20230322-天风证券-电子行业专题研究_4D毫米波雷达_平衡成本_性能的标配传感器_自动驾驶再添新翼_37页_3mb
报告摘要
电子行业研究报告:4D毫米波雷达的发展与应用
核心内容概述
4D毫米波雷达作为自动驾驶领域的重要传感器,因其在性能与成本之间的平衡,成为未来汽车传感器的标配方案。特斯拉HW4.0或将采用Arbe的4D毫米波雷达,推动行业对4D毫米波雷达的关注度上升。4D毫米波雷达具备距离、方位、速度和高度的四维感知能力,相比传统毫米波雷达和激光雷达,在性能和成本方面具有显著优势,尤其在复杂环境和恶劣天气条件下表现更优。
主要观点与关键信息
1. 行业催化:Tesla HW4.0或重启毫米波雷达方案,4D毫米波雷达加速渗透
- 特斯拉传感器方案演进:从多传感器融合到纯视觉,再到4D毫米波雷达与摄像头融合,特斯拉最终选择4D毫米波雷达以弥补纯视觉方案的不足,如“幽灵刹车”事件。
- 其他车企布局:宝马、通用、长安等国内外车企已开始或计划在2023年交付搭载4D毫米波雷达的车型。
- 4D毫米波雷达优势:具备高度识别能力,分辨率高,成本较低,适合各种应用场景。
2. 4D毫米波雷达:性能全面提升,专用集成方案推动量产
- 4D定义:4D毫米波雷达提供“3D+高度”四维感知能力,具备超高分辨率,可生成高密度点云。
- 技术路线:主要包括级联、单芯片集成和算法虚拟孔径三种,其中级联技术目前为量产主流,集成芯片和虚拟孔径技术处于发展初期。
- 成本与性能:Arbe方案在性价比方面表现突出,预计2023年量产价格为100-150美元,未来成本有望进一步下降。
3. 应用优势:自动驾驶标配,软件定义汽车再进一步
- 自动驾驶领域:4D毫米波雷达可覆盖短、中、远程探测,提升盲点识别、自动紧急制动等功能。
- 大健康与智能家居:毫米波雷达具有良好的隐私保护性,可用于人体呼吸、心跳等健康监测。
- 安防领域:4D毫米波雷达已被应用于机场安检、工业自动化等领域,具备高分辨率和环境适应性。
4. 产业链与市场空间
- 产业链结构:上游包括射频MMIC芯片、高频PCB、处理芯片和算法;中游为4D毫米波雷达制造商;下游为主机厂。
- 价值量分布:软件算法占比最高(约50%),其次是射频前端MMIC(25%)和高频PCB(10%)。
- 市场预测:预计2030年全球4D毫米波雷达市场规模将超160亿美元,成为车用传感器市场中规模最大、增速最快的赛道。
5. 竞争格局
- 国际厂商:如Arbe、Mobileye、TI等,采用不同技术路线,其中Arbe和Mobileye在通道数和性价比方面表现突出。
- 国内厂商:包括经纬恒润、华为、加特兰等,已发布样机并取得订单,具备一定竞争力。
- 技术路线分化:随着算力需求提升,FPGA和DSP成为主要方案,上游芯片企业面临分化。
6. 投资建议
- 关注企业:芯片封装(长电科技)、PCB(沪电股份、生益电子)、天线(硕贝德)、整机(经纬恒润、华域汽车、联合光电)。
- 投资评级:强于大市(维持)。
- 风险提示:新技术量产不及预期、市场竞争加剧、新能源车渗透率不及预期。
4D毫米波雷达技术路线对比
| 技术路线 | 原理 | 优点 | 技术难点/缺陷 | 代表厂商 |
|---|---|---|---|---|
| 级联 | 多芯片组成MIMO阵列 | 开发难度低,量产周期短 | 成本高、体积大、功耗高、信噪比不足 | 大陆、博世、TI、华为 |
| 集成芯片 | 将多收发器集成于单芯片 | 体积小、成本低、性能优 | 开发难度高、灵活性差、散热问题 | Arbe、Uhnder、Mobileye |
| 算法虚拟孔径 | 通过算法生成虚拟MIMO | 角分辨率大幅提高,成本可控 | 软件层面算法开发复杂,需量产验证 | 傲酷 |
4D毫米波雷达与传统毫米波雷达、激光雷达对比
| 指标 | 传统毫米波雷达 | 4D毫米波雷达 | 激光雷达 |
|---|---|---|---|
| 最远探测距离 | ≤200m | ≤300m | 150m |
| HFOV | 360° | 100° | 360° |
| VFOV | +15°至-15° | 30° | 30° |
| 水平角分辨率 | 5-8° | <1° | 0.09°-0.36° |
| 垂直角分辨率 | 2° | 1° | 0.4° |
| 点云信息量 | 有限 | 多倍于传统雷达 | 高密度 |
| 成本(美元) | 70-80 | 100-150 | 1000-2000 |
市场规模预测
| 年份 | 全球4D毫米波雷达市场规模(万美元) | 中国4D毫米波雷达市场规模(亿元) |
|---|---|---|
| 2023E | 31,762 | - |
| 2025E | 159,300 | 263 |
| 2030E | 1,615,627 | - |
投资建议与关注企业
- 芯片封装:长电科技
- PCB:沪电股份、生益电子、世运电路
- 天线:硕贝德
- 整机:经纬恒润、华域汽车、联合光电、威孚高科、保隆科技
风险提示
- 新技术量产不及预期
- 市场竞争加剧
- 新能源车渗透率不及预期
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