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PCB技術

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毫米波雷達在國內有多火
2022-06-02
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隨著汽車電子化和自動化的發展,各種感測器技術開始應用。在汽車安全領域,雷達被視為是汽車感知周圍環境的重要器件,而在此基礎上發展起來的毫米波雷達感測器起到的作用也不容小覷。

毫米波的解析度高、指向性好、抗干擾能力強和探測性能好,汽車毫米波雷達感測器因為能夠全天候工作,不受光線、霧霾、沙塵暴等惡劣天氣的影響,已成為業界公認的主流選擇,擁有巨大的市場需求,因而也是汽車電子廠商當前的主要研發方向。主要應用於汽車盲點監測、車道偏離預警、泊車輔助,也可以應用於自動緊急制動、自我調整巡航、前向碰撞預警等主動安全領域。

車用毫米波雷達工作頻段為21.65-26.65GHz76~81GHz,主流車的工作頻率是在24GHz77GH79GHz三個頻率段附近。而如今的毫米波雷達領域,77GHz毫米波雷達已然成為了各大廠商的青睞對象。24GHz像一個成熟穩定的青年,而77GHz更像是一個奮發又朝氣蓬勃的少年,活力無限,發展潛力巨大。

77GHz毫米波雷達攻城掠地

77GHz正在逐漸蠶食24GHz毫米波雷達的市場份額,各大廠商積極佈局77GHz毫米波雷達板領域的創新也是明智之選。以國內市場為例,根據佐思產研雷達月報的跟蹤研究,自20181月以來,中國乘用車毫米波雷達市場中,77GHz雷達與24GHz雷達的出貨量差距逐步縮小,最終在201812月實現了反超。公開資料顯示,未來幾年,77GHz毫米波雷達板的需求量有望達到每年1000萬套。

市場選擇77GHz毫米波雷達也是遵循了其發展規律。

在毫米波雷達發展的初級階段,24GHz毫米波雷需要的工藝較為簡單,各大廠商從24GHz毫米波雷達出發,經過多年對24GHz毫米波雷達的研發,市場上24GHz毫米波雷達的產品體系已經相對成熟,供應鏈已經相對穩定。廠商的聚光燈也從24GHz轉移到研發難度更高但是綜合性能較好的77GHz毫米波雷達上。

77GHz毫米波雷達相較於24GHz毫米波雷達擁有無可替代的優點。

首先,77GHz毫米波雷達板的檢測精度更好。24GHz電磁波有更長的波長和繞射能力,但是這樣會使指向性變差,會影響對目標位置的判斷,甚至會出現偏離車道的誤差,精度會受到影響。77GHz雷達的波長更小,雖然繞射能力比24GHz雷達要弱,但是其檢測精度更高。因此未來對於檢測精度精益求精的自動駕駛來說,77GHz毫米波雷達無疑更具有一定優勢。

另外,77GHz毫米波雷達板的探測距離更遠。雖然24GHz在理論上來說波長更長,但是24GHz屬於國際通用的ISM頻段,並非車載應用獨享。為了避免干擾,在汽車上應用24GHz毫米波雷達需要對功率進行一定的限制。而在專屬於車載應用的77GHz頻段內,則可以採用更大的功率獲得更遠的探測距離。同時,77GHz毫米波雷達滿足高傳輸功率和寬工作頻寬,可以同時做到長距離探測和高距離解析度。

其次,77GHz毫米波雷達的體積更小。由於24GHz雷達的頻率更低波長更長,因此雷達所需要的天線就更長,做成小體積雷達的難度就更高,因此24GHz毫米波雷達會比77GHz毫米波雷達的體積更大,在追求美觀與輕量化的車載領域體積是個關鍵問題。

國外廠商分走大半蛋糕

據普華有策預測,2020年全球車載毫米波雷達市場規模為38億美元;預計到2025年的全球車載毫米波雷達市場可達92億美元,CAGR16%2025 年國內毫米波雷達需求將達到 4259 萬顆,假設平均單價 420 元,對應市場空間為 179 億元。

OFweek資料顯示,2018年前五大供應商為博世、大陸、海拉、富士通天、日本電裝,合計佔有68%市場份額。中國77GHz雷達市場主要由大陸集團、博世和德爾福佔據,合計出貨量約占總出貨量的80%

 

各大廠商77GHz毫米波雷達主要產品

圖片來源:博世等公司官網、中信證券研究所、東方證券研究所

博世(BOSCH)作為毫米波雷達領域的佼佼者,其中前位置的 MMR 可以應用於預先緊急制動、自我調整巡航、車距指示等自動駕駛功能,中後位置的 MMR 可以應用於車道變換輔助、後方交叉路口預警等自動駕駛功能。博世的毫米波雷達下游客戶分佈廣泛,包括大眾、奧迪、賓士、福特、日產、菲亞特和保時捷等;國內公司中吉利汽車、長安汽車等也是博世的客戶。今年8月份,博世宣佈在愛爾蘭利默里克建立汽車研發中心。該研發中心的初步規劃將用於研發 77GHz 雷達感測器晶片。作為毫米波雷達的龍頭供應商,博世這一舉動也恰恰印證了那句優秀的人比你更努力。博世在77GHz雷達感測器的佈局,更是讓人看到了其對77GHz雷達發展前景的信任與看好。

德國大陸(Continental)在毫米波雷達領域與博世並駕駛齊驅。目前,大陸集團的毫米波雷達產品已經發展到第五代,第五代長距離雷達的最大探測距離可以達到300 米。從客戶情況來看,大陸集團的下游客戶包括豐田、福特、通用、大眾、賓士、現代、寶馬、沃爾沃、凱迪拉克等;國內公司中,廣汽集團、東風汽車等也是大陸集團的客戶。

海拉(HELLA)於2020年重點推動了77GHz毫米波雷達的量產,海拉的77GHz毫米波雷達已經獲得了多個量產訂單,開始為多家國際汽車製造商量產供貨,從而進一步擴大其在雷達感測器技術領域的市場地位。今年5月,海拉推出全新77GHz毫米波雷達感測器,海拉位於德國哈姆的一家電子工廠已經開始為某國際汽車製造商生產最新的77GHz毫米波雷達。目前,海拉已經在開發第二代77GHz雷達,並將於2024年為另一家德國高端製造商量產。憑藉我們創新的 77GHz 雷達感測器,我們將繼續推動自動駕駛趨勢,海拉管理委員會的成員Björn Twiehaus 說。

德爾福(Delphi)毫米波雷達以77GHz為主,採用較為傳統的硬體方案,成本比較高,性能不俗。

國內廠商佈局成果出現

隨著近兩年中國積體電路產業進程的加快,汽車智慧化浪潮來襲,車載毫米波雷達未來發展前景良好,越來越多的中國企業加入毫米波雷達領域的佈局。據中金研究預計,2025年中國車載毫米波雷達市場規模將達到114億元,2020-2025CAGR19%。國內有眾多公司在近幾年開始涉足。

國內廠商也緊緊抓住了77GHz毫米波雷達這個風口。雖然起步較晚,但是國產77GHz毫米波雷達已經開始陸續進入量產階段,並已經得到了客戶的信任與認可。

德賽西威今年6月表示,77GHz毫米波雷達已量產。此前,德賽西威也表示,77GHz毫米波雷達已獲得自主品牌車企訂單。

雷防科技已實現77GHz車載毫米波雷達產品的批量生產及批量供貨的能力。公司的77GHz高精度毫米波雷達產品正在與蔚來接觸之中。另外,雷防科技的77GHZ毫米波雷達自動生產線預計年底建成可投產,建成之後產能將達到滿負荷120萬套每年。201874日,在百度AI開發者大會上, 百度正式對外公佈雷科防務旗下全資子公司理工雷科的77GHz 毫米波汽車防撞雷達成為百度Apollo生態合作夥伴的首個國產毫米波雷達。

華域汽車的77GHz毫米波雷達板2020已經實現對乘用車的配套量產,其實,華域汽車早在2011年就開始進行毫米波雷達的研發。

森思泰克的77GHz車載毫米波雷達板,隨著2019年一汽紅旗最新力作HS5的隆重上市,成為國內首個真正實現上路ADAS毫米波雷達感測器。

木牛科技在2019815日正式宣佈首款77GHz毫米波車規級雷達感測器實現規模化量產,其自主投資建設的汽車雷達全自動化產線正式啟用。

另外,在國際市場的商業落地上,112日,行易道獲得韓國合作方怡來(Erae)公司的定點採購,為亞洲某主機廠客戶乘用車供應兩款77Ghz雷達產品,首批產品已于近期順利交付,打響了國產毫米波雷達出海第一槍。早前,第一代77GHz毫米波雷達AMRR100(伽利略100)已實現量產出貨。

當下,汽車電子化和自動化已成了趨勢,大家也越來越看重駕駛的安全性。77GHz雷達感測器的發展前途不可限量。在國外廠商佔據多半壁江山的情況下,國內廠商的77GHz毫米波雷達也已在這一波汽車智慧化的浪潮中撕開一片天地。毫米波雷達的想像空間越來越大,國內廠商更應該抓住機遇,不斷加大技術研發投資,千難萬阻,也要堅定不移。