毫米波雷達(dá)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的全天候核心傳感器。
雖然真正的無人駕駛汽車還需等待時(shí)日,作為主動(dòng)防護(hù)汽車駕駛安全的高級駕駛輔助系統(tǒng)(簡稱ADAS)正在逐漸成熟和普及。
ADAS主要利用安裝在車上的各式各樣傳感器收集數(shù)據(jù),在行駛過程中隨時(shí)感知周圍的環(huán)境,收集數(shù)據(jù),進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的識別、偵測與追蹤,并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù),進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算與分析,從而預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險(xiǎn),有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。
目前感知環(huán)境的ADAS傳感器有攝像頭、超聲波傳感器和毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。其中毫米波雷達(dá)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的全天候核心傳感器。
毫米波雷達(dá)元器件市場格局
毫米波雷達(dá)的核心芯片來自國外廠商,幾乎被他們壟斷。從毫米波雷達(dá)芯片國內(nèi)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(shè)計(jì)公司占據(jù)。
代表廠商:得捷電子、富士通、飛思卡爾、英飛凌、安森美、恩智浦、意法半導(dǎo)體、瑞薩電子
國內(nèi)的毫米波雷達(dá)芯片業(yè)目前還未形成規(guī)模。毫米波芯片是涉及學(xué)科范圍非常廣的高難度工程,國內(nèi)企業(yè)在以下兩個(gè)方面還與國外大公司有一定的差距:
●芯片核心技術(shù)積累少,創(chuàng)新應(yīng)用基本由國外巨頭引領(lǐng);
●差異化產(chǎn)品創(chuàng)新、品牌信譽(yù)度還有待進(jìn)一步提升。
隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快,國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)已經(jīng)開始布局毫米波雷達(dá)領(lǐng)域。
清華大學(xué)、清能華波等單位在毫米波雷達(dá)芯片領(lǐng)域有著深厚的積累,東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已完成8mm波段混頻器、倍頻器、開關(guān)、放大器等單功能芯片的研制,目前正在開展單片接收/發(fā)射前端的設(shè)計(jì)與研制;國內(nèi)24GHz/77GHz MMIC關(guān)鍵技術(shù)也在不斷獲得突破,其中由意行半導(dǎo)體自主研發(fā)的24GHz SiGe雷達(dá)射頻前端MMIC套片,率先實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)該領(lǐng)域零的突破,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和供貨。去年,加特蘭微電子發(fā)布了其國內(nèi)首款77GHz CMOS車載毫米波雷達(dá)收發(fā)芯片。南京米勒也正在研發(fā)雷達(dá)MMIC。
長期以來,在國家項(xiàng)目、企業(yè)合作和社會(huì)資本的通力支持下,部分企業(yè)已經(jīng)完成了毫米波雷達(dá)全集成核心芯片的研發(fā),并逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,毫米波雷達(dá)核心芯片將會(huì)在未來3到5年之內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)部分自主可控。
雷達(dá)拆解示意圖
其中這一片就是天線陣列,如下圖所示:
毫米波雷達(dá)天線的主流方案是微帶陣列,簡單說將高頻PCB板集成在普通的PCB基板上實(shí)現(xiàn)天線的功能,需要在較小的集成空間中保持天線足夠的信號強(qiáng)度。77Ghz雷達(dá)更高規(guī)格的高頻PCB板,77GHz雷達(dá)的大范圍運(yùn)用將帶來相應(yīng)高頻PCB板的巨大需求。
PCB天線的性能對于這些車載雷達(dá)系統(tǒng)來說至關(guān)重要,它們需要向目標(biāo)發(fā)射并幾乎瞬間接收如目標(biāo)是另一輛車的反射信號。關(guān)鍵的PCB天線性能參數(shù)包括增益,方向性和效率,低損耗電路材料對于獲得良好的PCB天線性能至關(guān)重要。 PCB天線的長期可靠性也非常重要,因?yàn)檫@些緊湊型天線及其高頻收發(fā)電路同時(shí)還必須可持續(xù)不間斷地工作(當(dāng)車輛運(yùn)行時(shí)),并能在更具挑戰(zhàn)性的操作環(huán)境——商業(yè)機(jī)動(dòng)車輛——上可靠地運(yùn)行。
目前雷達(dá)天線高頻PCB板由滬電股份、Rogers(羅杰斯)、Isola、Schweizer(施瓦茨,目前滬電股份持有公司19.74%股權(quán))等少數(shù)公司掌握。國內(nèi)高頻PCB板廠商暫無技術(shù)儲備,只能根據(jù)圖紙代加工,仍需國外進(jìn)口。國內(nèi)的滬電股份是大陸和博世的PCB板材供應(yīng)商。
全球毫米波雷達(dá)主要供貨廠商分布
國外主要毫米波供應(yīng)商
美國、歐洲和日本在車載雷達(dá)技術(shù)和研究方面處于領(lǐng)先地位。
從競爭格局來看,全球毫米波雷達(dá)市場被博世(Bosch)、大陸集團(tuán)(Continental)、天合汽車集團(tuán)(TRW)、法雷奧(Valeo)、海拉(Hella)、德爾福(Delphi)、電裝(Denso)、奧托立夫(Autoliv)、富士通(Fujitsu)等廠商壟斷,77GHz毫米波雷達(dá),只有博世、大陸、德爾福、電裝、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。
目前中國24GHz雷達(dá)市場主要由法雷奧(Valeo)、海拉(Hella)和博世(Bosch)主導(dǎo),合計(jì)出貨量占總出貨量的60%以上;中國77GHz雷達(dá)主要由大陸集團(tuán)(Continental)、博世(Bosch)和德爾福(Delphi)主導(dǎo),合計(jì)出貨量約占總出貨量的80%。
國外主要雷達(dá)供應(yīng)商 來源:蓋世汽車研究院
德國博世(Bosch)集團(tuán),主要從事汽車與智能交通技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、消費(fèi)品和能源以及建筑技術(shù)等產(chǎn)業(yè),是全球第一大汽車技術(shù)供應(yīng)商。1995年博世首次量產(chǎn)MEMS傳感器,如今擁有超過1000項(xiàng)MEMS相關(guān)的專利。博世每年投入研發(fā)資金4億歐元,研發(fā)自動(dòng)駕駛所需的幾乎全部傳感器,包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和高精度地圖。博世在全球毫米波雷達(dá)供應(yīng)商排行榜上高居第一,主要提供長距雷達(dá)和中距雷達(dá)。Bosch的毫米波雷達(dá)主要以77GHz為主。
德國大陸(Continental)集團(tuán)創(chuàng)始于1871年,也是一家具有百年歷史的跨國性企業(yè)集團(tuán),世界領(lǐng)先的汽車配套產(chǎn)品供應(yīng)商之一。大陸集團(tuán)主要從事汽車輪胎生產(chǎn),也涉足剎車和汽車系統(tǒng)的制造,2006年收購美國摩托羅拉公司的汽車電子事業(yè)部,2007年并購德國西門子威迪歐汽車股份公司,從而踏足汽車電子化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。大陸集團(tuán)在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域與博世并駕駛齊驅(qū),兩家公司毫米波雷達(dá)的市場份額超過40%。大陸集團(tuán)在毫米波雷達(dá)產(chǎn)品方面既有24GHz也有77GHz,是戴姆勒集團(tuán) 77G 毫米波雷達(dá)的主要供應(yīng)商,產(chǎn)品系列包括 ARS300,ARS400,SRR200 三種。
日本電裝(DENSO)公司是世界汽車零部件及系統(tǒng)的頂級供應(yīng)商,其生產(chǎn)的24GHz亞毫米波汽車后方及側(cè)面雷達(dá)傳感器,以幫助提升車輛的安全系統(tǒng)。這款傳感器應(yīng)用于2018款豐田凱美瑞車型上。
德國采埃孚(ZF)集團(tuán),作為全球領(lǐng)先的汽車傳動(dòng)與底盤技術(shù)以及主動(dòng)和被動(dòng)安全技術(shù)供應(yīng)商,采埃孚在乘用車和商用車領(lǐng)域的應(yīng)用尤為顯著。除了傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置以及傳動(dòng)零部件外,在汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品還包括底盤系統(tǒng)、底盤零部件以及安全技術(shù)、電子裝置和傳感器技術(shù)。
自1981年進(jìn)入中國以來,采埃孚在中國取得了穩(wěn)固、長足的發(fā)展。目前,采埃孚已在中國建立了2家地區(qū)總部(含工程技術(shù)中心)、33家生產(chǎn)企業(yè)、3家售后服務(wù)及貿(mào)易公司,239個(gè)售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)遍布全國各地。
德國海拉(Hella)集團(tuán)是24GHz毫米波雷達(dá)傳感器領(lǐng)域的重要力量,早在2005年,海拉就將其第一代24GHz毫米波雷達(dá)傳感器投入批量生產(chǎn)。該類型雷達(dá)是輔助駕駛系統(tǒng)的重要傳感設(shè)備,具備探測距離遠(yuǎn)、精度高且低成本等特點(diǎn)。德爾福(Delphi)是全球領(lǐng)先的汽車與汽車電子零部件及系統(tǒng)技術(shù)供應(yīng)商,產(chǎn)品幾乎涵蓋了現(xiàn)代汽車零部件工業(yè)的主要領(lǐng)域,為客戶提供全面的產(chǎn)品與系統(tǒng)解決方案。德爾福公司在1995年以前是通用汽車公司的零部件子公司,1995年與通用分家之后,德爾福成為一家完全獨(dú)立的公司,并且在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。德爾福的毫米波雷達(dá)以77GHz為主,采用較為傳統(tǒng)的硬件方案,成本比較高,性能不俗。
奧托立夫(Autoliv)是一家瑞典企業(yè),成立于1956年, 主要產(chǎn)品為汽車電子安全系統(tǒng),座椅安全帶系統(tǒng)以及電子控制單元,汽車方向盤系統(tǒng)等。目前在世界上28個(gè)國家有80多家生產(chǎn)工廠,同時(shí)有20個(gè)碰撞試驗(yàn)中心,及13個(gè)全球研發(fā)中心。隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展,奧托立夫在主動(dòng)安全電子市場細(xì)分為三個(gè)部分:剎車系統(tǒng)(Braking),主動(dòng)安全系統(tǒng)(包括雷達(dá)、LIDA、攝像頭、ECU、駕駛輔助、駕駛員監(jiān)測等),約束控制和感知。奧托立夫同時(shí)提供24G和77G毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。
美國傲酷(Oculii)公司是一家提供毫米波雷達(dá)及其解決方案的公司,在全球首創(chuàng)了車載4D雷達(dá)及高清點(diǎn)云成像雷達(dá)。2015年下半年,傲酷推出了世界上第一款商用的24G 4D雷達(dá),針對智能交通應(yīng)用。2017年下半年,傲酷又推出了77G的4D雷達(dá)。目前已經(jīng)開始小規(guī)模量產(chǎn),接下來準(zhǔn)備在國內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模車規(guī)量產(chǎn)。由于采用了TI的CMOS單芯片解決方案,其77G 4D雷達(dá)可以做到火柴盒大小,是ABCD雷達(dá)的一半大小。
國內(nèi)主要毫米波供應(yīng)商
相比國外企業(yè),車載毫米波雷達(dá)在國內(nèi)仍屬于起步階段。雖然歐美老牌勁旅已經(jīng)在毫米波雷達(dá)市場量產(chǎn)、銷售多年,但是面向更為廣闊的 ADAS,以及新興的全自動(dòng)駕駛市場,國內(nèi)毫米波雷達(dá)行業(yè)的新興勢力也在不斷冒頭。他們甚至帶來了更為先進(jìn)的雷達(dá)技術(shù)以及更加適應(yīng)于未來汽車行業(yè)發(fā)展的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。
目前國內(nèi)市場上24GHz毫米波雷達(dá)的產(chǎn)品體系已經(jīng)相對成熟,供應(yīng)鏈已經(jīng)相對穩(wěn)定,24GHz的核心芯片射頻芯片能從英飛凌、飛思卡爾等芯片供應(yīng)商獲得。
但是,目前在全球范圍內(nèi)77GHz毫米波雷達(dá)芯片并沒有穩(wěn)定的供應(yīng)體系,由于相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)與合作協(xié)議的原因,英飛凌、飛思卡爾、意法半導(dǎo)體等芯片商對中國并沒有放開77GHz雷達(dá)芯片的供應(yīng),因此國內(nèi)77GHz毫米波雷達(dá)的開發(fā)受到一些限制。
目前,行易道、森斯泰克等企業(yè)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)77GHz毫米波雷達(dá)的量產(chǎn),開始和國內(nèi)整車廠展開合作,并占有了部分的國內(nèi)市場份額。
國外主要雷達(dá)供應(yīng)商 來源:蓋世汽車研究院
1、北京行易道(77GHz)
北京行易道創(chuàng)立于2014年,創(chuàng)始人趙捷是中科院電子所的博士,創(chuàng)業(yè)前在中科院電子所從事雷達(dá)技術(shù)開發(fā)。2015 年 9 月,行易道成功自主開發(fā)了第二代 77GHz 毫米波雷達(dá)樣品。現(xiàn)階段行易道已經(jīng)研發(fā)出國內(nèi)首個(gè)民用 77GHz 汽車?yán)走_(dá)以及基于 SAR 的 79GHz 汽車?yán)走_(dá) ,其中非常貼近主流市場的 77GHz 中近程雷達(dá)開始量產(chǎn)。目前,行易道出品的77GHz防撞雷達(dá),已經(jīng)裝配在北汽的無人車上,是我國第一家和主機(jī)廠合作的毫米波雷達(dá)公司。
2、深圳安智杰科技(24GHz,77GHz)是一家以毫米波雷達(dá)傳感器為核心產(chǎn)品,專注于傳感器智慧化應(yīng)用的高科技公司。作為中國本土最早擁有毫米波雷達(dá)傳感器核心研發(fā)技術(shù)、完整設(shè)計(jì)能力和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)累積的公司之一,安智杰全自主研發(fā)出領(lǐng)先的24 GHZ和77GHz毫米波雷達(dá)傳感器等產(chǎn)品,并獲得諸多技術(shù)專利認(rèn)證。
3、華域汽車(24GHz)系統(tǒng)股份有限公司是上海證券交易所上市公司,公司業(yè)務(wù)為獨(dú)立汽車零部件研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。華域汽車在24Ghz汽車毫米波雷達(dá)研發(fā)已積累多年,24GHz后向毫米波雷達(dá)產(chǎn)品即將問世,77GHz前向毫米波雷達(dá)已完成了原理樣機(jī)開發(fā)。華域汽車電動(dòng)系統(tǒng)有限公司2016年的營業(yè)收入超過2億元人民幣。公司主要優(yōu)勢在于24GHz雷達(dá)研發(fā)已有多年經(jīng)驗(yàn),上市公司資源齊全。
4、杭州智波科技(24GHz,77GHz)成立于2015年底,由幾位德國海歸博士創(chuàng)立,專注于研發(fā)高級駕駛輔助系統(tǒng)及無人駕駛系統(tǒng)中的核心器件,是國內(nèi)獨(dú)家掌握車載毫米波雷達(dá)整套核心技術(shù)的公司。目前,智波科技已推出 24GHz 民用雷達(dá)產(chǎn)品,主要應(yīng)用在無人機(jī)當(dāng)中,并曾在自動(dòng)駕駛汽車上進(jìn)行緊急制動(dòng)的實(shí)測。77GHz 的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品還處在研發(fā)階段。
5、北京木牛領(lǐng)航科技(77GHz)有限公司成立于2015年,擁有美國堪薩斯和中國北京兩個(gè)研發(fā)中心。團(tuán)隊(duì)擁有10年以上雷達(dá)研發(fā)經(jīng)驗(yàn),曾在中國,美國,歐洲完成多項(xiàng)全球領(lǐng)先的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。木牛科技專注于毫米波雷達(dá)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品落地,于2017年9月正式發(fā)布3款領(lǐng)先的下一代77G汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,為ACC、AEB、BSD、LCA以及自動(dòng)駕駛提供配套產(chǎn)品和完整方案。
6、蕪湖森思泰克(24GHz)是一家成立于2015年的毫米波雷達(dá)公司,產(chǎn)品涵蓋安防、交通、無人機(jī)以及汽車。公司主創(chuàng)始人秦屹博士在英國從事雷達(dá)研發(fā)和制造十余年,2013年回國創(chuàng)業(yè),團(tuán)隊(duì)中90%以上為碩士以上學(xué)歷,80%具有軍工背景。在車載雷達(dá)領(lǐng)域,目前已經(jīng)有24GHz、77GHz、79GHz三個(gè)頻段的多個(gè)產(chǎn)品。其中24Ghz的側(cè)后向雷達(dá)已經(jīng)拿到自主乘用車品牌長豐獵豹的前裝訂單。
7、南京隼眼科技(77GHz)始創(chuàng)于2015年4月,專注于77GHz車載毫米波雷達(dá)技術(shù)研究與應(yīng)用,對于汽車主動(dòng)安全駕駛信息系統(tǒng)、汽車輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。2015年8月,隼眼科技與國內(nèi)唯一的研究室——東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成立了汽車技術(shù)聯(lián)合研究中心,專門針對77GHz毫米波雷達(dá)展開研究。
8、湖南納雷科技(24GHz)有限公司成立于2012年,專注于毫米波智能傳感器和雷達(dá)系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。納雷科技建有完整的科研體系和陣容強(qiáng)大的科研隊(duì)伍,在毫米波雷達(dá)、智能天線等領(lǐng)域開展深入研究,已有24GHz/77GHzMMIC和系列化傳感器以及SRR、LRR電掃描雷達(dá),滿足汽車主動(dòng)安全和自動(dòng)駕駛應(yīng)用,其主要優(yōu)勢在于中段距離的已經(jīng)產(chǎn)品化。
9、沈陽承泰科技(77GHz)成立于2015年,致力于無線測試、智能汽車產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)及器件研發(fā),核心成員基本上是來自于華為。在ADAS雷達(dá)領(lǐng)域,沈陽承泰團(tuán)隊(duì)在77G毫米波雷達(dá)上取得突破,于2016年正式上市,憑借“CTLRR-100 77G毫米波防撞雷達(dá)”榮獲2016年度汽車電子科學(xué)技術(shù)突出創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)。
10、Motoreye(77GHz)全稱深圳卓影科技,成立于2012年7月,由影像DSP領(lǐng)域資深團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建,致力于自動(dòng)駕駛環(huán)境感知產(chǎn)業(yè)。卓影科技77G毫米波雷達(dá)開發(fā)正在收尾階段,主要將用于前裝車廠ACC/AEB功能配置上。
11、蕪湖易來達(dá)(77GHz)雷達(dá)科技有限公司成立于2016年12月26日,主要從事汽車毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像、汽車智能駕駛輔助系統(tǒng)及相關(guān)附件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。2017年,易來達(dá)的77G雷達(dá)樣品通過了DVP測試和體系檢驗(yàn),之后拿到了整車廠2萬多臺的訂單,完成了成立首年生產(chǎn)近1萬臺雷達(dá)的目標(biāo)。
12、深圳卓泰達(dá)(24GHz,77GHz)是深圳迪恩杰的分公司,成立于2009年,是一家以O(shè)BD車聯(lián)網(wǎng)、汽車防撞預(yù)警及汽車周邊電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售服務(wù)為一體的高科技公司。2014年,卓泰達(dá)與國內(nèi)首席軍用雷達(dá)博士研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)、設(shè)計(jì),研發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)的軍工級領(lǐng)先技術(shù)RCC毫米波雷達(dá)。2016年1月,卓泰達(dá)的RCC毫米波雷達(dá)隆重上市。得益于在汽車領(lǐng)域多年深耕,產(chǎn)品已在市場上取得不錯(cuò)的成績。77GHz RCC雷達(dá)已在深圳九州展展出。
13、蘇州毫米波(24GHz,77GHz)技術(shù)有限公司成立于2016年4月,是一家以中組部“國家***專家”白杰教授、前中科院研究員、海外回國汽車專家為核心組建的高科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型企業(yè)。在車用毫米波雷達(dá)傳感器方面,目前蘇州豪米波公司已實(shí)現(xiàn)24GHz毫米波雷達(dá)的量產(chǎn),其中前裝市場預(yù)計(jì)2018年第四季度將啟動(dòng),后裝市場通過多家渠道已實(shí)現(xiàn)200套/月的銷量。同時(shí)加速量產(chǎn)77-81GHz下一代超寬帶毫米波雷達(dá),有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。
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