自動(dòng)駕駛傳感器市場大起底

　　毫米波雷達(dá)可用頻帶有 24GHz、 60～61GHz、 76～79GHz，目前比較主流的是 24GHz 和76～77GHz， 60～61GHz 只有日本使用。 一般 24GHz 用于短/中距， 76～79GHz 用于中/長距，頻率越高，波長越短，測距測速的精度就越高。頻帶發(fā)展的趨勢是從低頻向高頻過渡： 1)歐盟： 1997 年，歐洲電訊標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)確認(rèn) 76-77GHz 作為防撞雷達(dá)專用頻道; 2)美國： 24GHz 和76～77GHz 兩個(gè)頻帶均可用; 3)日本：先選用了 60～61GHz，后又轉(zhuǎn)入76～77GHz 頻帶; 4)日內(nèi)瓦 2015 年世界無線電通信大會(huì)， 77.5～78.0GHz 劃分給無線電定位業(yè)務(wù)，以支持短距離高分辨率車載雷達(dá)的發(fā)展; 5)中國： 2005 年，原信息產(chǎn)業(yè)部《微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求》，77GHz 劃分給車輛測距雷達(dá)。

　　毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要由國外電子公司掌控。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)主要包括天線、收發(fā)模塊、信號處理模塊，而 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)芯片和天線 PCB 板(Printed Circuit Board)是毫米波雷達(dá)的硬件核心。目前毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要被 Bosch、Continental、 Denso、 Autoliv 等零部件巨頭壟斷，特別是 77GHz 產(chǎn)品技術(shù)只有 Bosch、Continental、Denso、Delphi 等少數(shù)幾家公司掌握。Bosch 的所有的車載雷達(dá)都采用 77GHz的頻率，預(yù)計(jì) 2016 年將出產(chǎn)第一千萬個(gè) 77GHz 毫米波雷達(dá)。 Continental 的雷達(dá)產(chǎn)品較全面，其中主力產(chǎn)品是 24GHz。

　　2015 年全球車載毫米波雷達(dá)主要供應(yīng)商及市場份額(單位： %)

　　低成本 CMOS 解決方案有望加快市場開啟。 目前 77GHz 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)大約在 250歐元左右，高昂的價(jià)格限制了毫米波雷達(dá)的車載化應(yīng)用。毫米波雷達(dá)的收發(fā)器芯片普遍使用 SiGe 雙極型晶體管等特殊半導(dǎo)體，但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，被廣泛用于數(shù)字電路且成本相對較低的 CMOS，也可被用于毫米波電路。

　　CMOS 與傳統(tǒng) SiGe 雙極型晶體管相比，由于在低電壓條件下也可運(yùn)行，因此可降低耗電量。雖然 CMOS 存在低頻區(qū)噪聲偏大的問題，但兩者在毫米波區(qū)域(76-81GHz)具有大致同等的性能，未來車載毫米波雷達(dá)主流頻段是 77-79GHz，因此 CMOS 低頻區(qū)噪聲大的問題并不太突出。 由于目前全球CMOS 產(chǎn)業(yè)鏈已較為成熟，可大批量生產(chǎn)，未來若能用 CMOS 替代 SiGe 雙極型晶體管，毫米波雷達(dá)的成本有望顯著下降，市場也有望加快開啟。

　　兩種毫米波雷達(dá)收發(fā)器芯片工藝技術(shù)比較

　　目前 Fujitsu 研究所已成功研發(fā)出采用 CMOS 工藝的 4 通道接收芯片。 Fujitsu 研發(fā)的此款產(chǎn)品不僅與現(xiàn)行 SiGe 產(chǎn)品具有同等的高頻功能，還成功解決了低頻區(qū)噪聲問題。而新的 CMOS 芯片比傳統(tǒng)的 SiGe 芯片降低了一半左右的電耗，還可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和低成本化。Fujitsu 預(yù)計(jì) 2018 年左右，該產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化，采用該技術(shù)的毫米波雷達(dá)的成本也有望大幅降低。低成本化有望加快引爆車載毫米波雷達(dá)市場。

　　(3)車載毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化大潮將至

　　車載毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化在即， 24GHz 產(chǎn)品技術(shù)已獲突破， 77GHz 產(chǎn)品正加緊研發(fā)。 前端單片微波集成電路(MMIC)是毫米波雷達(dá)的關(guān)鍵部件， MMIC 技術(shù)主要被國外零部件巨頭壟斷，國內(nèi)在此領(lǐng)域尚處于起步階段。但國內(nèi)部分公司經(jīng)過幾年的研發(fā)， 24GHz 車載雷達(dá)技術(shù)已獲得突破，產(chǎn)品即將問世。 77GHz 產(chǎn)品的研制由于受到國外的技術(shù)封鎖，目前大多還處于研發(fā)試驗(yàn)階段。我們預(yù)計(jì)，隨著智能汽車行業(yè)的快速發(fā)展，將開啟對毫米波雷達(dá)的大量需求，國內(nèi)相關(guān)公司將加速研發(fā)， 77GHz 產(chǎn)品有望在未來三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　國內(nèi)毫米波雷達(dá)相關(guān)企業(yè)及單位研發(fā)進(jìn)展

　　汽車智能化浪潮洶涌， ADAS 資源整合是關(guān)鍵。 汽車智能化水平的提升使得國內(nèi)整車廠商對 ADAS 系統(tǒng)的需求巨大，而整車廠商對整套 ADAS 系統(tǒng)的需求比單一傳感器的需求更為強(qiáng)烈，擁有整套 ADAS 技術(shù)(感知、控制、執(zhí)行)的公司將更有競爭力。因此我們認(rèn)為，國內(nèi)大型廠商(一級、二級供應(yīng)商)將十分關(guān)注對 ADAS 前端(感知)、中端(控制)、后端(執(zhí)行)資源的整合，率先掌握稀缺資源就會(huì)擁有先發(fā)優(yōu)勢，更容易在智能駕駛的潮流中脫穎而出。

　　關(guān)注車載毫米波雷達(dá)市場并購機(jī)會(huì)。 國內(nèi)在毫米波雷達(dá)研發(fā)方面起步較晚，擁有 24GHz產(chǎn)品技術(shù)的公司還較少，而掌握 77GHz 產(chǎn)品技術(shù)的公司更是鳳毛麟角，是市場上非常稀缺的資源。因此我們認(rèn)為， 掌握車載毫米波雷達(dá)核心技術(shù)的公司將是國內(nèi)大型廠商、上市公司十分重視的資源，要關(guān)注市場上存在的潛在并購機(jī)會(huì)。如 2015 年 12 月 16 日，亞太股份控股股東亞太機(jī)電集團(tuán)與杭州智波科技有限公司簽訂合作協(xié)議，以 700 萬元增資智波科技獲 10%的股權(quán)，引進(jìn)車載毫米波雷達(dá)項(xiàng)目。

　　激光雷達(dá)： 功能強(qiáng)大 成本大幅降低可期

　　激光雷達(dá)是軍轉(zhuǎn)民的高精度雷達(dá)技術(shù)。 激光雷達(dá)的應(yīng)用一開始主要為軍事領(lǐng)域，受到了各國軍事部門的極大關(guān)注。相比普通雷達(dá)，激光雷達(dá)可提供高分辨率的輻射強(qiáng)度幾何圖像、距離圖像、速度圖像。按用途和功能劃分，有跟蹤激光雷達(dá)、制導(dǎo)激光雷達(dá)、火控激光雷達(dá)、氣象激光雷達(dá)、水下激光雷達(dá)等，可適應(yīng)不同戰(zhàn)場環(huán)境。在民用領(lǐng)域中，激光雷達(dá)因其在測距測速、三維建模等領(lǐng)域的優(yōu)越性能也被廣泛應(yīng)用。

　　激光雷達(dá)性能精良，是無人駕駛的最佳技術(shù)路線。 激光雷達(dá)相對于其他自動(dòng)駕駛傳感器具有非常優(yōu)越的性能：

　　1)分辨率高。 激光雷達(dá)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常激光雷達(dá)的角分辨率不低于 0.1mard 也就是說可以分辨 3km 距離上相距 0.3m 的兩個(gè)目標(biāo)，并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo);距離分辨率可達(dá) 0.1m;速度分辨率能達(dá)到 10m/s 以內(nèi)。如此高的距離、速度分辨率意味著激光雷達(dá)可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。

　　2)精度高。 激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，彌散性非常低，因此激光雷達(dá)的精度很高。

　　3)抗有源干擾能力強(qiáng)。 與微波、毫米波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達(dá)起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)。

　　激光雷達(dá)可以分為一維激光雷達(dá)、二維激光雷達(dá)、三維激光掃描儀、三維激光雷達(dá)等。 其中一維激光雷達(dá)主要用于測距測速等，二維激光雷達(dá)主要用于輪廓測量、物體識別、區(qū)域監(jiān)控等，三維激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維空間建模。

　　車載三維激光雷達(dá)一般安裝在車頂，可以高速旋轉(zhuǎn)，以獲得周圍空間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)繪制出車輛周邊的三維空間地圖;同時(shí)，激光雷達(dá)還可以測量出周邊其他車輛在三個(gè)方向上的距離、速度、加速度、角速度等信息，再結(jié)合 GPS 地圖計(jì)算出車輛的位置，這些龐大豐富的數(shù)據(jù)信息傳輸給 ECU 分析處理后，以供車輛快速做出判斷。