电子行业：4D毫米波雷达，智驾普及的新路径-20230413-华泰证券-29页_1mb

4D毫米波雷达：智驾普及的新路径

核心内容

4D毫米波雷达是一种升级版毫米波雷达，其4D指的是速度、距离、水平角度、垂直高度四个维度。相比传统3D雷达，它增加了高度探测能力，提升了分辨率和精度，具备更丰富的信息获取能力。4D毫米波雷达具有不受天气影响、测速能力强、成本较低、探测距离远等优点，同时在某些场景下存在分辨率较低、对横向移动物体识别能力有限等缺点。

主要观点

1. 性能与激光雷达互补：4D毫米波雷达在分辨率上有望接近16-64线激光雷达，但短期内仍无法完全替代激光雷达。两者在全天候工作能力与精准检测识别方面各有优势，未来更可能是互补关系。
2. 成本优势显著：4D毫米波雷达成本约为300美元，CMOS SoC+AiP技术路线有望大幅降低其成本，未来可能降至100美元以下，从而推动其量产。
3. 技术发展趋势：未来4D毫米波雷达将朝着更低成本、更小体积、更低功耗、更高性能的方向发展。级联、CMOS集成、虚拟孔径成像技术是主要的技术路线。
4. 产业链逐步完善：4D毫米波雷达产业链包括上游的MMIC芯片、高频PCB、处理芯片，中游的整机厂商，以及下游的主机厂。目前，国内厂商在整机和部分芯片领域有所突破，但在核心MMIC芯片和软件算法方面仍依赖国外企业。

关键信息

4D毫米波雷达性能特点

• 探测性能：支持距离、速度、方位角、俯仰角的探测，角度分辨率可达1度，距离可达300米以上。
• 主要影响因素：
  • 距离探测：ADC采样率、调频斜率、输出功率、扫频带宽和信噪比。
  • 速度探测：Chirp周期、有效帧周期、信噪比。
  • 角度探测：天线间距、天线数量、设计方式（级联/单芯片/虚拟孔径）。

4D毫米波雷达成本结构

• 硬件BOM成本：射频前端MMIC约占50%，PCB约占20%，DSP/FPGA约占20%，其他硬件约占10%。
• 成本下降潜力：CMOS SoC+AiP技术可使成本下降25%-85%，有助于量产。

4D毫米波雷达市场规模预测

• 中国市场：预计2030年4D毫米波雷达市场规模将达到449亿元。
• 全球市场：2021年全球市场规模为58亿美元，预计2027年将达到128亿美元，CAGR为14%。

4D毫米波雷达技术路线

1. 多芯片级联：采用多片标准雷达芯片级联，提升天线数量和通道数，目前为主流方案。
2. 单芯片集成：集成度更高，技术尚不成熟，成本较高。
3. 虚拟孔径成像：通过算法实现天线数量倍增，提升角分辨率，降低功耗。

MMIC工艺发展

• GaAs工艺：早期使用，集成度低，成本高。
• SiGe工艺：集成度提升，成本下降50%，逐渐成为主流。
• CMOS工艺：集成度高，成本更低，2017年后开始广泛应用。

波形技术

• FMCW（调频连续波）：主流波形，探测距离远、精度高、成本低。
• PMCW（调相连续波）：探测距离更远、抗干扰能力更强，但技术难度较高。

天线技术

• 分立天线：传统方式，占用面积大。
• AoB（板载天线）：将天线贴在高频PCB板上，成本略低。
• AiP（封装天线）：集成在芯片封装内，降低BOM成本，提高效率，是未来趋势。

系统集成技术

• 分立模式：各模块分开，开发难度高。
• 模块合成：集成MMIC与DSP，降低开发成本。
• SoC集成：集成MMIC、DSP、MCU，提升性能，降低成本，是未来发展方向。

产业链参与者

• 上游：MMIC芯片（英飞凌、德州仪器、恩智浦、加特兰微电子等）、高频PCB（沪电股份、生益电子、深南电路等）。
• 中游：整机/解决方案供应商（Arbe、博世、大陆、经纬恒润、威孚高科、森思泰克等）。
• 下游：主机厂（如特斯拉、上汽飞凡、深蓝SL03等）。

市场趋势与展望

4D毫米波雷达将随着智能驾驶的发展逐步普及，尤其在L2/L2+级别辅助驾驶中，因其成本低、可靠性高、不受天气影响等优势，有望成为主流传感器之一。未来，随着CMOS工艺、AiP封装技术、SoC集成方案的成熟，4D毫米波雷达的性能将进一步提升，成本持续下降，推动其在自动驾驶和智能交通领域的广泛应用。

风险提示

• 智能驾驶渗透率不及预期
• 新产品迭代速度不及预期