智能汽車行業(yè)市場前景及投資研究報告：毫米波雷達優(yōu)勢明顯核心壁壘芯片、天線陣列、波形設計

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CONTENTS0102030405060730141.1

51.1

按射頻頻率分為超視距、微波、毫米波和激光。射頻頻率不同，電磁波傳播速度均為光速，頻率高則波長短。使用110mm的電磁波，工作在30-300GHz頻段。主要用于探測，具備在惡劣天氣中工作的特性。

利用激光束搭載信息，工作在光頻段（30~1000THz）。它用于精確獲得三維位置信息，能確定物體的位置、大小、外部形貌以及材質。測距（最遠距離、測距精度、測距分辨率）、測速（最大速度、速度精度、速度分辨率）、測方位角（視場角、角度精度、角度分辨率）、測俯仰角（視場角、角度精度、角度分辨率）。另外毫米波有一個核心亮點是帶寬；激光能力的綜合指標“點頻”。則是一個可以全面反映激光感知

毫米波適用于遠距離、惡劣天氣，成本較低。激光，成本較高。精度高，精確定位建模，但在惡劣天氣中效果較差61.124GHz

60GHz

77GHz

79GHz24GHz77GHz60GHz79GHz

FCW

)AEB

)77GHz

24GHzBSD

)LCA

)ACC

)77GHz60GHz3

5mm5cm100-150200m

15-30m);24G

1/3800MHz)250MHz)77GHz24GHz24GHz

71.1

5360L1L2L3L4L54-81-31-31-35-75-75-7001246-148-128-128-128-123-113-113-113-1114-2617-3418-3520-37

,w250m(ADAS)30081.1

FMCW

根據(jù)多普勒效應＋跟蹤目標微積分計算得到目標的相

根據(jù)電磁波的發(fā)射和接收時間延時

對速度。計算得到到目標的距離。

θ

r

e

s

≈

2

/N

(rad

)

的速度分辨率：vr

e

s=

λ/（2NTc）

=

λ/（2Tf）

dre

s

=

c

/2

B

波長越短，一幀的時間越長

的速度分辨率越高。91.1

130℃15110

℃60(

)150

101.24DMMIC

SiGe

GaAsCMOS2021DSP+FPGA50%4D111.2

FMCW

121.2

0.14D1550nm

FMCW4D131.2

上游元器材的采購成本在生產(chǎn)總成本的占比超過。是影響產(chǎn)業(yè)鏈價格的關鍵因素。其中射頻前端組件在硬件成本中占比，數(shù)字信號處理器占比，高頻板占比，控制占比，其他材料占。

射頻前端組件：器等

部分，通過單片信號。是毫米波的核心射頻部分，包括發(fā)射器、接收集成化，實現(xiàn)調制、發(fā)射、接收和解調毫米波技術目前主流，但隨小型化需求增長，

工藝逐漸成為主流技術，國內企業(yè)如加特蘭微、岸達科技等已推出量產(chǎn)產(chǎn)品。

數(shù)字信號處理器：左右。高端凌、賽靈思等。

高頻

板：天線是毫米波列陣方式，提高產(chǎn)品精度。國際等供應高頻

控制電路：控制電路是毫米波示系統(tǒng)和啟動制動系統(tǒng)，占據(jù)總生產(chǎn)成本的和是毫米波的核心部件，占據(jù)硬件成本的和芯片主要由國外企業(yè)供應，如、英飛關鍵設計組件，通過高頻生產(chǎn)企業(yè)如羅杰斯、板實現(xiàn)微帶、松下電工。國內生產(chǎn)企業(yè)為生益科技，市場化程度較低。實現(xiàn)主動控制的最后一環(huán)，包含報警顯。141.2

毫米波線設計和后端算法開發(fā)，提供毫米波。方案集成商基于毫米波成方案，如汽車tier

1供應商和智能交通方案集成商。

市場格局：目前，國際企業(yè)如博世、大陸、安波福在中國毫米中游市場占主導地位。中國本土企業(yè)如木牛科技、森思泰克、華域電子、

、承泰科技在汽車

領域實現(xiàn)量產(chǎn)，加速

。智能交通領域中游企業(yè)主要有慧爾視、?？抵锹?lián)、大華股份、象德信息、宇視科技、木?？萍?、雷森電子。智能家居

市場已初步形成，參與者包括云帆瑞達、邁睿中游企業(yè)：方案供應商完成系統(tǒng)設計、天方案模塊或整機產(chǎn)品技術，為各應用領域提供智能集波智能、電目科技、精益遠達、全耀傳感、易探科技、速數(shù)智能。智慧康養(yǎng)領域中游企業(yè)有清雷科技、兆觀科技、德心智能、苗米科技、英特睿達、知譜科技、算豐征途。151.2

161.276-2013200477GHzMRR

LRR2477GHz77GHz4GHz24GHZ24GHZ77GHz77GHz24

77

GHz4

77

GHz24GHz201977GHzHS577GHz4

77

79GHz7

79GHz77GHz79GHz171.3

20252.44DMMIC18%1CMOS11BBIC70%CMOSSiGe40%MMIC36%

277GHz

3

77GHz24GHz

77GHz20252432.12021-202562%3D3D30025020015010050%26325004D3000250020001500100050060%50%40%30%20%10%0%20001500100050001970020202021202220232024E2025E201920232021202220232024E2025E181.3

MMICPCB

MCWInfineon（TINXP（STADIMMICRogers（IsolaSchweizerPCB（19.74%Infineon（TINXP（STADIMCU1902202.1

毫米波的主要硬件為：射頻芯片（MMIC）、微帶貼片天線、數(shù)字信號處理器（DSP/FPGA）、PCB基板及控制電路等。

MMIC芯片（單片微波集成電路）是在半絕緣半導體襯底上用一系列的半導體工藝方法制造出無源和有源元器件，并連接起來構成應用于微波、毫米波頻段的功能電路，負責毫米波信號的調制、發(fā)射、接收以及回波信號的解調，成本占比超過50%，是車載的核心。MMICPCB50%MMIC20%DSP/FPGA10%50%20%212.1

MMIC

全集成毫米波芯片的基本架構包括發(fā)射機、接收機、信號源等射頻毫米波組件，中頻處理、A/D轉換等基帶處理模擬組件，微控制器、數(shù)字信號處理等數(shù)字組件。

毫米波的設計難點集中在高功率寬帶發(fā)射機、高靈敏度寬帶接收機、高精度信號源等方面，因此，毫米波芯片中毫米波阻抗匹配技術、輸出功率提高技術和相控陣技術成為衡量重要性能衡量標準。

毫米波阻抗匹配技術

毫米波放大器的工作帶寬分布式結構和多級放大器結構

輸出功率提高技術

移相器技術

222.1

MMIC

4DMIMO+方案具體介紹核心組件優(yōu)勢現(xiàn)有問題廠商體積大、成本高、多芯片同時運

博世、木牛科算功耗高、中頻同步的技術難題、

技、采埃孚、將芯片通過二級聯(lián)/四級聯(lián)/八級聯(lián)增加實體天線

英飛凌、TI、NXP等公司的MMIC

前期開發(fā)難度低、上市周期級聯(lián)MIMO芯片較短良品率瓶頸Waymo、級聯(lián)+虛擬孔徑成像技術+集成芯片提供虛擬MIMO解決方案、成本控制較易、天線數(shù)量可實現(xiàn)倍增在級聯(lián)的方式上通過獨特的虛擬孔徑成像軟件算

獨特的虛擬孔徑成像，軟件算法和天線的布局規(guī)劃、波形和后續(xù)的

傲酷、幾何伙法和天線設計做成高倍效虛擬MIMO天線設計效據(jù)處理伴等天線布局規(guī)劃以及相互干擾問題Arbe.、將多發(fā)多收天線集中在一顆芯片中，形成的體積小、每通道成本較低的同時實現(xiàn)先進的射頻性能集成芯片ASIC芯片以及與之配套的算法的處理、散熱問題、信噪比提升、

Uhnder、ASIC芯片算法固化問題

Vayaar等232.1

MMICSiGe

CMOS

SiGe

MMICSiGeDSPCMOSSiGe1MMIC

MCU40%2CMOSSiGeCMOS

AiP

SiGeMMICCMOSCMOSMMICMMIC類型GaAsSiGeCMOS時間1990-20092009至今2017至今速度故障超快高快中好好快低功率增益溫度控制非常好好一般差邏輯密度非常低高頻PCB板非常高相對成本10.50.3前端射頻芯片需要量前端射頻芯片成本占比7-8顆2-5顆36%僅1顆18%40%左右242.177GHz

從毫米波芯片國內外企業(yè)的市場占有率來看，目前國際市場主要被恩智浦（NXP）、英飛凌、德州儀器（TI）等芯片設計公司占據(jù)，代表廠商有得捷電子、富士通、飛思卡爾、英飛凌、安森美、恩智浦、意法半導體、瑞薩電子等。24GHz

國產(chǎn)化率較高，77GHz

僅部分國產(chǎn)玩家實現(xiàn)量產(chǎn)。

目前，我國大量研究機構和企業(yè)都在努力開發(fā)傳感器用芯片技術，并且已經(jīng)有了一些重大突破，進口的實現(xiàn)指日可待。77Hz24Hz

77Hz單位最新進度東南大學毫米波國家重

已完成8mm波段混頻器、倍頻器、開關、放大器等單功能芯片的點實驗室意行半導體加特蘭微電子研制，正在開展單片接收/發(fā)射前端的設計與研制已實現(xiàn)77GHz的MMIC芯片量產(chǎn)和供貨已發(fā)布77GHz

CMOS車載毫米波已發(fā)布77GHz

CMOS毫米波

芯片ADT2001，是全球首款基于CMOS工藝,采用相控陣系統(tǒng)架構,單顆芯片集成16通道的車載77GHz

CMOS毫米波

芯片。收發(fā)芯片杭州岸達科技潤積電已推出77GHz毫米波芯片RF77TR34，采用RFCMOS工藝，集成了收發(fā)機（3T4R）、PLL、VCO等，已實現(xiàn)量產(chǎn)和供貨矽典微電子、矽杰微、岸達科技、微度芯創(chuàng)、曠時科技已實現(xiàn)或已推出量產(chǎn)77GHz毫米波芯片產(chǎn)品252.2DSP+FPGA

DSPFPGAFPGA

DSPFPGADSP+FPGA4DARS540Zynq

UltraScale+MPSoCFPGADSPFFTARS5401DSP+FPGA4D262.3SoC

SoCMMIC

DSP

MCUSoCAu

tomo

ti

ve

SPICESoCSoCCPU

SoCSoCCMOS+AiP+SOCGaAs15%2703283.1

3SRR）PCBλg/2ARS293.1PCB

PCB1/4

PCB30

200m60

100m120

30m303.2

AOP

Antenna

on

package

From

ASE

technologyVR/ARPCB313.2

AiP

AoBPCBPCBAoBPCB

AiPMMICPCBAiPAiPTIAiPAiP

AiPPCB30%323.3

ADAS196m仿真模擬模型例子詳解

POI200MHz76~77GHz0.2KPOIDF1

DF2-

196mADAS11%3304344.1

412TX3RXRXTXIF

12

ADCDFT

CFARCFAR1FMCW

PointNe

t/Poi

ntNe

t++CNN2CFAR

ADCDFTCFAR2DFFT

3D

FFT

354.124GHz

60GHz

77GHz

77G60G3D2D

陣元由微帶傳輸線連接，且終端開路。對陣元做不同程度的分布錐削就能實現(xiàn)特定旁瓣電平的輻射性能。

由于每個陣列單元的相位相同，同相輻射的情況下方向圖是不會產(chǎn)生偏轉的。

通常諧振式陣列的帶寬很窄，且增益強度正比于陣列單元數(shù)量，因此要增強天線增益應該增加陣元數(shù)量，對于帶寬，可以從基材高度、陣列單元著手。

行波陣列由于接了負載，從饋電端口進入天線的幅度是不斷衰減的，且最后剩余的功率會被負載完全吸收，從而降低輻射效率。同時陣元之間的漸進相位累積會使得天線最大輻射方向產(chǎn)生偏轉，和法線形成一定夾角，當工作頻率變化時，夾角也隨著變化，實現(xiàn)頻掃功能。364.1

從饋源發(fā)射的電磁波的幅度向負載衰減，其中少量剩余功率被匹配負載吸收。行波和輻射縫隙之間的耦合朝著負載方向增加，使得來自陣列的后半部分的輻射強度與來自前半部分的輻射強度相當。這些縫隙間隔開，使得相鄰縫隙之間存在漸進的相移。隨著工作頻率的變化，主瓣方向發(fā)射偏轉，也是一種頻掃天線。

由于波導末端以短路終止，因此疊加反射波，將在波導內形成駐波，并且縫隙的中心處具有相同的場最大值。

每個縫隙的輻射相位在中心頻率處是相同的。37：4.2

CWPDR384.2

LFMCW

FMCW

LFMCWLFMCW394.2FMCWLFM+FSK

FMCW

AB,

ABMFSKRf1

f2A

BFMCW404.2FMCW

FMCW

fs

FMCIWACCFMCW414.2LFMCW

ChirpTp

KChirpD

NChirp1D

FFTfd

frFFT

2D

FFTFFT4205435.1

4D

TIIWR68434D445.1

4D

4D

4Dz4D4D

Arbe

4DPhoenix5-104D4D3D455.1

4D2024

4D4D3D500-1000500202430%

-40%

4D4D

NOAL34D4D4DL3

4D4D

4D

4DNOA

L320244D4D3D2024465.1

4D4D

4D4D16

/32

/6496

/128

/1440.1~0.24D11.5~2

4D4D4D475.2

4D2RADIal1Astyx

FFT-RadNet--3D-FFTRadNet

Astyx4D3D23D3K-Radar

KAIST35KK-Radar4D4DRT3DK-Radar4DRT4TJ4DRadSetstereoRTK-GPS

4D77573D44IDTJ4DRadSet4D3DGNSS485.2

4D估計旋轉矩陣估計平移矢量

灰色實心圓是

EVC

原點的軌跡，灰色虛線

為計算旋轉矩陣，需要輸入以在全局坐標中自我車輛的瞬時vGego

測得的探測點的多圓是剛性安裝在車輛上的的軌跡。的安裝位置決定了其軌跡半徑。；vD、方位角

(ψm)

和仰角

(θm

為了計算平移矢量，需要輸入以下信息：車輛的瞬時縱向速度

vego和偏航率

ω

；測得的探測點的多普勒速度

vD

RC

中每個探測點的速度~vRP與

測得的該點的多普勒速度

vD及其從

指向探測(ψ

)和仰角

(θ

)；的方位mm角

(θR)點的視線（LOS）單位向量

~sLOS

有關，對于多重探測，LOS矩陣

N

可以寫成左圖vRP,est形式。

得到多普勒速度與

ψm和θm

的函數(shù)關系的最終方程，通過最小化最小平方成本函數(shù)得以解決并且

‖~rR‖

=

c1,ψ0

=

c2。

至少需要3次探測才能求解方程。已知~vVP和~vRP,est，方程中的旋轉矩陣

R

可通過Kabsch

算法求解，然后可根據(jù)

R

計算出的安裝角。495.2

4DCFAR采集樣本數(shù)據(jù)評估噪聲分布

采用距離維數(shù)和速度維數(shù)數(shù)據(jù)方差作為測量數(shù)據(jù)離散度的有效方法，評估RDM矩陣中移動目標區(qū)域噪聲功率幅值的分布。

采集含有噪聲的背景數(shù)據(jù)。擬合有效數(shù)據(jù)

假設噪聲分布滿足瑞利分布，DM中的非零多普勒細胞通過MATLAB分布擬合工具箱進行采樣處理，然后擬合數(shù)據(jù)和瑞利曲線505.34DArbeTI

TI

ArbeTI19MIMOArbe230448

48(Multiple-input

multiple-output)1212

16MIMO192Arbe1.418U

h

nder

UhnderPMCWUhnderPMCW19ISSCC[1]

Uhnder12

16FMCWADC2Gs/s515.3

4D2025%2025E5160014001200100080060040020000.60.50.40.30.20.104D24GHz77GHz

4D500-100020245003D30%-40%525.3

20228624.6%

2021

77GHz24GHz2018-2026(:)2018-2026(:)24GHz77GHz2502001501005050004000300020001000002018

2019

2020

2021

2022

2023

2024E

2025E

2026E2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024E

2025E

2026E535.32022

2022923492.3%78.2%7.7%19.2%2.6%

2022923420202880%20152019-202270%50%8545.3

Tier

1OFweek201868%2018(

GHz

)24GHz

77GHz24

77RPIWHSTANNGIC24

77

79

2424GHZ77GHz24

7777

79ERAE77GHz77GHz77GHzHS524

77

7924

7777GHz555.3

569.8%

202223.3%2020

565.4

L1

L2

L3

L411%11%51%2023202220%

202270%93%24%35%9%2023

L331%2%0%20%40%60%575.4

是各類型傳感器的性能互補，適應不同場景的傳感器應用。L2以下級別：主要由駕駛者掌控，幾個傳感器