4D毫米波雷達(dá)：成本能到激光雷達(dá)1/10、遠(yuǎn)期市場450億的智駕感知層技術(shù)路線

填補(bǔ)3D毫米波雷達(dá)巨大缺陷的4D毫米波雷達(dá)，有望在智駕時代率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)上車。

01、4D毫米波雷達(dá)是什么？

4D毫米波雷達(dá)改善了3D毫米波重大缺陷，是智駕感知層技術(shù)路線的一支。

實(shí)現(xiàn)汽車智能駕駛需要感知層、決策層、執(zhí)行層三大核心系統(tǒng)的高效配合，其中感知層通過傳感器探知周圍的環(huán)境，目前市場上主流的汽車智能駕駛感知系統(tǒng)包括視覺感知、超聲波感知、毫米波感知、激光感知等技術(shù)路線。

分支毫米波雷達(dá)是通過天線****調(diào)頻連續(xù)波（FMCW），利用反射回波與****波的時間差可計算出目標(biāo)距離。此外，毫米波雷達(dá)可也基于多普勒原理，通過****與反射信號的頻率差異可以精確測量目標(biāo)相對于雷達(dá)的運(yùn)動速度，進(jìn)一步通過多目標(biāo)檢測與跟蹤算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分離與跟蹤。

多普勒效應(yīng)示意圖 資料來源：中國科普博覽網(wǎng)

目前主流毫米波雷達(dá)主要功能為測角、測距與測速，故也稱之為3D毫米波雷達(dá)。此前特斯拉Auto Pilot就是由3D毫米波提供運(yùn)算支持，但是3D毫米波雷達(dá)固有的缺陷為無法測量物體高度，從而使其不能識別前方靜止物體是否會對車輛通行產(chǎn)生影響。

除此之外，3D毫米波雷達(dá)另一個缺陷是信噪比太低，存在大量誤測。當(dāng)視覺感知結(jié)果與3D毫米波雷達(dá)的結(jié)果發(fā)生沖突的時候，通常會屏蔽掉后者，這或是特斯拉Auto Pilot出現(xiàn)多次事故的原因。2021年5月，特斯拉宣布為北美市場制造的Model 3和Model Y將不配備毫米波雷達(dá)，Auto Pilot將由攝像頭系統(tǒng)提供運(yùn)算支持。

4D毫米波雷達(dá)相比傳統(tǒng)雷達(dá)，增加了俯仰角的測量信息，并且角度分辨率可達(dá)到亞度（<1°）級別，能夠通過輸出大量的測量點(diǎn)清晰地呈現(xiàn)出目標(biāo)障礙物的輪廓。4D成像雷達(dá)也能通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，根據(jù)呈現(xiàn)的點(diǎn)云圖像信息，對道路的使用者和障礙物進(jìn)行目標(biāo)檢測及分類，可在最遠(yuǎn)300m處檢測、區(qū)分、追蹤多個靜止和移動的目標(biāo)。此外，4D成像雷達(dá)在前前車剎車，防止連續(xù)追尾以及大光比、惡劣天氣等場景下能夠保持較好的性能。

資料來源：NXP官網(wǎng)

02、為什么要關(guān)注它？

相較于激光雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)也擁有不可替代的優(yōu)勢，加之成本優(yōu)勢，是有望率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)上車的技術(shù)路線。

雖然在點(diǎn)云密度與質(zhì)量方面，4D毫米波無法與可達(dá)到幾十萬甚至百萬點(diǎn)云密度的高線數(shù)激光雷達(dá)相提并論，其短期難以做到1°以下的角度分辨率，也無法比擬百線激光雷達(dá)水平與垂直角度分辨率可達(dá)到的0.1-0.2°。

但其未來在分辨率上或可逼近16-64線的激光雷達(dá)，而且與攝像頭和激光雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)受天氣影響較小，惡劣天氣條件帶來的環(huán)境污垢或水滴折射不會影響雷達(dá)工作；同時，4D毫米波雷達(dá)能夠穿過前方障礙物探測到激光雷達(dá)無法探測到的前前方障礙物；最關(guān)鍵的是，4D毫米波雷達(dá)擁有很大的成本優(yōu)勢，根據(jù)與非研究院披露的信息，激光雷達(dá)成本價格在1000美元左右，而4D毫米波雷達(dá)成本可以達(dá)到約為激光雷達(dá)的1/10。

資料來源：飛凡官網(wǎng)、鳳凰網(wǎng)

基于毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)有各自不可替代的優(yōu)勢，因此兩者未來有更有可能是互補(bǔ)關(guān)系，目前特斯拉Hardware4.0或?qū)⒋钶d4D毫米波雷達(dá)，上汽飛凡、深藍(lán)SL03都已搭載4D毫米波雷達(dá)。

并且短期考慮低階輔助駕駛對傳感器性能的要求較低、主機(jī)廠的降本壓力較大，4D毫米波雷達(dá)或?qū)⒙氏葘?shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)上車。

03、市場有多大？

近年來，汽車智能化發(fā)展改革不斷推進(jìn)，毫米波雷達(dá)已廣泛應(yīng)用于汽車的ADAS系統(tǒng)。根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù)，2021年我國毫米波雷達(dá)出貨量已達(dá)2000萬顆，同比增幅超40%。市場規(guī)模方面，我國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模由2018年的31億元增加至2021年的69億元，其中汽車領(lǐng)域市場規(guī)模為56億元。

隨著自動駕駛級別的提高，4D成像雷達(dá)將在各級別自動駕駛方案中均得到更多應(yīng)用。根據(jù)Arbe的預(yù)測，4D毫米波雷達(dá)將于2024年在歐洲與北美市場L1-L4級別自動駕駛車型中開始列裝。市場規(guī)模方面，根據(jù)Yole預(yù)測，4D毫米波雷達(dá)2021年-2027年復(fù)合增長率將達(dá)到48%，而4D成像雷達(dá)CARG將達(dá)到109%。

中國市場方面，根據(jù)高工智能汽車研究院預(yù)測，2023年中國乘用車前裝市場4D成像雷達(dá)的搭載量有望突破百萬顆，到2025年4D成像雷達(dá)占全部前向毫米波雷達(dá)的比重有望超過40%。

德邦研究所測算，以4D前向雷達(dá)采用四級聯(lián)方案，4D角雷達(dá)采用單芯片方案，價格給予5%年降為前提。毫米波雷達(dá)配置方案方面，參考ittbank披露的信息，L1等級的車將配備1個4D毫米波前向雷達(dá)，L2等級的車將配備1個4D毫米波前向雷達(dá)與兩個4D角雷達(dá)，L3及以上選擇配備1個4D毫米波前向雷達(dá)與6個4D角雷達(dá)的方案，推算出到2026年，國內(nèi)4D毫米波雷達(dá)市場規(guī)模有望達(dá)到87.5億元左右。

國內(nèi)4D毫米波雷達(dá)市場預(yù)測 資料來源：佐思汽研、太平洋汽車、焉知汽車公眾號等，德邦研究所

華泰研究則認(rèn)為，預(yù)計2022-2030年中國新能源汽車銷量的CAGR為20%；整體汽車銷量的CAGR為2%，維持低個位數(shù)增長。同時，乘用車L2級輔助駕駛將成為標(biāo)配，L2級別智能駕駛滲透率將由2021年的28.4%上升至2030年的59.9%，L3及以上級別智能駕駛?cè)〉靡欢ǖ耐黄啤Ｊ芷囍悄芑厔莸挠绊懀?030年中國4D毫米波雷達(dá)市場規(guī)模有望達(dá)到449億元。

04、相關(guān)企業(yè)有哪些？

毫米波雷達(dá)硬件成本結(jié)構(gòu)主要為算法+射頻前端+信號處理芯片+高頻PCB板，其中算法成本占比約為50%，射頻成本占比約為25%，信號處理芯片成本占比約為10%，高頻PCB板成本占比約為10%。

毫米波雷達(dá)結(jié)構(gòu) 資料來源：焉知汽車公眾號、ittbank

目前國內(nèi)上市企業(yè)中，碩貝德是一家專業(yè)從事移動通信行業(yè)，以無線射頻技術(shù)為核心的高新技術(shù)企業(yè)，公司布局了4D毫米波雷達(dá)波導(dǎo)天線產(chǎn)品，并且該產(chǎn)品已于2022年獲得客戶認(rèn)證，開始小批量階段，公司有望持續(xù)受益于汽車智能化浪潮催動下4D毫米波雷達(dá)市場的持續(xù)擴(kuò)容。

生益科技是國內(nèi)覆銅板龍頭，深度布局了毫米波雷達(dá)PCB材料，在毫米波雷達(dá)方面，公司已擁有適用于77Ghz汽車毫米波雷達(dá)的PTFE類型產(chǎn)品mmWave77和PPO體系的mmWaveG材料，目前公司下屬控股的生益電子已向客戶提供包含4D雷達(dá)產(chǎn)品在內(nèi)的多種高級輔助智能駕駛PCB產(chǎn)品。

世運(yùn)電路也是國內(nèi)PCB行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)之一，在新能源領(lǐng)域經(jīng)過多年布局，目前已實(shí)現(xiàn)對特斯拉、寶馬、大眾、保時捷、小鵬、奔馳等多家品牌新能源汽車的供貨。目前包含高頻高速汽車遠(yuǎn)程雷達(dá)PCB、汽車輔助駕駛和自動駕駛77GHz毫米波雷達(dá)和4D高精度毫米波雷達(dá)PCB在內(nèi)的部分新產(chǎn)品已處于打樣或小批量供貨階段。

PCB領(lǐng)域內(nèi)還有滬電股份，其應(yīng)用于4D車載雷達(dá)，自動駕駛域控制器，智能座艙域控制器，車載網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，公司汽車PCB業(yè)務(wù)下游客戶包括博世、大陸、特斯拉等。

汽車電子龍頭企業(yè)經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的4D毫米波成像雷達(dá)通過擴(kuò)展MIMO體制的****和接收通道數(shù)，構(gòu)建了48路****和48路接收通道，大大提升雷達(dá)信息獲取能力，雷達(dá)探測距離達(dá)到350m，可實(shí)現(xiàn)方位向1°和俯仰向1.5°的真實(shí)孔徑分辨率。此外，根據(jù)Arbe公開信息，經(jīng)緯恒潤于2022年向Arbe定購了34萬個雷達(dá)芯片組，供2023年和2024年的項目應(yīng)用。

威孚高科于2021年已在國內(nèi)成立了雷達(dá)制造廠，基于Arbe的技術(shù)和OEM客戶的個性化需求開發(fā)雷達(dá)系統(tǒng)。目前公司4D毫米波雷達(dá)產(chǎn)品目前處于技術(shù)研發(fā)和市場應(yīng)用快速發(fā)展階段，已獲取市場干線物流定點(diǎn)項目，正積極尋求項目合作。

從事光學(xué)鏡頭、光學(xué)元器件研發(fā)的聯(lián)合光電主要產(chǎn)品包括車載鏡頭、毫米波雷達(dá)、AR-HUD相關(guān)產(chǎn)品等，已獲得比亞迪、蔚來、吉麥、江淮等多家汽車廠商定點(diǎn)。目前公司已儲備了4D毫米波雷達(dá)的相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)取得一定的研發(fā)成果并出樣品，現(xiàn)處于持續(xù)研發(fā)和業(yè)務(wù)拓展過程中。

此外還有華域汽車，其4D成像毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對友道智途相關(guān)項目的小批量供貨；保隆科技2021年底開始布局4D毫米波雷達(dá)研發(fā)，目前現(xiàn)在還處于優(yōu)化調(diào)試階段；長電科技面向客戶提供4D毫米波雷達(dá)先進(jìn)封裝量產(chǎn)解決方案。