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

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产业链价值有望全面提升
本文来自格隆汇专栏:天风研究,作者:潘暕

事件:特斯拉HW4.0或将配备Arbe的4D毫米波雷达,4D毫米波雷达关注度上升。

1、行业催化:Tesla或将重启毫米波雷达,国内外车企&Tier1布局加速

回溯Tesla的传感器方案,主要经历了“多传感器融合”、“纯视觉”和“4D毫米波雷达+视觉”3个阶段,我们认为最终采用4D毫米波雷达的原因为4D毫米波雷达拥有测量俯仰角能力,分辨率高且成本相对激光雷达低,能够较好弥补纯视觉方案的不足,而一开始采用的雷达还不具备测高能力,性能&成本综合考量下,我们认为HW4.0使用摄像头+4D毫米波雷达融合为更优方案。除Tesla外,国内外车企宝马、通用、长安等均对4D毫米波雷达有所布局,部分车型已实现交付,部分在2023年有交付规划。

2、4D毫米波雷达:性能全面提升,超大阵列+专用处理器为量产优解

“4D”是指对探测物体距离、方位、速度和高度全面解析,且具备超高分辨率。实现4D成像主要有级联、单芯片集成和算法虚拟孔径三种技术路线。当前级联技术应用相对广泛。Arbe的4D毫米波雷达集成超大阵列射频芯片组+专用处理芯片,通道数达2304,量产价格为100-150美金,为当前性价比最高的方案,Tesla或采用Arbe方案,我们认为未来4D毫米波雷达将受益工艺集成化趋势,成本持续下降,预计2023、2025、2030年降幅分别达20%、12%、2%,在各类车型中持续渗透。毫米波雷达下游应用场景多元,预计2025年自动驾驶及非自动驾驶领域应用市场空间将分别达110亿美元和170亿美元。

3、应用优势:自动驾驶标配的传感器方案,软件定义汽车再进一步

我们认为4D毫米波雷达是最经济、稳定的车载雷达“标配方案”,有望对传统毫米波雷达、低线激光雷达形成替代,与高线激光雷达形成互补,后续或将在各类车型中持续放量。与传统产品相比,4D毫米波雷达突破了静止识别、横向移动检测、高度识别、相邻物区分和隐藏车辆探测等局限。与激光雷达相比,4D毫米波雷达部分性能指标已与其接近,还能更好弥补激光雷达速度、距离测量能力和受恶劣天气和环境影响的不足,但成本仅为其十分之一。软件定义汽车方面,4D毫米波雷达可提供更丰富数据和可靠方案以支持自动驾驶。

4、产业链情况&空间测算:产业链价值有望全面提升,30年全球4D产品规模超160亿美元

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4D毫米波雷达的生产企业,下游则为主机厂。从上游价值量来看,软件算法壁垒较高占比达50%,其次则分别为射频芯片、处理器芯片和高频PCB。伴随4D产品渗透,整个产业链价值有望全面提升。据我们测算,2023/2025/2030年全球车载4D毫米波雷达市场规模分别达31762/159300/1615627万美元,即3.18/15.93/161.56亿美元。

5、竞争格局:4D技术推动下市场竞争格局或迎来重塑

整机供应商方面,传统Tier1普遍采用级联技术在4D产品量产方面走在前列,但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、Mobileye等产品通道数具备较强竞争力。国内厂商多已发布4D毫米波雷达样机并与国内车企达成合作。主要整机厂商包括经纬恒润,威孚高科,华为,楚航科技,联合光电等。上游芯片方面,上游芯片主要包括射频芯片和处理器,也可能是将二者集成的专用芯片,主要企业包括德州仪器、赛灵思、恩智浦等,伴随4D算力诉求提升,逐渐分化出FPGA、DSP两大方案。国内方面,加特兰是CMOS工艺毫米波雷达芯片开发与设计的领导者。上游PCB方面,主要企业包括Rogers、Isola、松下以及国内的沪电股份、生益科技(生益电子)等。

6、投资建议:

建议关注4D毫米波雷达相关企业:(1)芯片封装:长电科技等(2)PCB:沪电股份(天风通信团队联合覆盖)、生益电子、世运电路等(3)天线:硕贝德等(4)整机:威孚高科、经纬恒润(天风汽车团队联合覆盖)、华域汽车、保隆科技(天风汽车团队联合覆盖)、联合光电等

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


注:本报告来自天风证券研究所于2023年03月22日发布的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

本报告分析师:潘暕 SAC编号 S1110517070005

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