分析 | 我國毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈

發(fā)布日期：2024-3-5 18:15:00　瀏覽次數(shù)：

文章來源:知乎TechTorch

一、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成

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毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈分為三部分：產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)主要參與者包括射頻前端組件（MMIC）、數(shù)字信號處理器（DSP/ FPGA）、高頻 PCB 板、微控制器（MCU）、天線及控制電路等硬件供應(yīng)商；產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)主體是毫米波雷達(dá)模塊及整機(jī)方案企業(yè)；產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)主體包括智能汽車、智能交通、以及無人機(jī)、智能家居、工業(yè)測量儀器、全屋智能、家電照明、消費(fèi)電子等應(yīng)用企業(yè)。

目前，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上游的雷達(dá)核心部件幾乎被國外供應(yīng)商壟斷，國內(nèi)供應(yīng)商的產(chǎn)品性能與國外供應(yīng)商相當(dāng)，但產(chǎn)品可靠性有待驗(yàn)證，并在功能工具鏈、未來產(chǎn)品前瞻性方面存在劣勢；中游毫米波雷達(dá)模塊生產(chǎn)企業(yè)，國內(nèi)參與企業(yè)較多，處于快速追趕階段；下游毫米波雷達(dá)應(yīng)用企業(yè)，包括汽車廠商、智能交通、安防監(jiān)控、工業(yè)測量、智能家居、康養(yǎng)等應(yīng)用單位。

二、上游分析

上游元器件的采購成本在雷達(dá)生產(chǎn)總成本的占比超過 50%，是影響產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格的關(guān)鍵因素。其中，射頻前端組件在硬件成本中占比 50%，數(shù)字信號處理器占比 15%，高頻 PCB 板占比 20%，控制電路占比 10%，其他材料占 5%。

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毫米波雷達(dá)各元器件占硬件總成本比重

（一）射頻前端組件

射頻前端組件（MMIC）是毫米波雷達(dá)的核心射頻部分，由發(fā)射器、接收器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、濾波器及壓控振蕩器7 部分構(gòu)成，起到調(diào)制、發(fā)射、接收及解調(diào)毫米波信號的作用，主要通過單片微波集成電路（MMIC）將前端收發(fā)組件集成化。毫米波雷達(dá)要求前端收發(fā)組件應(yīng)兼具體積小、穩(wěn)定性好、成本低等特性。

當(dāng)前毫米波雷達(dá)主要采用SiGe BiCMOS 技術(shù)，SiGe 高頻特性良好、安全性高，但其采用分立式結(jié)構(gòu)，發(fā)射器、接收器和處理組件均為獨(dú)立單元，無法滿足雷達(dá)傳感器日益增長的小型化需求。因而，在高集成趨勢下，體積更小、集成度更高（CMOS 工藝可將MMIC 與MCU、DSP 集成）的CMOS 工藝已逐漸成為主流技術(shù)。

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國內(nèi)MMIC 芯片供應(yīng)商集中為國際企業(yè)，如英飛凌、NXP、TI、意法半導(dǎo)體等。國產(chǎn)芯片企業(yè)在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的布局近兩年也明顯加快，且已實(shí)現(xiàn)部分國產(chǎn)化，代表性公司包括加特蘭微、岸達(dá)科技、矽杰微、矽典微、微度芯創(chuàng)等，均已推出量產(chǎn)產(chǎn)品。

（二）數(shù)字信號處理器

數(shù)字信號處理器通過嵌入不同的信號處理算法，分析前端收集的信號獲取目標(biāo)信息，是保證毫米波雷達(dá)穩(wěn)定性及可靠性的核心部件。

毫米波雷達(dá)的數(shù)字信號處理功能是通過DSP 芯片或FPGA 芯片實(shí)現(xiàn)的，占整個毫米波雷達(dá)硬件成本的20% 左右。DSP 芯片采取程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，可快速即時(shí)處理信號，F(xiàn)PGA 包含大量組合邏輯資源和觸發(fā)器，可完成大規(guī)模的組合邏輯電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能。DSP 芯片在復(fù)雜算法處理上具備優(yōu)勢，F(xiàn)PGA 在大數(shù)據(jù)底層算法上具備優(yōu)勢，因而，“DSP+FPGA”融合在實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛。

目前，高端DSP 芯片和FPGA 芯片主要被國外企業(yè)壟斷，DSP 芯片供應(yīng)商有NXP、英飛凌、亞德諾半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體等公司，F(xiàn)PGA 芯片供應(yīng)商有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思等公司。

（三）高頻PCB 板

天線是毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收信號的重要組件，是其有效工作的關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一。根據(jù)實(shí)踐表明，當(dāng)天線的長度為波長信號的25% 時(shí)，其發(fā)射和接收信號的轉(zhuǎn)換效率最高，毫米波波長僅為毫米級別，因而其天線長度短。

此外，為提高產(chǎn)品精度，毫米波雷達(dá)可通過微帶列陣方式將波束做窄，即將多根天線集成在PCB 上。由于毫米波頻率高，對電路尺寸精度要求高，所需印制電路板為高頻板材PCB，主要供應(yīng)商為羅杰斯、Isola、松下電工、雅龍及施瓦茨等大型國際PCB 生產(chǎn)企業(yè)。受益于5G 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國生益科技、滬電股份等公司已實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)用高頻PCB 產(chǎn)品的技術(shù)突破，其產(chǎn)品性能可與國外大型企業(yè)的高端產(chǎn)品媲美。

（四）控制電路

控制電路根據(jù)信號處理目標(biāo)信息，結(jié)合自身速度、位置等動態(tài)信息，發(fā)出執(zhí)行指令，是毫米波雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主動控制的最后一環(huán)。控制電路包含報(bào)警顯示系統(tǒng)和啟動制動系統(tǒng)，占到毫米波雷達(dá)總生產(chǎn)成本的5%。

三、中游分析

毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)主要包括雷達(dá)方案供應(yīng)商和方案集成商。其中雷達(dá)方案供應(yīng)商主要通過完成雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、天線設(shè)計(jì)和后端算法開發(fā)，為客戶提供毫米波雷達(dá)方案模塊或整機(jī)產(chǎn)品。方案集成商則依托毫米波雷達(dá)技術(shù)，為各具體應(yīng)用領(lǐng)域提供定制化的智能集成方案，例如汽車tier 1 供應(yīng)商、智能交通方案集成商等。

目前，中國毫米波雷達(dá)中游市場整體上仍由博世、大陸、安波福、維寧爾、海拉、電裝等國際企業(yè)占主要份額，但國內(nèi)企業(yè)也正在加速追趕。在汽車?yán)走_(dá)領(lǐng)域，森思泰克、華域電子、華為、承泰科技等本土企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)落地，進(jìn)入國產(chǎn)化替代周期。

在智能交通領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)的作用尤為關(guān)鍵，中游企業(yè)慧爾視、海康智聯(lián)、大華股份、象德信息、宇視科技、木牛科技、雷森電子為市場主要參與者；智能家居雷達(dá)經(jīng)過近幾年探索，國內(nèi)市場已經(jīng)初步形成，主要參與者包括云帆瑞達(dá)、邁睿智能、電目科技、精益遠(yuǎn)達(dá)、全耀傳感、易探科技、速數(shù)智能等；智慧康養(yǎng)領(lǐng)域主要參與者有清雷科技、兆觀科技、德心智能、苗米科技、英特睿達(dá)、知譜科技、算豐征途等。

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四、下游分析

毫米波雷達(dá)可應(yīng)用于智能汽車、智能交通、以及無人機(jī)、智能家居、工業(yè)測量儀器、全屋智能、家電照明、消費(fèi)電子等多個領(lǐng)域。

汽車是毫米波雷達(dá)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域。中國是全球最大的汽車生產(chǎn)國，隨著消費(fèi)者對汽車安全性要求的提升和智能駕駛需求的提升，國內(nèi)各大主機(jī)廠對車載毫米波雷達(dá)的需求量持續(xù)增長，代表性企業(yè)包括上汽、一汽、長安、比亞迪、蔚來等。

車路協(xié)同是毫米波雷達(dá)附加值最高的應(yīng)用領(lǐng)域。車路協(xié)同所使用的毫米波雷達(dá)生產(chǎn)成本與車用雷達(dá)持平，但售價(jià)卻為車用雷達(dá)的兩倍左右，銷售利潤空間大。車路協(xié)同是交通智能化的核心，具備政策支持，中國交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院等國家機(jī)構(gòu)積極助力中國車路協(xié)同發(fā)展，華為、阿里、百度等巨頭也紛紛布局該領(lǐng)域，未來中國車路協(xié)同行業(yè)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇，將促進(jìn)毫米波雷達(dá)需求量上升。

消費(fèi)級應(yīng)用主要包括智能家居、智慧康養(yǎng)等，近兩年興起速度較快。下游應(yīng)用代表性企業(yè)包括美的、海爾、格力等家電企業(yè)，以及泰康人壽、平安人壽、民政局、公立醫(yī)院等單位。

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五、產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分析

（一）企業(yè)數(shù)量

相比于國外企業(yè)，中國毫米波雷達(dá)行業(yè)起步較晚，行業(yè)仍處于初級發(fā)展階段。據(jù)AIOT 星圖研究院統(tǒng)計(jì)，2022 年國內(nèi)毫米波雷達(dá)企業(yè)累計(jì)注冊量達(dá)到226 家，其中70% 以上企業(yè)于2014 年后成立。

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（二）區(qū)域分布

從區(qū)域分布來看，國內(nèi)毫米波雷達(dá)企業(yè)主要分布在東部沿海地區(qū)。如圖表19 所示，其中廣東省、上海市和江蘇省毫米波雷達(dá)企業(yè)數(shù)量超過30 家；北京市、浙江省、安徽省和福建省數(shù)量在10 家以上。此外，毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，在其它區(qū)域，如四川、湖南和陜西等地也逐步發(fā)展起來。

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毫米波雷達(dá)企業(yè)數(shù)量TOP10 省市排名

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中國毫米波雷達(dá)企業(yè)區(qū)域分布圖

六、市場規(guī)模

（一）總規(guī)模

近幾年，得益于汽車智能化的高速發(fā)展與雷達(dá)芯片制作工藝的進(jìn)步，國內(nèi)毫米波雷達(dá)整體市場增速較快。根據(jù)我們初步測算，2022 年中國毫米波雷達(dá)市場總規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 86 億元，實(shí)現(xiàn)同比增長 24.6%。其中車載毫米波雷達(dá)規(guī)模在 70 億元，工業(yè)毫米波雷達(dá) 11 億元，家用毫米波雷達(dá) 5 億元。

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2018-2026 年中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（單位：億元）

未來，隨著我國汽車、交通、安防、工業(yè)、家居、康養(yǎng)等產(chǎn)業(yè)的智能化升級不斷推進(jìn)，毫米波雷達(dá)的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)到 2026 年中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到 197 億元，年復(fù)合增長率為 23.3%。

(二）細(xì)分產(chǎn)品規(guī)模

從各頻率細(xì)分產(chǎn)品的市場結(jié)構(gòu)來看，2021 年 77GHz 雷達(dá)產(chǎn)品出貨量正式超過 24GHz 雷達(dá)產(chǎn)品，成為市場主流。隨著《汽車?yán)走_(dá)無線電管理暫行規(guī)定》的正式實(shí)施，未來毫米波雷達(dá)市場高頻化發(fā)展趨勢將更明顯。

24GHz 雷達(dá)產(chǎn)品具有技術(shù)成熟、成本相對較低等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍更廣，包括交通、無人機(jī)、安防、家居等諸多領(lǐng)域，2021 年出貨量達(dá)到了 836 萬顆。由于國內(nèi)汽車?yán)走_(dá)無線電管理新規(guī)對汽車?yán)走_(dá)頻段的限定，預(yù)測 24GHz 雷達(dá)產(chǎn)品未來幾年需求增量空間有限。

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七、汽車?yán)走_(dá)市場分析

(一)市場背景

1、汽車安全和智能化發(fā)展的必要性

安全和效率是出行產(chǎn)業(yè)最為關(guān)注的兩個話題。發(fā)展智能汽車不僅可極大改善交通安全和堵塞問題，還可促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助推經(jīng)濟(jì)發(fā)展。據(jù)麥肯錫預(yù)測，到2025 年智能汽車預(yù)估的潛在經(jīng)濟(jì)影響最高達(dá)1.9 萬億美元。

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智能汽車的優(yōu)勢

智能汽車可以提供更安全、更節(jié)能、更高效、更舒適的出行體驗(yàn)，是國際公認(rèn)的未來發(fā)展方向。其意義不僅在于汽車行業(yè)的技術(shù)升級，更會帶來全球化供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的革新，成了當(dāng)前各國必爭的戰(zhàn)略高地。

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全球主要國家和地區(qū)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

2、毫米波雷達(dá)在智能汽車中的應(yīng)用場景

在智能汽車L0~L2 階段，毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于自動緊急制動、自適應(yīng)巡航、前向碰撞預(yù)警、盲區(qū)監(jiān)測、后向碰撞預(yù)警、倒車車側(cè)預(yù)警、開門預(yù)警、自動泊車、變道輔助、乘客成員監(jiān)測、駕駛員生命體征監(jiān)測、手勢識別等功能。

根據(jù)毫米波雷達(dá)在汽車上的安裝位置不同，可分為前向雷達(dá)、角雷達(dá)和艙內(nèi)雷達(dá)三類。前向雷達(dá)又稱主雷達(dá)，一般安裝在車標(biāo)或車頭格柵內(nèi)。角雷達(dá)一般放置于車輛的四個拐角處，單車搭載數(shù)量較多，相互配合形成車身環(huán)繞覆蓋。艙內(nèi)雷達(dá)安裝在駕駛座椅內(nèi)或車頂位置。

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智能汽車毫米波雷達(dá)應(yīng)用場景圖

根據(jù)SAE 的分級，當(dāng)前智能駕駛正處在L2 向L3 過渡的階段。在此階段，智能駕駛系統(tǒng)通過駕駛環(huán)境對方向盤和加減速中的多項(xiàng)操作提供駕駛支持，其他的駕駛動作均有人類駕駛員進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、全面的環(huán)境感知是實(shí)現(xiàn)下一步規(guī)劃決策的基礎(chǔ)。提升感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和精度是智能汽車需要突破的關(guān)鍵。

隨著自動駕駛等級提升，將帶動毫米波雷達(dá)搭載量提升。目前L1/2 級別車輛為智能汽車市場主流，單車毫米波雷達(dá)搭載量一般為1-3 顆。隨自動駕駛等級向L3+ 邁進(jìn)，單車?yán)走_(dá)搭載量將增至5 顆以上，與ADAS 滲透率提升雙輪驅(qū)動毫米波雷達(dá)放量。

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L0~L5 智能駕駛汽車傳感器需求

（二)競爭格局

當(dāng)前，我國汽車?yán)走_(dá)市場參與主體可分為國際 Tier 1 企業(yè)和本土企業(yè)兩大陣營。其中，國際 Tier 1 企業(yè)陣營包括博世、大陸、安波福、維寧爾、海拉、電裝天、法雷奧、萬都、摩比斯、采埃孚等，共有約 15 家；本土汽車?yán)走_(dá)企業(yè)陣營根據(jù)公司背景情況可分為上市公司、初創(chuàng)公司和其他三類，具體如圖表 29 所示，代表企業(yè)包括森思泰克、華域汽車、德賽西威、華為、行易道、承泰科技、大疆車載、行易道、隼眼科技等，共有約 50 家。

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中國汽車?yán)走_(dá)市場競爭格局

得益于我國近年汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國際 Tier 1 企業(yè)在國內(nèi)汽車?yán)走_(dá)市場的長期壟斷格局被打破，以森思泰克、華域汽車、德賽西威為代表的本土汽車?yán)走_(dá)企業(yè)的角雷達(dá)前裝訂單逐步放量，更多的國產(chǎn)汽車?yán)走_(dá)企業(yè)陸續(xù)進(jìn)入乘用車前裝市場并獲得更多的資源支持，后續(xù)國產(chǎn)毫米波雷達(dá)市場份額將逐漸擴(kuò)大。

從國內(nèi)市場具體占比來看，目前行業(yè)頭部仍由國際 Tier 1 企業(yè)占據(jù)。以乘用車前裝市場為例，2021 年國產(chǎn)乘用車毫米波雷達(dá) TOP10 供應(yīng)商為博世、大陸、安波福、維寧爾、海拉、電裝天、森思泰克、法雷奧、萬都、摩比斯。其中，博世和大陸兩家為第一梯隊(duì)，市場地位顯著，合計(jì)占比超過 55%，這一數(shù)據(jù)在前向主雷達(dá)市場上更大，達(dá)到了 74.5%。

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2021 年國產(chǎn)乘用車毫米波雷達(dá)供應(yīng)商市場份額

（三）價(jià)格分析

由于雷達(dá)芯片工藝的改進(jìn)，汽車?yán)走_(dá)原材料和系統(tǒng)開發(fā)成本自2018 年以來明顯下降，并直接體現(xiàn)在國內(nèi)汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)品的定價(jià)上，2022 年國內(nèi)汽車前向雷達(dá)價(jià)格降至450 元/ 顆以內(nèi)，角雷達(dá)價(jià)格降至300 元/ 顆以內(nèi)。

隨著毫米波雷達(dá)搭載數(shù)量的增多和滲透率的提高，雷達(dá)出貨量將不斷加大，單個毫米波雷達(dá)成本和價(jià)格將進(jìn)一步下降，實(shí)現(xiàn)由高端車型向中低端車型的普及。未來，隨著自動駕駛級別提升，毫米波雷達(dá)的功能和單車搭載數(shù)量將繼續(xù)增加，形成360 度無盲區(qū)檢測、遠(yuǎn)近覆蓋的感知部件。

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