還會(huì)帶來(lái)30%的成本降低，而CMOSAiP（封裝天線）將會(huì)讓成本進(jìn)一步下降。1.2降本次因：國(guó)產(chǎn)突破，打破壟斷利潤(rùn)國(guó)內(nèi)77GHz毫米波雷達(dá)啟動(dòng)是在2015年，國(guó)內(nèi)最早量產(chǎn)國(guó)產(chǎn)24GHz毫米波雷達(dá)是在2018年，國(guó)產(chǎn)廠商最早量產(chǎn)國(guó)產(chǎn)77GHz毫米波雷達(dá)是在2019年。2015年左右，NXP向國(guó)內(nèi)少數(shù)本土企業(yè)開(kāi)放77GHzCMOS毫米波雷達(dá)芯片，國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)的征程由此開(kāi)始。2016年TI向任意客戶全面開(kāi)放77GHzCMOS毫米波雷達(dá)芯片，引發(fā)了第一波車載毫米波雷達(dá)創(chuàng)業(yè)熱潮。2018年，以森思泰克、華域汽車為代表的國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)廠商率先量產(chǎn)24GHz毫米波雷達(dá)。2019年森思泰克、納瓦電子率先量產(chǎn)77GHz毫米波雷達(dá)，隨后華域汽車、德賽西威、楚航科技等國(guó)產(chǎn)廠商也陸續(xù)量產(chǎn)77GHz雷達(dá)。從2018年以來(lái)毫米波雷達(dá)價(jià)格呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，主要由于雷達(dá)獲得國(guó)產(chǎn)突破，國(guó)內(nèi)廠商將長(zhǎng)期占據(jù)壟斷地位的海外雷達(dá)廠商價(jià)格打了下來(lái)。目前角雷達(dá)單價(jià)大約250元，普通3D/4D前雷達(dá)單價(jià)大約500元，4D成像毫米波雷達(dá)單價(jià)大約1500元，而4D成像雷達(dá)價(jià)格將從1500元下降至1000元左右。1.3降本次因：77GHz全面替代24GHz77GHz毫米波雷達(dá)必然將完全取代24GHz毫米波雷達(dá)，一方面是因?yàn)樾阅苌希?7GHz毫米波雷達(dá)的波長(zhǎng)比24GHz更小，并且可用帶寬比24GHz更大，從原理上來(lái)講就可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。A.波長(zhǎng)差異：77GHz毫米波波長(zhǎng)是3.9mm，24GHz毫米波波長(zhǎng)大約12.5mm。B.可用帶寬差異：76-77GHz有1G頻段可以用，而77-81有4G頻段可以用；而在24GHz這個(gè)頻段只有250M可以用。上述兩個(gè)原理上的差異會(huì)直接導(dǎo)致以下性能指標(biāo)上的差異：（1）距離分辨率：掃頻帶寬越寬，距離分辨率越小。77GHz的掃頻帶寬是24GHz的4倍甚至16倍，77GHz毫米波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)更小的距離分辨率，性能更好。實(shí)際上，77GHz雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)的距離分辨率通常為4cm，24GHz雷達(dá)分辨率為75cm。（2）速度分辨率：假設(shè)幀周期相同，和波長(zhǎng)越小，速度分辨率越小。77GHz的波長(zhǎng)是24GHz的1/3，所以77GHz毫米波雷達(dá)的速度分辨率要比24GHz精細(xì)3倍以上。（3）角分辨率：假定PCB面積相當(dāng)，那么角分辨率是和PCB天線陣的電尺寸大小是正相關(guān)的。在相等的PCB面積下，波長(zhǎng)越小，能夠擺放的天線和天線陣就越大（因?yàn)樘炀€間距一般設(shè)為波長(zhǎng)的一半），所以能夠提升角分辨率。另一方面是因?yàn)閺某杀旧现v，77GHz雷達(dá)工作波長(zhǎng)變小，對(duì)應(yīng)雷達(dá)天線尺寸和口徑變小能夠讓雷達(dá)尺寸變小進(jìn)而成本降低。天線間隔一般取波長(zhǎng)的一半，而77GHz的電磁波波長(zhǎng)是24GHz的1/3，因此整體天線陣列尺寸也可以分別在長(zhǎng)和寬上減小約3倍。1.42025年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)204億2021年中國(guó)乘用車前雷達(dá)、后角雷達(dá)、前角雷達(dá)的前裝滲透率分別為34%、14%、2%。2021年中國(guó)乘用車前裝毫米波雷達(dá)出貨量總計(jì)1360萬(wàn)顆，同比+42.3%，其中：前雷達(dá)692萬(wàn)顆，同比+27%，滲透率為33.9%。角雷達(dá)668萬(wàn)顆，同比+63%，其中：后角雷達(dá)580萬(wàn)顆，滲透率14%；前角雷達(dá)88萬(wàn)顆，滲透率2%。預(yù)計(jì)行泊一體5V5R方案占比提升+ADAS滲透率提升將帶動(dòng)中國(guó)乘用車毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模從2021年的52億升至2025年的204億。2021年，L1級(jí)ADAS系統(tǒng)的主流感知方案1R1V和1R的市場(chǎng)份額開(kāi)始萎縮，3R1V方案（1個(gè)前雷達(dá)+2個(gè)后角雷達(dá)）占比上升；L2級(jí)ADAS系統(tǒng)感知方案中，1R1V份額下滑，但仍然是市場(chǎng)主流，3R1V占比上升，5R1V方案（1個(gè)前雷達(dá)+2個(gè)后角雷達(dá)+2個(gè)前角雷達(dá)）逐步增長(zhǎng)。根據(jù)下表中的假設(shè)，我們計(jì)算得到2021年中國(guó)乘用車毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為52億，其中前雷達(dá)35億，后角雷達(dá)14億，前角雷達(dá)2億；我們預(yù)計(jì)2025年毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為204億，其中前雷達(dá)92億（4D成像雷達(dá)占48億），后角雷達(dá)67億，前角雷達(dá)45億。2.雷達(dá)的兩大難點(diǎn)：設(shè)計(jì)和量產(chǎn)雷達(dá)設(shè)計(jì)能力核心體現(xiàn)在天線設(shè)計(jì)和軟件算法兩個(gè)環(huán)節(jié)。天線設(shè)計(jì)是各家雷達(dá)廠商能夠做出差異化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，決定了方位角和俯仰角性能（視場(chǎng)角、角分辨率、角度精度）。以天線布局設(shè)計(jì)為例：同樣是3發(fā)4收雷達(dá)，大陸集團(tuán)、維寧爾、采埃孚在天線陣列設(shè)計(jì)上就很不一樣，水平和垂直方向上的天線間隔和天線數(shù)量不同，進(jìn)一步影響了方位角和俯仰角性能（視場(chǎng)角、角度精度、角分辨率，具體關(guān)系見(jiàn)最后一節(jié)附錄中的公式）。例如大陸集團(tuán)3發(fā)4收MRR虛擬陣列水平孔徑有31個(gè)單位，垂直孔徑有2個(gè)單位；Veoneer的3發(fā)4收SRR水平孔徑有13個(gè)單位，垂直孔徑有2個(gè)單位——這兩款雷達(dá)物理天線數(shù)量都是相同的，但是對(duì)應(yīng)虛擬陣列水平孔徑不同，是由天線布局上的差異帶來(lái)的。軟件算法包括信號(hào)處理算法和數(shù)據(jù)處理算法，分別針對(duì)“信號(hào)處理”和“數(shù)據(jù)處理”兩個(gè)雷達(dá)計(jì)算環(huán)節(jié)，前者在DSP上計(jì)算，后者在MCU上計(jì)算?！靶盘?hào)處理”環(huán)節(jié)是將ADC采樣后的原始數(shù)據(jù)計(jì)算處理轉(zhuǎn)化為點(diǎn)云數(shù)據(jù)的過(guò)程；“數(shù)據(jù)處理”是對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，包括追蹤、目標(biāo)分類、數(shù)據(jù)融合等環(huán)節(jié)以及更上層的ACC/AEB/BSD等應(yīng)用算法。舉例說(shuō)明算法對(duì)雷達(dá)性能的影響：（1）案例1-超分辨算法：如何提升雷達(dá)角分辨率是各家雷達(dá)廠商最關(guān)注的問(wèn)題之一，為了提升角分辨率最近超分辨算法開(kāi)始從深度學(xué)習(xí)視覺(jué)領(lǐng)域應(yīng)用到雷達(dá)領(lǐng)域（超分辨算法主要作用是把低分辨率圖像轉(zhuǎn)化為高分辨率圖像）。（2）案例2-虛擬孔徑成像算法：雷達(dá)初創(chuàng)公司傲酷利用虛擬孔徑成像算法，其6發(fā)8收的2片級(jí)聯(lián)雷達(dá)EAGLE宣稱可以達(dá)到0.5°方位角分辨率，1°俯仰角分辨率，而大陸集團(tuán)12發(fā)16收4片級(jí)聯(lián)的雷達(dá)方位角分辨率為1°，俯仰角分辨率為2.3°，傲酷硬件配置更低但通過(guò)軟件算法將角分辨率等表觀性能指標(biāo)做到比硬件更強(qiáng)的雷達(dá)還要好的性能。毫米波雷達(dá)軟件人員配置遠(yuǎn)大于硬件人員配置，由此可見(jiàn)軟件算法對(duì)毫米波雷達(dá)的重要性。凌波微步創(chuàng)始人于勝民認(rèn)為在毫米波雷達(dá)總成本里算法大概占70%，硬件占30%。從毫米波雷達(dá)公司人員配置上來(lái)說(shuō)，研發(fā)人員中軟件人員：硬件人員大概是5:1的比例。由此可以看出軟件算法在毫米波雷達(dá)研發(fā)中的重要程度。量產(chǎn)主要是指生產(chǎn)制造能力，良率直接影響了產(chǎn)品成本，多家雷達(dá)廠商創(chuàng)始人都認(rèn)為如何把雷達(dá)良率做高、成本做到足夠低是最難的環(huán)節(jié)。納瓦電子總裁李建林提到過(guò)：“如果將供應(yīng)商能力的滿分?jǐn)?shù)設(shè)置為一百的話，研發(fā)占三十分，生產(chǎn)則占七十分”。產(chǎn)品的直通率（從物料加工到組裝成品一次性成功合格品的比率）和良率直接決定了產(chǎn)品的穩(wěn)定性可靠性和成本的高低。從行業(yè)來(lái)看，目前業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品直通率為70-80%左右，納瓦電子的直通率在2020年10月已經(jīng)達(dá)到97%。楚航科技創(chuàng)始人楚詠焱也在高工智能汽車會(huì)議上提到過(guò)“毫米波雷達(dá)的性能倒不是最難的，其實(shí)如何把價(jià)格做到最便宜把良率做到最高是比較難的”。小批量的雷達(dá)產(chǎn)品樣件是容易的，但是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)是件門檻很高的事，不僅需要嚴(yán)格把控品質(zhì)，將產(chǎn)線調(diào)試跑通，還要做到快速標(biāo)定，以保證產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。形成“產(chǎn)能上升-良率上升-BOM成本下降-銷量上升”的正循環(huán)，可以使得雷達(dá)價(jià)格足夠便宜，目前楚航能做到97-98%的良率。森思泰克創(chuàng)始人秦屹也說(shuō)過(guò)：“搞明白雷達(dá)怎么研發(fā)只是第一步，而后續(xù)的測(cè)試流程和量產(chǎn)與質(zhì)量管控體系才是重中之重（雷達(dá)的研發(fā)、測(cè)試和制造流程）”。3.為什么此前國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展緩慢？競(jìng)爭(zhēng)格局：前雷達(dá)和角雷達(dá)前五都是海外Tier1；而且前雷達(dá)集中度明顯高于角雷達(dá)，門檻更高，CR3份額分別為80%和60%，CR5份額分別為98%和85%。前雷達(dá)集中度高于角雷達(dá)說(shuō)明前雷達(dá)行業(yè)門檻和競(jìng)爭(zhēng)難度明顯高于角雷達(dá)。角雷達(dá)也成為國(guó)產(chǎn)廠商相對(duì)而言容易突破的細(xì)分市場(chǎng)，森斯泰克在角雷達(dá)市場(chǎng)排名第6（國(guó)內(nèi)本土廠商中排名第1），但是在前雷達(dá)市場(chǎng)份額卻幾乎為0。由于2015年之前雷達(dá)芯片禁售，因此中國(guó)毫米波雷達(dá)起步時(shí)間比國(guó)外晚了近17年，——這是導(dǎo)致目前國(guó)內(nèi)雷達(dá)市場(chǎng)仍由國(guó)外Tier1主導(dǎo)的最根本原因。國(guó)外車載毫米波雷達(dá)起步于1998年，歷經(jīng)24GHz、77GHz、4D雷達(dá)、4D成像雷達(dá)四個(gè)階段。（1）24GHz雷達(dá)：1998年24GHz毫米波雷達(dá)首次搭載在奔馳上，國(guó)外24GHz毫米波雷達(dá)由此起步。（2）77GHz雷達(dá)：2010年77GHz雷達(dá)MMIC問(wèn)世，相較于24GHz毫米波雷達(dá)，77GHz能夠讓雷達(dá)尺寸變小進(jìn)而成本降低，另外能夠多集成幾個(gè)通道，性能大幅提升，這是汽車?yán)走_(dá)大規(guī)模量產(chǎn)裝車的重要里程碑。（3）4D雷達(dá)：在2015年之前毫米波雷達(dá)只能獲得3D信息（距離、速度、方位角）只能做水平探測(cè)，不能獲得高度信息；到2015年大陸博世發(fā)布第四代雷達(dá)，整個(gè)雷達(dá)行業(yè)進(jìn)入4D雷達(dá)時(shí)代，相比于3D雷達(dá)新增俯仰角，從而能夠獲得高度維度信息。（4）4D成像雷達(dá)：2020年9月大陸發(fā)布成像雷達(dá)大陸ARS540，雷達(dá)開(kāi)始進(jìn)入4D成像時(shí)代，雷達(dá)從此可以生成相對(duì)密集的點(diǎn)云，毫米波雷達(dá)作用也從對(duì)外輸出目標(biāo)變?yōu)閷?duì)周圍環(huán)境建模。國(guó)內(nèi)毫米波雷達(dá)起步于2015年，2018年少數(shù)幾家廠商開(kāi)始量產(chǎn)24GHz雷達(dá)，2019年量產(chǎn)77GHz雷達(dá)，在第五代成像雷達(dá)上仍然是追趕狀態(tài)。相比之下，國(guó)內(nèi)廠商從2015年才逐步拿到毫米波雷達(dá)芯片開(kāi)始研發(fā)24GHz毫米波雷達(dá)，此時(shí)國(guó)外已經(jīng)量產(chǎn)第四代4D雷達(dá)而且開(kāi)始著手研發(fā)第五代4D成像毫米波雷達(dá)。在4D成像毫米波雷達(dá)上，2021年大陸集團(tuán)已經(jīng)量產(chǎn)ARS540，采埃孚4D成像雷達(dá)2022年也已經(jīng)搭載到上汽飛凡R7，博世進(jìn)展稍慢在2021年10月首次展示了第五代雷達(dá)（至尊版），但是沒(méi)有公布具體量產(chǎn)時(shí)間；而絕大多數(shù)國(guó)內(nèi)Tier1仍在研發(fā)中，僅少數(shù)廠商拿到4D成像雷達(dá)定點(diǎn)（例如福瑞泰克拿到吉利路特斯定點(diǎn)并預(yù)計(jì)2022年底量產(chǎn)，楚航科技也將在2022年底量產(chǎn)）。另外，還需要特別說(shuō)明的是：前雷達(dá)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)替代難度比角雷達(dá)市場(chǎng)更高（因此前雷達(dá)市場(chǎng)集中度更高），主要因?yàn)榍袄走_(dá)涉及到控制功能和功能安全。一個(gè)完整的ADAS系統(tǒng)涉及感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三大環(huán)節(jié)，角雷達(dá)更多是輔助功能，前雷達(dá)會(huì)涉及到控制功能，所以前雷達(dá)漏報(bào)率和誤報(bào)率要求比角雷達(dá)要求更高，前雷達(dá)的進(jìn)入門檻也高于角雷達(dá)。具體而言，角雷達(dá)提供的是BSD（盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)）、LCA（變道輔助）、RCTA（后方交通穿行提示）、DOW（開(kāi)門預(yù)警）、RCW（后向碰撞預(yù)警）、FCTA（前方交通穿行提示）、FCW（前防撞預(yù)警）等預(yù)警性功能，最終輸出的結(jié)果是警告提示；而前雷達(dá)提供的是AEB（緊急剎車制動(dòng)）、ACC（自適應(yīng)巡航），最終輸出的結(jié)果是進(jìn)行剎車、加減速等控制功能。因此國(guó)內(nèi)本土毫米波雷達(dá)廠商通常是從“乘用車角雷達(dá)”市場(chǎng)開(kāi)始切入，再切入“商用車前雷達(dá)”市場(chǎng)（重卡和客車強(qiáng)制性安裝），最后進(jìn)入“乘用車前雷達(dá)”市場(chǎng)。4.雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代時(shí)機(jī)已至雖然此前毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展緩慢，但是我們認(rèn)為從現(xiàn)在開(kāi)始國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)廠商替代國(guó)外廠商的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，主要因?yàn)椋涸?：行泊一體趨勢(shì)已經(jīng)確定，我們預(yù)計(jì)行泊一體滲透率將從5%（2022年）提升至45%（2025年）。行泊一體是從2022年下半年興起的行業(yè)趨勢(shì)，之前行車系統(tǒng)和泊車系統(tǒng)各自用一套獨(dú)立的傳感器和控制器，感知單元和算力都是獨(dú)立的無(wú)法復(fù)用；行泊一體就是把行車和泊車算法同時(shí)運(yùn)行在一個(gè)SoC上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)算力和傳感器的深度復(fù)用，整體成本相較于行車和泊車兩套系統(tǒng)的形式可以節(jié)省20-30%。行泊一體對(duì)于雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代的意義在于：行泊一體趨勢(shì)讓國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)廠商開(kāi)始掌握行車系統(tǒng)話語(yǔ)權(quán)；如果行車系統(tǒng)仍由海外Tier1把控，那么和系統(tǒng)一起搭售的毫米波雷達(dá)是不可能用國(guó)產(chǎn)廠商的，必然會(huì)用海外Tier1自己的雷達(dá)。國(guó)外在行泊一體方案上比國(guó)內(nèi)反應(yīng)慢，至今仍然沒(méi)有5V5R行泊一體方案儲(chǔ)備應(yīng)對(duì)已經(jīng)火起來(lái)的市場(chǎng)趨勢(shì)?？梢钥吹讲┦?V5R行泊一體方案預(yù)計(jì)于2024年量產(chǎn)。博世與文遠(yuǎn)知行合作開(kāi)發(fā)的L2+級(jí)別高階智能駕駛方案（覆蓋城市、高架以及高速等應(yīng)用場(chǎng)景）已獲得定點(diǎn)，預(yù)計(jì)將于2023年量產(chǎn)，但是是基于大算力域控制器（5R13VxL）而非5V5R低算力行泊一體方案。原因2：國(guó)內(nèi)雷達(dá)性能已經(jīng)和國(guó)外大廠接近。理想汽車已經(jīng)搭載了森思泰克的前雷達(dá)和角雷達(dá)。此前2021款理想ONE采用的是博世第五代毫米波雷達(dá)，但是由于芯片短缺，理想汽車也找到國(guó)內(nèi)頭部毫米波雷達(dá)公司森思泰克進(jìn)行補(bǔ)充。2019年森思泰克在研車載雷達(dá)項(xiàng)目16個(gè)，2021年定點(diǎn)車型100多個(gè)。森思泰克全套5R毫米波雷達(dá)解決方案已經(jīng)拿下兩家國(guó)內(nèi)排名前三的頭部車企定點(diǎn)，并且分別在2022年底和2023年Q2末量產(chǎn)上市。楚航科技也已經(jīng)獲得長(zhǎng)城汽車、長(zhǎng)安、奇瑞、哪吒汽車、零跑汽車等30多家整車廠50多款車型的前裝定點(diǎn)（其中哪吒和零跑定點(diǎn)項(xiàng)目包括前雷達(dá)）。德賽西威毫米波雷達(dá)也已經(jīng)在奇瑞、通用五菱量產(chǎn)。國(guó)產(chǎn)雷達(dá)逐漸在一線自主品牌和新勢(shì)力拿到定點(diǎn)并且量產(chǎn)，說(shuō)明國(guó)內(nèi)雷達(dá)產(chǎn)品和國(guó)外同級(jí)別產(chǎn)品相比性能已經(jīng)十分接近。原因3：海外廠商較為封閉，不開(kāi)放雷達(dá)原始數(shù)據(jù)。大陸、博世的第四代和第五代毫米波雷達(dá)既提供目標(biāo)數(shù)據(jù)（Object數(shù)據(jù)）也提供更原始的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)（Cluster數(shù)據(jù)）輸出；其中Cluster數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)CFAR采樣后得到的目標(biāo)的原始信息（位置、速度、信號(hào)強(qiáng)度等），Object數(shù)據(jù)是將Cluster數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)識(shí)別算法、跟蹤算法處理之后對(duì)目標(biāo)的識(shí)別結(jié)果（車、人、自行車等），因此輸出Object數(shù)據(jù)需要消耗更多的算力。由于Cluster數(shù)據(jù)保留了更多的原始信息，因此能夠檢測(cè)的目標(biāo)數(shù)量也更多，以大陸集團(tuán)ARS408為例，Cluster模式可以檢測(cè)的目標(biāo)數(shù)量最多可達(dá)250個(gè)，而Object模式可以檢測(cè)與跟蹤的目標(biāo)最大數(shù)量為100個(gè)。蠻酷科技聯(lián)合創(chuàng)始人朱旻提到：“外資企業(yè)與自主品牌車企合作過(guò)程中存在技術(shù)壁壘。有些中國(guó)客戶要求外資毫米波雷達(dá)提供更多的目標(biāo)數(shù)據(jù)，但外資品牌不夠開(kāi)放，無(wú)法提供更多的目標(biāo)數(shù)據(jù)。但國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)廠商就可以滿足自主品牌車企的這些需求?！?.份額終局的關(guān)鍵：競(jìng)爭(zhēng)策略的不同5.1芯片選型是前提普通的3D/4D毫米波雷達(dá)大家芯片選型幾乎沒(méi)有什么差異，大部分廠商都是用的英飛凌、NXP、TI等大廠的芯片；但是在4D成像雷達(dá)上中游廠商的芯片選型出現(xiàn)了分化，對(duì)中游廠商4D成像毫米波雷達(dá)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力有至關(guān)重要的影響。因此先就主流的芯片廠商產(chǎn)品做簡(jiǎn)單介紹，方便闡述中游廠商競(jìng)爭(zhēng)力。英飛凌、NXP、TI三家雷達(dá)芯片中，英飛凌和NXP于2020年發(fā)布4D成像雷達(dá)方案，TI在2018年就開(kāi)始提供基于AWR2243的4片級(jí)聯(lián)方案，是三家中最早布局4D成像毫米波雷達(dá)的廠商。英飛凌MMIC有RXS8156、RXS8157、RXS8161、RXS8162，都是基于SiGe工藝；今年新發(fā)布CTRX8181，基于28nmCMOS工藝。英飛凌和博世合作非常緊密，長(zhǎng)期為博世定制雷達(dá)芯片。英飛凌在2009年推出了全球首款基于SiGe技術(shù)的77GHz車用毫米波雷達(dá)芯片，迄今為止英飛凌在77GHz毫米波雷達(dá)MMIC市場(chǎng)占據(jù)2/3份額。2017年英飛凌發(fā)布了RTN7735PL，3發(fā)4收。2020年英飛凌發(fā)布RXS816x，可以支持4D雷達(dá)級(jí)聯(lián)，3發(fā)4收方案。2022年11月英飛凌發(fā)布新一代CTRX8181收發(fā)器，4發(fā)4收，這也是英飛凌發(fā)布的首款采用28nmCMOS工藝的MMIC，此前英飛凌所有的MMIC都是130nmSiGe工藝，CTRX8181的發(fā)布說(shuō)明英飛凌直接跳過(guò)了40/45nmCMOS工藝。在毫米波雷達(dá)專用MCU上，英飛凌主要有TC3x和TC4x，TC4x相比于TC3x升級(jí)了信號(hào)處理單元SPU，增加了可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法的并行計(jì)算單元PPU。其中TC3x系列中可以用做毫米波雷達(dá)專用處理器的是TC336、TC356/357、TC397，性能最強(qiáng)的TC397可以支持3片/5片RXS8162級(jí)聯(lián)。而下一代TC4x系列基于臺(tái)積電28nm，首批樣品將于2023年底提供給客戶，將最快于2024年開(kāi)啟交付，其信號(hào)處理單元從上一代的SPU2.0升級(jí)為了SPU3.0，使得FFT等信號(hào)處理運(yùn)算延遲大幅減少；增加了并行計(jì)算單元PPU，可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法。但是英飛凌在4D成像毫米波雷達(dá)領(lǐng)域布局緩慢，導(dǎo)致英飛凌在這一市場(chǎng)落后于TI和NXP。2019年12月19日，英飛凌和傲酷達(dá)成戰(zhàn)略合作，英飛凌準(zhǔn)備使用傲酷虛擬孔徑成像軟件提升77GHz單芯片毫米波雷達(dá)的角分辨率性能。NXP目前主推的MMIC芯片一共有兩代：TEF81XX和TEF82XX。NXP從飛思卡爾時(shí)代就和大陸集團(tuán)有長(zhǎng)期合作，為大陸集團(tuán)ARS300和ARS400系列提供射頻芯片和雷達(dá)MCU，但是為大陸提供的MMIC芯片不對(duì)中國(guó)銷售，這一時(shí)期NXP提供的MMIC都是基于SiGe工藝。2018年NXP開(kāi)始提供基于40nmCMOS工藝的MMIC也就是TEF810X系列，TEF810X系列包含7個(gè)型號(hào)，包括最低端的1發(fā)3收、中端2發(fā)4收、高端的3發(fā)4收。2020年NXP發(fā)布了新一代MMIC芯片TEF82系列，3發(fā)4收。NXP在毫米波雷達(dá)專用處理器的市場(chǎng)份額高達(dá)50%，先后推出了MPC5775K、S32R27x、S32R37x、S32R29x、S32R45、S32R41等產(chǎn)品。S32R27單價(jià)為14-17美元/顆，S32R37單價(jià)10-12美元/顆。在S32R出來(lái)之前，毫米波雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的，需要中游雷達(dá)廠商自己把ADC、DAC和做信號(hào)處理的FPGA、存儲(chǔ)大量雷達(dá)數(shù)據(jù)的SRAM、用于安全的MCU貼在一個(gè)PCB板上，恩智浦的S32R的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題，把信號(hào)處理器、安全MCU、SRAM都集成為一片，毫米波雷達(dá)處理器的集成度大幅提升。整個(gè)S32R系列的雷達(dá)專用處理器最核心的在于SPT計(jì)算單元，專門用于雷達(dá)信號(hào)處理加速。NXP針對(duì)4D成像毫米波雷達(dá)主要有兩個(gè)芯片組：（1）第一個(gè)芯片組是TEF82系列，第二代CMOS射頻芯片，預(yù)計(jì)最快2022年下半年量產(chǎn)；（2）后端信號(hào)處理芯片S32R45系列和S32R41系列：45系列已經(jīng)在2022年初量產(chǎn)，支持4片MMIC級(jí)聯(lián)；41系列新版本芯片在2022年底量產(chǎn)，支持2片MMIC級(jí)聯(lián)。S32R45相比S32R41增加了LAX矩陣加速器，擁有300GFLops算力，可以支持超分辨算法計(jì)算。TI現(xiàn)在已經(jīng)推出了兩代毫米波雷達(dá)芯片產(chǎn)品，第一代主要用來(lái)做角雷達(dá)，第二代用于前雷達(dá)和高端前角雷達(dá)，TI是三家芯片大廠中唯一一家已經(jīng)將MMIC和雷達(dá)MCU集成在一起打包售賣的廠商：其中第一代（AWR1XXX）一共發(fā)布了5款芯片；第二代（AWR2XXX）有2款芯片，第二代MMIC射頻性能比第一代整體高50%，另外SoC數(shù)字信號(hào)處理性能也比第一代好，DSP、MCU核心、HWA等均進(jìn)行了升級(jí)。沿著橫軸從左到右TI的毫米波雷達(dá)芯片集成度越來(lái)越高，集成度提升的好處在于成本下降，節(jié)省PCB面積。第一代產(chǎn)品主要用來(lái)做角雷達(dá)，其中用AWR1642做后角雷達(dá)，用AWR1843做4D角雷達(dá)；第二代產(chǎn)品用來(lái)做前雷達(dá)和高端角雷達(dá)，其中AWR2243用來(lái)做4D成像毫米波雷達(dá)（2018年TI就開(kāi)始提供基于AWR2243的4片級(jí)聯(lián)方案），用AWR2943和AWR2944做高端前角雷達(dá)和前雷達(dá)（2022年1月發(fā)布）。TI芯片出現(xiàn)“弱化DSP加強(qiáng)HWA”的趨勢(shì)，信號(hào)處理環(huán)節(jié)有可能變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)品，存在中游雷達(dá)廠商能夠進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)節(jié)之一被上游剝奪的風(fēng)險(xiǎn)。在TI的第一代產(chǎn)品中，信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算任務(wù)幾乎都是由DSP承擔(dān)，MCU只是承擔(dān)簡(jiǎn)單的配置、控制和管理任務(wù)；但是到了TI的第二代產(chǎn)品，DSP的作用被弱化（由上一代的C674核心換成了C66的核心，處理頻率從600MHz變?yōu)?60MHz），信號(hào)處理部分計(jì)算任務(wù)幾乎都由HWA承擔(dān)，另外ARM被加強(qiáng)（不僅用于配置和控制，還可以用于數(shù)據(jù)處理），進(jìn)一步削弱了DSP的作用。TI毫米波雷達(dá)芯片上的HWA實(shí)際上是將許多先進(jìn)信號(hào)處理算法固定下來(lái)，將信號(hào)處理環(huán)節(jié)逐漸變?yōu)椤皹?biāo)準(zhǔn)品”。Arbe一共發(fā)布了2款產(chǎn)品：48發(fā)48收毫米波雷達(dá)芯片組Phoenix，作為前雷達(dá)；以及24發(fā)12收毫米波雷達(dá)芯片Lynx，作為角雷達(dá)。（1）Phoenix：Arbe的毫米波雷達(dá)芯片組Phoenix由發(fā)射器（單顆12發(fā)）、接收器（單顆24收）、處理器三部分構(gòu)成，Arbe在2018年發(fā)布的RF射頻芯片，在2020年發(fā)布雷達(dá)處理器。雷達(dá)處理器最多可以支持4顆發(fā)射器和2顆接收器，也就是48發(fā)48收射頻信號(hào)的處理，采用格羅方德半導(dǎo)體公司22nm射頻CMOS工藝，幀率約30Hz。（2）Lynx：Lynx發(fā)布于2022Q1，Lynx也是由發(fā)射器、接收器、專用處理芯片三部分構(gòu)成，但是由于是24發(fā)12收的方案，因此虛擬通道數(shù)為288個(gè)，成本和性能較Phoenix更低，適合用做角雷達(dá)和更低價(jià)位車型前雷達(dá)。Arbe已經(jīng)確定了5家Tier1和車廠客戶：維寧爾、法雷奧、經(jīng)緯恒潤(rùn)、威孚高科，北汽集團(tuán)的L2+車型將搭載基于Arbe芯片的雷達(dá)；另外還有2家非汽車前裝客戶，即中國(guó)L4無(wú)人出租車公司AutoX和瑞典公司Qamcom。其中：維寧爾選用Arbe的Phoenix芯片組做前雷達(dá)、用Lynx芯片做角雷達(dá)，預(yù)計(jì)將于2023年年中進(jìn)入預(yù)生產(chǎn)階段；經(jīng)緯恒潤(rùn)和威孚高科的毫米波雷達(dá)將在2023年中量產(chǎn)，其中經(jīng)緯恒潤(rùn)向Arbe訂購(gòu)了34萬(wàn)個(gè)芯片組；AutoX預(yù)計(jì)將在5年內(nèi)將40萬(wàn)個(gè)基于Arbe芯片的雷達(dá)集成到L4無(wú)人出租車隊(duì)中。公司預(yù)計(jì)上述客戶能夠在未來(lái)帶來(lái)每年40-100萬(wàn)片的需求量。之前媒體報(bào)導(dǎo)特斯拉曾經(jīng)想選用Arbe的Phoenix芯片來(lái)做毫米波雷達(dá)，但是之后特斯拉又放棄了這一方案，改為自研的6發(fā)8收4D成像毫米波雷達(dá)方案。我們認(rèn)為Arbe單芯片實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模虛擬陣列的路線優(yōu)勢(shì)在于可以形成致密點(diǎn)云，但是關(guān)鍵在于價(jià)格是否能控制在比多芯片級(jí)聯(lián)方案更低的水平，這主要取決于Arbe芯片銷量，Arbe預(yù)計(jì)3年內(nèi)芯片單價(jià)將從260美元降低至111美元。根據(jù)Arbe披露的基于Phoenix芯片的毫米波雷達(dá)性能參數(shù)，Arbe的48發(fā)48收方案和大陸集團(tuán)ARS540用4芯片級(jí)聯(lián)所實(shí)現(xiàn)的12發(fā)16收方案相比，在探測(cè)距離、視場(chǎng)角、角分辨率等指標(biāo)上性能相當(dāng)；而虛擬通道數(shù)量就好比是攝像頭生成圖像的像素?cái)?shù)量，Arbe虛擬通道數(shù)量2304個(gè)明顯要比大陸192個(gè)虛擬通道更多，因此點(diǎn)云更密集，前者大約是后者的10倍。Arbe的硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)決定了其性能比多芯片級(jí)聯(lián)方案更有優(yōu)勢(shì)，但關(guān)鍵是性價(jià)比上如何超越多芯片級(jí)聯(lián)方案，如果Arbe能夠在成本和價(jià)格上做到和大陸ARS540相當(dāng)甚至更低，從邏輯上推測(cè)Arbe是很有希望提升市占率替代多芯片級(jí)聯(lián)方案的。根據(jù)Arbe在2021年3月投資者日PPT上的數(shù)據(jù)，Arbe預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期基于Phoenix設(shè)計(jì)的前雷達(dá)價(jià)格能降到150美金/個(gè)，基于Lynx設(shè)計(jì)的角雷達(dá)價(jià)格能降到100美金/個(gè)，2021年大陸ARS540單價(jià)大約200美元/個(gè)；并且預(yù)計(jì)當(dāng)2022年雷達(dá)芯片銷量在5萬(wàn)片時(shí)對(duì)應(yīng)芯片單價(jià)260美元，當(dāng)2025年芯片銷量281萬(wàn)片時(shí)對(duì)應(yīng)芯片單價(jià)可降至111美元。中國(guó)國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)芯片廠商走在最前面的是加特蘭微電子。截止至2022年底加特蘭定點(diǎn)車型已經(jīng)超過(guò)50款，車廠客戶包括奇瑞、比亞迪、上汽、東風(fēng)、智己、飛凡、蔚來(lái)、賽力斯、極氪、通用等，2022年全年出貨量大于250萬(wàn)片，2021年出貨量103萬(wàn)片。針對(duì)車載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，加特蘭微電子一共推出了Alps系列和Andes系列兩個(gè)平臺(tái)，前者用于普通3D/4D雷達(dá)和艙內(nèi)活體檢測(cè)雷達(dá)，后者用于4D成像毫米波雷達(dá)。（1）Alps系列：主要有Alps、Alps-Mini、Alps-Pro三類，Alps用于普通單芯片3D/4D雷達(dá)，有2發(fā)4收、4發(fā)4收兩類，另外還推出了AiP版60GHz和77GHz產(chǎn)品用于艙內(nèi)活體檢測(cè)；Alps-mini是AiP版60GHz和77GHz艙內(nèi)活體檢測(cè)雷達(dá)，相比于Alps系列同類產(chǎn)品，區(qū)別主要在于收發(fā)通道變?yōu)?發(fā)2收，因此尺寸功耗也相應(yīng)減??；Alps-Pro是2022年12月最新發(fā)布的新品，預(yù)計(jì)2023年2月送樣，模擬、基帶、數(shù)字三方面性能都較上一代Alps顯著提升，探測(cè)距離更遠(yuǎn)、精度更高、分辨率更好，雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)量大幅提升。（2）Andes系列：Andes是加特蘭第三代雷達(dá)平臺(tái)，專門針對(duì)高端4D成像雷達(dá)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2023年Q2送樣，22nm制程的4發(fā)4收SoC芯片，包含MMIC（射頻前端）、DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）與RSP（雷達(dá)信號(hào)處理器）。5.2普通3D/4D雷達(dá)不同廠商的競(jìng)爭(zhēng)策略普通3D/4D毫米波雷達(dá)和4D成像毫米波雷達(dá)這兩個(gè)市場(chǎng)不一樣，所以分別來(lái)分析。首先是3D/4D毫米波雷達(dá)市場(chǎng)：策略1：“價(jià)格優(yōu)勢(shì)+本地化服務(wù)優(yōu)勢(shì)”的打法（典型代表：絕大多數(shù)本土雷達(dá)廠商）。這是幾乎所有國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)廠商都會(huì)采取的策略以及自帶的優(yōu)勢(shì)。以目前獲得國(guó)內(nèi)角雷達(dá)市場(chǎng)本土廠商第一的森思泰克為例，創(chuàng)始人秦屹在接受車東西采訪時(shí)提到：“在角雷達(dá)領(lǐng)域，其BSD雷達(dá)較Tier1巨頭的產(chǎn)品能有20%的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此用價(jià)格優(yōu)勢(shì)率先突破BSD等提醒類ADAS功能的雷達(dá)市場(chǎng)”。承泰科技創(chuàng)始人陳承文曾經(jīng)提到在2018年后裝預(yù)警雷達(dá)實(shí)現(xiàn)出貨3000多顆之后，開(kāi)始進(jìn)入前裝市場(chǎng)，這個(gè)時(shí)候，承泰再以低于對(duì)手30%左右的價(jià)格和更好的配套服務(wù)體系來(lái)?yè)屨架嚻罂蛻簦ㄙY料來(lái)源：車東西）。凌波微步創(chuàng)始人于勝民也提到“在產(chǎn)品性能上，客戶直接拿我們和國(guó)外的品牌作對(duì)比，最后認(rèn)可我們的性能。同樣性能產(chǎn)品，我們的價(jià)格可以降低30%到40%”。另外，承泰科技表示“基于國(guó)產(chǎn)加特蘭雷達(dá)芯片方案，應(yīng)用于商用車FCW前向雷達(dá)的方案，價(jià)格還可以繼續(xù)下探10%左右?！辈呗?：前融合/中融合（典型代表：德賽西威、縱目科技、華為）。德賽西威的L2+行泊一體方案IPU04，其自研的毫米波雷達(dá)只輸出點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)前/中融合的方式，做到傳感器和算力深度復(fù)用，從而提升系統(tǒng)整體性價(jià)比，以此路徑實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)替代。在低速泊車領(lǐng)域，縱目科技推出的HPP&AVP產(chǎn)品基于4顆環(huán)視攝像頭+12顆超聲波雷達(dá)+4顆自研的4D角雷達(dá)，縱目科技副總經(jīng)理李旭陽(yáng)提到“因?yàn)榭v目毫米波雷達(dá)自研，因此可以獲得原始數(shù)據(jù)，從而可以通過(guò)將視覺(jué)數(shù)據(jù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合，把融合的結(jié)果做數(shù)據(jù)標(biāo)記，再利用特殊算法可以將識(shí)別精度做到10cm以下的水平，得到更好的物體識(shí)別”。華為在2020年9月北京車展期間提到華為“擁有自主研發(fā)的毫米波雷達(dá)，因此可以拿到毫米波雷達(dá)最原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將三種傳感器同時(shí)進(jìn)行像素級(jí)前融合”。雖然大陸博世等國(guó)外Tier1的毫米波雷達(dá)也能同時(shí)輸出Cluster點(diǎn)云數(shù)據(jù)和Object目標(biāo)數(shù)據(jù)，但是從點(diǎn)云數(shù)據(jù)到生成目標(biāo)數(shù)據(jù)所需要經(jīng)過(guò)的識(shí)別算法、跟蹤算法是在MCU上運(yùn)行的，因此對(duì)于只需要Cluster點(diǎn)云數(shù)據(jù)的L2+系統(tǒng)而言，帶MCU的毫米波雷達(dá)實(shí)則浪費(fèi)了一片MCU的成本。這種情況下，ADAS系統(tǒng)廠商出于智能駕駛系統(tǒng)算法特點(diǎn)的角度自研不帶MCU的毫米波雷達(dá)，可以節(jié)省系統(tǒng)整體成本，還可以提升系統(tǒng)性能。毫米波雷達(dá)和視覺(jué)數(shù)據(jù)的融合分為三個(gè)層次：數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)融合、目標(biāo)級(jí)融合；上述排序越靠前數(shù)據(jù)損失越少，但算力消耗越高。（1）數(shù)據(jù)級(jí)融合（前融合）：指將雷達(dá)點(diǎn)云和圖像像素匹配。（2）特征級(jí)融合（中融合）：指各類傳感器僅完成障礙物的特征提取但不進(jìn)行跟蹤，由融合算法來(lái)完成聚類和跟蹤。（3）目標(biāo)級(jí)融合（后融合）：將攝像頭和毫米波雷達(dá)各自經(jīng)特征提取后的障礙物結(jié)果（各傳感器獨(dú)立完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤）再由融合算法輸出一個(gè)最合適的屬性進(jìn)行輸出，毫米波雷達(dá)提供的數(shù)據(jù)是一個(gè)目標(biāo)物體列表，每個(gè)目標(biāo)物體都有對(duì)應(yīng)的速度、距離、角度信息。對(duì)于Tier1而言，后融合便于做標(biāo)準(zhǔn)模塊化開(kāi)發(fā)，只需要把接口封裝好提供給車廠就可以實(shí)現(xiàn)即插即用。華為的毫米波雷達(dá)也針對(duì)不同算力域控制器支持3種架構(gòu)：對(duì)接小算力域控，雷達(dá)僅輸出目標(biāo)；對(duì)接大算力域控，所有跟蹤處理在域控完成，僅輸出4D點(diǎn)云；或點(diǎn)云+目標(biāo)混合輸出模式。除了上述商業(yè)策略上的差異，“先發(fā)優(yōu)勢(shì)”和“戰(zhàn)略決策的前瞻性”也是在競(jìng)爭(zhēng)中能夠突圍的關(guān)鍵原因，典型如目前國(guó)內(nèi)本土毫米波雷達(dá)Tier1中份額排名第一的森思泰克。森思泰克總經(jīng)理秦屹表示，TI2016年在行業(yè)內(nèi)率先推出高度集成的AWR1642，是第一家采用CMOS工藝，將雷達(dá)前端和處理器集成在單芯片中。從2017年起，森思泰克就采用德州儀器第一代車載毫米波雷達(dá)AWR1642，基于1642芯片，2019年森思泰克在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)前裝77G車載毫米波雷達(dá)的量產(chǎn)上市。也正因此當(dāng)森思泰克推出采用單芯片的77GHz毫米波雷達(dá)時(shí)，“大部分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還采用24GHz”，無(wú)論性能、成本等方面都具有明顯代差優(yōu)勢(shì)，也使得森思泰克作為新入局者可以迅速搶占市場(chǎng)。2018年，森思泰克在北京車展上推出了第一個(gè)4D成像角雷達(dá)產(chǎn)品。到了2021年，森思泰克與長(zhǎng)安汽車達(dá)成了4D成像前向雷達(dá)定制與開(kāi)發(fā)合作，此后的2022年又陸續(xù)與理想（前雷達(dá)和角雷達(dá)）、紅旗、吉利等公司達(dá)成多項(xiàng)合作，其中包括4D成像前向雷達(dá)，也包括了4D成像角雷達(dá)項(xiàng)目。5.34D成像雷達(dá)不同廠商的技術(shù)路線之爭(zhēng)4D成像毫米波雷達(dá)由于價(jià)格偏貴（目前1500元，未來(lái)800-1000元），因此目前主要應(yīng)用在30萬(wàn)價(jià)位及以上高級(jí)智能駕駛車型中，這種車型一般還會(huì)搭載激光雷達(dá)，大算力域控制器、10+顆攝像頭；待未來(lái)價(jià)格下降再往中端車型滲透去替代普通4D雷達(dá)。根據(jù)目前中游雷達(dá)廠商芯片選型方案，可以概括出4D成像雷達(dá)分為兩條路線：路線一：多芯片級(jí)聯(lián)。將多顆MMIC級(jí)聯(lián)形成大規(guī)模虛擬陣列，這是目前最主流的路線，大陸（4片級(jí)聯(lián)）、博世（4片級(jí)聯(lián)）、采埃孚（4片級(jí)聯(lián)）、安波福、華為、森思泰克、德賽西威、楚航科技、華域汽車、納瓦電子等都是采用的多芯片級(jí)聯(lián)方案，其中森思泰克、華域汽車既推出了2片級(jí)聯(lián)又有4片級(jí)聯(lián)雷達(dá)，納瓦電子是6片級(jí)聯(lián)18發(fā)24收方案。多芯片級(jí)聯(lián)方案優(yōu)點(diǎn)在于前期開(kāi)發(fā)難度低上市周期短，缺點(diǎn)在于成本偏高且量產(chǎn)門檻高（量產(chǎn)難度體現(xiàn)在例如“中頻同步”問(wèn)題導(dǎo)致良品率偏低）。路線二：?jiǎn)涡酒笠?guī)模虛擬陣列。在單顆ASIC芯片上實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模虛擬陣列，這種路線的典型代表是Arbe和Mobileye兩家廠商，目前Arbe的產(chǎn)品已經(jīng)可以商用，但是Mobileye仍在研發(fā)中預(yù)計(jì)最早2025年量產(chǎn)，而且Mobileye更有可能作為Tier1直接提供雷達(dá)而非定位Tier2向雷達(dá)廠商提供雷達(dá)芯片（2023年1月Mobileye宣布和臺(tái)灣啟碁科技合作生產(chǎn)毫米波雷達(dá)）。九章智駕有文章指出這種路線的挑戰(zhàn)主要在于“如何在極小的密閉空間里布置那么多天線”、“天線之間干擾問(wèn)題”、“ASIC芯片之上算法固化問(wèn)題”等。還有一家廠商Unhder也是這種路線，Unhder由麥格納支持，單片16發(fā)12收，但是其波形調(diào)制方式比較特殊，是PMCW（調(diào)相連續(xù)波）方式，而非主流FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）方式，缺點(diǎn)在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、增加成本、損失動(dòng)態(tài)范圍等。路線二相較于路線一最大優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)云數(shù)量更加密集，但主要障礙在于價(jià)格偏高（約$550元VS￥1500元），2025年價(jià)格若能下降到150美金一顆，則路線二是更有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的方案。從Arbe的Phoenix和大陸集團(tuán)ARS540、博世第五代至尊版這三款4D成像雷達(dá)性能來(lái)看，以Arbe為代表的單芯片超大規(guī)模虛擬陣列路線的雷達(dá)方位角和俯仰角分辨率、視場(chǎng)角和大陸博世為代表的多芯片級(jí)聯(lián)方案性能其實(shí)差不多，但是前者相較于后者最大的優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)云數(shù)量更加密集，在幀率相同的情況下，具有2304個(gè)虛擬通道的雷達(dá)其每秒產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)量是具有192個(gè)虛擬通道雷達(dá)的12倍。從性能的角度上說(shuō)，路線二（單芯片超大陣列）確實(shí)比路線一（多芯片級(jí)聯(lián)）更有優(yōu)勢(shì)，但是目前價(jià)格也更貴，Arbe預(yù)計(jì)單芯片價(jià)格在2023年大約降到192美元/片，如果按雷達(dá)芯片占BOM一半計(jì)算，整體物料成本約384美金，不算軟件價(jià)值量，假設(shè)雷達(dá)毛利率為30%，對(duì)應(yīng)售價(jià)約為550美金/顆，現(xiàn)在大陸、博世等多芯片級(jí)聯(lián)4D成像雷達(dá)價(jià)格大約1500元人民幣，以速騰聚創(chuàng)M1為代表的激光雷達(dá)價(jià)格大約4000元。除了上述兩種芯片選型上的兩種不同主要路線，還有一些廠商在4D成像雷達(dá)某些技術(shù)細(xì)節(jié)點(diǎn)上做了創(chuàng)新，這些創(chuàng)新點(diǎn)可以使用在上述兩種不同芯片路線的雷達(dá)上，因此我們不作單獨(dú)分類，僅做說(shuō)明：軟件算法創(chuàng)新：虛擬孔徑成像。虛擬孔徑成像算法通過(guò)改變雷達(dá)電磁波的幅度、相位、頻率來(lái)增加天線數(shù)，主要是傲酷在推。這種方法的缺陷在于通過(guò)軟件算法做出的虛擬陣列效果比通過(guò)硬件多芯片級(jí)聯(lián)做出的虛擬陣列效果要差，優(yōu)勢(shì)就是在于通過(guò)挖掘軟件算法潛力這種低成本方式提升角分辨率性能。2021年10月安霸收購(gòu)傲酷之后，將傲酷虛擬孔徑成像算法搭載到安霸大算力芯片CV3上，可以把毫米波雷達(dá)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)去和攝像頭數(shù)據(jù)做前融合，可以提升雷達(dá)點(diǎn)云密度和角分辨率。天線材料創(chuàng)新：超材料。例如Metawave、Lunewave、Echodyne等廠商。Echodyne設(shè)計(jì)的超材料天線陣列是在速度分辨率、角分辨率、幀率三者之間做權(quán)衡，而且由于使用特殊的超材料因此成本高昂，更有可能在國(guó)防車輛、無(wú)人駕駛車上應(yīng)用，而非前裝量產(chǎn)乘用車。6.變數(shù)：幾個(gè)重要的雷達(dá)行業(yè)趨勢(shì)補(bǔ)充6.1天線趨勢(shì)：從AoB發(fā)展為AiPAiP在近場(chǎng)毫米波雷達(dá)領(lǐng)域（特別是60GHz艙內(nèi)活體檢測(cè)雷達(dá)）將成為確定性趨勢(shì)，但是前雷達(dá)和角雷達(dá)將仍然以AoB板載天線為主?，F(xiàn)在毫米波雷達(dá)天線與芯片的集成主要有兩種方式：（1）AoB（板載天線）：將天線貼在高頻PCB板上。（2）AiP（封裝天線）：將天線、MMIC、雷達(dá)專用處理芯片集成封裝到一起。高性能、小型化易安裝、低成本等是AiP芯片的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。AiP相比于AoB主要有以下好處：（1）帶有天線封裝的雷達(dá)傳感器比PCB傳感器的天線小約30％。（2）減少高頻PCB基板面積，可以降低BOM成本。（3）由毫米波雷達(dá)芯片廠商做了天線設(shè)計(jì)部分，中游毫米波雷達(dá)系統(tǒng)廠商無(wú)需做天線設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)降低工程成本。（4）由于從硅芯片到天線的路徑更短，因此可以實(shí)現(xiàn)更高的效率和更低的功耗。AiP相比于AoB也存在劣勢(shì)：由于AiP采用了小型天線，因此降低了雷達(dá)增益，進(jìn)而導(dǎo)致探測(cè)距離下降，所以AiP毫米波雷達(dá)主要用于近距離感知；除此之外，AiP天線孔徑過(guò)小，還會(huì)導(dǎo)致空間角分辨率能力減弱。AiP不會(huì)降低前雷達(dá)和角雷達(dá)的市場(chǎng)進(jìn)入門檻，不會(huì)對(duì)現(xiàn)有格局造成破壞。按照產(chǎn)業(yè)規(guī)律，上游往中游模組環(huán)節(jié)越做越多，會(huì)造成中游進(jìn)入門檻降低（例如山寨機(jī)）。AiP意味著芯片廠商把天線設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)也做了（天線設(shè)計(jì)原本是中游雷達(dá)廠商核心能力之一），會(huì)打擊中游競(jìng)爭(zhēng)格局。但是由于AiP只能用在艙內(nèi)和泊車等短距離場(chǎng)景，而角雷達(dá)前雷達(dá)所在的ADAS場(chǎng)景往往要求探測(cè)距離100-350m，不適用AiP技術(shù)。因此暫時(shí)不用擔(dān)心AiP技術(shù)會(huì)大幅降低車外前雷達(dá)和角雷達(dá)的市場(chǎng)進(jìn)入門檻，使得雷達(dá)廠商盈利能力受損，競(jìng)爭(zhēng)格局變得分散。6.2算力趨勢(shì)：更多計(jì)算任務(wù)從雷達(dá)轉(zhuǎn)移到域控普通的4D/3D毫米波雷達(dá)升級(jí)為4D成像毫米波雷達(dá)之后，對(duì)后端毫米波雷達(dá)處理芯片的算力要求大幅提高——所以全球第一款4D成像毫米波雷達(dá)大陸集團(tuán)的ARS540選擇了FPGA來(lái)做計(jì)算；毫米波雷達(dá)數(shù)字處理芯片大廠NXP看到4D成像毫米波雷達(dá)對(duì)算力需求的轉(zhuǎn)變，隨即開(kāi)發(fā)了適用于4D成像毫米波雷達(dá)的后端信號(hào)處理芯片S32R45系列和S32R41系列：其中S32R45已經(jīng)在2022年初量產(chǎn)，支持12發(fā)16收（即支持4片前端MMIC芯片級(jí)聯(lián)）；S32R41在2022年底量產(chǎn)，支持6發(fā)8收或者8發(fā)8收（支持2片MMIC級(jí)聯(lián)）。24GHz雷達(dá)算力要求一般在1GFlops以下，77GHz普通3D/4D雷達(dá)算力要求15-20GFlops，4D成像毫米波雷達(dá)算力要求在350GFlops以上。多傳感器前融合將使得毫米波雷達(dá)MCU有“被去掉”的風(fēng)險(xiǎn)，目前MCU負(fù)責(zé)的計(jì)算任務(wù)將被轉(zhuǎn)移到智能駕駛域控制器上計(jì)算。毫米波雷達(dá)與其他傳感器融合主要有三種形式：后融合、中融合、前融合。多傳感器融合越偏底層，毫米波雷達(dá)后端專用處理器越多的計(jì)算任務(wù)將被轉(zhuǎn)移到智能駕駛域控制器上。2021年底安霸收購(gòu)的傲酷在毫米波雷達(dá)軟件算法上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，傲酷有70%以上的工程師都是算法及軟件相關(guān)開(kāi)發(fā)人員，安霸收購(gòu)的主要目的在于把毫米波雷達(dá)和攝像頭的前融合放到域控制器上進(jìn)行計(jì)算，其大算力智能駕駛芯片CV3集成了傲酷的毫米波雷達(dá)處理算法（VAI軟件），支持視頻像素和雷達(dá)點(diǎn)云做原始數(shù)據(jù)級(jí)融合——安霸收購(gòu)傲酷，已經(jīng)證明毫米波雷達(dá)MCU“被去掉“的趨勢(shì)已經(jīng)正在發(fā)生。6.34D成像毫米波雷達(dá)替代激光雷達(dá)？以Arbe和Mobileye為代表的單芯片超大虛擬陣列毫米波雷達(dá)廠商，其競(jìng)爭(zhēng)策略就是想憑借4D成像毫米波雷達(dá)的相對(duì)密集點(diǎn)云替代激光雷達(dá)。根據(jù)Mobileye在招股書(shū)上披露的信息，在自研的4D成像毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)開(kāi)發(fā)出來(lái)之前，“真正冗余”方案將采用第三方廠商的激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)；但是2025年自研4D成像雷達(dá)上車之后，可以將激光雷達(dá)數(shù)量由3顆減配到1顆，顯著降低智能化成本。而Mobileye的4D成像毫米波雷達(dá)技術(shù)路線是和Arbe一樣通過(guò)單芯片實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模虛擬陣列，優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)云數(shù)量相比級(jí)聯(lián)方案更加密集，從而可以在一定程度上替代激光雷達(dá)。但是由于目前性能最強(qiáng)的4D成像毫米波雷達(dá)角分辨率才做到1°，相比于激光雷達(dá)0.1-0.2°角分辨率仍然偏低；另外4D成像毫米波雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)量和激光雷達(dá)相比也仍然有很大差距——因此4D成像毫米波雷達(dá)短期還無(wú)法替代激光雷達(dá)。車自動(dòng)駕駛需要判斷40米之外的涵洞能不能通過(guò)，這時(shí)候要求垂直向角分辨率是1.4°，水平線要求在100米之外區(qū)分兩個(gè)車道上的兩輛車，這要求水平角分辨率是1.7°，也就是說(shuō)4D成像毫米波雷達(dá)要求水平和垂直都是1°左右角分辨率，目前4D成像雷達(dá)剛剛達(dá)到這個(gè)水平；而前裝量產(chǎn)的激光雷達(dá)前雷達(dá)角分辨率普遍在0.1-0.2°。速騰聚創(chuàng)M1每秒能夠輸出150萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，禾賽AT128也是每秒153萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，而現(xiàn)在4D成像毫米波雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)量才幾千個(gè)（楚航4D成像毫米波雷達(dá)是6000個(gè)點(diǎn)云；大陸集團(tuán)ARS548最大輸出點(diǎn)云數(shù)量為800個(gè)，實(shí)測(cè)下來(lái)350個(gè)左右；縱目SDR1每幀點(diǎn)云數(shù)512；幾何伙伴4D成像毫米波雷達(dá)單幀6000個(gè)點(diǎn)云）。激光雷達(dá)目前也無(wú)法替代毫米波雷達(dá)，其一是因?yàn)闃O端天氣毫米波雷達(dá)必不可少，其二是因?yàn)榧す饫走_(dá)價(jià)格偏貴。首先，針對(duì)30萬(wàn)價(jià)位以上高端車型，激光雷達(dá)在雨雪霧等極端天氣條件下感知效果會(huì)大幅降低，而毫米波雷達(dá)仍然能夠較為可靠地工作。另外對(duì)于30萬(wàn)以下中低價(jià)位車型，現(xiàn)在最便宜的前向激光雷達(dá)價(jià)格大約4000元，相比于毫米波雷達(dá)前雷達(dá)價(jià)格500元仍然有很大差距，最便宜的補(bǔ)盲激光雷達(dá)價(jià)格大約1000-1500元，相比于毫米波雷達(dá)角雷達(dá)200元單價(jià)也仍然貴很多，因此激光雷達(dá)還無(wú)法滲透到中低端價(jià)位，30萬(wàn)以下中低價(jià)位仍然會(huì)以配置毫米波雷達(dá)和攝像頭為主。7．產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)公司分析上游-芯片環(huán)節(jié)（2025年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)102億）：英飛凌、NXP、TI三家占據(jù)了毫米波雷達(dá)芯片行業(yè)近90%份額，國(guó)內(nèi)加特蘭微電子隨著中游國(guó)產(chǎn)雷達(dá)廠商崛起正加速替代海外份額。四家廠商最新進(jìn)展已經(jīng)在第5.1節(jié)詳細(xì)說(shuō)明，在此不再贅述。上游-高頻PCB環(huán)節(jié)（2025年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)20億）：高頻PCB是電磁頻率較高的特種電路板，高頻的頻率在1GHz以上；高頻PCB的主要原材料是高頻覆銅板，一般覆銅板約占PCB成本40%。上游-雷達(dá)專用塑料環(huán)節(jié)（2025年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)）：主要廠商有l(wèi)aird（美國(guó)）、巴斯夫BASF、帝斯曼DSM、SABIC（沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司）、寶理（日本）、東麗（日本）、南京聚?。?00644.SZ）、沃特股份（002886.SZ）、朗盛化學(xué)。毫米波雷達(dá)要用到塑料的結(jié)構(gòu)有天線罩（前蓋）、底板（后蓋）、電磁屏蔽材料（吸波罩）：天線罩主要用于保護(hù)內(nèi)部高頻PCB天線、芯片的強(qiáng)度，以及讓電磁波穿透的作用，理想的天線罩應(yīng)對(duì)電磁波透明；吸波板用來(lái)吸收天線附近的電磁噪音，從而提高雷達(dá)信噪比。透波材料用于天線罩、吸波材料用于吸波罩。2020年以來(lái)南京聚隆開(kāi)發(fā)了24GHz和77GHz兩個(gè)頻段熱塑性吸波、透波材料，2