本文来自微信公众号：华创高峰产业投资（ID：HCGF2100），作者：华创高峰，题图：Pixabay

导读

内燃机时代，中国起步晚，技术相对落后，发动机能耗问题迟迟无法攻克。在新能源汽车技术上，中国走在世界的前列。新能源汽车行业，承载了我国「弯道超车」的重要历史使命——在整个汽车行业即将跨入新能源汽车时代时，迅速掉头舍弃此前内燃机时代的差距，赢得一个重新和传统车企站在同一起跑线公平竞争的机会。

伴随着5G和新能源汽车的快速发展，智能汽车产业方兴未艾。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。雷达已成为智能汽车必不可少的重要部分。

智能驾驶时代，自动驾驶安全需求提升拉动毫米波雷达需求量上升，政策法规推动车载毫米波雷达的商业化进程，整个毫米波雷达行业迎来全新的发展机遇!

定义毫米波雷达

毫米波雷达是一种使用天线发射波长1-10mm、频率 24-300GHz 的毫米波作为放射波的雷达传感器。毫米波雷达通过处理目标反射信号获取汽车与其他物体相对距离、相对速度、角度及运动方向等物理环境信息。

在智能驾驶领域，毫米波雷达可根据所探知的物体信息对目标进行追踪和分类，电子控制单元（ECU）结合车身动态信息进行智能决策，通过声音、光线及触觉等多种传感方式告知驾驶者，或直接进行自动变速、制动处理，从而降低驾驶事故发生的概率。

产品分类

毫米波雷达可根据应用方式细分为汽车毫米波雷达、制导毫米波雷达、火控毫米波雷达、对地观测毫米波雷达、近距离探测毫米波雷达及植保无人机毫米波雷达等。其中，汽车毫米波雷达是最常见的应用方式。

毫米波雷达可根据工作体制分为脉冲体制毫米波雷达及连续波体制毫米波雷达，连续波体制毫米波雷达又可细分为 CW、FSK、PSK 及 FMCW，其中，FMCW 是车载毫米波雷达最常使用的工作体制，具有分辨率高、成本低、技术成熟、可多目标测量等优点。

汽车毫米波雷达也可根据毫米波频率细分为 77GHz和79GHz毫米波雷达。77GHz 频段的集成度和速度测量精度更佳。中国毫米波雷达生产企业中已有部分企业具备 77GHz 量产能力，比如深圳的承泰科技，已经率先完成第五代毫米波雷达的量产工作。目前，77GHz 雷达由于其体积较小，更容易实现单芯片的集成，且具有更高的识别精度、更高的信噪比以及更强的穿透能力，已经成为毫米波雷达行业的主流及毫米波雷达未来市场的发展趋势。

工作原理

1、技术原理

毫米波+雷达：工作频段在毫米波频段的雷达，测距原理跟一般雷达一样，把无线电波(雷达波)发出去，然后接收回波，根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。

毫米波雷达测算方法：距离测算原理为

2、速度测算

原理根据多普勒效应，当一辆救护车迎面驶来的时候，听到声音比原来高；而车离去的时候声音的音高比原来低。这就是“多普勒效应”。

毫米波雷达的频率变化是与本车及监测目标的相对速度是紧密相关的。根据反射回来的毫米波频率的变化，可以得知前方实时跟踪的障碍物目标和本车的相对速度

3、方位测算原理

1、使用定向天线+多个接收器（喇叭天线或者透镜天线）：通过毫米波雷达的发射天线发射出毫米波后，遇到被监测物体，反射回来，通过毫米波雷达并列的接收天线，通过收到同一监测目标反射回来的毫米波的相位差，就可以计算出被监测目标的方位角。

2、使用多根天线+阵列信号处理：对于毫米波来讲，由于波长很短，所以做多根天线的成本、尺寸控制的代价很小，所以毫米波雷达大量使用阵列天线的方式来构成窄波束。比如3～5度，这是汽车雷达常用的天线波束能力。天线尺寸和波长相当，所以毫米波雷达的天线可以做得很小，从而可以使用多根天线来构成阵列天线，达到窄波束的目的，随着收发天线个数的增多，波束可以很窄很窄。

多普勒效应测速原理       测量角度原理

毫米波雷达发展史

1973 年，德国首次出现汽车防撞雷达，此后汽车防撞雷达陆续在美国、日本、欧洲等国家和地区推广开来。至今为止相关国际大型雷达制造商已具备近 40 年的技术积累经验。早期的毫米波雷达采用高电子迁移晶体管（HEMT）制作集成电路，集成度低且成本高昂。

2012 年，英飞凌及飞思卡尔成功推出芯片级别的毫米波射频芯片，降低了毫米波波雷达的技术门槛，同时降低其制造成本，推动毫米波雷达在各领域的应用。

2013 年，24GHz 毫米波雷达产品进入中国（样品阶段），大批初创企业如深圳承泰科技、隼眼科技等均在此期间成立。到目前为止，中国国产77GHz毫米波雷达产品已初具大规模量产，供应链已发展成熟。已有包括华域汽车、森斯泰克、深圳承泰科技在内的多家企业成功突破技术封锁。

毫米波雷达工艺技术经历了三段历程：1990~2007 年的砷化镓(Ga As)工艺；2007~2017 年的锗硅（Si Ge）工艺；2017 至今的 CMOS 工艺。目前，高集成的 CMOS 工艺将迎来增长期。最大特点是速度快。目前 Si Ge制程在 77GHz 毫米波雷达中有着广泛的使用。

Si Ge工艺最早是由 IBM 于 1998 年推出的量产方案，之后便广泛用于无线通信 IC 制程技术之一，也是目前较高端车型中普遍采用的量产 77GHz 毫米波雷达。其主要优势在于噪声低，动态范围大，且制程成熟，既拥有硅工艺的集成度、良率和成本优势，又具备第 3 到第 5 类半导体在速度方面的优点。

相对于 Si Ge 而言，CMOS 整体造价又下降40%。其次，CMOS 的集成度非常高，所以 RF 前端芯片占比下降，也加速设计开发的时间周期。CMOS 工艺研发的难点一个是在 CMOS 本身能承受的功率较少。且 CMOS 噪声较大，需要在硬件设计和降噪算法上多下功夫。基于 CMOS 工艺的 77GHz 雷达进入市场时间较短，性能优化空间还非常大。其不仅可将 MMIC 做得更小，也可与微控制单元和数字信号处理（DSP）集成在一起，做成 SOC，实现更高的集成度，显著地降低系统尺寸、功耗和成本，还能嵌入更多的功能，也将处于快速增长期。

毫米波雷达产业链

中国毫米波雷达行业产业链分为三部分：产业链上游环节参与者是射频前端、数字信号处理器、天线及控制电路等硬件供应商及后端软件算法供应商；产业链中游环节主体是从事毫米波雷达生产企业；产业链下游环节主体是汽车整车厂商、车路协同经营企业、无人机厂商、交管部门等。

产业链上游毫米波雷达的上游环节主体包括各硬件、软件供应商。硬件由射频前端、数字信号处理器、天线及控制电路等部分构成，软件算法即后端算法。

硬件方面毫米波雷达主要由射频组件、信号处理模块,天线以及控制电路等部分构成，其中射频组件和天线是最核心的硬件部分。射频组件负责毫米波信号调制、发射、接收以及回波信号的解调等，以满足车载雷达小体积、低成本等要求。天线 PCB 板具有体积小、重量轻、低成本、电性能多样化以及易集成等多种优点，是实现毫米波发射和接收的部件。由于天线可以实现小型化，同时通过设计多根天线可以形成列阵，因此集成PCB 板成为一种很好的解决方案。

1、算法方面

毫米波雷达的数字处理算法包含列阵天线的波束形成算法、信号检测、测量算法、分类和跟踪算法，后端算法占整个毫米波雷达总成本的比例为 50%，主要包含算法开发过程中的人力及时间成本，后端算法通过中游企业自主研发实现。但毫米波雷达算法的定制属性强，不同距离、不同应用类型的毫米波雷达应用的算法差异大，因而其研发频率大、研发成本高。此外，算法是影响毫米波雷达性能的决定性因素之一，需大量测试数据支撑才可保证算法的精确度。

2、产业链中游

中游的毫米波雷达市场，几乎被奥托立夫（Auto liv）、博世（Bosch）、大陆集团（Continental）、德尔福（Delphi）、天合汽车集团（TRW）、法雷奥（Valeo）、海拉（Hella）、电装（Denso）、富士通（Fujitsu）等国际厂商垄断。若以中国大陆的毫米波雷达市占率来看，24GHz雷达市场主要由博世（Bosch）、法雷奥（Valeo）、海拉（Hella）所主导，合计市占率60%以上；77GHz雷达主要由博世（Bosch）、大陆集团（Continental）和德尔福（Delphi）主导，合计市占率更是高达80%。

3、产业链下游

毫米波雷达可应用于汽车、车路协同、无人机、智慧交通、安防等多个领域，其中汽车是毫米波雷达最大的下游应用领域，占比超过 80%。

汽车制造领域汽车是毫米波雷达应用占比最大的下游应用领域，占比超过 80.0%，也是毫米波雷达增长最快的下游应用市场。根据根据佐思汽研数据统计显示，2020年国产智能网联乘用车(L2级别)全年批发销量达303.2万辆，同步增长107%。与此同时，消费者对汽车的功能需求也愈发多样化，安全性要求的提升和智能驾驶需求的提升，使得毫米波雷达装载数量也激增，车载毫米波雷达市场规模快速增大。

车路协同领域是毫米波雷达附加值最高的应用领域。车路协同所使用的毫米波雷达生产成 本与车用雷达持平，但售价却为车用雷达的两倍左右，销售利润空间大。车路协同是交通智能化的核心，具备政策支持，中国交通运输部公路科学研究院等国家机构积极助力中国 车路协同发展，华为、阿里、百度等巨头也纷纷布局该领域，未来中国车路协同行业将迎来新的发展机遇，将促进毫米波雷达需求量上升。

无人机领域无人机应用环境相较于汽车更为复杂，其运行路径为三维立体空间且受气候影响大，因而可全天候全天时工作的毫米波雷达是其传感器的最佳选择。毫米波雷达在无人机领域的应用体现在定高和避障两个方面，其中，定高指无人机在作物上保持固定高度飞行，多应用于仿地飞行、植保无人机、自动起降与定焦摄影。此外，因无人机对毫米波雷达的探 测精度、探测距离要求低于汽车，24GHz 毫米波雷达成为无人机行业最常采用的雷达传感器。

其他潜在市场毫米波雷达还可应用于智慧交通领域（如测速雷达、电子卡口雷达、电子警察雷达、流量监测雷达等）、军事领域（如雷达探测、导弹制导、卫星遥感、电子对抗等）、安防领域（智能门锁、区域安全警戒等）及工业领域（生产安全监测等）。

毫米波雷达行业竞争格局

1、国际企业

• 博世

博世毫米波雷达博世目前是全球市场中毫米波雷达技术最先进的供应商之一，博世在2013年即推出中距离雷达，截至2016年，博世已经向市场供应了超过一千万个毫米波雷达。

从客户情况来看，博世的毫米波雷达下游客户分布广泛，包括大众、奥迪、奔驰、福特、日产、菲亚特和保时捷等;国内公司中吉利汽车、长安汽车等也是博世的客户。截至2017年底，国内搭载博世驾驶员辅助系统的自主品牌量产车型已多达30个以上。从市场份额上来看，2018年，博世在全球毫米波雷达的市场份额为19%，占据着第一的位置。

• 大陆 

大陆集团的毫米波雷达产品可以实现自适应巡航、盲点警告、车道变换辅助、前后交叉交通警报(带制动装置)、后碰撞感应、横向碰撞躲避、堵塞检测等多种功能，其中自适应巡航功能的最高时速可以达到200公里/小时。

从客户情况来看，大陆集团的下游客户包括丰田、福特、通用、大众、奔驰、现代、宝马、沃尔沃、凯迪拉克等;国内公司中，广汽集团、东风汽车等也是大陆集团的客户。在市场份额上，2018年，大陆集团在全球毫米波雷达的市场份额为16%，占据着第二的位置，仅次于博世。

2、国内企业

• 承泰科技

深圳承泰科技有限公司成立于2016年，是国内著名的毫米波雷达产品研发企业、国家高新技术企业。承泰科技在过去的4年多时间里，通过核心技术自研和平台化开发的模式，已全面掌握毫米波雷达材料、工艺、结构、天线、射频、驱动、算法、测试/校准、自动化生产、功能应用等完整knowhow，并已完成与视觉、域控制器等1R1V、5R1V系统对接。承泰科技将一直紧随业界最先进的技术发展趋势，不断迭代和创新。承泰科技已成为多家商用车和乘用车主机厂的供应商，也是多家知名Tier1的合作伙伴。同时承泰科技也已成为恩智浦半导体（NXP）金牌合作伙伴，华为、大华等行业客户的合作伙伴和供应商。

• 森思泰克

森思泰克是一家以毫米波雷达和激光雷达技术为平台，从事智能传感器应用产品研究、生产与销售的高科技型企业。先后研发出多系列高性能雷达产品，主要面向车载安全与自动驾驶、智能交通与智慧停车、安防监控、无人机等领域。

总结

毫米波雷达技术壁垒高，从全球市场看，行业头部企业包括德国博世、德国大陆、德国海拉、日本富士通天等德国、日本国际零部件巨头公司，2018 年，前 5 大公司共占据全球毫米波雷达近 70.0%的市场份额。此外，采埃孚&天合 TRW、德尔福、奥托立夫、法雷奥、傲酷、日立等公司也是全球主要的毫米波雷达供应商。中国毫米波雷达传感器被国际龙头企业垄断，2019 年 1 月，维宁尔、大陆、海拉和安波福占据中国 24GHz 毫米波雷达出货总量的 89.8%以上，博世、大陆和电装占据中国 77GHz 毫米波雷达总出货量的 89.7%左右。

中国毫米波雷达初创企业多成立在 2014-2016 年期间，可根据团队背景划分为海归博士派（创始人为海归博士背景的企业，如森思泰克等）、科研院所派（具备科研院背景的企业）及转型派（由其他行业转型而来的企业，如深圳承泰科技等）。

相比于国外企业，中国车载毫米波雷达行业起步较晚，多数企业集中于 2014 年左右成立，行业仍处于初级发展阶段。在 77GHz毫米波雷达方面，工信部已委托车载信息服务产业应用联盟（TIAA）开展 77-81GHz 毫米波雷达无线电频率技术研究试验工作。

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