2021-2025车载毫米波雷达行业发展蓝皮书.pdf

1 前前 言言 智能驾驶是当今汽车行业的热点。作为智能驾驶解决方案的重要组成部分，感知系统的性能优劣是影响智能驾驶安全性和驾驶体验的关键因素。在过去几十年中，毫米波雷达技术经过多轮迭代，得到了长足的发展，逐步走向成熟。毫米波雷达能够实时感知周围环境，并实现障碍物检测和距离测量，为智能驾驶车辆提供必要的感知和决策依据，提高驾驶的安全性和舒适性。同时，为了增强感知能力，提升系统安全的保障，互补不同传感器的优劣势，多传感器融合方案成为行业共识。毫米波雷达+摄像头融合成为 ADAS 系统的主流感知配置。随着智能驾驶技术的快速发展，ADAS 普及率迅速提高，智能驾驶正向高阶智能驾驶演进。相比 ADAS，高阶智能驾驶对于系统的准确性、安全性要求更高，对环境感知技术提出更高的要求，对毫米波雷达的数量和性能要求也随之提升。传统毫米波雷达向高分辨率的 4D 成像雷达演进成为必然。智能驾驶浪潮下，主机厂积极推动毫米波雷达上车部署，毫米波雷达市场扩大。汽车电子电气架构将从分布式架构向集中式架构发展，感知配置从 1R、1R1V 向3R1V、5R1V1D 升级。主机厂可以用更多的传感器来实现丰富的功能，或者用更低的成本实现基本的功能，给消费者带来更多的选择。同时，越来越多的企业进入车载毫米波雷达赛道，市场竞争愈发激烈，推动了车载毫米波雷达技术的不断创新和进步。在中国市场，国内毫米波雷达厂商打破了国外汽车零部件巨头的垄断，实现了前装量产突围，在小范围内实现国产替代。在 4D 成像雷达技术上，国内和国外厂商站在同一个起跑线上，国内毫米波雷达厂商实现国产“超越”成为可能。在此背景下，高工智能汽车研究院联合国内毫米波雷达头部厂商楚航科技联合推出车载毫米波雷达行业发展蓝皮书，从毫米波雷达含义、政策法规、市场进展、关键技术应用趋势、典型参与者等方面，综合分析毫米波雷达发展现状及未来发展前景，为政府决策、行业研究和企业发展提供参考。由于时间仓促，书中难免会有疏漏和不足之处，敬请各位专家、同行、读者批评指正。高工智能汽车研究院 二零二三年八月 I 目目 录录 1 1 行业发展概述行业发展概述.1 1.1 毫米波雷达定义及产品演进.1 1.1.1 毫米波雷达定义.1 1.1.2 车载毫米波雷达产品演进.2 1.2 车载毫米波雷达行业发展背景.2 1.3 车载毫米波雷达行业相关政策与标准.3 1.3.1 车载毫米波雷达行业相关政策.3 1.3.2 车载毫米波雷达行业相关标准.4 2 2 产业篇产业篇.5 2.1 车载毫米波雷达产业链结构.5 2.1.1 毫米波雷达系统结构.5 2.1.2 毫米波雷达产业链结构.7 2.2 车载毫米波雷达产业链主要玩家分析.8 2.2.1 毫米波雷达芯片供应商.8 2.2.3 毫米波雷达模组供应商.11 3 3 市场篇市场篇.14 3.1 车载毫米波雷达市场分析.14 3.2 车载毫米波雷达竞争格局分析.22 3.3 车载毫米波雷达商业模式分析.24 3.4 4D 成像雷达市场需求及挑战.24 3.4.1 4D 成像雷达市场需求及应用.24 3.4.2 4D 成像雷达面对的挑战.26 4 4 技术篇技术篇.27 4.1 车载毫米波雷达技术原理.27 4.2 4D 成像雷达技术路线分析.28 4.3 车载毫米波雷达技术发展趋势.30 5 5 企业案例企业案例.31 5.1 博世.31 II 5.1.1 公司简介.31 5.1.2 雷达产品发展历程.31 5.1.3 客户及合作伙伴.32 5.2 海拉.33 5.2.1 公司简介.33 5.2.2 雷达产品及技术.33 5.2.3 本土化布局.34 5.2.4 客户及合作伙伴.34 5.3 楚航科技.35 5.3.1 公司简介.35 5.3.2 雷达产品及技术.36 5.3.3 产能保障.38 5.3.4 客户及合作伙伴.38 III 图表目录 图表 1 各环境感知传感器的优劣势对比.1 图表 2 楚航科技毫米波雷达硬件结构.5 图表 3 车载毫米波雷达系统架构.6 图表 4 车载毫米波雷达产业链主要玩家.7 图表 5 英飞凌车载毫米波雷达解决方案.8 图表 6 恩智浦毫米波雷达芯片产品序列.9 图表 7 德州仪器毫米波雷达芯片产品矩阵.10 图表 8 77GHz 毫米波雷达需要突破的核心技术.12 图表 9 传统毫米波雷达产品参数.12 图表 10 4D 成像雷达产品参数.13 图表 11 2020-2025 年国内乘用车毫米波雷达前装搭载总量预测.15 图表 12 2023 年 1-6 月国内各价格区间乘用车前雷达与角雷达渗透率.15 图表 13 2022 年 H1&2023 年 H1 国内乘用车毫米波雷达单车配置数量(舱外).16 图表 14 2022 年 HI&2023 年 H1 L0 级 ADAS 传感器配置方案占比.17 图表 15 2022 年 H1&2023 年 H1 L1 级 ADAS 传感器配置方案占比.17 图表 16 2022 年 H1&2023 年 H1 L2 及以上级别 ADAS 传感器配置方案占比.18 图表 17 2023 年 1-6 月自主品牌前装搭载前向雷达交付上险 TOP10 品牌.19 图表 18 2023 年 1-6 月合资品牌前装搭载前向雷达交付上险 TOP10 品牌.19 图表 19 2023 年 1-6 月自主品牌前装搭载角雷达交付上险 TOP10 品牌.20 图表 20 2023 年 1-6 月合资品牌前装搭载角雷达交付上险 TOP10 品牌.21 图表 21 前装搭载 4D 成像雷达已上市车型.21 图表 22 2023 年 1-6 月前向雷达供应商市场份额.22 图表 23 2022 年 H1&2023 年 H1 前向雷达供应商自主合资占比.22 图表 24 2023 年 1-6 月角雷达供应商市场份额.23 图表 25 2022 年 H1&2023 年 H1 角雷达供应商自主合资占比.23 图表 26 4D 成像雷达厂商市场化进度（部分）.23 IV 图表 27 传统毫米波雷达的性能短板.25 图表 28 4D 成像雷达与传统毫米波雷达关键指标对比.25 图表 29 基于 TI 2243 四片级联方案.28 图表 30 Arbe 4D 成像雷达系统实物图.29 图表 31 傲酷 4D 成像雷达路测视频截图.30 图表 32 博世传统毫米波雷达传感器的发展历程.32 图表 33 博世毫米波雷达合作伙伴.33 图表 34 海拉毫米波雷达合作伙伴.35 图表 35 楚航科技车载毫米波雷达产品矩阵.36 图表 36 楚航科技第五代雷达方案-波导天线.37 图表 37 楚航科技隐形雷达 ART.37 图表 38 楚航科技合作伙伴.39 1 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 1 1 行业发展概述行业发展概述 1.1 1.1 毫米波雷达定义及产品演进毫米波雷达定义及产品演进 1.1.1 1.1.1 毫米波雷达定义毫米波雷达定义 毫米波雷达(mmWave Radar)是指工作在毫米波波段的雷达，其频域介于 30300GHz，波长 110mm。毫米波雷达稳定性高，抗干扰能力强，可穿透雾、烟、灰尘环境，可全天候全天时工作；频段宽，容易实现窄波束，可实现远距离探测（200米以上）；对速度感知灵敏，测速准确度高。在车辆环境感知领域，毫米波雷达是除车载摄像头外的另一主流方案。毫米波雷达通过发射电磁波，对行人、其他交通参与者以及车辆周围的物体进行有无检测，实时提供自车与目标物体的距离、相对速度、方位角等信息，生成障碍物预警或规避信息并传输到控制电路，由控制电路控制车辆变速器、制动器等发出应对动作。图表图表 1 1 各环境感知传感器的优劣势对比各环境感知传感器的优劣势对比 类型类型 毫米波雷达毫米波雷达 超声波雷达超声波雷达 摄像头摄像头 激光雷达激光雷达 探测方式 无线电 机械波 视觉 激光 作用距离 远 近 中近 中远 夜晚/强光工作 好 好 差 好 恶劣天气 好 受影响 差 差 交通标志识别 差 差 好 差 目标分类 差 差 好 中 成本 中等 很低 较低 高 资料来源：高工智能汽车研究院整理 车载毫米波雷达常用的工作频段：24GHz、77GHz，60GHz。过去，24GHz 频段主要用于短距离应用，77GHz频段的毫米波雷达适用于更远距离和更复杂的应用。目前大多数新开发的车载毫米波雷达大都在 77GHz 频段，根据探测范围又可分为：短程雷达 SRR（60 米以下）、中程雷达 MRR（100 米左右）、远程雷达 LRR（200m 以上），主要用于实现自适应巡航(ACC)、2 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 自动紧急制动(AEB)、前向碰撞预警(FCW)、盲区监测(BSD)、变道辅助(LCA)、后方交通穿行提示(RCTA)、后向碰撞预警(RCW)、车门开启预警(DOW)等功能。60GHz频段多用于车内雷达，主要应用包括儿童遗忘提醒、驾驶员呼吸心跳检测、车内手势识别等。1.1.2 1.1.2 车载毫米波雷达产品演进车载毫米波雷达产品演进 毫米波雷达技术最早用于军事领域，随着雷达技术的发展与进步，毫米波雷达传感器逐渐进入民用领域。汽车毫米波雷达传感器的研究始于 20 世纪 60 年代，德国、日本、美国的公司相继投入资源研究汽车雷达防撞系统。1999 年，梅赛德斯-奔驰率先在 S 级轿车上引入基于77GHz毫米波雷达的ACC系统，开创了车载毫米波雷达在乘用车上应用的先河。与此同时，基于雷达的 ACC 被用在中高端车型上，提供预碰撞感应和汽车防撞功能。随着毫米波雷达的性能提升、成本进一步下降，汽车毫米波雷达大规模量产装车。智能驾驶等级的提升，推动系统更复杂、功能更强大的毫米波雷达研发。2015 年前后，大陆、博世推出第四代雷达，在上一代毫米波雷达只能输出距离、速度、方位角信息基础上，增加俯仰角度测量，但俯仰角分辨率较低。2021 年左右，大陆、博世、采埃孚等厂商推出 4D成像雷达，其中，4D 成像雷达中的“4D”表示目标的距离、速度、水平角度、俯仰角度，“成像”则代表点云密度提升，各维度（速度、距离、角度）分辨率的提升，可以有效解析目标的轮廓、类别、姿态、行为。4D 成像雷达弥补了传统毫米波雷达的弱点，推动毫米波雷达从目标探测升级对周边环境的识别感知，带动毫米波雷达进入高分辨率时代。1.2 1.2 车载毫米波雷达行业发展背景车载毫米波雷达行业发展背景 （1）汽车智能驾驶渗透率逐年提升，潜在市场空间大 智能驾驶行业正处于 L2 级自动化迈向 L3 级自动化的过程中。2022 年，国内乘用车新车L2 及以上级别辅助驾驶渗透率 29.31%，较去年同期增加 11.54 个百分点。接近 L3 级自动化的 NOA 开始出现，渗透率 1.10%。2023 年 6 月，工信部表示支持 L3 级及更高级别的自动驾驶功能商业化应用。预计在智能驾驶相关上路法规的支持下，L3 级别有条件自动驾驶乘用车将逐步落地。（2）智能驾驶程度提升，带动毫米波雷达需求提升 3 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 随着智能驾驶程度的提高，汽车传感器行业将迎来更大的发展空间。在汽车领域，毫米波雷达技术经过多轮迭代，得到了长足的发展，逐步走向成熟。毫米波雷达能够实时感知周围环境，并实现障碍物检测，为智能驾驶车辆提供必要的感知和决策依据，提高驾驶的安全性和舒适性，是智能驾驶不可或缺的传感器。未来车载毫米波雷达市场空间将得到进一步释放。（3）多传感器融合感知方案成为主流 智能驾驶级别的提高，对感知层传感器的性能和数量提出更高的要求。为了增强感知能力，提升系统准确性和鲁棒性，互补不同传感器的优劣势，多传感器融合感知方案成为行业共识。ADAS 感知配置以摄像头为主，毫米波雷达作为冗余，带激光雷达的方案逐渐增多。融合方式上从目前的后融合向更具优势的前融合演进。（4）毫米波雷达自主供应商迎来国产化替代市场机遇期 在国内汽车智能化升级需求强劲、政策支持关键技术自主可控的背景下，国内毫米波雷达厂商迎来国产化替代市场机遇期。当前，一批国内毫米波雷达供应商凭借高性价比、合作开放性、个性化服务等优势，打破了国外汽车零部件巨头的垄断，切入国内自主品牌供应链，在小范围内实现国产替代。未来，随着国内毫米波雷达产业进一步发展与成熟，国产化替代程度将逐步深化。1.3 1.3 车载毫米波雷达行业相关政策与标准车载毫米波雷达行业相关政策与标准 1.3.1 1.3.1 车载毫米波雷达行业相关政策车载毫米波雷达行业相关政策 在毫米波雷达频段使用上，我国对于汽车雷达的频率划分已明确为 76-81GHz，与其他主流国家一致。我国汽车雷达无线电管理暂行规定规划 76-79GHz 频段用于汽车雷达，2022年 3 月 1 日起不能再生产和进口使用 24.25-26.65GHz 频段的汽车雷达。2023 年 6 月发布的中华人民共和国无线电频率划分规定规定：79-81GHz 频段无线电定位业务将优先用于汽车雷达等应用，相关兼容共存条件及协调程序确定前，不投入实际部署使用。在商用车领域，中国商用车场景的独特需求催生了毫米波雷达市场的快速发展。商用车交通事故频发，造成大量人员伤亡、财产损失等负面影响。为了提高行车安全性能，减少交通事故的发生，我国制定营运客车安全技术条件(JT/T1094-2016)、机动车运行安全技 4 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 术条件(GB 7258-2017)、营运货车安全技术条件(JT/T 1178)等标准，规定部分商用车强制安装 FCW、LDW、AEB、LKA 等主动安全功能。而要实现以上功能，需要借助车载毫米波雷达等环境感知传感器的力量。在强制标准的驱动下，满足特定条件的商用车陆续装备 FCWS、AEBS 等主动安全系统，促进了毫米波雷达在商用车上搭载应用。在乘用车领域，新车评价规程持续引入主动安全功能，提升道路交通安全性。美国、欧盟、日本、中国等主要国家在 NHTSA 或新车评价规程(NCAP)等测试评价体系中对汽车主动安全功能提出了更高的要求。例如，NHTSA于2023年6月宣布一项拟议规则制定通知（NPRM），要求在乘用车和轻型卡车上安装针对车辆和行人的 AEB 系统。我国实施的C-NCAP 管理规则(2021 年版)对主动安全要求进一步提高，AEB 车对行人测试项目增加了纵向行人和夜间行人测试场景，另外，增加了 AEB 对二轮车的测试场景。还对 LKA、LDW、BSD、SAS 性能测试报告审核，主动安全权重也进一步提升。联合国欧洲经济委员会 2019 年披露决议，从 2022 年 7月开始，AEB 系统将成为欧盟所有新推出的乘用车和轻型商用车的强制性配置；2024 年 7 月起，对所有在售的新车执行强制性配置要求。舱内应用上，为避免儿童单独留车内而导致悲剧事件的发生，欧盟 E-NCAP 2025 Roadmap规划了车内儿童存在检测的需求，促使 OEM 在未来产品设计上提供此功能。东南亚、澳洲也陆续将儿童遗忘提醒功能纳入新车评价规程。60GHz生命检测雷达可感知轻微呼吸与心跳，探测儿童和宠物，可保护隐私，成为了该领域的领先技术。1.3.2 1.3.2 车载毫米波雷达行业相关标准车载毫米波雷达行业相关标准 在国际标准上，由我国牵头/联合牵头的 ISO 国际标准项目 ISO/PWI 13389道路车辆 毫米波雷达探测性能试验方法、ISO/PWI 13377道路车辆 毫米波雷达干扰协同指南已通过 PWI(预研)投票，正式立项。其中，ISO/PWI 13389 道路车辆 毫米波雷达探测性能试验方法由楚航科技专家代表担任组长，来自中国、德国、日本、瑞典、芬兰、法国、韩国等30 多名专家共同参与，内容主要包含车载毫米波雷达的性能要求及试验方法，包括射频一致性、单目标和多目标识别要求以及车规环境评价等要求。该标准的推出将为全球各国提供标准化的车载毫米波雷达性能规范，为上下游企业提供毫米波雷达产品评估的统一标准。在汽车行业标准上，适用于工作在 76GHz-79GHz 频率的车外目标探测毫米波雷达的 QC/T车载毫米波雷达性能要求及试验方法已完成征求意见。5 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 2 2 产业篇产业篇 2.1 2.1 车载毫米波雷达产业链结构车载毫米波雷达产业链结构 2.1.1 2.1.1 毫米波雷达系统结构毫米波雷达系统结构 毫米波雷达主要包括雷达射频前端、数字信号处理器、后端算法三部分。其中，射频前端由天线、射频前端 MMIC 芯片构成。射频前端 MMIC 芯片和数字信号处理芯片是毫米波雷达的两大功能性器件。此外，毫米波雷达系统还包括电源、通信芯片(CAN收发器、以太网等)、存储单元(SRAM、Flash、LPDDR 等)等外围的电路，以及整流罩、塑料底板等组件。图表图表 2 2 楚航科技毫米波雷达硬件结构楚航科技毫米波雷达硬件结构 资料来源：楚航科技，高工智能汽车研究院整理 车载毫米波雷达系统的构成：车载毫米波雷达系统的构成：（1）天线：是发射和接收毫米波调频信号的组件。天线设计是车载毫米波雷达的关键设计之一。天线通常采用微带贴片天线。微带贴片天线需要选用超低损耗的 PCB 材料作为最上层天线设计的载板，以降低电路损耗，增大天线增益。6 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明（2）射频 MMIC 芯片：集成低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器(MIXER)、检波器(Detector)、滤波器(Filter)、压控震荡器(VCO)、移相器、模数转换器(ADC)等，用以实现毫米波信号的调制、发射、接收以及回波信号的解调。（3）数字信号处理器：负责处理前端采集的中频信号，获得速度、距离、角度信息。数字信号处理通过 DSP、FPGA 芯片实现。（4）软件算法：为雷达提供一套工作流程和规则。软件算法包括信号处理算法和数据处理算法。信号处理环节对 ADC 原始数据进行处理，转化为点云数据；数据处理环节把点云变成目标，涉及的算法包括波束形成和扫描算法、信号预处理、杂波处理算法、检测(测距、测速、测角)算法、目标聚类、分类和跟踪算法。典型的毫米波雷达信号处理流程如下：首先，雷达射频前端采集模拟信号，并通过 ADC将模拟信号转换为数字信号。其次，信号处理单元对数字信号进行预处理，抑制干扰，然后分别在距离和多普勒维度进行 FFT 运算，得到多个天线的二维距离-多普勒频域结果。在此基础上进行数字波束成形(Beamforming)，通过恒虚警率(CFAR)过滤，筛选出点目标等。之后对已经过滤出的点目标进行 DOA 进行角度计算，并基于提取出的点目标距离、速度和角度信息进行聚类，完成目标检测。之后进行目标跟踪预测、目标分类。图表图表 3 3 车载毫米波雷达系统架构车载毫米波雷达系统架构 1.角度 FFT：传统毫米波雷达角度维处理的经典算法；DOA 算法：4D 成像雷达目标角度估计方法 资料来源：专家访谈，高工智能汽车研究院整理 7 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 2.1.2 2.1.2 毫米波雷达产业链结构毫米波雷达产业链结构 车载毫米波雷达产业链上游参与者主要是毫米波雷达芯片、软件算法、天线高频 PCB 板等毫米波雷达组件提供商，中游是毫米波雷达模组供应商。硬件上，毫米波雷达模组厂商从上游的芯片厂商采购射频收发芯片、数字信号处理器，并设计天线、高频 PCB 板，实现集成后交付模组。软件上，毫米波雷达厂商通常自研信号处理和数据处理算法。下游是汽车厂商。图表图表 4 4 车载毫米波雷达产业链主要玩家车载毫米波雷达产业链主要玩家 资料来源：高工智能汽车研究院整理 上游上游 中游中游 下游下游 汽车厂商汽车厂商 天线高频天线高频 PCB 板板 数字信号处理芯片数字信号处理芯片 单片微波集成电路单片微波集成电路 毫米波雷达模组厂商毫米波雷达模组厂商 国外企业国外企业 国内企业国内企业 8 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 2.2 2.2 车载毫米波雷达产业链主要玩家分析车载毫米波雷达产业链主要玩家分析 2.2.1 2.2.1 毫米波雷达芯片供应商毫米波雷达芯片供应商 毫米波雷达芯片主要来自国外厂商，包括英飞凌（Infineon）、恩智浦（NXP）、德州仪器（TI）等传统雷达芯片公司。国内供应商有加特兰（Calterah）等企业。在 4D 成像雷达芯片领域，还出现了 Arbe、Vayyar、Uhnder 等初创公司。英飞凌是一家德国半导体公司，2009 年率先推出第一代 77GHz SiGe 射频前端，是雷达单片微波集成电路（MMIC）TOP1 制造商，累计出货超过 3 亿只。英飞凌与博世合作紧密，为博世第四代、第五代雷达提供毫米波雷达芯片。英飞凌拥有广泛的产品组合，能够涵盖从短距雷达（角雷达）到高端前向雷达在内完整的产品细分市场。英飞凌量产的雷达芯片组采用RASIC RXS 系列射频前端+AURIX TC3xx 系列专用雷达信号处理芯片。成像雷达解决方案以支持级联的 RXS8162PLD 射频前端为核心，搭配 AURIX TC397 雷达专用 MCU，满足高等级功能安全的级联雷达系统。图表图表 5 5 英飞凌车载毫米波雷达解决方案英飞凌车载毫米波雷达解决方案 解决解决 方案方案 R RASIC+AuRASIC+AuRixix TMTM 2 2G G XENSIV+AuRXENSIV+AuRixix C CTRX+AuRTRX+AuRixix TMTM 3G3G 类型 前雷达 角雷达 成像级联雷达 舱内监控 下一代 28nm CMOS RF MMIC RXS8161PLA RXS8157PLA RXS8157PLA RXS8156PLA RXS8162PLD BGT60ATR24C CTRX81x MCU TC356/357 TC397 TC336 TC356/357 TC397 TC336/356 TC43x/41x 特点 6 61 1PLAPLA:长生命周期，极端 环 境 耐受，发射通道高开销支持 5 57PLA7PLA：高性价比 57PLA 3T4R 56PLA 2T4R 性 能/成 本平衡 3芯 片 级联：1主2从 5芯 片 级联：1主4从 量产级别级联方案 60GHz，2T4R EMC 性能优良 低 功 耗/低温升 MCU 灵活配搭满足多功能需求 76-81GHz，4T4R max.高信噪比 数字锁相环 高性能低成本 资料来源：英飞凌，高工智能汽车研究院整理 9 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 恩智浦是荷兰半导体制造商，曾在 2015 年收购半导体行业老牌巨头 Freescale。恩智浦与大陆集团合作密切，长期为大陆提供前端收发器和雷达MCU。恩智浦主推的毫米波雷达收发器有 TEF810 x 和 TEF82xx，后端信号处理芯片有 S32R294、S32R45、S32R41 等产品。TEF810 x是恩智浦单芯片 RFCMOS 77GHz 汽车雷达收发器，用于前向雷达和角雷达。TEF82xx 芯片是第二代 CMOS 雷达收发器，3 发 4 收，支持级联，可以与 S32R294、S32R45、S32R41 雷达处理器配合使用。其中，S32R294 具有多种配置，支持从入门到高端的全系应用开发；S32R45 雷达MCU 支持 L2+级至 L5 级用例，支持 4 片 MMIC 级联以及超分辨算法计算；S32R41 雷达 MCU 是用于 L2+的雷达处理器，支持 2 片 MMIC 级联。图表图表 6 6 恩智浦恩智浦毫米波雷达芯片产品序列毫米波雷达芯片产品序列 L LRR 3T4RRR 3T4R M MRR 3T4RRR 3T4R S SRR/USRR RR/USRR 2T4R 1T3R2T4R 1T3R 4 4D D 成像雷达成像雷达 MMIC TEF8102 TEF8102 TEF8105 TEF810 x TEF82xx TEF82xx TEF82xx MCU S32R274 S32R264 S32R274 S32R264 S32R372 S32R294 S32R45 S32R41 资料来源：高工智能汽车研究院整理 德州仪器是一家美国半导体公司，早在 2018 年就推出了基于 AWR2243 的 4 片级联 4D 毫米波雷达芯片方案，是最早布局 4D 成像雷达的厂商之一。德州仪器产品开放度高，提供收发器平台解决方案包，包括参考硬件设计、软件驱动程序、示例配置、API指南和用户文档。还打造了集成度更高的天线片上集成（AoP）芯片，将天线集成到封装基板上，减少客户天线设计和高频板材投入，大幅缩短模块研发和生产周期。德州仪器目前已推出多款汽车毫米波雷达传感器，典型的产品有 AWR2243、AWR1642、AWR1843、AWR6843、AWR2944。AWR2243 是 77GHz 射频前端芯片，支持 3 发 4 收天线阵列，用于前雷达，支持级联；AWR1642 是 77GHz 单芯片雷达解决方案，集成射频 MMIC、MCU、DSP，支持2发4收天线阵列，可用于角雷达；AWR1843是单芯片77GHz汽车雷达传感器，集成DSP、MCU 和雷达加速器，有四个接收通道和三个发送通道，该产品有 AoP 版本 AWR1843AOP；AWR1843AOP 适用于近场感应应用，分辨率高，体积小，可以安装在门把手、脚踏板和 B 柱等空间内。AWR6843 是单芯片 60GHz 雷达解决方案，该产品也有 AoP 版本。2021 年底，TI 还推 10 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 出第二代高性能毫米波雷达单芯片方案-AWR2944。AWR2944 对集成的 MCU、DSP、HWA 和 RAM 进行了全面的升级，并集成了HSM（硬件安全模块）和百兆以太网，能够在大幅度提升下一代汽车雷达性能的同时，保证系统的信息安全及功能安全的部署；有四个接收通道和四个发送通道，进一步提升毫米波雷达传感器分辨率。图表图表 7 7 德州仪器毫米波雷达芯片产品矩阵德州仪器毫米波雷达芯片产品矩阵 资料来源：德州仪器官网，高工智能汽车研究院 加特兰是国内毫米波雷达芯片的头部企业。该公司推出了 Transceiver 和 SoC 两大系列产品。Transceiver系列为射频前端，SoC系列集成雷达基带处理。加特兰SoC芯片有Alps系列以及下一代 Andes 系列。与 TI 类似，加特兰还进一步推出了封装集成片上天线技术，在芯片封装内部集成天线阵列。相比国外芯片巨头，加特兰的产品具有性价比优势。当前，国内已经有多家毫米波雷达厂商在使用加特兰的方案开发产品。Arbe、Vayyar、Uhnder 等国外初创公司则推出 4D 成像专用射频芯片。Arbe 推出 Phoenix和 Lynx 芯片组，前者 48 发 48 收，共 2304 虚拟通道，后者 12 发 24 收，共 288 个虚拟通道。Arbe 还推出了 4D 成像雷达专用处理芯片，通过增加信号处理硬件加速模块，解决数据高吞吐量问题。Vayyar推出汽车级4D成像雷达芯片(ROC)，支持48个收发器，内部集成DSP、MCU。Uhnder 推出 4D 数字成像片上雷达，该芯片结合了 28nm CMOS 设计和数字编码调制（DCM）技 11 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 术，集成了 12 个发射器和 16 个接收器，形成 192 个虚拟通道；数字编码调制方案使雷达抗干扰能力更强，有助于提升分辨率和精度。2.2.3 2.2.3 毫米波雷达模组供应商毫米波雷达模组供应商 车载毫米波雷达产品技术门槛高、标准严格，从天线设计、射频电路设计到信号处理、数据处理，再到功能实现，每一个环节都有很深的壁垒；在材料工艺、仿真与工具链系统、校准标定等诸多方面也有很深的Knowhow。同时，雷达模组厂商的成本控制能力、技术成熟度、可靠性、时间周期等因素相互影响，相互制约，考验企业的工程落地能力。一家有市场竞争力的毫米波雷达模组厂商，需要基于行业最新的芯片，将以上诸多因素融会贯通，在短时间内快速迭代出满足应用要求、性能好、成本低的毫米波雷达产品。在国内市场，传统毫米波雷达市场由博世、大陆、安波福、电装、海拉等外资供应商主导。国外毫米波雷达产业起步早，技术积累深厚，产品延续性强，在产品性能、应对各种Corner case 的算法适应性、整车厂适配经验等方面具有优势。但另一方面，由于企业规模庞大、技术保密等特性，在服务本土化、软件开放性、响应速度上有所欠缺。国内毫米波雷达供应商分为两类：一类是汽车零部件供应商组建的毫米波雷达部门，如德赛西威、华域汽车等；另一类是毫米波雷达初创公司，大多成立于 2014-2018 年间。如成立于 2014 年的安智杰、行易道、纳瓦电子；成立于 2015 年的森思泰克、承泰科技、隼眼科技、木牛科技，成立于 2016 年的苏州毫米波，成立于 2018 年的楚航科技。由于 24GHz 毫米波雷达技术门槛相对较低，国内大部分研发从 24GHz 雷达开始，并在技术上取得突破，实现量产。在高频段市场，国外高频毫米波雷达芯片对我国的长期禁运管制，导致国内 77GHz 毫米波雷达在技术上曾一度落后国外大厂。2018 年之前几乎没有国内企业突破这一技术壁垒。近年来，随着我国对 24GHz 毫米波雷达的车载限制，国内雷达供应商渐渐转移到 77GHz 频段，加速研发 77GHz 技术，陆续推出 77GHz 毫米波雷达产品，缩小了与国外厂商技术差距。12 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 图表图表 8 8 77GHz77GHz 毫米波雷达需要突破的核心技术毫米波雷达需要突破的核心技术 技术技术 难点难点 射频线路设计工艺 由于电路板面积变小，射频线路的设计难度大，加工工艺要求高，成片的成品率也较低 与应用和工况匹配 的核心算法 通过核心算法的加成，进行 MMIC 和 PCB 集成，对产品轻量化要求严苛 MMIC 和 PCB 数据回灌、功/性能自动化的测试系统。可高效率、重复进行的测试活动，生成有利于针对性优化的测试结果 仿真测试 在实现多通道天线功能的基础上，做到低电路损耗、低噪声、大功率、抗电磁辐射能力强等性能 量产测试及生产工艺 车规级质量要求，符合车辆功能安全严苛要求 资料来源：楚航科技，高工智能汽车研究院整理 相比外资供应商，自主供应商的优势在于更贴近中国市场，对国内道路状况了解程度高，可以根据客户需求定制化开发，产品研发速度快，服务灵活高效，产品性价比高。而自主毫米波雷达供应商的短板在于欠缺量产经验，路测验证的路程数相对较少，在产品信噪比、探测精度、抗干扰性、良率等方面仍存在一定差距。图表图表 9 9 传统毫米波雷达产品参数传统毫米波雷达产品参数 雷达厂商雷达厂商 楚航科技楚航科技 森思泰克森思泰克 博世博世 大陆大陆 大陆大陆 产品名称 77GHz 前向长距雷达 STA77-5S 高分辨远程雷达 LRR4 ARS510 ARS441 雷达类型 前向 前向 前向 前向 前向 工作频率 7677 GHz 7677 GHz 7677 GHz 7677 GHz 7677 GHz 最远探测距离 250m 210m 250m 200m 250m 视场角 H：15 V：60 H：15/60 V:8 H:6(200 m)/20(5 m)V:4.5(200 m)4(200m)/9(120m)/45(4070m)9(250m)/45(70m)/75(20m)角精度 1 H：0.3/1 V:0.6 H：0.1 V：0.2-角分辨率 3 3/5 3.0(H)6.0(V)-13 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 雷达厂商雷达厂商 楚航科技楚航科技 森思泰克森思泰克 博世博世 大陆大陆 大陆大陆 刷新率 50ms 50ms 60ms-60 ms 功耗 4.5W 5W 4 W-8W 尺寸(不含连接器，mm)-788162 836922 1379131 资料来源：各公司官网，公开资料，高工智能汽车研究院整理 在 4D 成像雷达领域，目前全球毫米波雷达主流供应商已经进入 4D 成像雷达赛道，包括国外的博世、大陆、采埃孚、安波福、海拉等传统雷达巨头，以及国内的楚航科技、森思泰克、福瑞泰克、木牛科技、华为等多家企业。此外，部分主机厂开始自研 4D 成像雷达，如特斯拉、蔚来。图表图表 1010 4D4D 成像雷达产品参数成像雷达产品参数 雷达厂商雷达厂商 楚航科技楚航科技 楚航科技楚航科技 大陆大陆 采埃孚采埃孚 傲酷傲酷 傲酷傲酷 博世博世 产品名称 4 片级联方案 2 片级联方案 ARS540 Premium Eagle Falcon 第五代雷达至尊版 雷达类型 前向 前向 前向 前向 前向 角雷达 前向 工作频率 77-79GHz 77-79GHz 7677 GHz-7681GHz 7681GHz 7677 GHz 芯片 AWR2243+ZU5 FPGA TEF8232+S32R294 MR3003+Zynq UltraScale MPSoC AWR2243+XAZU3EG-收发数 12 发 16 收 6 发 8 收 12 发 16 收 12 发 16 收 6 发 8 收 3 发 4 收-点云数目 2500 个/帧 1024 个/帧 2000 个-50000 点/s 5000 点/s-探测距离 300m 300m 0.2300 m 350m 350m 200m 302m 距离精度 0.1m 0.1m 0.1m0.3m-0.16m 0.16m 0.11 0.22 m 距离分辨率 0.4m 0.4m 0.4m-0.15m/s 0.15m/s 0.41 0.83 m 视场角 70(H)15(V)60(H)15(V)60(H)420(V)-120(H)30(V)120(H)30(V)120(H)24(V)角精度 0.1(H)0.2(V)0.1(H)0.2(V)0.1-0.1 角分辨率 1(H)2(V)3(H)3(V)1.2(H)2.3(V)-0.5(H)1(V)2(H)5(V)1.0 最大测速 70m/s 70m/s+200km/h-200km/h 200km/h-14 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 雷达厂商雷达厂商 楚航科技楚航科技 楚航科技楚航科技 大陆大陆 采埃孚采埃孚 傲酷傲酷 傲酷傲酷 博世博世 速度分辨率 0.2m/s 0.2m/s 0.35km/h-0.17 m/s 速度精度 0.1m/s 0.1m/s 0.1km/h-0.04m/s 刷新率 50ms 70ms 60ms-50ms 50ms-功耗 20W 7W 23 W-5W 2.5W 15W 尺寸-1379039 mm-1008015mm 606015mm 11014330 mm 重量-500 g-100g 150g 500g 资料来源：各公司官网，公开资料，高工智能汽车研究院整理 3 3 市场篇市场篇 3.1 3.1 车载毫米波雷达市场分析车载毫米波雷达市场分析 中国市场乘用车智能化程度不断提高，车载毫米波雷达市场快速增长。2023 年 1-6 月，毫米波雷达搭载量达到937.92万颗，同比增长26.36%，其中，前向毫米波雷达搭载量459.29万颗，同比增长 27.02%，渗透率 49.41%；角雷达 477.51 万颗，同比增长 25.63%，渗透率21.81%；后向雷达1.12万颗，同比增长106.89%，渗透率0.12%。高工智能汽车研究院预计，2023-2025 年，毫米波雷达将保持较快增长态势。到 2025 年，国内新车毫米波雷达搭载总量将达到 3532 万颗，2020-2025 年复合年增长率达到 29.90%。15 本报告内容仅供参考，请务必阅读正文后的免责声明 图表图表 1111 20202020-2022025 5 年国内乘用车毫米波雷达前装搭载总量预测年国内乘用车毫米波雷达前装搭载总量预测 数据来源：高工智能汽车研究院 受毫米波雷达价格持续降低及满足新车 C-NCAP 评级影响，传统毫