自动驾驶传感器市场大起底

　　毫米波雷达可用频带有 24GHz、 60～61GHz、 76～79GHz，目前比较主流的是 24GHz 和76～77GHz， 60～61GHz 只有日本使用。 一般 24GHz 用于短/中距， 76～79GHz 用于中/长距，频率越高，波长越短，测距测速的精度就越高。频带发展的趋势是从低频向高频过渡： 1)欧盟： 1997 年，欧洲电讯标准学会确认 76-77GHz 作为防撞雷达专用频道; 2)美国： 24GHz 和76～77GHz 两个频带均可用; 3)日本：先选用了 60～61GHz，后又转入76～77GHz 频带; 4)日内瓦 2015 年世界无线电通信大会， 77.5～78.0GHz 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; 5)中国： 2005 年，原信息产业部《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》，77GHz 划分给车辆测距雷达。

　　毫米波雷达关键技术主要由国外电子公司掌控。毫米波雷达系统主要包括天线、收发模块、信号处理模块，而 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)芯片和天线 PCB 板(Printed Circuit Board)是毫米波雷达的硬件核心。目前毫米波雷达关键技术主要被 Bosch、Continental、 Denso、 Autoliv 等零部件巨头垄断，特别是 77GHz 产品技术只有 Bosch、Continental、Denso、Delphi 等少数几家公司掌握。Bosch 的所有的车载雷达都采用 77GHz的频率，预计 2016 年将出产第一千万个 77GHz 毫米波雷达。 Continental 的雷达产品较全面，其中主力产品是 24GHz。

　　2015 年全球车载毫米波雷达主要供应商及市场份额(单位： %)

　　低成本 CMOS 解决方案有望加快市场开启。 目前 77GHz 毫米波雷达系统单价大约在 250欧元左右，高昂的价格限制了毫米波雷达的车载化应用。毫米波雷达的收发器芯片普遍使用 SiGe 双极型晶体管等特殊半导体，但是随着半导体技术的进步，被广泛用于数字电路且成本相对较低的 CMOS，也可被用于毫米波电路。

　　CMOS 与传统 SiGe 双极型晶体管相比，由于在低电压条件下也可运行，因此可降低耗电量。虽然 CMOS 存在低频区噪声偏大的问题，但两者在毫米波区域(76-81GHz)具有大致同等的性能，未来车载毫米波雷达主流频段是 77-79GHz，因此 CMOS 低频区噪声大的问题并不太突出。 由于目前全球CMOS 产业链已较为成熟，可大批量生产，未来若能用 CMOS 替代 SiGe 双极型晶体管，毫米波雷达的成本有望显著下降，市场也有望加快开启。

　　两种毫米波雷达收发器芯片工艺技术比较

　　目前 Fujitsu 研究所已成功研发出采用 CMOS 工艺的 4 通道接收芯片。 Fujitsu 研发的此款产品不仅与现行 SiGe 产品具有同等的高频功能，还成功解决了低频区噪声问题。而新的 CMOS 芯片比传统的 SiGe 芯片降低了一半左右的电耗，还可以实现量产和低成本化。Fujitsu 预计 2018 年左右，该产品可以实现量产化，采用该技术的毫米波雷达的成本也有望大幅降低。低成本化有望加快引爆车载毫米波雷达市场。

　　(3)车载毫米波雷达国产化大潮将至

　　车载毫米波雷达国产化在即， 24GHz 产品技术已获突破， 77GHz 产品正加紧研发。 前端单片微波集成电路(MMIC)是毫米波雷达的关键部件， MMIC 技术主要被国外零部件巨头垄断，国内在此领域尚处于起步阶段。但国内部分公司经过几年的研发， 24GHz 车载雷达技术已获得突破，产品即将问世。 77GHz 产品的研制由于受到国外的技术封锁，目前大多还处于研发试验阶段。我们预计，随着智能汽车行业的快速发展，将开启对毫米波雷达的大量需求，国内相关公司将加速研发， 77GHz 产品有望在未来三年内实现国产化。

　　国内毫米波雷达相关企业及单位研发进展

　　汽车智能化浪潮汹涌， ADAS 资源整合是关键。 汽车智能化水平的提升使得国内整车厂商对 ADAS 系统的需求巨大，而整车厂商对整套 ADAS 系统的需求比单一传感器的需求更为强烈，拥有整套 ADAS 技术(感知、控制、执行)的公司将更有竞争力。因此我们认为，国内大型厂商(一级、二级供应商)将十分关注对 ADAS 前端(感知)、中端(控制)、后端(执行)资源的整合，率先掌握稀缺资源就会拥有先发优势，更容易在智能驾驶的潮流中脱颖而出。

　　关注车载毫米波雷达市场并购机会。 国内在毫米波雷达研发方面起步较晚，拥有 24GHz产品技术的公司还较少，而掌握 77GHz 产品技术的公司更是凤毛麟角，是市场上非常稀缺的资源。因此我们认为， 掌握车载毫米波雷达核心技术的公司将是国内大型厂商、上市公司十分重视的资源，要关注市场上存在的潜在并购机会。如 2015 年 12 月 16 日，亚太股份控股股东亚太机电集团与杭州智波科技有限公司签订合作协议，以 700 万元增资智波科技获 10%的股权，引进车载毫米波雷达项目。

　　激光雷达： 功能强大 成本大幅降低可期

　　激光雷达是军转民的高精度雷达技术。 激光雷达的应用一开始主要为军事领域，受到了各国军事部门的极大关注。相比普通雷达，激光雷达可提供高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像。按用途和功能划分，有跟踪激光雷达、制导激光雷达、火控激光雷达、气象激光雷达、水下激光雷达等，可适应不同战场环境。在民用领域中，激光雷达因其在测距测速、三维建模等领域的优越性能也被广泛应用。

　　激光雷达性能精良，是无人驾驶的最佳技术路线。 激光雷达相对于其他自动驾驶传感器具有非常优越的性能：

　　1)分辨率高。 激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常激光雷达的角分辨率不低于 0.1mard 也就是说可以分辨 3km 距离上相距 0.3m 的两个目标，并可同时跟踪多个目标;距离分辨率可达 0.1m;速度分辨率能达到 10m/s 以内。如此高的距离、速度分辨率意味着激光雷达可以利用多普勒成像技术获得非常清晰的图像。

　　2)精度高。 激光直线传播、方向性好、光束非常窄，弥散性非常低，因此激光雷达的精度很高。

　　3)抗有源干扰能力强。 与微波、毫米波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同，自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多，因此激光雷达抗有源干扰的能力很强。

　　激光雷达可以分为一维激光雷达、二维激光雷达、三维激光扫描仪、三维激光雷达等。 其中一维激光雷达主要用于测距测速等，二维激光雷达主要用于轮廓测量、物体识别、区域监控等，三维激光雷达可以实现实时三维空间建模。

　　车载三维激光雷达一般安装在车顶，可以高速旋转，以获得周围空间的点云数据，从而实时绘制出车辆周边的三维空间地图;同时，激光雷达还可以测量出周边其他车辆在三个方向上的距离、速度、加速度、角速度等信息，再结合 GPS 地图计算出车辆的位置，这些庞大丰富的数据信息传输给 ECU 分析处理后，以供车辆快速做出判断。