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文檔簡介
汽車傳感器行業(yè)研究自動駕駛加速滲透,推動市場高速增長
一、自動駕駛加速滲透,推動傳感器市場發(fā)展(一)自動駕駛市場廣闊,國內(nèi)外廠商加速布局全球自動駕駛市場規(guī)模廣闊。隨著人工智能、5G
技術(shù)的逐漸普及,無人駕駛、高級輔助駕駛快速發(fā)展,這些技術(shù)的實現(xiàn)能夠大幅減少人為失誤帶來的交通風險、提高交通運輸效率、
提升道路通行能力、改變汽車生產(chǎn)消費模式,實現(xiàn)交通運輸安全、高效、綠色的發(fā)展愿景。同
時能夠緩解社會老齡化帶來的勞動力短缺的問題,提高生產(chǎn)力水平、提升生活品質(zhì)。根據(jù)IHS的預測,自動駕駛汽車將在2025
年前后開始一輪爆發(fā)式增長,到2035年,道路行駛車輛將有一半實現(xiàn)自動駕駛,屆時自動駕駛整車及相關(guān)設(shè)備、應(yīng)用的收入規(guī)模總計將超過五千億美元。中國自動駕駛市場快速增長。據(jù)發(fā)改委最新《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,到
2020年,中國標準智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、路網(wǎng)設(shè)施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和信息安全體系框架基本形成,智能汽車新車占比達到
50%,中高級別智能汽車實現(xiàn)市場化應(yīng)用。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2016年-2019年中國智能駕駛市場規(guī)模從490億元增長到1226
億元,復合增速為35.8%,到2021年市場規(guī)模將進一步增長至2358億元。參照SAE際汽車工程師協(xié)會制定的自動駕駛分級標準,可以根據(jù)人類駕駛者的參與程度,將自動駕駛分為L0至L5各個等級。數(shù)值越高,代表自動駕駛的成熟度就越高;其中由
2級到3級的跨度是重要的轉(zhuǎn)折點,標志著自動駕駛汽車完全可以進行無人駕駛操作。ADAS(高
級駕駛輔助系統(tǒng))是實現(xiàn)自動駕駛的基礎(chǔ),根據(jù)美國高速公路安全管理局的定義,目前全球正處于汽車自動化程度的第2
個階段。即根據(jù)駕駛環(huán)境信息,由一個或多個駕駛輔助系統(tǒng)在特定工況下執(zhí)行轉(zhuǎn)向或加速/減速,同時駕駛員執(zhí)行所有其余的各類動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。目前大多數(shù)自動駕駛廠商能夠基本實現(xiàn)L2級自動駕駛,并開始推出初步具備L3功能的車型。外資車企中,當前國外技術(shù)水平最高的自動駕駛汽車為谷歌的
Waymo,全車搭載了多個激光雷達、毫米波雷達、攝像頭以及高精度自動定位儀,整車可達到L5級別的自動駕駛。而奧迪于2018
年推出的奧迪A8是全球第一款量產(chǎn)L3級別的自動駕駛汽車。除此之外,Uber、Toyata、Cruise
等國外廠商的自動駕駛汽車也都分別搭載了不同數(shù)量和種類的各式傳感器,并可實現(xiàn)L2級別的自動駕駛。全國政協(xié)經(jīng)濟委員會苗圩副主任在2021中國電動汽車百人會云論壇上表示,2020年國內(nèi)L2級別自動駕駛的滲透率已近15%。車企相繼推出具備L3功能的自動駕駛車型。相關(guān)廠商的部分L3級別車型已經(jīng)投入量產(chǎn),如小鵬P7、長安UNI-T、上汽MARVEL-R,2020年亦成為國內(nèi)的L3車型量產(chǎn)元年。除此之外,國內(nèi)各廠商已經(jīng)將更高級別的自動駕駛規(guī)劃提上日程。而在道路測試方面,據(jù)DWM公布的2019年加州自動駕駛路測相關(guān)數(shù)據(jù),國外部分車企的測試里程數(shù)優(yōu)勢明顯。已獲得加州自動駕駛路測牌照的公司及其測試車輛在
2019年度累計測試288萬英里,同比增長38.46%。其中谷歌的Waymo測試里程超過145萬英里,通用Cruise
測試里程達到83.1萬英里,二者總里程數(shù)占約80%。小馬智行與百度分別測試里程達17.48萬英里和10.8萬英里。國內(nèi)自動駕駛測試里程數(shù)逐年增多,道路測試規(guī)模逐漸加大。北京是我國自動駕駛程度
較為先進的城市,其道路測試里程總數(shù)處于全國領(lǐng)先地位,道路測試環(huán)境相對安全可控。2018
年,北京市已為百度、蔚來、北汽新能源、小馬智行、戴姆勒、騰訊、滴滴、奧迪共8家企業(yè)的56
輛自動駕駛車輛發(fā)放了道路臨時測試牌照,自動駕駛車輛道路測試里程達153565
公里。而根據(jù)北京市智能車聯(lián)發(fā)布的《北京市自動駕駛車輛道路測試報告(2020)》顯示,截止2020年底,北京市道路測試里程突破221
萬公里,相比2019年末增長112.8%。根據(jù)《北京市自動駕駛車輛道路測試報告(2020)》,2020
年百度的累計測試里程達201.92萬公里,整體優(yōu)勢明顯;其次為小馬智行的16.32萬公里。同時百度的已發(fā)放牌照車輛數(shù)達57
輛,在所有測試主體占比超過65%,可謂遙遙領(lǐng)先。其他相關(guān)車企如蔚來、騰訊等,它們的表現(xiàn)也都有較大進展。自動駕駛為國內(nèi)企業(yè)提供彎道超車的發(fā)展機會。傳統(tǒng)汽油車領(lǐng)域,國外企業(yè)起步較早且在發(fā)動機、電控、變速箱等核心技術(shù)方面積累深厚,優(yōu)勢明顯,國內(nèi)企業(yè)與海外龍頭企業(yè)差距
巨大。自動駕駛作為新興領(lǐng)域,國內(nèi)外企業(yè)在傳感器、算法芯片等方面差距相對較小,同時國內(nèi)在5G
基礎(chǔ)設(shè)施方面還具備一定優(yōu)勢。近年來國家和各部委出臺了相關(guān)政策推進自動駕駛進程,未來國內(nèi)企業(yè)在自動駕駛方面有望逐步縮短與海外差距并實現(xiàn)引領(lǐng)發(fā)展。(二)傳感器是自動駕駛的基石,將迎來快速增長根據(jù)汽車傳感器不同的作用機理和作用目的,可將傳感器分為傳統(tǒng)傳感器和智能傳感器。傳統(tǒng)傳感器作為汽車神經(jīng)元控制汽車的各個系統(tǒng),常見種類有:壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器等;這些傳統(tǒng)傳感器感受規(guī)定的物理量,并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸入信號,把非電量轉(zhuǎn)換成電量。它采集的信息由電控單元進行處理后形成執(zhí)行指令,并完成電子控制。智能傳感器則是自動駕駛的核心。目前用于自動駕駛環(huán)境感知的傳感器主要包括:毫米
波雷達、激光雷達、超聲波雷達和車載攝像頭等。攝像頭是傳統(tǒng)視覺解決方案的基礎(chǔ),價格較
低,而且可以根據(jù)不同功能的要求安裝在不同位置上。毫米波雷達是指工作在毫米波波段探測的雷達,波長
1~10mm,介于微波和厘米波之間,兼具微波制導和光電制導的優(yōu)點。超聲波
雷達是利用超聲波從發(fā)射到反射接收的時間差來計算與障礙物之間的距離,常用在泊車系統(tǒng)中。
激光雷達主要通過發(fā)射激光束來探測目標的位置、速度等特征量。據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局,全球自
動駕駛傳感器專利數(shù)量占比前三的傳感器為視覺傳感器、毫米波雷達和激光雷達,占比依次為30%,22%以及20%。多傳感器信息融合是實現(xiàn)自動駕駛的必由之路。不同類型的傳感器優(yōu)劣明顯,單一的傳
感器難以滿足自動駕駛復雜的應(yīng)用場景,多傳感器信息融合已成為行業(yè)共識。多傳感器信息融
合(MSF)利用計算機技術(shù),對多傳感器或多源的信息和數(shù)據(jù)進行多層次、多空間的組合處理,
最終做出判斷和決策的過程。在這一過程中,不同傳感器優(yōu)勢互補,在不同使用場景中發(fā)揮各
自功能,有效地提高系統(tǒng)的冗余度和容錯性,增強了系統(tǒng)決策的準確度和智能化程度。根據(jù)信
息處理方式的不同,多傳感器信息融合的體系結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布式和混合式?;旌鲜骄C合了集中式和分布式的優(yōu)點,在實際場合中應(yīng)用廣泛。從主流車企代表車型的自動駕駛感知方案來看,都廣泛采用了多種傳感器融合的方案。以
通用CruiseAV為例,通用目標是實現(xiàn)L4級別的自動駕駛,全車搭載5個Velodyne的VLP1616
線激光雷達、21個毫米波雷達(其中有12個由日本ALPS提供的79GHz的毫米波雷達)以及16
個攝像頭。不過國內(nèi)自動駕駛汽車廠商目前多采用攝像頭、毫米波雷達和超聲波雷達的組合配置;由于激光雷達成本較高、國內(nèi)市場滲透率較低且應(yīng)用場景有限,目前國內(nèi)較少采用。自動駕駛的加速滲透將推動傳感器市場的高速增長。自動駕駛的發(fā)展為以車載攝像頭、
毫米波雷達和激光雷達為代表的核心零部件行業(yè)創(chuàng)造了巨大的發(fā)展機遇。其中,ADAS作為汽
車傳感器的重要應(yīng)用領(lǐng)域,其規(guī)模擴張對傳感器市場的發(fā)展有著直接的促進作用。高速擴張的
自動駕駛市場帶來了汽車傳感器市場需求的增加,由此帶來了傳感器市場規(guī)模的不斷擴張。據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),2019年中國汽車傳感器行業(yè)市場規(guī)模已接近
200億元,且隨著自動駕駛的推廣以及升級,傳感器市場將進一步擴張,預計到2023年中國汽車傳感器市場規(guī)模將突破550億元。二、車載攝像頭:應(yīng)用最廣泛的“汽車之眼”(一)發(fā)展較為成熟,相較手機攝像頭具有更高價值量攝像頭發(fā)展較為成熟,L3以下自動駕駛中發(fā)揮主導作用。車載攝像頭是自動駕駛汽車采集信息、分析圖像的重要途經(jīng),借此實現(xiàn)路標識別、行人識別、車輛識別以車道線感應(yīng)等一系列功能,在自動駕駛系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。相比激光雷達而言,以攝像頭為主的方案相對較為成熟,在L3以下級別自動駕駛中起著主導作用。根據(jù)ADAS不同的功能需要以及安裝位置,車載攝像頭包括前視、環(huán)視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭,不同位置的攝像頭功能各異,是實現(xiàn)自動駕駛必不可少的構(gòu)成部分。按照攝像頭數(shù)目不同,分為單目、雙目及多目攝像頭,短期內(nèi)單目攝像頭仍為主流。單
雙目鏡頭都是通過攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)獲取距離信息,在前視攝像頭的位置發(fā)揮重要作用;
但二者的測距原理存在差別,單目視覺通過圖像匹配后再根據(jù)目標大小計算距離,而雙目視覺
是通過對兩個攝像頭的兩幅圖像視差的計算來測距。原理上的不同使得雙目攝像頭相對單目來
說精度更高,測度更為精準,但相比較來說成本也更高,多搭載在高端車型上。相較于單目、
雙目攝像頭,多目攝像頭通過多個不同的攝像相互配合覆蓋不同范圍的場景,能夠更精準地識
別和分析環(huán)境,相應(yīng)的硬件成本和技術(shù)要求也更高,目前只被部分廠商應(yīng)用于個別車型。單目攝像頭發(fā)展較早,目前技術(shù)發(fā)展已較為成熟,量產(chǎn)推廣成本較低;但受限于單個攝像
頭定焦的局限,在不同距離下焦距切換難,難以兼顧測量的距離和范圍。雙目、多目攝像頭在
一定程度上克服了單個攝像頭的局限,基于多個攝像頭的配合能夠獲得更廣的覆蓋范圍和更精
準的數(shù)據(jù),但多個攝像頭的硬件成本和以及相應(yīng)的算法要求均較高,相應(yīng)得配套設(shè)施發(fā)展尚不
完善,現(xiàn)階段很難量產(chǎn)并推廣。單目攝像頭由于芯片算力較低,成本較低,且與毫米波雷達、超聲雷達搭配已能滿足L3
以下需求,因此短期內(nèi)單目攝像頭仍然是車載攝像頭的主流方案。車載攝像頭環(huán)境條件更為嚴苛,也相應(yīng)具有更高的價值量。相較于傳統(tǒng)的工業(yè)攝像頭和
手機攝像頭,車載攝像頭需要在高低溫、濕熱、強微光和振動等各種復雜工況條件下保持穩(wěn)定
的工作狀態(tài),因此車載攝像頭具有更高的安全等級要求和工藝性能要求??紤]到安全因素,汽
車廠商傾向于選擇技術(shù)成熟、品質(zhì)有保障的零部件廠商,因此車載零部件廠商進入市場體系獲
得評級需要更長的認證周期,行業(yè)壁壘較高。具體來看,為應(yīng)對復雜多樣的使用環(huán)境,車載攝像頭需要具備高動態(tài)性,其溫度范圍一般為-40度~80
度,同時需要具備較高的防磁抗震性能,此外還需滿足8-10年的基本使用壽命要求。性能方面,考慮到芯片處理負擔,車載攝像頭的
像素要求較低,一般為30萬-120萬像素,功率一般也在10W以下。而為了識別更大范圍內(nèi)
的物體,車載攝像頭對探測角度和范圍有更高的要求,環(huán)視和后視一般采用135度以上的廣角鏡頭,前視攝像頭鏡頭范圍為40-70
度。因此,車載攝像頭具有較高的技術(shù)壁壘,相應(yīng)的價值量也更高。(二)行業(yè)迎高速擴張,未來五年市場規(guī)模達270億美元車載攝像頭覆蓋率較低,市場潛力巨大。要完全實現(xiàn)自動駕駛,汽車必須配置五類攝像
頭,單車攝像頭配置數(shù)量至少為6個。據(jù)Yole數(shù)據(jù),全球平均每輛汽車搭載攝像頭數(shù)量將由2018年的1.7顆增加至2023年的
3顆,且隨著自動駕駛的升級,這一數(shù)量將進一步增加。隨著車載攝像頭技術(shù)的成熟,車載攝像頭的價格也持續(xù)走低,據(jù)ICVTank數(shù)據(jù),2020
年車載攝像頭價格預計為145元,未來這一價格有望進一步下降,并將進一步推動車載攝像頭覆蓋率和單車配置數(shù)量提升。單車配置數(shù)量增加,車載攝像頭需求持續(xù)增長。車載攝像頭單車配置數(shù)量的增加有力助
推了車載攝像頭的市場需求。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),全球車載攝像頭出貨量由2016年的0.7億顆增長到2019年的1.2億顆,預計
2021年全球車載攝像頭出貨量為1.4億顆。我們預計中國車載攝像頭出貨量2021年將超過5000萬顆,到2025
年將增長至約1.9億顆,市場發(fā)展?jié)摿薮?。車載攝像頭行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張,市場發(fā)展空間廣闊。隨著自動駕駛的發(fā)展和普及,車載
攝像頭市場有望實現(xiàn)高速擴張。根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù),自2015年后,全球和中國車載攝像頭行
業(yè)均實現(xiàn)了較大幅度增長,且未來這一增長態(tài)勢將進一步持續(xù)。預計到2025年,全球車載攝像頭行業(yè)規(guī)模將達270
億美元,中國車載攝像頭行業(yè)市場規(guī)模將達230億元。未來,隨著自動駕駛的普及以及技術(shù)的成熟,車載攝像頭行業(yè)將迎來高速擴張的時代。(三)國外龍頭優(yōu)勢顯著,國內(nèi)企業(yè)加速崛起車載攝像頭的產(chǎn)業(yè)鏈包括核心元件、模組封裝與系統(tǒng)集成、軟件算法與解決方案。核心
元件主要包括鏡頭組、CMOS圖像傳感器、光學鏡頭、濾光片、音速馬達以及數(shù)字信號處理
芯片(DSP)等。模組及系統(tǒng)集成是將各元件集成為攝像頭硬件。在整個車載攝像頭硬件中,CMOS圖像傳感器為核心組件,成本占比達
50%,模組封裝、光學鏡頭成本占比分別為25%、14%。車載攝像頭的軟件主要依賴其內(nèi)部芯片以及基于芯片的視覺系統(tǒng)自動駕駛算法。車載攝像
頭的算法主要依靠計算機視覺(ComputerVision)與深度學習。計算機視覺的具體步驟包括圖像
輸入、預處理、特征提取、特征分類、匹配以及完成識別。深度學習模擬人類思考的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),
極大地簡化了感知過程,可實現(xiàn)輸入圖片-輸出結(jié)果的跨越。考慮到深度學習在事后反查原因
方面的局限,在深度學習中還要加入理性決策部分,并且分區(qū)塊設(shè)計。受限于車端平臺的缺乏,
深度學習尚未產(chǎn)品化,但隨著算法模型以及算法種類的進一步開發(fā),在可預期的未來,深度學習有望進一步普及推廣。車載攝像頭鏡頭組市場,國內(nèi)的舜宇光學領(lǐng)先優(yōu)勢明顯。舜宇光學的車載攝像頭鏡頭出
貨量為全球第一,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理數(shù)據(jù)顯示,2019年舜宇光學的市場占有率達到34%,其后的廠商以依次為韓國的
Sekonix、kantatsu和日本的fujifilm,行業(yè)前四大公司市場占有率CR4達到
78%。舜宇光學作為全球領(lǐng)先的國內(nèi)鏡頭廠商,于2004年進入車載鏡頭領(lǐng)域,在2012
年時其出貨量已穩(wěn)居全球第一位,成為行業(yè)領(lǐng)導者。目前,舜宇的車載系列產(chǎn)品包括前視、后
視、環(huán)視、側(cè)視和內(nèi)視鏡頭等,在車載鏡頭領(lǐng)域提出了良好的產(chǎn)品解決方案,其主要客戶涵蓋
奔馳、寶馬、奧迪、豐田等眾多歐美、日韓及國內(nèi)汽車廠商。此外,聯(lián)創(chuàng)電子作為國內(nèi)光學鏡頭的龍頭企業(yè)之一,于2015
年進入車載鏡頭領(lǐng)域并實現(xiàn)了突破性發(fā)展。目前,公司有2顆鏡頭通過MobileyeEyeQ4認證,8顆鏡頭通過
MobileyeEyeQ5認證,產(chǎn)品獲得法雷奧、麥格納、安波福等核心Tier廠商認可,并為奔馳、寶馬、特斯拉等知名車企提供相關(guān)產(chǎn)品。車載CMOS傳感器領(lǐng)域,韋爾股份是全球市占率第二的龍頭企業(yè)。安森美深耕汽車電子
領(lǐng)域,在全球車用CIS領(lǐng)域市占率超過60%居于全球首位,具有較大競爭優(yōu)勢。豪威科技和索尼位居全球二、三位,市占率依次為
20%,8%。近年來,豪威科技在CIS領(lǐng)域不斷實現(xiàn)技術(shù)突破,市場競爭力不斷提升。豪威科技和索尼將手機CIS與汽車CIS
相結(jié)合,掌握了大小像素曝光技術(shù);此外,豪威科技還多次推出高像素產(chǎn)品OX08A、OX08B,實現(xiàn)車用CIS領(lǐng)域高像素的突破。2019
年韋爾股份完成對豪威的收購,借助豪威在技術(shù)和市場占有率方面的優(yōu)勢,未來韋爾股份有望實現(xiàn)進一步的市場擴張和發(fā)展。國內(nèi)企業(yè)多點開花,車載CMOS傳感器國產(chǎn)替代趨勢明顯。除了韋爾股份之外,比亞迪
半導體經(jīng)過多年發(fā)展實現(xiàn)了車規(guī)級CIS的突破,推出了國內(nèi)首款130萬像素車規(guī)級圖像傳感器并于2018年實現(xiàn)批量裝車。思特威于
2020年收購深圳安芯微電子有限公司(Allchip),積極擴展汽車領(lǐng)域產(chǎn)品線。安芯微擁有多款自主研發(fā)的SOC系列圖像傳感器產(chǎn)品,在車用
CIS領(lǐng)域具有較強競爭力,未來,思特威有望在車用CIS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性發(fā)展。格科微積極布局汽車CIS
領(lǐng)域,產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于行車記錄儀、車內(nèi)攝像頭、360度環(huán)視、倒車后視和駕駛員疲勞檢測等終端應(yīng)用,與聯(lián)詠、晨星半導體、杰理
JL、富瀚、凌陽等主流品牌商有合作關(guān)系。車載攝像頭模組領(lǐng)域集中度較高,海外企業(yè)占據(jù)著主要市場份額,國內(nèi)歐菲光、丘鈦科技積極布局,未來有望憑借成本優(yōu)勢占據(jù)更大份額。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)公開數(shù)據(jù),全球車載
模組封裝廠商中,松下、法雷奧、富士通和大陸分占20%、11%、10%和9%,行業(yè)聚集程度較高。據(jù)蓋世汽車研究院,2020
年,我國車載攝像頭模組出貨量達4400萬個,CAGR為20.6%,
未來增長潛力巨大。國內(nèi)企業(yè)加速發(fā)展,未來有望憑借成本優(yōu)勢在模組封裝端占據(jù)更大份額。
歐菲光是攝像頭模組的龍頭企業(yè),基于手機攝像頭模組領(lǐng)域的成本和技術(shù)優(yōu)勢,積極布局車載攝像頭模組領(lǐng)域,著力研發(fā)高像素高清環(huán)視攝像頭,前視ADAS
攝像頭等產(chǎn)品。2018年,歐菲光收購了富士集團天津工廠和車載鏡頭相關(guān)專利共300余項,進一步完善了其在車載攝像頭
產(chǎn)業(yè)鏈布局。目前,歐菲光已取得上汽、北汽、廣汽等20余家優(yōu)質(zhì)車廠的供應(yīng)商資質(zhì),并積
極謀求國外車企的供應(yīng)商資質(zhì)認證。丘鈦科技作為國內(nèi)領(lǐng)先的模組供應(yīng)商,2019年以來著力
加大在車載攝像頭模組領(lǐng)域的投資開發(fā)力度,著力打造車內(nèi)視覺應(yīng)用方案。車載攝像頭軟件算法領(lǐng)域Mobileye遙遙領(lǐng)先,國內(nèi)企業(yè)逐漸起步。在車載攝像頭領(lǐng)域,
Mobileye的算法發(fā)展成熟,市占率達70%以上,目前已為Volvo、奧迪、寶馬、日產(chǎn)等眾多國
內(nèi)外車廠提供支持。目前,我國車載攝像頭算法企業(yè)尚處于起步階段,中科慧眼采用“FPGA+ARM”芯片基于雙目攝像頭搭載了中科慧眼MPV
算法,未來,公司擬將持續(xù)深耕雙目探索算法領(lǐng)域,逐步縮小與頭部企業(yè)的差距。系統(tǒng)集成方面,傳統(tǒng)Tier1供應(yīng)商占據(jù)主導,國內(nèi)德賽西威、華域汽車等企業(yè)產(chǎn)品已在國內(nèi)品牌汽車中得到使用。法雷奧、大陸、海拉、松下、索尼在攝像頭前裝市場占據(jù)主導地
位。國內(nèi)企業(yè)近年來加速布局。德賽西威作為國內(nèi)最早布局車載攝像頭的企業(yè)之一,實現(xiàn)了高
清車載攝像頭和環(huán)視系統(tǒng)的量產(chǎn),目前已為吉利、廣汽和奇瑞等國內(nèi)品牌提供車載攝像頭等相
關(guān)配套產(chǎn)品;此外公司還開發(fā)出一系列如自動泊車系統(tǒng)以及夜視系統(tǒng)等攝像頭相關(guān)的駕駛輔助
系統(tǒng),在吉利星越、奇瑞捷途等車型中得到了應(yīng)用。華域汽車作為國內(nèi)最大的汽車零部件企業(yè)
之一,積極布局車載攝像頭領(lǐng)域,通過視覺傳感系統(tǒng)以及外部信息實現(xiàn)了自適應(yīng)巡航控制
(ACC)、前向碰撞報警(FCW)、盲點探測(BSD)等多項自動駕駛功能,公司還布局了諸如自動泊車系統(tǒng)、360
度汽車行駛環(huán)境掃描系統(tǒng)的高級駕駛輔助系統(tǒng),可以滿足L3及以下的
自動駕駛需求。華陽集團自成立以來一直專注于汽車電子領(lǐng)域,經(jīng)過多年發(fā)展,已發(fā)展成為中
國大型汽車電裝企業(yè)之一,擁有豐富的產(chǎn)品線,公司積極布局車載攝像頭領(lǐng)域,引進高清攝像頭自動生產(chǎn)線,相繼推出了360
環(huán)視系統(tǒng)和“煜眼”技術(shù),并開始應(yīng)用于自動駕駛汽車,其中搭載“煜眼”系統(tǒng)的攝像頭產(chǎn)品于2020年在新寶駿E300上迎來量產(chǎn)。車載攝像頭發(fā)展較為成熟,是應(yīng)用最廣泛的“汽車之眼”。我們認為車載攝像頭不僅是目
前自動駕駛的核心傳感器,也將在未來高等級自動駕駛中發(fā)揮主導作用。隨著自動駕駛等級提高,單車攝像頭數(shù)量將持續(xù)提升,由L2的1-2
個提升到L3的3-6顆,未來高等級自動駕駛有望達到10顆以上,相應(yīng)帶動車載攝像頭市場高速增長,未來五年全球CAGR約為
16%,中國CAGR約為32%。三、毫米波雷達:全天候待命的自動駕駛傳感器(一)毫米波雷達全天候待命,77GHz是未來方向毫米波雷達是ADAS核心的傳感器之一。毫米波雷達通過天線向外發(fā)射波長1-10nm,頻率在30GHZ-300GHZ之間的毫米波,接收反射信號并處理后快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息,然后根據(jù)所探知的物體信息進行智能處理和決策。它首先運用于軍事領(lǐng)域,隨后進入汽車領(lǐng)域。毫米波雷達的優(yōu)勢主要有以下幾方面:(1)毫米波具有穿透煙、灰塵和霧的能力,可全
天候工作。相比于激光雷達等其他傳感器來說,毫米波的特性讓毫米波雷達的應(yīng)用環(huán)境更為廣
泛,能實現(xiàn)全天候待命。(2)毫米波雷達天線孔徑小、空間辨識率高、易攜帶且方向性好。(3)
毫米波雷達波束窄、抗電子干擾性好。(4)價格成本低廉,目前價格在千元級別,相比其他傳感器如萬元級別的激光雷達,成本較低。FMCW是主流調(diào)制方式。根據(jù)持續(xù)時間的長短,毫米雷達波可分為脈沖波和連續(xù)波,后
者又可細分為FSK(頻移鍵控)、PSK(相移鍵控)、CW(恒頻連續(xù)波)、FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)等方式。目前,F(xiàn)MCW
成為毫米波雷達主流調(diào)制方式,被德爾福、電裝、博世、大陸等主流供應(yīng)商采用。FMCW調(diào)頻連續(xù)波具有能同時測出多個目標的距離和速度信息,可對目標
連續(xù)跟蹤,系統(tǒng)敏感性高,錯誤報警率低,不易受外界電磁噪聲的干擾,測量距離遠分辨率高,
所需發(fā)射功率低,成本較低,信號處理難易程度及實時性可達到系統(tǒng)要求等優(yōu)點。
根據(jù)毫米波雷達的有效范圍和頻段,可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)。而各個國家目前對車載毫米波雷達分配的頻段主要集中在24GHz和77-79GHz之中,分別屬于
SRR/MRR和LRR的范圍。77GHz是未來發(fā)展趨勢。市場上的毫米波雷達主要包括
24GHz和77-79GHz兩類。24GHz主要用于汽車盲點監(jiān)測、變道輔助等中短距測量功能,后者則屬于長距毫米波雷達,主要用于
自動駕駛、前向碰撞預警等長距離測量功能,而目前中國、日本等地區(qū)尚不允許79GHz頻段的使用,所以77GHz
是主要的長距毫米波雷達。相較于24GHz雷達,77GHz體積更小,穿透力更強,探視距離可達150-250米,探測精度為24GHz
雷達的3-5倍,可接受的車速上限達250km/h,在識別精度、測量距離以及環(huán)境適應(yīng)度等方面均具有明顯優(yōu)勢。因此,77GHz的技
術(shù)要求和生產(chǎn)成本也更高,具有較高的技術(shù)壁壘,當前市場上的主流產(chǎn)品為24GHz雷達。未來,隨著技術(shù)的成熟以及成本的下降,77GHz
雷達將逐漸取代24GHz雷達成為未來毫米波雷達市場的主流發(fā)展趨勢。(二)產(chǎn)品加速升級,市場空間潛力大隨著ADAS系統(tǒng)的逐漸升級,對毫米波雷達的要求會更高。毫米波雷達的技術(shù)總的趨勢是朝著成本更低、體積更小、功耗更低、集成度更高的方向發(fā)展。在雷達芯片技術(shù)上,高集成化的單片微波集成電路(MMIC)成為了主流;而在芯片工藝上,朝著利用CMOS工藝,將MMIC做得更小的方向發(fā)展。為實現(xiàn)汽車周圍環(huán)境的全方位感測覆蓋,一輛汽車需要多個毫米波雷達。比如
L3級別的自動駕駛,至少需要5顆毫米波雷達(1長、4短);隨著自動駕駛等級的增加,毫米波的數(shù)量也是不斷增加,到了L5
級高級自動駕駛階段毫米波雷達將增加到10顆以上?!岸坛?中程+長
程”毫米波雷達三者結(jié)合一起共同完成自適應(yīng)巡航(ACC)、自動緊急制動(AEB)、前方/后方
碰撞預警(FCW/RCW)、變道輔助(LCA)、盲點檢測(BSD)、倒車輔助(BPA)、泊車輔助(PA)等多種ADAS功能。自動駕駛帶動下車載毫米波雷達市場空間廣闊。隨著智能化時代自動駕駛汽車的普及,
自動駕駛相關(guān)配件將迎來重要增長時刻。根據(jù)DIGITIMESResearch數(shù)據(jù)可知,2017年以來全球毫米波雷達市場規(guī)模超過20
億美元且保持高速增長態(tài)勢,預計到2022年,全球毫米波雷達市場規(guī)模將達到160億美元。其中,短中距毫米波雷達將由2017年的
11.85億美元增長至2022年的84億美元,同期長距毫米波雷達將實現(xiàn)由16.16億美元至75.6億美元的飛躍式發(fā)展。根據(jù)
Yole數(shù)據(jù),2020年中國的毫米波雷達市場從2015年的19億元增長到2020年的72億元,增速保持在30%以上。根據(jù)
OFweek預測,到2025年,中國的毫米波雷達市場規(guī)模將超過300億元。(三)競爭格局:海外主導,國產(chǎn)替代空間廣闊從全球市場來看,目前海外企業(yè)占據(jù)的市場份額仍然較大,行業(yè)集中度較高。全球毫米波雷達市場中,前五大市場主體分別為:博世、大陸集團、海拉、富士通、電裝,合占2018年全球市場份額的68%,其中博世、大陸集團、海拉、電裝均為傳統(tǒng)Tier1供應(yīng)商,富士通是全球領(lǐng)先的信息通信技術(shù)企業(yè),在毫米波雷達領(lǐng)域也具有較強實力。海外企業(yè)在毫米波雷達上的布局并不相同。觀察不同公司的主要產(chǎn)品參數(shù),博世的主要毫
米波雷達產(chǎn)品集中于76-77GHz,主攻中遠距離探測,LLR產(chǎn)品最大探測距離可達250米。大陸集團的77GHz和24GHz
的產(chǎn)品領(lǐng)先,主攻77GHz產(chǎn)品,第五代LRR的遠程最大探測距離可達300米。德爾福公司也是壟斷77GHz
技術(shù)的國際公司之一;而海拉以24GHz頻率的毫米波雷達為主,短距毫米波雷達技術(shù)領(lǐng)先。國內(nèi)企業(yè)加速追趕,24GHz取得突破,77GHz處于起步階段。面對外資企業(yè)接近壟斷的
市場,近年來內(nèi)資企業(yè)加大毫米波雷達研發(fā)力度,尋找市場突破口,加速追趕外資腳步。在研
發(fā)大力投入的作用下,國內(nèi)部分企業(yè)取得了一定的研發(fā)成果,市場化產(chǎn)品即將問世;不過由于技術(shù)和資源的限制,主流方向仍然集中在24GHz
雷達方面。在77GHz毫米波雷達方面,核心技術(shù)仍被外資零部件制造商所掌控,國內(nèi)仍處于初級階段,只有極少數(shù)企業(yè)能做到77GHz雷
達的樣機產(chǎn)品。在毫米波雷達的上游硬件方面,主要包括天線PCB板、前端收發(fā)射頻組件(MMIC芯片)、數(shù)字信號處理及控制電路,其中天線PCB板與MMIC芯片是核心組件。天線PCB板作為毫米波雷達的核心部件,國產(chǎn)替代取得較大突破。當前毫米波雷達天線的主流方案為微帶陣列,高頻天線
PCB板要求在較小的集成空間保持較高的信號強度,因此行業(yè)技術(shù)壁壘較高,毫米波雷達成本占比約為10%。德國Schweizer
全球市場占比達30%,居于行業(yè)領(lǐng)先地位。近年來,國內(nèi)天線PCB板企業(yè)取得較大突破,主要生產(chǎn)廠商包括滬電股份、
深南電路、景旺電子、生益電子等,其中滬電股份是大陸、博世的PCB板供應(yīng)商,深南電路也已具備車載高頻PCB
板供應(yīng)能力,生益電子的毫米波雷達用PCB板已經(jīng)具備量產(chǎn)能力,潛在客戶包括博世、大陸等,預計2021~2023年可實現(xiàn)量產(chǎn)出貨。前端收發(fā)射頻組件主要采用MMIC芯片技術(shù),目前主要由海外巨頭壟斷。目前射頻組件
的主流方案是單片微波集成電路(MMIC),毫米波雷達成本占比約為25%。MMIC芯片具有
損耗低、噪聲低、頻帶寬、功率大、抗輻射能力強等優(yōu)點,可極大簡化毫米波雷達結(jié)構(gòu),降低了毫米波雷達生產(chǎn)成本,利于推動毫米波雷達的廣泛使用。目前國際
MMIC市場主要由智浦(NXP)、英飛凌、德州儀器(TI)等國外企業(yè)壟斷,國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè)積極布局毫米波雷達
領(lǐng)域,力求縮小與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的差距,以意行半導體、加特蘭微電子為代表的國內(nèi)企業(yè)已完成MMIC芯片的研發(fā),逐步進入產(chǎn)業(yè)化階段。我們認為毫米波雷是自動駕駛的核心傳感器之一,具有全天候工作的優(yōu)點,將在自動駕
駛中發(fā)揮重要作用。市場規(guī)模方面,預計到2022年全球毫米波雷達市場規(guī)模將達到160億美元,隨著技術(shù)的成熟以及成本的下降,77GHz
雷達將逐漸取代24GHz雷達成為未來毫米波雷達市場的主流。目前博世、大陸等海外企業(yè)占據(jù)的毫米波雷達主要市場份額,國內(nèi)企業(yè)近年
來加速布局,已經(jīng)24GHz產(chǎn)品方面取得突破,77GHz產(chǎn)品處于研發(fā)過程中。四、超聲波雷達:自動駕駛的重要輔助傳感器(一)成本優(yōu)勢明顯,主要用于自動泊車系統(tǒng)超聲波雷達是自動駕駛領(lǐng)域的重要輔助傳感器,不同頻率的超聲波雷達靈敏度和探測角度均不同,當前主流超聲波雷達包括
40kHz、48kHz以及58kHz三種;根據(jù)技術(shù)方案的不同,超
聲波雷達可分為模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、以及三線式主動數(shù)位,隨著信號抗干擾能
力的逐漸提升,相應(yīng)的技術(shù)難度與價格也逐漸增加;根據(jù)水平和垂直探測角度是否相同,超聲波雷達還可分為等方性和異方性兩種。主要用于倒車雷達與自動泊車系統(tǒng)。目前市面上的超聲波雷達有兩種,分別是用于測量
汽車前后障礙物的超聲波駐車輔助(UPA)超聲波傳感器以及用于測量側(cè)面障礙物距離的自動泊車輔助(APA)超聲波傳感器。倒車雷達系統(tǒng)配備有4個
UPA超聲波傳感器,在此基礎(chǔ)上自動泊車系統(tǒng)增加了4個UPA超聲波傳感器以及4個APA超聲波傳感器,構(gòu)成前側(cè)后4+4+4
的超聲波雷達布局。價格低廉是最大優(yōu)勢。超聲波雷達利用超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波以及接收器收到超聲
波的
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