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雷達芯片商機巨大 中國還需三五年迎來爆發期

  • 2019年05月09日 15:58
  • 來源:第一財經

自動駕駛蘊含著巨大潛力,以芯片為代表的半導體行業因此受益。
    政策利好和技術進步,推動了ADAS(高級駕駛輔助係統)產業化進程加速。而ADAS是單車智能化的基礎,也是無人駕駛的必經之路。
    荷蘭芯片製造商恩智浦首席技術官雷格(LarsReger)近日表示,下一代完全的自動駕駛汽車有望在下一個十年實現,這一過程絕非一家獨立的企業或獨立的個人能夠完成,需要的是一個強大的生態係統。他判斷,看好雷達技術在汽車行業的應用,雷達芯片的需求也將在未來幾年激增。
    與造價高、商業化還未成型的激光雷達相比,造價更低、探測精度高、體積小,且受天氣影響少的毫米波雷達將成為ADAS不可替代的配置之一。
    自動駕駛增長最快的部分
    雷達已成為自動駕駛領域增長最快的部分。
    車用雷達能準確提供汽車行駛環境的相關數據,無論當前還是未來都是汽車高級駕駛輔助係統ADAS的核心。簡單的巡航係統隻需要1~3個雷達係統和1個輔助攝像頭,而4、5級的自動駕駛則需要6~10個雷達係統、6~8個輔助攝像頭以及1~3個激光雷達。
    從物理上來看,雷達傳感能提供非常強勁的反應,因而能為光學係統提供很好的補充,基於攝像頭和雷達的光學係統,將作為驅動者為自動駕駛打開大門。
    全球市場上,雷達正以20%的速度增長,而中國市場的潛在增速是這個數字的兩倍。“盡管目前市場份額很小,但之後即將迎來一個激增。”雷格表示,中國的監管推動了雷達市場的增長,比如一些與車道偏離警報、前部碰撞預警等相關的需求都推動了市場的增長。
    與激光雷達相比,造價低、探測精度高、體積小,且受天氣影響少的毫米波雷達將更快速地在更大範圍得到普及。
    高工智能產業研究院(GGAI)預計,到2020年全球量產新車至少有超過20%安裝毫米波雷達,服務於汽車安全輔助駕駛的相關功能。
    事實上毫米波雷達在汽車領域的應用早在上世紀90年代就已開始,不過當時技術門檻高、價格昂貴,因此一直沒有大規模推廣開。直到2012年左右出現了芯片級別的毫米波射頻芯片,技術門檻和成本雙雙降低,才為汽車領域的廣泛應用打開窗口。
    毫米波雷達目前多裝配於高端車,中端、低端車市場正處於剛剛開啟階段,隨著智能駕駛及無人駕駛的發展,毫米波雷達將成為汽車的標配。單個毫米波雷達的價格,從數百元到上千元不等,價格乘以需求數量,雷達和芯片的市場想象空間都很大。
    巨頭相爭毫米波雷達
    作為毫米波雷達的核心器件——雷達芯片,一般主要分為射頻的發射、接收芯片和基帶處理芯片。雷達芯片在整個雷達產品中不僅成本占比大(目前占到毫米波雷達總成本的70%),同時由於在雷達中屬於上遊技術,毫米波雷達芯片向來是巨頭的戰場。
    全球汽車毫米波雷達主要供應商為傳統汽車電子優勢企業,比如博世、大陸集團,其次為海拉、富士通天、電裝、采埃孚天合、德爾福、奧托立夫、法雷奧等,9家企業的全球市場份額總計達到88%。而站在這些毫米波雷達巨頭背後的,是英飛淩、恩智浦、飛思卡爾、意法半導體、德州儀器等芯片巨頭。
    英飛淩的77GHz芯片被用於基於雷達的駕駛員輔助係統,例如自適應巡航控製和碰撞警告,可識別距離最遠250米的物體,目前已經有超過1500萬片芯片的出貨量,這些產品大都裝在高端車上,未來有向中低端車型擴展的趨勢。
    雷格說,目前正在做的成像雷達即高分辨率雷達,能夠和激光掃描一樣精準。若能實現,雷達係統的成本將得到大幅下降。
    恩智浦的競爭對手——格芯(GlobalFoundries)已經開始為以色列的4D高分辨率成像ArbeRobtics提供4級和5級自動駕駛行業首款實時4D成像雷達。
    除了芯片企業,一級供應商也在紛紛布局雷達市場。大陸集團不久前發布了最新的第五代長短距雷達傳感器,分辨率更高,可以更精確地檢測出各種物體,即使是相對較小的物體也不例外。大陸集團的雷達傳感器至今已有近3000萬件產品批量生產。
    大陸集團雷達項目管理負責人施密特(NorbertHammerSchmidt)表示,這款長距雷達可以根據所需的性能,最大能檢測到遠至300米的範圍,開度角達到±60°。從2020年開始,所有新車登記都必須滿足這些安全需求,才能達到歐洲新車安全評鑒協會(EuroNCAP)最高級的“五星”標準。
    有研究數據預測,到2020年全球車載毫米波雷達出貨量可達7200萬顆。按國內ADAS滲透率在2020年達到30%估算,每套ADAS需要4個短距毫米波雷達和1個長距毫米波雷達,僅中國出貨量就可達4500萬顆,市場規模將超過200億美元。
    雷達芯片的巨大市場潛力吸引了眾多芯片巨頭參與,但業內真正能夠提供尖端技術的企業並不多,國內新興的雷達供應商及芯片企業也在摩拳擦掌,希望能在毫米波雷達市場中分一杯羹。雖然在供貨數量、周期、價格等方麵,國內廠商與上述巨頭相比均處於劣勢,但另一方麵,下遊供應商雖然不缺少芯片來源,但造價低的芯片仍存在巨大市場缺口,這意味著中國相關企業的機會。
    國產雷達芯片路途尚遠
    根據羅蘭貝格估計,2025年全球ADAS市場規模約2000億元,複合年均增長率將達到16%,產業鏈穩定高速增長。隨著銷售規模的擴大,ADAS產品也將進入本地化生產階段。
    但目前,中國ADAS產業鏈幾乎被國外大廠掌握,整車廠商主要以單項技術突破、發展特色產品以及係統集合的方式為突破點。在傳感器領域,攝像頭核心零部件CMOS掌握在日韓企業手中,國產化難度較大;激光雷達成本高且尚未商業化;超聲波雷達門檻低且廠商眾多;隻有毫米波雷達國產化成績顯著尚可一搏。
    目前國內毫米波雷達廠商並不多,大部分都是一些初創。包括華域汽車的24GHZ毫米波雷達產品;智波科技[亞太股份參股]、承泰科技等已經研製出77GHZ毫米波雷達產品等。
    2014年成立的上海加特蘭微電子,是亞洲第一家通過車規認證的77GHz毫米波雷達芯片。2017年10月,加特蘭發布了包括用於車載毫米波雷達的77GHz芯片——Yosemite(2T4R)、Yosemite(4T8R)和用於工業級消費市場的60GHz芯片Yellowstone。在60GHz的毫米波雷達方麵,近年大熱的無人機、機器人也在為其提供充分的應用場景。今年的慕尼黑電子展期間,加特蘭又發布了更高集成度的係統單芯片。
    加特蘭的芯片同樣具有級聯的能力,可將多塊芯片集成使用。基於其芯片的毫米波雷達,都是國內的廠商,目前已有部分產品進入了前裝量產階段。
    隨著毫米波雷達市場的興起,會有更多海歸人才和創新企業跑步進入毫米波雷達的戰場,但由於芯片領域本身是一個高科技領域,需要克服的技術難題較多,尤其是汽車市場,國產雷達芯片還有很長的路要走。
    主要有兩方麵的原因:一是國產雷達芯片隻是射頻收發組件,並完成射頻上下變頻功能,而收發單元在整個雷達係統中功能和成本比例並不很高,相比其他圖像處理和ADAS芯片,目前國產的雷達芯片並不具備雷達信號處理相關算法的核心功能。二是從中國自主汽車與零部件發展曆程看,國產零部件芯片(專用化芯片)需要經曆國產零部件的發展並成熟後,市場機遇才能爆發(目前國產工業領域專業24GHZ芯片仍很難量產),因此,國產雷達芯片還需要3~5年的零部件穩定期後,才會出現真正的快速增長。

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