智能汽车行业市场前景及投资研究报告：毫米波雷达优势明显核心壁垒芯片、天线阵列、波形设计

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CONTENTS0102030405060730141.1

51.1

按射频频率分为超视距、微波、毫米波和激光。射频频率不同，电磁波传播速度均为光速，频率高则波长短。使用110mm的电磁波，工作在30-300GHz频段。主要用于探测，具备在恶劣天气中工作的特性。

利用激光束搭载信息，工作在光频段（30~1000THz）。它用于精确获得三维位置信息，能确定物体的位置、大小、外部形貌以及材质。测距（最远距离、测距精度、测距分辨率）、测速（最大速度、速度精度、速度分辨率）、测方位角（视场角、角度精度、角度分辨率）、测俯仰角（视场角、角度精度、角度分辨率）。另外毫米波有一个核心亮点是带宽；激光能力的综合指标“点频”。则是一个可以全面反映激光感知

毫米波适用于远距离、恶劣天气，成本较低。激光，成本较高。精度高，精确定位建模，但在恶劣天气中效果较差61.124GHz

60GHz

77GHz

79GHz24GHz77GHz60GHz79GHz

FCW

)AEB

)77GHz

24GHzBSD

)LCA

)ACC

)77GHz60GHz3

5mm5cm100-150200m

15-30m);24G

1/3800MHz)250MHz)77GHz24GHz24GHz

71.1

5360L1L2L3L4L54-81-31-31-35-75-75-7001246-148-128-128-128-123-113-113-113-1114-2617-3418-3520-37

,w250m(ADAS)30081.1

FMCW

根据多普勒效应＋跟踪目标微积分计算得到目标的相

根据电磁波的发射和接收时间延时

对速度。计算得到到目标的距离。

θ

r

e

s

≈

2

/N

(rad

)

的速度分辨率：vr

e

s=

λ/（2NTc）

=

λ/（2Tf）

dre

s

=

c

/2

B

波长越短，一帧的时间越长

的速度分辨率越高。91.1

130℃15110

℃60(

)150

101.24DMMIC

SiGe

GaAsCMOS2021DSP+FPGA50%4D111.2

FMCW

121.2

0.14D1550nm

FMCW4D131.2

上游元器材的采购成本在生产总成本的占比超过。是影响产业链价格的关键因素。其中射频前端组件在硬件成本中占比，数字信号处理器占比，高频板占比，控制占比，其他材料占。

射频前端组件：器等

部分，通过单片信号。是毫米波的核心射频部分，包括发射器、接收集成化，实现调制、发射、接收和解调毫米波技术目前主流，但随小型化需求增长，

工艺逐渐成为主流技术，国内企业如加特兰微、岸达科技等已推出量产产品。

数字信号处理器：左右。高端凌、赛灵思等。

高频

板：天线是毫米波列阵方式，提高产品精度。国际等供应高频

控制电路：控制电路是毫米波示系统和启动制动系统，占据总生产成本的和是毫米波的核心部件，占据硬件成本的和芯片主要由国外企业供应，如、英飞关键设计组件，通过高频生产企业如罗杰斯、板实现微带、松下电工。国内生产企业为生益科技，市场化程度较低。实现主动控制的最后一环，包含报警显。141.2

毫米波线设计和后端算法开发，提供毫米波。方案集成商基于毫米波成方案，如汽车tier

1供应商和智能交通方案集成商。

市场格局：目前，国际企业如博世、大陆、安波福在中国毫米中游市场占主导地位。中国本土企业如木牛科技、森思泰克、华域电子、

、承泰科技在汽车

领域实现量产，加速

。智能交通领域中游企业主要有慧尔视、海康智联、大华股份、象德信息、宇视科技、木牛科技、雷森电子。智能家居

市场已初步形成，参与者包括云帆瑞达、迈睿中游企业：方案供应商完成系统设计、天方案模块或整机产品技术，为各应用领域提供智能集波智能、电目科技、精益远达、全耀传感、易探科技、速数智能。智慧康养领域中游企业有清雷科技、兆观科技、德心智能、苗米科技、英特睿达、知谱科技、算丰征途。151.2

161.276-2013200477GHzMRR

LRR2477GHz77GHz4GHz24GHZ24GHZ77GHz77GHz24

77

GHz4

77

GHz24GHz201977GHzHS577GHz4

77

79GHz7

79GHz77GHz79GHz171.3

20252.44DMMIC18%1CMOS11BBIC70%CMOSSiGe40%MMIC36%

277GHz

3

77GHz24GHz

77GHz20252432.12021-202562%3D3D30025020015010050%26325004D3000250020001500100050060%50%40%30%20%10%0%20001500100050001970020202021202220232024E2025E201920232021202220232024E2025E181.3

MMICPCB

MCWInfineon（TINXP（STADIMMICRogers（IsolaSchweizerPCB（19.74%Infineon（TINXP（STADIMCU1902202.1

毫米波的主要硬件为：射频芯片（MMIC）、微带贴片天线、数字信号处理器（DSP/FPGA）、PCB基板及控制电路等。

MMIC芯片（单片微波集成电路）是在半绝缘半导体衬底上用一系列的半导体工艺方法制造出无源和有源元器件，并连接起来构成应用于微波、毫米波频段的功能电路，负责毫米波信号的调制、发射、接收以及回波信号的解调，成本占比超过50%，是车载的核心。MMICPCB50%MMIC20%DSP/FPGA10%50%20%212.1

MMIC

全集成毫米波芯片的基本架构包括发射机、接收机、信号源等射频毫米波组件，中频处理、A/D转换等基带处理模拟组件，微控制器、数字信号处理等数字组件。

毫米波的设计难点集中在高功率宽带发射机、高灵敏度宽带接收机、高精度信号源等方面，因此，毫米波芯片中毫米波阻抗匹配技术、输出功率提高技术和相控阵技术成为衡量重要性能衡量标准。

毫米波阻抗匹配技术

毫米波放大器的工作带宽分布式结构和多级放大器结构

输出功率提高技术

移相器技术

222.1

MMIC

4DMIMO+方案具体介绍核心组件优势现有问题厂商体积大、成本高、多芯片同时运

博世、木牛科算功耗高、中频同步的技术难题、

技、采埃孚、将芯片通过二级联/四级联/八级联增加实体天线

英飞凌、TI、NXP等公司的MMIC

前期开发难度低、上市周期级联MIMO芯片较短良品率瓶颈Waymo、级联+虚拟孔径成像技术+集成芯片提供虚拟MIMO解決方案、成本控制较易、天线数量可实现倍增在级联的方式上通过独特的虚拟孔径成像软件算

独特的虚拟孔径成像，软件算法和天线的布局规划、波形和后续的

傲酷、几何伙法和天线设计做成高倍效虚拟MIMO天线设计效据处理伴等天线布局规划以及相互干扰问题Arbe.、将多发多收天线集中在一颗芯片中，形成的体积小、每通道成本较低的同时实现先进的射频性能集成芯片ASIC芯片以及与之配套的算法的处理、散热问题、信噪比提升、

Uhnder、ASIC芯片算法固化问题

Vayaar等232.1

MMICSiGe

CMOS

SiGe

MMICSiGeDSPCMOSSiGe1MMIC

MCU40%2CMOSSiGeCMOS

AiP

SiGeMMICCMOSCMOSMMICMMIC类型GaAsSiGeCMOS时间1990-20092009至今2017至今速度故障超快高快中好好快低功率增益温度控制非常好好一般差逻辑密度非常低高频PCB板非常高相对成本10.50.3前端射频芯片需要量前端射频芯片成本占比7-8颗2-5颗36%仅1颗18%40%左右242.177GHz

从毫米波芯片国内外企业的市场占有率来看，目前国际市场主要被恩智浦（NXP）、英飞凌、德州仪器（TI）等芯片设计公司占据，代表厂商有得捷电子、富士通、飞思卡尔、英飞凌、安森美、恩智浦、意法半导体、瑞萨电子等。24GHz

国产化率较高，77GHz

仅部分国产玩家实现量产。

目前，我国大量研究机构和企业都在努力开发传感器用芯片技术，并且已经有了一些重大突破，进口的实现指日可待。77Hz24Hz

77Hz单位最新进度东南大学毫米波国家重

已完成8mm波段混频器、倍频器、开关、放大器等单功能芯片的点实验室意行半导体加特兰微电子研制，正在开展单片接收/发射前端的设计与研制已实现77GHz的MMIC芯片量产和供货已发布77GHz

CMOS车载毫米波已发布77GHz

CMOS毫米波

芯片ADT2001，是全球首款基于CMOS工艺,采用相控阵系统架构,单颗芯片集成16通道的车载77GHz

CMOS毫米波

芯片。收发芯片杭州岸达科技润积电已推出77GHz毫米波芯片RF77TR34，采用RFCMOS工艺，集成了收发机（3T4R）、PLL、VCO等，已实现量产和供货矽典微电子、矽杰微、岸达科技、微度芯创、旷时科技已实现或已推出量产77GHz毫米波芯片产品252.2DSP+FPGA

DSPFPGAFPGA

DSPFPGADSP+FPGA4DARS540Zynq

UltraScale+MPSoCFPGADSPFFTARS5401DSP+FPGA4D262.3SoC

SoCMMIC

DSP

MCUSoCAu

tomo

ti

ve

SPICESoCSoCCPU

SoCSoCCMOS+AiP+SOCGaAs15%2703283.1

3SRR）PCBλg/2ARS293.1PCB

PCB1/4

PCB30

200m60

100m120

30m303.2

AOP

Antenna

on

package

From

ASE

technologyVR/ARPCB313.2

AiP

AoBPCBPCBAoBPCB

AiPMMICPCBAiPAiPTIAiPAiP

AiPPCB30%323.3

ADAS196m仿真模拟模型例子详解

POI200MHz76~77GHz0.2KPOIDF1

DF2-

196mADAS11%3304344.1

412TX3RXRXTXIF

12

ADCDFT

CFARCFAR1FMCW

PointNe

t/Poi

ntNe

t++CNN2CFAR

ADCDFTCFAR2DFFT

3D

FFT

354.124GHz

60GHz

77GHz

77G60G3D2D

阵元由微带传输线连接，且终端开路。对阵元做不同程度的分布锥削就能实现特定旁瓣电平的辐射性能。

由于每个阵列单元的相位相同，同相辐射的情况下方向图是不会产生偏转的。

通常谐振式阵列的带宽很窄，且增益强度正比于阵列单元数量，因此要增强天线增益应该增加阵元数量，对于带宽，可以从基材高度、阵列单元着手。

行波阵列由于接了负载，从馈电端口进入天线的幅度是不断衰减的，且最后剩余的功率会被负载完全吸收，从而降低辐射效率。同时阵元之间的渐进相位累积会使得天线最大辐射方向产生偏转，和法线形成一定夹角，当工作频率变化时，夹角也随着变化，实现频扫功能。364.1

从馈源发射的电磁波的幅度向负载衰减，其中少量剩余功率被匹配负载吸收。行波和辐射缝隙之间的耦合朝着负载方向增加，使得来自阵列的后半部分的辐射强度与来自前半部分的辐射强度相当。这些缝隙间隔开，使得相邻缝隙之间存在渐进的相移。随着工作频率的变化，主瓣方向发射偏转，也是一种频扫天线。

由于波导末端以短路终止，因此叠加反射波，将在波导内形成驻波，并且缝隙的中心处具有相同的场最大值。

每个缝隙的辐射相位在中心频率处是相同的。37：4.2

CWPDR384.2

LFMCW

FMCW

LFMCWLFMCW394.2FMCWLFM+FSK

FMCW

AB,

ABMFSKRf1

f2A

BFMCW404.2FMCW

FMCW

fs

FMCIWACCFMCW414.2LFMCW

ChirpTp

KChirpD

NChirp1D

FFTfd

frFFT

2D

FFTFFT4205435.1

4D

TIIWR68434D445.1

4D

4D

4Dz4D4D

Arbe

4DPhoenix5-104D4D3D455.1

4D2024

4D4D3D500-1000500202430%

-40%

4D4D

NOAL34D4D4DL3

4D4D

4D

4DNOA

L320244D4D3D2024465.1

4D4D

4D4D16

/32

/6496

/128

/1440.1~0.24D11.5~2

4D4D4D475.2

4D2RADIal1Astyx

FFT-RadNet--3D-FFTRadNet

Astyx4D3D23D3K-Radar

KAIST35KK-Radar4D4DRT3DK-Radar4DRT4TJ4DRadSetstereoRTK-GPS

4D77573D44IDTJ4DRadSet4D3DGNSS485.2

4D估计旋转矩阵估计平移矢量

灰色实心圆是

EVC

原点的轨迹，灰色虚线

为计算旋转矩阵，需要输入以在全局坐标中自我车辆的瞬时vGego

测得的探测点的多圆是刚性安装在车辆上的的轨迹。的安装位置决定了其轨迹半径。；vD、方位角

(ψm)

和仰角

(θm

为了计算平移矢量，需要输入以下信息：车辆的瞬时纵向速度

vego和偏航率

ω

；测得的探测点的多普勒速度

vD

RC

中每个探测点的速度~vRP与

测得的该点的多普勒速度

vD及其从

指向探测(ψ

)和仰角

(θ

)；的方位mm角

(θR)点的视线（LOS）单位向量

~sLOS

有关，对于多重探测，LOS矩阵

N

可以写成左图vRP,est形式。

得到多普勒速度与

ψm和θm

的函数关系的最终方程，通过最小化最小平方成本函数得以解决并且

‖~rR‖

=

c1,ψ0

=

c2。

至少需要3次探测才能求解方程。已知~vVP和~vRP,est，方程中的旋转矩阵

R

可通过Kabsch

算法求解，然后可根据

R

计算出的安装角。495.2

4DCFAR采集样本数据评估噪声分布

采用距离维数和速度维数数据方差作为测量数据离散度的有效方法，评估RDM矩阵中移动目标区域噪声功率幅值的分布。

采集含有噪声的背景数据。拟合有效数据

假设噪声分布满足瑞利分布，DM中的非零多普勒细胞通过MATLAB分布拟合工具箱进行采样处理，然后拟合数据和瑞利曲线505.34DArbeTI

TI

ArbeTI19MIMOArbe230448

48(Multiple-input

multiple-output)1212

16MIMO192Arbe1.418U

h

nder

UhnderPMCWUhnderPMCW19ISSCC[1]

Uhnder12

16FMCWADC2Gs/s515.3

4D2025%2025E5160014001200100080060040020000.60.50.40.30.20.104D24GHz77GHz

4D500-100020245003D30%-40%525.3

20228624.6%

2021

77GHz24GHz2018-2026(:)2018-2026(:)24GHz77GHz2502001501005050004000300020001000002018

2019

2020

2021

2022

2023

2024E

2025E

2026E2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024E

2025E

2026E535.32022

2022923492.3%78.2%7.7%19.2%2.6%

2022923420202880%20152019-202270%50%8545.3

Tier

1OFweek201868%2018(

GHz

)24GHz

77GHz24

77RPIWHSTANNGIC24

77

79

2424GHZ77GHz24

7777

79ERAE77GHz77GHz77GHzHS524

77

7924

7777GHz555.3

569.8%

202223.3%2020

565.4

L1

L2

L3

L411%11%51%2023202220%

202270%93%24%35%9%2023

L331%2%0%20%40%60%575.4

是各类型传感器的性能互补，适应不同场景的传感器应用。L2以下级别：主要由驾驶者掌控，几个传感器