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报告内容

一、毫米波雷达的定义及应用

毫米波雷达,是工作在毫米波波段探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。毫米波实质上就是电磁波。毫米波的频比较特殊,高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是10GHz—200GHz。毫米波介于微波(Microwaves)和THz(1000GHz)之间,可以说是微波的一个子集。

毫米波雷达就是工作在毫米波波段的雷达,利用电磁波发射后遇到障碍物反射的回波对其不断检测,计算出与周围障碍物的相对速度和距离。

其优势在于有极强的穿透率,能够穿过光照、降雨、扬尘、下雾或霜冻来准确探测物体,可以在全黑的环境工作;但局限性在于无法检测行人,并且对金属识别误差较大,图像精细度不及激光雷达,并且时延也达到100MS。

车载领域的毫米波雷达常见频段

毫米波雷达的车载应用历史比较久,是视觉摄像头以外的另一个成熟方案,被应用的频率也在不断提高。

二、无人驾驶与毫米波雷达

无人驾驶汽车,即智能驾驶汽车是一种自动化载具,能够部分或者全面代替驾驶员进行驾驶行为,无人驾驶汽车是智能汽车发展的最高形态。无人驾驶由传感器、控制器、执行器组成,对应感知、决策、执行三大功能模块。

无人驾驶的产业链包括:1)硬件组件。激光雷达、摄像头等各类传感器、集成计算处理平台以及发动机、车身、集成控制总线等传统汽车组件;2)软件组件。无人驾驶操作系统(包括感知、规划、控制以及汽车互联、数据平台接口等),高精度地图数据等;3)整车制造;4)运营服务。

目前,毫米波雷达作为传感器中的一个环节,车载应用历史比较久。为完全实现ADAS各项功能一般需要“1长+4中短”5个毫米波雷达。目前众多车企,如大众、奔驰、奥迪、丰田等都已在其中高端车型上配置了毫米波雷达。随着无人驾驶技术的进一步普及和应用,带动无人驾驶产业链发展,毫米波雷市场将快速发展。

全球无人驾驶汽车行业中,美国属于领先地位;在亚洲范围内,新加坡的进度较为领先,中国也在加快追赶。无人驾驶发展至今,全球已有多家企业审布在2020年前后推出无人驾驶汽车。据预测,自动驾驶汽车的全球市场份额需要花15-20年时间达到25%,带有公路和交通堵塞自动驾驶功能的汽车将率先上路应用;到2022年,带有城市自动驾驶模式汽车上路;2025年之后,完全无人驾驶汽车才会大量出现。

数据来源:中商产业研究院整理

2017年,中国汽车工程学会发布了“节能与新能源汽车技术路线图”,其中就有提到,至2020年,汽车产业规模将达3000万辆,驾驶辅助/部分自动驾驶车辆的市场占有率将达50%;力求高度或完全自动驾驶汽车在2021年到2025年能够上市;2026年到2030年,每辆车都应采用无人驾驶或辅助驾驶系统,国内无人驾驶汽车数量将稳步上升。

据预测数据显示,到2035年全球无人驾驶汽车销量将达2100万辆。参考2015年全球汽车年销量突破8000万台,中国销量接近2500万台。庞大的汽车销量和消费者对科技的需求,中国有望成为最大的无人驾驶市场。随着无人驾驶汽车市场的进一步发展,无人驾驶汽车数量逐渐上升,将带动毫米波雷达市场的快速增长。

三、毫米波雷达市场增长潜力巨大

随着ADAS渗透率提高,同时各国都在推迚汽车癿AEB功能,“4+1”癿毫米波雷达配置模式逐步成为汽车标配。毫米波雷达作为无人驾驶技术中重要的传感器之一,随着无人驾驶产业的进一步发展,毫米波雷达市场前景可期。

据统计数据显示,2015年全球毫米波汽车雷达市场规模约为19.4亿美元,预计2018年将达34.7亿美元,到2020年全球毫米波雷达市场规模将超50亿美元。

数据来源:中商产业研究院整理

国内汽车消费结构升级,无人驾驶汽车市场需求扩大,将带动国内毫米波雷达前后装市场需求爆发式增长。据统计数据显示,2015年中国毫米波雷达市场规模约为18亿元,预计2018年将达41.4亿元,到2020年中国毫米波雷达或将超72.1亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

四、毫米波雷达企业

1.北京行易道

北京行易道成立于2014年,是专注毫米波雷达技术的高科技公司。公司核心团队从事雷达技术研发超过10年,目前已掌握毫米波雷达系统设计,毫米波雷达天线设计,雷达信号检测、目标识别及跟踪技术,毫米波雷达成像等多项关键技术。

2015年9月,行易道创办的第二年,团队成功自主开发了第二代77GHz毫米波雷达样品。行易道出品的77GHz防撞雷达,其与市面上博世、大陆等外资产品各项参数相当,同时行易道也是我国第一家和主机厂合作的毫米波雷达公司。

(北京行易道77GHZ毫米波雷达)

2、承泰科技

承泰科技成立于2015年4月,并立项研发77GHz汽车毫米波雷达。沈阳承泰的核心成员基本上是来自于华为,团队曾成功研发WLAN综测仪,填补了国内WLAN综测仪的空白,成功突破国外仪表厂家对Wi-Fi/BT射频物理层信号综合测试技术构建的壁垒。在产品的研发上,沈阳承泰进度飞快,仅经过近一年的技术攻坚,77G毫米波雷达在2016年上市。

(承泰科技CTLRR-10077G毫米波雷达)

3、智波科技

杭州智波科技成立于2015年,其创始团队由德国海归博士组成,公司获得来自亚太集团的天使投资。目前,智波科技团队超过20人,主要是围绕毫米波雷达的开发人员。

目前,其研发团队已经成功研制出毫米波防撞雷达系统。该公司的毫米波防撞雷达系统主要涵盖了主动车距控制巡航系统、防撞预防系统、盲点侦测系统、支持型汽车泊车系统、后碰撞警告系统、缓解撞击刹车系统、智能安防雷达系统等七大功能,其内部24GHZ和77GHZ雷达感应器方案使得整个ADAS系统能够对不同的动态进行预警。此外,该公司还研制了新型高度集成的毫米波雷达天线。

(智波科技雷达产品)

4、木牛科技

木牛科技是国产77GHz毫米波雷达的突围企业之一,公司成立2年,从成立伊始主攻无人机领域,并在取得了无人机行业雷达的技术领先后,于2017年9月正式发布3款领先的下一代77G汽车毫米波雷达产品,为ACC、AEB、BSD、LCA以及自动驾驶提供配套产品和完整方案。其中,一款Kanza77的远距离毫米波雷达,使用下一代77GHzRFCMOS技术,最大带宽2GHz,最大作用距离220米。使用强大信号处理算法和运算平台,可定制性极强。

(木牛科技毫米波雷达产品)

五、激光雷达行业前景

1、高频段毫米波雷达将是未来的主流

各个国家对车载雷达分配的专属频段不同,主要集中在24GHz和77GHz。24GHz主要应用于汽车后方,实现近距离探测(SRR),77GHz主要应用于前方和侧向,实现近距离探测(LRR)。相比24GHz,77GHz的毫米波雷达拥有更好的物体分辨准确度,更高的测速和测距精确度优势,部件体积更小,更容易实现单芯片集成结构,有利于性能的提高,未来车载毫米波雷达的频段会趋同于77GHz;另一方面,2015年在日内瓦召开的世界无线电通信大会(WRC-15)确定将77.5GHz~78.0GHz频段划分给无线电定位业务,以支持短距离高分辨率车载雷达的发展,为未来频率统一到高频段提供了标准保证。

2、毫米波雷达尚处垄断,国产化突破有望

从整个毫米波雷达行业来看,无论是系统还是器件,核心技术目前仍掌握在国外企业手中,关键技术主要被博世、大陆、电装、奥托立夫等零部件巨头垄断,形成了较高的市场进入门槛。博世在车载雷达市场占有率最高,在LRR产品技术领域较为领先,其新产品LRR4最大探测距离可达250m;海拉在24GHz市场占有率最高,产品已更新到第四代;富士天通和电装主要客户为日系整车,以富士天通技术积累最为深厚,其MMIC芯片技术领先。

国内国市场中高端汽车装配的毫米波雷达传感器全部依赖进口,自主车载毫米波雷达产品总体仍处于研制阶段。国内厂商研发方向主要集中于24GHz雷达产品,目前有湖南纳雷、厦门意行、芜湖森思泰克推出较为成熟的产品;而77GHz产品设计难度较大,且受国外厂商芯片的技术限制,完全依靠自主研发,近年来取得一定突破。

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