车载毫米波雷达传感器芯片如何实现“1长4中短”刺激价值量增长

2021年注定将成为电动汽车大爆发的一年，造车新势力的股价不断高涨，吸引众多企业纷纷挹注电动汽车行业。

同时，传统整车厂商也在加速智能汽车的研发进程，奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃、大众等车企已经开始上马高级别自动驾驶项目，而对于智能电动汽车而言，传感器是必不可少的关键器件，而车载毫米波雷达则是其中重要的一环。

价值量分析：

1）车载毫米波雷达的数量/车：

24GHz目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内，用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。

77GHz雷达在探测精度与距离上优于24GHz雷达，主要用来装配在车辆的前保险杠上，探测与前车的距离以及前车的速度，实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。完全实现ADAS各项功能一般需要“1长+4中短”5个毫米波雷达。

2）车载毫米波雷达的价格：

目前77GHz的毫米波雷达系统单价在1000元左右，24GHz毫米波雷达单价500元左右。

3）新能源车未来销量：

2025年新能源汽车新车销量占比达25%，即时，中国新能源汽车年销量将达突破500万这一量级。

4）新能源车载毫米波价值量（中国2025年）

雷达总数：500万新能源车＊1颗长+500万新能源车＊4颗中短=3000万颗中国新能源汽车2025年价值量：500万新能源车＊1颗长77GHz*1000元/车+500万新能源车＊4颗中短24GHz*500元/车=150亿元（其中77GHz50亿24GHz100亿元）

2019年全球车载毫米波雷达市场规模为42亿美元，随着越来越多企业采用“摄像头+毫米波雷达”的自动驾驶方案，预计2025年全球车载毫米波雷达市场可达130亿美元（约845人民币）。天风证券分析师预计2025年中国车载毫米波雷达市场为211亿元

天眼查APP专业版数据显示，目前我国有超过20万家企业名称或经营范围含“新能源汽车、电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车”，且状态为在业、存续、迁入、迁出的新能源汽车相关企业。

其中88%的相关企业为有限责任公司，近3成的相关企业注册资本在1000万以上。

从行业分布上看，53%的新能源汽车相关企业分布在批发和零售业，另有15%的相关企业分布在科学研究和技术服务业，10%分布在租赁和商务服务业。

车载毫米波雷达的原理

毫米波是波长介于1-10mm的电磁波。其特点是波长短、频率宽、窄波束、雷达分辨率高。

具有探测性能稳定、作用距离长、环境适用性好等特点。毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。

目前，主流的车载毫米波雷达按照频率不同，可分为两种：24GHz和77GHz。24GHz频段的毫米波雷达已经可以实现盲点监测和低速状态下的变道辅助。

在智能驾驶应用中，通常用来感知车辆近处的障碍物，为变道决策提供感知信息。

其缺陷在于，探测距离不够远和对重叠目标的灵敏度低的局限性，所以，一般情况下适用于智能驾驶低配版77GHz频段的毫米波雷达性能较前者有很大提升，最大探测距离可达160米。

已经可以满足智能驾驶对于探测障碍物距离、相对速度、角度等的要求，因此，可以实现诸如，紧急制动（AEB）、自适应巡航（ACC）、并线辅助（LCA）等ADAS功能。

通过雷达天线向外发射毫米波，接受目标反射信号，经过后台处理，迅速准确地获取车辆周围环境的物理信息，例如：车辆与被探测物体之间的相对距离、相对速度、运动方向、以及角度等。

在获取物理信息后，对探测目标进行追踪和识别分类，数据融合车辆自身动态信息，最后通过中央处理单元（ECU）进行智能处理。

在ADASL2级别下，车辆会将经过合理决策后的信息，以声、光、触觉等多种方式告知或者警告驾驶员，或及时对车辆做出主动干预，从而确保驾驶过程中的安全性，减少事故发生率。车载毫米波雷达简图见下图。

车辆ADAS毫米波雷达性能可以从以下几个方面来概括：

1）目标距离、速度、方位角的测量精度和分辨率。特别是对于行人，毫米波对金属敏感，对水不敏感，所以提高雷达的分辨率对准确识别行人意义重大。

2）检测范围，雷达最远检测距离对应于预防车辆高速时正面碰撞；短距离波束的角度范围对应于近处的交叉碰撞预防。

3）成熟稳定的雷达信号处理和目标跟踪算法，特别是对行人、静止目标和横穿目标的检测能力。

车载毫米波雷达探测稳定、全天候工作、价格适中

毫米波雷达指的是工作在30～300GHz频域(波长为1～10mm)的雷达。由其波长决定了毫米波雷达的特性：

1）灰尘的特征尺寸为1um—100um，雨点的特征尺寸为0.5-4mm毫米波雷达的波长均大于它们的尺寸，可以轻易穿透灰尘和雨水，在恶劣气候下仍然具备较强工作能力。

2）毫米波雷达，频率高、波长短，能以较小的天线尺寸发射窄波束的电磁波信号。不受物体表面形状、颜色和大气流的影响，其探测稳定性高。

3）基于目前毫米波雷达制造工艺，其集成度高，元器件体积，尺寸，重量较小，价格适中，适合作为小平台感知传感器使用。

车载雷达传感器中，超声波雷达工作频率为40-58kHz成本为人民币百元左右，但其作用距离较短，一般的有效探测距离在5-10米之间，此外由于声波的传播会受风向和温度等因素的影响，超声波雷达也存在易受天气影响的缺点。

激光雷达的探测距离最高可达到300米，且具有体积小、分辨率高等优点，然而在大雨和浓烟雾天气下，激光衰减增大导致传播距离受到很大影响，此外，激光雷达高达几万至几十万的价格也使其阻碍了其在汽车领域的推广应用。

毫米波雷达的成本在人民币几千元左右，其探测距离为150~250米具有强探测能力和较高的分辨能力，相比以上的五类传感器毫米波穿透烟、雾、灰尘等的能力强同时不受光线等因素影响，是唯一具有全天时全天候工作能力的传感器，这一优势使得毫米波雷达在ADAS中有着不可替代的地位。

从下图的三大传感器对比来看，目前毫米波雷达的综合表现强于激光雷达。

我国未来在车载毫米波雷达机会广阔

毫米波雷达市场仍是博世、大陆、海拉等传统TIER1掌控市场主要份额。作为毫米波雷达的核心器件——雷达芯片，一般主要分为射频的发射、接收芯片和基带处理芯片。

雷达芯片在整个雷达产品中不仅成本占比大（目前占到毫米波雷达总成本的70%），同时由于在雷达中属于上游技术，毫米波雷达芯片向来是巨头的战场。

全球汽车毫米波雷达主要供应商为传统汽车电子优势企业，比如博世、大陆集团,其次为海拉、富士通天、电装、采埃孚天合、德尔福、奥托立夫、法雷奥等，9家企业的全球市场份额总计达到88%。

而站在这些毫米波雷达巨头背后的，是英飞凌、恩智浦、飞思卡尔、意法半导体、德州仪器等芯片巨头。

国内毫米波雷达厂商从后装市场起步，然后通过国内车企，逐步进入前装市场。

木牛科技在后装市场已经获得数万台订单。森斯泰克成功研制了毫米波防撞预防系统、盲点侦测系统。

目前，其公司的24GHz雷达已有少量供货，77GHz雷达正在样机送测阶段。

目前国内毫米波雷达厂商并不多，大部分都是一些初创公司。包括华域汽车（600741.SH）的24GHZ毫米波雷达产品；智波科技[亚太股份（002284.SZ）参股、承泰科技等已经研制出77GHZ毫米波雷达产品等。

2014年成立的上海加特兰微电子，是亚洲第一家通过车规认证的77GHz毫米波雷达芯片公司。

2017年10月，加特兰发布了包括用于车载毫米波雷达的77GHz芯片——Yosemite（2T4R）、Yosemite（4T8R）和用于工业级消费市场的60GHz芯片Yellowstone。

在60GHz的毫米波雷达方面，近年大热的无人机、机器人也在为其提供充分的应用场景。慕尼黑电子展期间，加特兰又发布了更高集成度的系统单芯片。

加特兰的芯片同样具有级联的能力，可将多块芯片集成使用。基于其芯片的毫米波雷达，都是国内的厂商，目前已有部分产品进入了前装量产阶段。

随着毫米波雷达市场的兴起，会有更多海归人才和创新企业跑步进入毫米波雷达的战场，但由于芯片领域本身是一个高科技领域，需要克服的技术难题较多，尤其是汽车市场，国产雷达芯片还有很长的路要走。

注：本文内容主要摘自天风证券，中外行业研究整理推送