半导体

汽车雷达芯片商机巨大 中国还需三五年迎来爆发期

作者:来源:第一财经发布时间:2019-05-13 08:51我要评论

自动驾驶蕴含着巨大潜力,以芯片为代表的半导体行业因此受益。

政策利好和技术进步,推动了ADAS(高级驾驶辅助系统)产业化进程加速。而ADAS是单车智能化的基础,也是无人驾驶的必经之路。

荷兰芯片制造商恩智浦首席技术官雷格(LarsReger)近日表示,下一代完全的自动驾驶汽车有望在下一个十年实现,这一过程绝非一家独立的企业或独立的个人能够完成,需要的是一个强大的生态系统。他判断,看好雷达技术在汽车行业的应用,雷达芯片的需求也将在未来几年激增。

与造价高、商业化还未成型的激光雷达相比,造价更低、探测精度高、体积小,且受天气影响少的毫米波雷达将成为ADAS不可替代的配置之一。

自动驾驶增长最快的部分

雷达已成为自动驾驶领域增长最快的部分。

车用雷达能准确提供汽车行驶环境的相关数据,无论当前还是未来都是汽车高级驾驶辅助系统ADAS的核心。简单的巡航系统只需要1~3个雷达系统和1个辅助摄像头,而4、5级的自动驾驶则需要6~10个雷达系统、6~8个辅助摄像头以及1~3个激光雷达。

从物理上来看,雷达传感能提供非常强劲的反应,因而能为光学系统提供很好的补充,基于摄像头和雷达的光学系统,将作为驱动者为自动驾驶打开大门。

全球市场上,雷达正以20%的速度增长,而中国市场的潜在增速是这个数字的两倍。“尽管目前市场份额很小,但之后即将迎来一个激增。”雷格表示,中国的监管推动了雷达市场的增长,比如一些与车道偏离警报、前部碰撞预警等相关的需求都推动了市场的增长。

与激光雷达相比,造价低、探测精度高、体积小,且受天气影响少的毫米波雷达将更快速地在更大范围得到普及。

高工智能产业研究院(GGAI)预计,到2020年全球量产新车至少有超过20%安装毫米波雷达,服务于汽车安全辅助驾驶的相关功能。

事实上毫米波雷达在汽车领域的应用早在上世纪90年代就已开始,不过当时技术门槛高、价格昂贵,因此一直没有大规模推广开。直到2012年左右出现了芯片级别的毫米波射频芯片,技术门槛和成本双双降低,才为汽车领域的广泛应用打开窗口。

毫米波雷达目前多装配于高端车,中端、低端车市场正处于刚刚开启阶段,随着智能驾驶及无人驾驶的发展,毫米波雷达将成为汽车的标配。单个毫米波雷达的价格,从数百元到上千元不等,价格乘以需求数量,雷达和芯片的市场想象空间都很大。

巨头相争毫米波雷达

作为毫米波雷达的核心器件——雷达芯片,一般主要分为射频的发射、接收芯片和基带处理芯片。雷达芯片在整个雷达产品中不仅成本占比大(目前占到毫米波雷达总成本的70%),同时由于在雷达中属于上游技术,毫米波雷达芯片向来是巨头的战场。

全球汽车毫米波雷达主要供应商为传统汽车电子优势企业,比如博世、大陆集团,其次为海拉、富士通天、电装、采埃孚天合、德尔福、奥托立夫、法雷奥等,9家企业的全球市场份额总计达到88%。而站在这些毫米波雷达巨头背后的,是英飞凌、恩智浦、飞思卡尔、意法半导体、德州仪器等芯片巨头。

英飞凌的77GHz芯片被用于基于雷达的驾驶员辅助系统,例如自适应巡航控制和碰撞警告,可识别距离最远250米的物体,目前已经有超过1500万片芯片的出货量,这些产品大都装在高端车上,未来有向中低端车型扩展的趋势。

雷格说,目前正在做的成像雷达即高分辨率雷达,能够和激光扫描一样精准。若能实现,雷达系统的成本将得到大幅下降。

恩智浦的竞争对手——格芯(GlobalFoundries)已经开始为以色列的4D高分辨率成像公司ArbeRobtics提供4级和5级自动驾驶行业首款实时4D成像雷达。

除了芯片企业,一级供应商也在纷纷布局雷达市场。大陆集团不久前发布了最新的第五代长短距雷达传感器,分辨率更高,可以更精确地检测出各种物体,即使是相对较小的物体也不例外。大陆集团的雷达传感器至今已有近3000万件产品批量生产。

大陆集团雷达项目管理负责人施密特(NorbertHammerSchmidt)表示,这款长距雷达可以根据所需的性能,最大能检测到远至300米的范围,开度角达到±60°。从2020年开始,所有新车登记都必须满足这些安全需求,才能达到欧洲新车安全评鉴协会(EuroNCAP)最高级的“五星”标准。

有研究数据预测,到2020年全球车载毫米波雷达出货量可达7200万颗。按国内ADAS渗透率在2020年达到30%估算,每套ADAS需要4个短距毫米波雷达和1个长距毫米波雷达,仅中国出货量就可达4500万颗,市场规模将超过200亿美元。

雷达芯片的巨大市场潜力吸引了众多芯片巨头参与,但业内真正能够提供尖端技术的企业并不多,国内新兴的雷达供应商及芯片企业也在摩拳擦掌,希望能在毫米波雷达市场中分一杯羹。虽然在供货数量、周期、价格等方面,国内厂商与上述巨头相比均处于劣势,但另一方面,下游供应商虽然不缺少芯片来源,但造价低的芯片仍存在巨大市场缺口,这意味着中国相关企业的机会。

国产雷达芯片路途尚远

根据罗兰贝格估计,2025年全球ADAS市场规模约2000亿元,复合年均增长率将达到16%,产业链稳定高速增长。随着销售规模的扩大,ADAS产品也将进入本地化生产阶段。

但目前,中国ADAS产业链几乎被国外大厂掌握,整车厂商主要以单项技术突破、发展特色产品以及系统集合的方式为突破点。在传感器领域,摄像头核心零部件CMOS掌握在日韩企业手中,国产化难度较大;激光雷达成本高且尚未商业化;超声波雷达门槛低且厂商众多;只有毫米波雷达国产化成绩显著尚可一搏。

目前国内毫米波雷达厂商并不多,大部分都是一些初创公司。包括华域汽车(600741.SH)的24GHZ毫米波雷达产品;智波科技[亚太股份(002284.SZ)参股]、承泰科技等已经研制出77GHZ毫米波雷达产品等。

2014年成立的上海加特兰微电子,是亚洲第一家通过车规认证的77GHz毫米波雷达芯片公司。2017年10月,加特兰发布了包括用于车载毫米波雷达的77GHz芯片——Yosemite(2T4R)、Yosemite(4T8R)和用于工业级消费市场的60GHz芯片Yellowstone。在60GHz的毫米波雷达方面,近年大热的无人机、机器人也在为其提供充分的应用场景。今年的慕尼黑电子展期间,加特兰又发布了更高集成度的系统单芯片。

加特兰的芯片同样具有级联的能力,可将多块芯片集成使用。基于其芯片的毫米波雷达,都是国内的厂商,目前已有部分产品进入了前装量产阶段。

随着毫米波雷达市场的兴起,会有更多海归人才和创新企业跑步进入毫米波雷达的战场,但由于芯片领域本身是一个高科技领域,需要克服的技术难题较多,尤其是汽车市场,国产雷达芯片还有很长的路要走。

主要有两方面的原因:一是国产雷达芯片只是射频收发组件,并完成射频上下变频功能,而收发单元在整个雷达系统中功能和成本比例并不很高,相比其他图像处理和ADAS芯片,目前国产的雷达芯片并不具备雷达信号处理相关算法的核心功能。二是从中国自主汽车与零部件发展历程看,国产零部件芯片(专用化芯片)需要经历国产零部件的发展并成熟后,市场机遇才能爆发(目前国产工业领域专业24GHZ芯片仍很难量产),因此,国产雷达芯片还需要3~5年的零部件稳定期后,才会出现真正的快速增长。 


责任编辑:马利亚
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