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解讀國內(nèi)自動駕駛傳感器市場,哪些企業(yè)有望拼出個未來?

作者: 時間:2017-05-17 來源:天風(fēng)證券 收藏
編者按:汽車智能化浪潮洶涌, ADAS 資源整合是關(guān)鍵。 汽車智能化水平的提升使得國內(nèi)整車廠商對 ADAS 系統(tǒng)的需求巨大,而整車廠商對整套 ADAS 系統(tǒng)的需求比單一傳感器的需求更為強(qiáng)烈,擁有整套 ADAS 技術(shù)的公司將更有競爭力。而國內(nèi)起步晚,積累尚淺,尚需繼續(xù)努力,方可在未來無人駕駛大潮中站得一席之地。

  毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要由國外電子公司掌控。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)主要包括天線、收發(fā)模塊、信號處理模塊,而 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)芯片和天線 PCB 板(Printed Circuit Board)是毫米波雷達(dá)的硬件核心。目前毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要被 Bosch、Continental、 Denso、 Autoliv 等零部件巨頭壟斷,特別是 77GHz 產(chǎn)品技術(shù)只有 Bosch、Continental、Denso、Delphi 等少數(shù)幾家公司掌握。Bosch 的所有的車載雷達(dá)都采用 77GHz的頻率,預(yù)計(jì) 2016 年將出產(chǎn)第一千萬個 77GHz 毫米波雷達(dá)。 Continental 的雷達(dá)產(chǎn)品較全面,其中主力產(chǎn)品是 24GHz。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201705/359272.htm


解讀國內(nèi)自動駕駛傳感器市場,哪些企業(yè)有望拼出個未來?

  2015 年全球車載毫米波雷達(dá)主要供應(yīng)商及市場份額(單位: %)

  低成本 CMOS 解決方案有望加快市場開啟。 目前 77GHz 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價大約在 250歐元左右,高昂的價格限制了毫米波雷達(dá)的車載化應(yīng)用。毫米波雷達(dá)的收發(fā)器芯片普遍使用 SiGe 雙極型晶體管等特殊半導(dǎo)體,但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,被廣泛用于數(shù)字電路且成本相對較低的 CMOS,也可被用于毫米波電路。

  CMOS 與傳統(tǒng) SiGe 雙極型晶體管相比,由于在低電壓條件下也可運(yùn)行,因此可降低耗電量。雖然 CMOS 存在低頻區(qū)噪聲偏大的問題,但兩者在毫米波區(qū)域(76-81GHz)具有大致同等的性能,未來車載毫米波雷達(dá)主流頻段是 77-79GHz,因此 CMOS 低頻區(qū)噪聲大的問題并不太突出。 由于目前全球CMOS 產(chǎn)業(yè)鏈已較為成熟,可大批量生產(chǎn),未來若能用 CMOS 替代 SiGe 雙極型晶體管,毫米波雷達(dá)的成本有望顯著下降,市場也有望加快開啟。

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  兩種毫米波雷達(dá)收發(fā)器芯片工藝技術(shù)比較

  目前 Fujitsu 研究所已成功研發(fā)出采用 CMOS 工藝的 4 通道接收芯片。 Fujitsu 研發(fā)的此款產(chǎn)品不僅與現(xiàn)行 SiGe 產(chǎn)品具有同等的高頻功能,還成功解決了低頻區(qū)噪聲問題。而新的 CMOS 芯片比傳統(tǒng)的 SiGe 芯片降低了一半左右的電耗,還可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和低成本化。Fujitsu 預(yù)計(jì) 2018 年左右,該產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化,采用該技術(shù)的毫米波雷達(dá)的成本也有望大幅降低。低成本化有望加快引爆車載毫米波雷達(dá)市場。

  (3)車載毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化大潮將至

  車載毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化在即, 24GHz 產(chǎn)品技術(shù)已獲突破, 77GHz 產(chǎn)品正加緊研發(fā)。 前端單片微波集成電路(MMIC)是毫米波雷達(dá)的關(guān)鍵部件, MMIC 技術(shù)主要被國外零部件巨頭壟斷,國內(nèi)在此領(lǐng)域尚處于起步階段。但國內(nèi)部分公司經(jīng)過幾年的研發(fā), 24GHz 車載雷達(dá)技術(shù)已獲得突破,產(chǎn)品即將問世。 77GHz 產(chǎn)品的研制由于受到國外的技術(shù)封鎖,目前大多還處于研發(fā)試驗(yàn)階段。我們預(yù)計(jì),隨著智能汽車行業(yè)的快速發(fā)展,將開啟對毫米波雷達(dá)的大量需求,國內(nèi)相關(guān)公司將加速研發(fā), 77GHz 產(chǎn)品有望在未來三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。


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  國內(nèi)毫米波雷達(dá)相關(guān)企業(yè)及單位研發(fā)進(jìn)展

  汽車智能化浪潮洶涌, ADAS 資源整合是關(guān)鍵。 汽車智能化水平的提升使得國內(nèi)整車廠商對 ADAS 系統(tǒng)的需求巨大,而整車廠商對整套 ADAS 系統(tǒng)的需求比單一的需求更為強(qiáng)烈,擁有整套 ADAS 技術(shù)(感知、控制、執(zhí)行)的公司將更有競爭力。因此我們認(rèn)為,國內(nèi)大型廠商(一級、二級供應(yīng)商)將十分關(guān)注對 ADAS 前端(感知)、中端(控制)、后端(執(zhí)行)資源的整合,率先掌握稀缺資源就會擁有先發(fā)優(yōu)勢,更容易在智能駕駛的潮流中脫穎而出。

  關(guān)注車載毫米波雷達(dá)市場并購機(jī)會。 國內(nèi)在毫米波雷達(dá)研發(fā)方面起步較晚,擁有 24GHz產(chǎn)品技術(shù)的公司還較少,而掌握 77GHz 產(chǎn)品技術(shù)的公司更是鳳毛麟角,是市場上非常稀缺的資源。因此我們認(rèn)為, 掌握車載毫米波雷達(dá)核心技術(shù)的公司將是國內(nèi)大型廠商、上市公司十分重視的資源,要關(guān)注市場上存在的潛在并購機(jī)會。如 2015 年 12 月 16 日,亞太股份控股股東亞太機(jī)電集團(tuán)與杭州智波科技有限公司簽訂合作協(xié)議,以 700 萬元增資智波科技獲 10%的股權(quán),引進(jìn)車載毫米波雷達(dá)項(xiàng)目。

  激光雷達(dá): 功能強(qiáng)大 成本大幅降低可期

  激光雷達(dá)是軍轉(zhuǎn)民的高精度雷達(dá)技術(shù)。 激光雷達(dá)的應(yīng)用一開始主要為軍事領(lǐng)域,受到了各國軍事部門的極大關(guān)注。相比普通雷達(dá),激光雷達(dá)可提供高分辨率的輻射強(qiáng)度幾何圖像、距離圖像、速度圖像。按用途和功能劃分,有跟蹤激光雷達(dá)、制導(dǎo)激光雷達(dá)、火控激光雷達(dá)、氣象激光雷達(dá)、水下激光雷達(dá)等,可適應(yīng)不同戰(zhàn)場環(huán)境。在民用領(lǐng)域中,激光雷達(dá)因其在測距測速、三維建模等領(lǐng)域的優(yōu)越性能也被廣泛應(yīng)用。

  激光雷達(dá)性能精良,是無人駕駛的最佳技術(shù)路線。 激光雷達(dá)相對于其他具有非常優(yōu)越的性能:

  1)分辨率高。 激光雷達(dá)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常激光雷達(dá)的角分辨率不低于 0.1mard 也就是說可以分辨 3km 距離上相距 0.3m 的兩個目標(biāo),并可同時跟蹤多個目標(biāo);距離分辨率可達(dá) 0.1m;速度分辨率能達(dá)到 10m/s 以內(nèi)。如此高的距離、速度分辨率意味著激光雷達(dá)可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。

  2)精度高。 激光直線傳播、方向性好、光束非常窄,彌散性非常低,因此激光雷達(dá)的精度很高。

  3)抗有源干擾能力強(qiáng)。 與微波、毫米波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同,自然界中能對激光雷達(dá)起干擾作用的信號源不多,因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)。

  激光雷達(dá)可以分為一維激光雷達(dá)、二維激光雷達(dá)、三維激光掃描儀、三維激光雷達(dá)等。 其中一維激光雷達(dá)主要用于測距測速等,二維激光雷達(dá)主要用于輪廓測量、物體識別、區(qū)域監(jiān)控等,三維激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時三維空間建模。

  車載三維激光雷達(dá)一般安裝在車頂,可以高速旋轉(zhuǎn),以獲得周圍空間的點(diǎn)云數(shù)據(jù),從而實(shí)時繪制出車輛周邊的三維空間地圖;同時,激光雷達(dá)還可以測量出周邊其他車輛在三個方向上的距離、速度、加速度、角速度等信息,再結(jié)合 GPS 地圖計(jì)算出車輛的位置,這些龐大豐富的數(shù)據(jù)信息傳輸給 ECU 分析處理后,以供車輛快速做出判斷。


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  不同類型激光雷達(dá)的功能及應(yīng)用場景

  三維激光雷達(dá)逐漸發(fā)展為的標(biāo)配。三維激光雷達(dá)功能強(qiáng)大,是無人駕駛的最佳解決方案,從最早的谷歌豆莢車到層出不窮的車企測試案例,激光雷達(dá)已經(jīng)逐漸發(fā)展為標(biāo)配。不難發(fā)現(xiàn),隨著企業(yè)方案的選擇和規(guī)劃,車用激光雷達(dá)的商業(yè)化正悄然發(fā)生。

  Velodyne 64 線激光雷達(dá)成為無人駕駛的標(biāo)志性特征。 2012 年 5 月,谷歌改裝版豐田普銳斯自動駕駛汽車在內(nèi)華達(dá)州上路測試,出場時頭頂轉(zhuǎn)個不停的 Velodyne 64 線,很快就成了自動駕駛汽車的標(biāo)志性特征。與此同時,谷歌對外宣布項(xiàng)目研究目標(biāo)——實(shí)現(xiàn)無人駕駛并且量產(chǎn)。從正面看,拆解后的 Velodyne 64 線整個激光收發(fā)器可以視為上下兩部分,每部分都有三個并排透鏡,兩側(cè)透鏡是激光發(fā)射處,中間是接收處。轉(zhuǎn)到產(chǎn)品背后會發(fā)現(xiàn),兩側(cè)凸鏡后各有 16 個一組的二極管,中間透鏡對應(yīng) 32 個接收器,可以把光信號變成電信號。


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  Velodyne 64 線激光雷達(dá)解剖圖

  在保證質(zhì)量的前提下,成本的降低將反推智能駕駛的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。 激光雷達(dá)憑借其超高精準(zhǔn)度,被認(rèn)為是無人駕駛的必然選擇; 2016 年以來,激光雷達(dá)巨頭 Velodyne 與 Quanergy紛紛表態(tài)未來其激光雷達(dá)成本將大幅度降低,以此來滿足無人駕駛汽車量產(chǎn)的需要。

  Velodyne 車用激光雷達(dá)產(chǎn)品未來有望將成本控制在 200 美元以內(nèi)。Velodyne 的激光雷達(dá)輸出的是原始數(shù)據(jù),需要經(jīng)過二次處理,以 64 線激光雷達(dá),每秒的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量是 130 萬,這需要桌面級顯卡支持才能流暢工作。而桌面級顯卡字眼需要昂貴的顯存和散熱設(shè)計(jì),而且價格昂貴,高達(dá) 7 萬美元。

  2016 年 1 月, CES 期間 Velodyne 與福特揭曉了最新產(chǎn)品 Solid-State Hybrid Ultra PuckTM Auto,范圍為 200 米,可以滿足車企 ADAS 和全自動駕駛需要。目前供給車企的 Pack1.5 投放壽命為 6-8 個月,車企測試后 Velodyne 會根據(jù)反饋重新調(diào)整設(shè)計(jì)。明年初推近改良后的 pack2.0 進(jìn)行第二輪測試,在 18 年初或年中推出 pack3.0 作為正式商用版本。公司對這款產(chǎn)品 2020年目標(biāo)產(chǎn)量定價為每個 500 美元, 2025 年將成本控制在 200 美元以內(nèi)。

  Quanergy 激光雷達(dá)量產(chǎn)后售價有望接近 100 美元。Quanergy 在今年 CES 展出了一款固態(tài)激光雷達(dá) S3 約為一盒名片大小,而且單個售價初步定在 250 美元左右,其展臺工作人員表示上量生產(chǎn)后有可能 100 美元搞定。未來幾年里,小型專用激光雷達(dá)將會在汽車行業(yè)爭奪市場。



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