4D 毫米波雷达：智驾普及的新路径（三）

发布时间：2024年01月15日

5 4D 毫米波雷达产业链

????????毫米波雷达产业链主要分为上游射频 MMIC 芯片、高频 PCB、处理芯片以及后端算法等相关企业，中游包括成品毫米波雷达的生产企业，下游则为主机厂。 1 ） MMIC 芯片目前主要来自恩智浦、英飞凌、德州仪器、 Mobileye 等海外芯片设计公司，我国国产实力相对薄弱，国内厂商有加特兰微电子、清能华波、矽杰微电子等。 2 ）上游 PCB 方面，主要企业包括Rogers 、 Isola 以及国内的沪电股份、生益电子、深南电路等。 3 ）整机 /解决方案供应商方面，传统 Tier1 普遍采用级联技术在 4D 产品量产方面走在前列，主要为 Arbe、博世、大陆、海拉等，新进入厂商或依托专用芯片组和虚拟孔径方案实现换道超车，如 Arbe 产品通道数具备较强竞争力。国内主要整机厂商包括经纬恒润、威孚高科、华域汽车、森思泰克等。?
图表 25 ： 毫米波雷达产业链梳理

????????传统毫米波雷达市场：主要被海外企业主导。毫米波雷达市场主要被海外企业主导，国外企业包括博世、大陆、电装 Denso、海拉、富士通、采埃孚等。根据高工智能汽车测算，2021 年仅博世、大陆两家企业就占据了国产乘用车市场超过 50% 的市场份额。
图表 26 ： 毫米波雷达市场格局

????????4D 毫米波市场：国内上车量产快， MMIC 芯片和软件算法仍是稀缺标的。国内市场方面，4D 毫米波雷达已搭载于上汽集团旗下飞凡汽车、长安汽车旗下深蓝品牌等量产车型，产品量产速度领先。但是，在车载毫米波雷达中， MMIC 芯片和软件算法等关键部件仍被国外企业掌控，而如博世、恩智浦等企业在软件硬件层面具备双重优势，各类 MMIC 、 DSP 、 FPGA、CMOS 芯片产品也以过硬的品质成为业内首选。软件方面：国内目前急缺类似华为这种能够在软件算法软件有所突破的供应商；芯片供应商方面：开始有了一定的积累，如 CMOS供应商中国电科、加特兰、岸达科技等。

5.1 MMIC 芯片

5.1.1 英飞凌（IFX GR）

????????英飞凌科技公司于 1999 年在德国慕尼黑正式成立，是全球领先的半导体公司之一。公司和博世合作非常紧密，长期为博世定制雷达芯片。英飞凌在 2009 年推出了全球首款基于 SiGe技术的 77GHz 车用毫米波雷达芯片，迄今为止英飞凌在 77GHz 毫米波雷达 MMIC 市场占据 2/3 份额。 2017 年英飞凌发布了 RTN7735PL ， 3 发 4 收。 2020 年英飞凌发布 RXS816x，可以支持 4D 雷达级联， 3 发 4 收方案。 2022 年 11 月英飞凌发布新一代 CTRX8181 收发器， 4 发 4 收，这也是英飞凌发布的首款采用 28nmCMOS 工艺的 MMIC，此前英飞凌所有的 MMIC 都是 130nmSiGe 工艺， CTRX8181 的发布说明英飞凌直接跳过了 40/45nmCMOS工艺。
????????在毫米波雷达专用 MCU 上，英飞凌主要有 TC3x 和 TC4x ， TC4x 相比于 TC3x 升级了信号处理单元 SPU ，增加了可以运行机器学习算法的并行计算单元 PPU 。其中 TC3x 系列中可以用做毫米波雷达专用处理器的是 TC336 、 TC356/357 、 TC397 ，性能最强的 TC397 可以支持 3 片 /5 片 RXS8162 级联。而下一代 TC4x 系列基于台积电 28nm ，首批样品将于 2023年底提供给客户，将最快于 2024 年开启交付，其信号处理单元从上一代的 SPU2.0 升级为了 SPU3.0 ，使得 FFT 等信号处理运算延迟大幅减少；增加了并行计算单元 PPU，可以运行机器学习算法。
图表 27 ： 英飞凌车载毫米波雷达解决方案

5.1.2 德州仪器（TXN US）

????????德州仪器于 1930 年在美国德克萨斯州成立，是一家全球性的半导体公司，致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。 TI 在 2018 年就开始提供基于 AWR2243 的 4 片级联方案，是最早布局 4D 成像毫米波雷达的厂商之一。 TI 现在已经推出了两代毫米波雷达芯片产品，第一代主要用来做角雷达，第二代用于前雷达和高端前角雷达， TI 是三家芯片大厂中唯一一家已经将 MMIC 和雷达 MCU 集成在一起打包售卖的厂商：其中第一代（ AWR1XXX ）一共发布了 5 款芯片；第二代（ AWR2XXX ）有 2 款芯片，第二代 MMIC射频性能比第一代整体高 50% ，另外 SoC 数字信号处理性能也比第一代好， DSP 、MCU核心、 HWA 等均进行了升级。 TI 的毫米波雷达芯片集成度越来越高，集成度提升的好处在于成本下降，节省 PCB 面积。第一代产品主要用来做角雷达，其中用 AWR1642 做后角雷达，用 AWR1843 做 4D 角雷达；第二代产品用来做前雷达和高端角雷达，其中 AWR2243用来做 4D 成像毫米波雷达，用 AWR2943 和 AWR2944 做高端前角雷达和前雷达。
图表 28 ： 德州仪器汽车 4D 成像雷达芯片设计方案

5.1.3 恩智浦（NXPI US）

????????恩智浦半导体创立于 2006 年，总部位于荷兰埃因霍温，是全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商。 NXP 目前主推的 MMIC 芯片一共有两代： TEF81XX 和 TEF82XX 。NXP从飞思卡尔时代就和大陆集团有长期合作，为大陆集团 ARS300 和 ARS400 系列提供射频芯片和雷达 MCU ，但是为大陆提供的 MMIC 芯片不对中国销售，这一时期 NXP 提供的MMIC都是基于 SiGe 工艺。 2018 年 NXP 开始提供基于 40nmCMOS 工艺的 MMIC 也就是TEF810X 系列， TEF810X 系列包含 7 个型号，包括最低端的 1 发 3 收、中端 2 发 4 收、高端的 3 发 4 收。 2020 年 NXP 发布了新一代 MMIC 芯片 TEF82 系列， 3 发 4 收。
????????NXP 针对 4D 成像毫米波雷达主要有两个芯片组：（ 1 ）第一个芯片组是 TEF82 系列，第二代 CMOS 射频芯片，预计最快 2022 年下半年量产；（ 2 ）后端信号处理芯片 S32R45 系列和 S32R41 系列： 45 系列已经在 2022 年初量产，支持 4 片 MMIC 级联； 41 系列新版本芯片在 2022 年底量产，支持 2 片 MMIC 级联。 S32R45 相比 S32R41 增加了 LAX 矩阵加速器，拥有 300GFLops 算力，可以支持超分辨算法计算。
图表 29 ： 恩智浦 4D 成像雷达框图

5.1.4 加特兰微电子（未上市）

????????加特兰微电子科技创立于 2014 年，是 CMOS 工艺毫米波雷达芯片开发与设计的领导者。公司汇聚了射频毫米波电路设计、雷达系统算法研发、大规模数字电路实现、高频天线设计以及汽车级芯片量产运营等领域的顶尖人才，并于 2017 年成功量产了全球首个汽车级CMOS 工艺 77/79GHz 毫米波雷达射频前端芯片，率先实现了在汽车前装市场的突破。随着汽车自动驾驶和驾驶辅助技术的快速发展，高性能、易开发、小型化成为毫米波雷达发展的热点和趋势。加特兰率先推出了集成雷达基带处理的 SoC 芯片，为毫米波雷达传感器的开发实现带来了全新的变革。公司又进一步推出了 AiP 技术，通过在芯片封装内部集成天线阵列，减少用户天线设计和高频板材投入，并大幅缩短模块研发和生产周期，加速毫米波雷达在汽车和行业市场的普及。
????????公司坚持汽车级可靠性和安全性的设计理念，通过了 ISO 9001 质量体系认证和 ISO 26262功能安全管理体系认证。产品满足 AEC-Q100 的可靠性规范，包含计算单元的 SoC 产品达到 ASIL-B 的功能安全等级。
????????2022 年 12 月 20 日，加特兰举办“ Next Wave ” Calterah Day 活动，发布了下一代全新毫米波雷达 SoC 芯片系列—— Andes ，代表了目前毫米波雷达技术的前沿。 Andes 系列芯片可实现 4D 高端雷达以及成像雷达功能。加特兰 CEO 陈嘉澍博士在新品发布会上提到，车载毫米波雷达有三大发展趋势：小尺寸低功耗雷达、高性价比雷达和 4D 成像雷达。加特兰拥有全面的毫米波雷达芯片产品组合，可满足三大雷达发展趋势的需求。截至 2022 年 12月 20 日，加特兰已服务超 400 家客户，与 20 余家 OEM 车企达成合作，赋能 70 余款乘用车，累计汽车芯片出货量超过 300 万片。
图表 30 ： 加特兰电子毫米波雷达产品矩阵

5.2 4D 毫米波雷达整机/解决方案

5.2.1 Arbe（ARBE US）

????????ArbeRobotics 是新一代 4D 成像雷达解决方案的头部企业，总部位于以色列特拉维夫，于2021 年 10 月通过 SPAC 的方式在纳斯达克上市，是第一家在美国公开上市的汽车成像雷达公司。 ArbeRobotics 公司自主开发的雷达芯片组解决方案凤凰，适用于 L2.5/L3/L4/L5场景的 4D 点云高清成像雷达，四个维度分别为 Azimuth （水平夹角）， Elevation（高程），Range （距离）和 Speed（本车速度矢量），优点是支持全天候测量，易车规，测速准，成本低，并且可以高清点云成像，达到高角分辨率，特别是高程角分辨率。 Arbe 2022 年全年营收 350 万美元，同比增长 59.1% 。 2022 年全年的新订单营收为 160 万美元，截至 2022年 12 月 31 日，积压订单金额为 20 万美元。 2022 年全年的毛利润为 63.5%，上年同期为36.0% ，主要与规模经济、收入构成和 Arbe 逐步实现生产而降低单位成本有关。公司 2023年的预期营收将在 500 万美元至 700 万美元之间，同比增长大约 71% 。
? ? ? ? Arbe 目前一共发布了 2 款产品：48 发 48 收毫米波雷达芯片组 Phoenix，作为前雷达；以及 24 发 12 收毫米波雷达芯片 Lynx，作为角雷达。（1）Phoenix：Arbe 的毫米波雷达芯片 组 Phoenix 由发射器（单颗 12 发）、接收器（单颗 24 收）、处理器三部分构成， Arbe 在2018 年发布的 RF 射频芯片，在 2020 年发布雷达处理器。雷达处理器最多可以支持 4 颗发射器和 2 颗接收器，也就是 48 发 48 收射频信号的处理，采用格罗方德半导体公司 22nm射频 CMOS 工艺，帧率约 30Hz 。（ 2 ） Lynx ： Lynx 发布于 2022Q1 ， Lynx 也是由发射器、接收器、专用处理芯片三部分构成，但是由于是 24 发 12 收的方案，因此虚拟通道数为 288个，成本和性能较 Phoenix 更低，适合用做角雷达和更低价位车型前雷达。
图表 31 ： Arbe 的雷达解决方案

图表 32 ： Phoenix 雷达

5.2.2 博世（RBOS GR）

????????博世集团从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术相关产业，总部设在德国南部斯图尔加市，是全球领先的技术和服务供应商。 2023 年 4 月 4 日，博世首次在中国市场推出了其第五代雷达极致版—— 4D 成像雷达，采用 76-77GHz 频段，最远探测距离可达 302 米，水平视场可达 120 度，垂直视场可达 24 度。今年 3 月，博世宣布与芯片代工厂 GlobalFoundries 达成合作协议，开发用于自动驾驶功能的雷达芯片，其德国工厂将开始生产高频雷达芯片。根据计划，博世基于新解决方案的首个雷达 SoC 将于今年下半年交付，用于新一代汽车雷达的进一步测试和验证。
????????在公司经营方面，2022 年公司营业收入为 961.6 亿美元，同比增长 12.0% ，集团息税前利润为 40.3 亿美元，同比增长 15.6%。其中，集团汽车与智能交通技术业务取得了 17% 的销售额增长，达到了 572.2 亿美元。
图表 33 ： 博世 4D 成像雷达传感器

5.2.3?大陆（CON GR）

????????大陆集团是德国运输行业制造商，主要产品为轮胎，制动系统，车身稳定控制系统，发动机喷射系统，转速表，以及其他汽车和运输行业零部件，总部设在德国汉诺威。大陆集团深耕车载毫米波雷达数十年，自 2016 年推出划时代的 ARS4XX77GHz 毫米波前向雷达和BSD3XX24GHz 毫米波盲区检测雷达，目前前向雷达和角雷达产品已更迭至第五代，客户包括了戴姆勒、宝马、大众、丰田等知名主机厂。 2020 年大陆推出了 4D 成像雷达 ARS540，采用 4 颗射频芯片级联的方式，实现 12 发射通道， 16 接收通道高分辨率雷达，采用赛灵思 Xillinx 的 ZynqUltraScale+MPSoC 处理雷达信号，支持 300 米的探测距离和的视场角。
????????在公司经营方面，2022 年公司营业收入为 428.6 亿美元，同比增长 16.7%，集团息税前利润为 21.8 亿美元，同比增长 5.2% 。
图表 34 ： 大陆 ARS540 雷达

5.2.4?经纬恒润（688326 CH）

????????经纬恒润成立于 2003 年，专注于为汽车、无人运输等领域的客户提供电子产品、研发服务和高级别智能驾驶整体解决方案。经纬恒润基于 Arbe 雷达芯片组开发的 4D 毫米波雷达具有 48 路发射和 48 路接收通道，探测距离达 350m ，并可实现方位向 1°和俯仰向 1.5°的真实孔径分辨率，相比传统毫米波雷达，成像雷达分辨率提升一个数量级。通过定制专用雷达处理芯片，增加信号处理能力和数据处理能力，可提供市场上其他毫米波雷达解决方案无法实现的致密点云，媲美激光雷达的成像效果，可以满足 L3 及以上级别的智能驾驶系统的需求。根据公司官网，公司 4D 毫米波雷达研发进展顺利，且预计将于今年实现量产应用。公司已于 2022 年 11 月向 Arbe 订购 34 万个雷达芯片组，计划应用于 2023 年和 2024年的 4D 毫米波雷达量产产品。
图表 35 ： 经纬恒润 4D 毫米波雷达探测效果

5.2.5?威孚高科（000581 CH）

????????无锡威孚高科技集团股份有限公司，始建于 1958 年，是国内汽车零部件的著名生产厂商，中国汽车零部件三十强企业。威乎高科与 Arbe 展开合作，其 4D 毫米波雷达已获得干线物流定点项目。威孚高科同样基于 Arbe 雷达芯片组，开发集成芯片方案的 4D 毫米波雷达产品。公司官网显示，公司于 2021 年实现 4D 毫米波雷达的首批原型样件试制和交付，目前处于技术研发和市场应用快速发展阶段，并已获得干线物流项目定点。
图表 36 ： 威孚高科 4D 毫米波雷达

5.2.6 森思泰克（未上市）

????????森思泰克注册于 2015 年，是一家专业从事毫米波与激光雷达传感器智能产品研发、生产与销售的高科技企业。森思泰克在 2018 年就已经开始研发毫米波雷达 4D 成像技术。2021年， 4D 成像雷达发展势头强劲，森思泰克率先与长安基于 4D 成像前向雷达定制与开发合作，拿下新一代平台的多款车型的项目定点。 2022 年森思泰克继续保持行业领先，拿下理想、红旗、吉利、长安等 4D 成像前向雷达的项目定点，也拿到了红旗的 4D 成像角雷达的项目顶点。目前，森思泰克的 4D 毫米波雷达产品包括 4 级联的 STA77-8 和 2 级联的 STA77-6，两款产品目前均已量产，森思泰克也是国内少有的实现 4D 毫米波雷达量产的企业。
图表 37 ： 森思泰克车载毫米波雷达产品

5.3 PCB

5.3.1 沪电股份（002463 CH）

????????沪电股份有限公司于 1992 年在江苏省昆山市成立，专注于各类印制电路板的生产、销售及相关售后服务，产品可广泛应用于通讯设备、汽车、工业设备、微波射频等多个领域。公司紧跟汽车行业的发展趋势，提升技术能力和适用性，增强与客户在技术上的准确支持以及在业务上的长期合作，夯实在 ADAS（高级驾驶辅助系统）、动力系统电气化、汽车电子功能架构等领域高端 PCB 的竞争优势。在具体产品方面，应用于 4D 车载雷达，自动驾驶域控制器，智能座舱域控制器，车载网关等领域的产品已实现量产。沪电股份是大陆和博世的 PCB 板材供应商，目前已就 24GHz 和 77GHz 高频雷达用 PCB 产品与国际顶尖厂商Schweizer 开展合作。

5.3.2 深南电路（002916 CH）

????????深南电路成立于 1984 年，总部坐落于中国广东省深圳市，公司经营范围包括印刷电路板、封装基板产品、模块模组封装产品等，下游应用领域广泛，覆盖通信、数据中心、工控医疗、汽车电子等领域。根据公司公告，汽车电子是公司 PCB 业务重点拓展领域之一，以新能源和 ADAS 为主要聚焦方向，主要生产高频、 HDI、刚挠、厚铜等产品，应用于摄像头、雷达、电池、电控等设备。

5.3.3 生益电子（688183 CH）

????????生益电子成立于 1985 年，总部位于广东省东莞市。生益电子自成立以来始终专注于各类 PCB
的研发、生产与销售业务，是专业制作高精度、高密度、高品质印制电路板的高新技术企业。公司产品应用领域覆盖通信设备板、网络设备板、计算机服务器板、消费电子板、工控医疗板、汽车电子板等，产品行销北美、欧洲、亚太等国家及地区。根据公司公告，生益电子已经向客户提供包含 4D 雷达产品在内的多种高级辅助智能驾驶产品，目前业务发展整体向好。未来，公司将持续加大在汽车专线的投入，以应对日益增长的汽车 PCB 订单需求。
文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_41691854/article/details/135590825
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