4D毫米波雷達行業(yè)研究：平衡成本&性能的標配傳感器

1.1. Tesla：HW4.0 預計回歸 4D 雷達，2023 年或量產(chǎn)上車(chē)

事件：特斯拉 HW4.0 或將配備 Arbe 的 4D 毫米波雷達，4D 毫米波雷達關(guān)注度上升。 回溯 Tesla 的傳感器方案使用歷史，主要有 3 個(gè)階段，我們認為最終或將采用 4D 雷達的 可能原因為 4D 毫米波雷達擁有測量俯仰角能力，分辨率高且成本相對激光雷達低，能夠 較好彌補純視覺(jué)方案的不足，而一開(kāi)始采用的雷達還不具備測高能力，性能&成本綜合考 量下，我們認為 HW4.0 使用攝像頭+4D 雷達融合為更優(yōu)方案。

階段一：多傳感器融合偵測路段，視覺(jué)技術(shù)逐漸豐富

2014-2021 年，HW1.0-HW3.0 演進(jìn)中，前向、側向及艙內監控攝像頭的視覺(jué)方案不斷增 加/優(yōu)化，算法邏輯以雷達監測數據為主。2014 年 10 月 Tesla 發(fā)布 HW1.0 系統。2016 年 9 月，Tesla 發(fā)布 V8.0 更新，改變了算法邏輯，由以圖像數據分析為主改為以毫米波雷達 監測的數據為核心，圖像分析為輔的計算邏輯。2019 年 3 月 HW 3.0 系統發(fā)布，延續 HW 2.5 系統方案，此時(shí)形成了由 1 個(gè)毫米波雷達，8 個(gè)環(huán)繞車(chē)攝像頭，1 個(gè)座艙內監控攝像頭和 12 個(gè)超聲波雷達共同組成的多類(lèi)型傳感器混合偵測路況方案。

階段二：傳統毫米波雷達被棄用，Tesla 全面倒向純視覺(jué)方案

采納純視覺(jué)方案原因：傳統毫米波雷達分辨率低，且成本相對較高，新發(fā)布 FSD 版本機器 視覺(jué)與深度學(xué)習能力強，幾乎取代傳統雷達功能。①性能層面，Tesla 認為由于當時(shí)主流 車(chē)載毫米波雷達分辨率低，缺乏測高能力，且同樣面對前方障礙物時(shí)，僅能接收到有限的 返回信息點(diǎn)，難以將障礙物的輪廓清晰的勾勒出來(lái)。②成本層面，與攝像頭對比來(lái)看，毫 米波雷達數據與攝像頭信號數據類(lèi)似，而攝像頭所捕捉到的信息量比毫米波雷達高幾個(gè)數 量級，且成本更低，棄用存在成本考量。③軟件層面，2021 年 7 月特斯拉發(fā)布 FSD Beta V9 版本，該版本是一套完全基于攝像頭的技術(shù)解決方案，它從底層開(kāi)始重寫(xiě)，依靠機器視覺(jué) 和深度學(xué)習就可以實(shí)現自動(dòng)駕駛，不再需要任何雷達的幫助。 2021 年 5 月，Tesla 宣布北美地區特斯拉 Model3 和 Y 車(chē)型上率先取消毫米波雷達探測模 塊，2022 年 10 月，Tesla 宣布取消超聲波雷達，采用由攝影鏡頭偵測的 Tesla Vision 純視 覺(jué)技術(shù)。

階段三：純視覺(jué)方案弊端暴露，4D 毫米波雷達與攝像頭融合方案顯著(zhù)提升可靠性。

“幽靈剎車(chē)”指的是當駕駛員開(kāi)啟特斯拉 Autopilot 或者使用 FSD 等自動(dòng)輔助駕駛功能后， 在車(chē)輛前方?jīng)]有障礙物或者不會(huì )與前方車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，Tesla 卻會(huì )進(jìn)行非必要的剎車(chē)，以 至于會(huì )給駕駛員帶來(lái)重大的風(fēng)險。僅 2021 年 5 月到 2022 年 2 月，NHTSA 就收到 354 起 針對 Tesla“幽靈剎車(chē)”現象的投訴，而截至 2022 年 6 月，投訴數量已經(jīng)上升至 758 起， 純視覺(jué)技術(shù)的作用受到了很大的質(zhì)疑。

Arbe 的 4D 毫米波雷達問(wèn)世為 Tesla 即將發(fā)布的 HW4.0 系統提供了一定程度上解決“幽 靈剎車(chē)”現象的方案。該雷達能將探測范圍擴大至 300 米，實(shí)現對行人、自行車(chē)和摩托車(chē) 等小型實(shí)體的準確檢測和跟蹤。相比傳統毫米波雷達只能在平面上生成少量點(diǎn)，4D 毫米 波雷達通過(guò)增加俯仰角探測功能來(lái)繪制立體空間中的點(diǎn)云圖，這與激光雷達效果相似。該 雷達通過(guò)高動(dòng)態(tài)的分辨率，能將目標解析地更加清楚以支持決策系統，同時(shí)還可以將攝像 頭和激光雷達“引導”到潛在風(fēng)險區域，這一能力將大大提高安全性能。 HW4.0 硬件系統預計相比于 HW3.0 系統而言將迎來(lái)全面的升級。傳感器方面或將增加 4D 毫米波雷達，攝像頭數量也有望得到增加。此外，HW4.0 在 CPU、NPU、GPS 等模塊也或 有明顯的升級更新。綜合以上的信息，預計 HW4.0 將可能有以下變化： ①傳感器方面，HW4.0 的攝像頭接口由 HW3.0 的 9 個(gè)接口增至 12 個(gè)攝像頭接口。具體變 化為前擋風(fēng)位置的前置三目攝像頭變?yōu)殡p目，增加 1 顆位于前保險杠處前向攝像頭，1 顆 備用攝像頭，前向感知攝像頭從 120 萬(wàn)像素提升到了 500 萬(wàn)像素。增加 4D 毫米波雷達 傳感器以及配套用于防止毫米波雷達在寒冷天氣無(wú)法正常工作的雷達加熱器。 ②內核處理器方面，HW4.0 CPU 內核從 12 個(gè)增加到 20 個(gè)，最大頻率 2.35GHz，默認 頻率 1.37Ghz，TRIP 內核數量從 2 個(gè)增加到 3 個(gè)，最大頻率 2.2GHz。③神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器方面，HW4.0 NPU 芯片封裝面積增大，供電部分加強，HW4.0 功耗大 概是 HW 3.0 的 2 倍。 ④定位方面，HW4.0 的 GPS 模塊使用三頻 GPS 天線(xiàn)模塊，新增 L5 頻率，以提升定位精 度。

1.2. 其余車(chē)廠(chǎng)及 Tier1：已上市/2023 年有交付計劃

4D 毫米波雷達在中高端車(chē)型及自動(dòng)駕駛服務(wù)車(chē)型中快速滲透。除 Tesla 外，我們梳理了各 車(chē)廠(chǎng)布局 4D 毫米波雷達情況，整體來(lái)看車(chē)廠(chǎng)布局較為激進(jìn)，價(jià)格在 40 萬(wàn)元以下的理想車(chē) 型和價(jià)格在 70 萬(wàn)以上的寶馬車(chē)型、以及通用收購的 Cruise 自動(dòng)駕駛服務(wù)車(chē)均于近兩年完 成了 4D 毫米波雷達布局。同時(shí)大陸、采埃孚等汽車(chē) Tier-1 巨頭基本完成對該領(lǐng)域的布局。

毫米波雷達目前是車(chē)用探測雷達中最為主要的探測器件，內部結構及工作原理如下：全集 成毫米波雷達芯片的基本架構包括****機、接收機、雷達信號源等射頻毫米波組件，中頻 處理、A/D 轉換等基帶處理模擬組件，微控制器、數字信號處理等數字組件。其工作過(guò)程 主要為：雷達通過(guò)天線(xiàn)****特定波形的電磁波，在有效輻射范圍內被目標截獲，目標反射 電磁波到很多方向上，其中一部分能量返回至天線(xiàn)處被雷達接收，并通過(guò)放大，信號處理 等過(guò)程最終計算出目標相對雷達的位置，移動(dòng)速度，方位等信息。

傳統毫米波雷達是進(jìn)行二維掃描，采集距離、方位、速度信息。目前現行的毫米波雷達頻 段為 77Ghz-81Ghz，較高的頻率能夠使毫米波雷達獲得更高的分辨率，利用毫米波對于 X 向回波的信號解析，測算出準確的目標距離，精度可以在 10cm 以?xún)?。同時(shí)利用毫米波雷 達左右兩側的雷達回波天線(xiàn)，形成左右側回波差，回波差經(jīng)過(guò)計算得出相位差，利用相位 差可以得到左右側距離差，即角分辨率。同時(shí)利用探測物運動(dòng)形成的多普勒效應，可以準 確計算出物體的移動(dòng)速度。形成多普勒像，最終得到物體的運行速度，分布圖像。

增加高度維度數據解析后，具備“高清”特質(zhì)的毫米波雷達，被稱(chēng)為成像雷達，或者 4D 毫米波雷達?！?D”是指在原有距離、方位、速度的基礎上增加了對目標的高度維數據解 析，能夠實(shí)現“3D+高度”四個(gè)維度的信息感知；而“成像”概念是指其具備超高的分辨 率，可以有效解析目標的輪廓、類(lèi)別、行為。

2.1. 工藝迭代：4D 毫米波雷達受益集成度提高、小型化和低成本迭代趨勢

伴隨毫米波雷達的半導體工藝由 GaAs 向 SiGe、RFCMOS 集成化迭代，芯片邏輯密度逐漸 提升，成本逐漸下降，利于其上車(chē)滲透。未來(lái)車(chē)載毫米波雷達芯片將更加集成化，主要體 現在多芯片向多通道單芯片發(fā)展，全集成 SoC，以及天線(xiàn)芯片的集成;相較于砷化鎵和鍺硅 工藝，CMOS 工藝擁有高集成度、更小體積和成本低等明顯優(yōu)勢，將成為未來(lái)毫米波雷達 射頻芯片的主流工藝。

進(jìn)一步集成：針對近距離場(chǎng)景，TI 采用低功耗 45nmRFCMOS 工藝推出了集成度更高的天 線(xiàn)片上集成(AoP)芯片，將天線(xiàn)、射頻前端和信號處理模塊集成在芯片上，進(jìn)一步降低了 系統成本，封裝天線(xiàn)(AoP)技術(shù)消除了對高頻基板材料的需求，并降低了成本、制造復雜性 和大概 30%的布板空間。TI 的 AoP 技術(shù)利用倒裝芯片封裝技術(shù)將天線(xiàn)放置在無(wú)塑封基板上， 防止因天線(xiàn)穿過(guò)塑封材料時(shí)產(chǎn)生損耗而降低效率并導致雜散輻射。使用多層基板可進(jìn)一步 減小電路板尺寸，并使得天線(xiàn)和硅片更容易重疊。具有封裝尺寸小、降低工程成本并加快 產(chǎn)品上市時(shí)間、降低功率損耗的優(yōu)勢。

Arbe 的 4D 毫米波雷達集成射頻芯片組+專(zhuān)用處理芯片，價(jià)格持續大幅下跌，我們認為未 來(lái) 4D 毫米波雷達將受益工藝集成化趨勢成本進(jìn)一步下降，在各類(lèi)車(chē)型中持續滲透。Arbe 預計 2021-2025 年其 4D 毫米波雷達芯片組產(chǎn)品單價(jià)將從 1333 美元降至 111 美元，年均 對應 2022-2025 年同比降幅分別達 80.5%/27.2%/31.6%/14.3%。

2.2. 技術(shù)趨勢：級聯(lián)技術(shù)為量產(chǎn)主流，專(zhuān)用集成、虛擬孔徑技術(shù)打開(kāi)想象空 間

通過(guò)增多天線(xiàn)數以提升通道數、各維度分辨率是 4D 毫米波雷達主要技術(shù)趨勢，當前主要 有級聯(lián)、單芯片集成和算法虛擬孔徑三種技術(shù)路線(xiàn)。4D 毫米波雷達由于有更多的天線(xiàn)數， 角度分辨率、速度分辨率及距離分辨率都更高。多天線(xiàn)一般使用多通道解決，即 MIMO（多 輸入多輸出）技術(shù)，通過(guò) MIMO 天線(xiàn)陣列實(shí)現的，該陣列能夠生成大量的虛擬通道，與雷 達孔徑值成比例，與角度分辨率值成反比。這種虛擬通道越多，角度分辨率越好。 各方案從量產(chǎn)應用角度對比來(lái)看，級聯(lián)技術(shù)相對成熟，為當下主流技術(shù)。但單純的級聯(lián)技 術(shù)受尺寸、成本制約無(wú)法無(wú)限制提升性能。算法虛擬孔徑及單芯片集成技術(shù)處于發(fā)展初期， 還需量產(chǎn)驗證，Arbe 公司方案作為集成芯片技術(shù)的代表，產(chǎn)品方案性?xún)r(jià)比高，位居當前市場(chǎng)前列，我們認為有望近期量產(chǎn)。

各方案從通道數量&成本對比來(lái)看，專(zhuān)用芯片集成方案實(shí)現量產(chǎn)后在性?xún)r(jià)比方面優(yōu)勢異常 顯著(zhù)。Arbe 和 Mobileye 公司方案通道數量最多，跨度廣，對應為專(zhuān)用芯片集成技術(shù)。博 世、大陸等公司方案通道數集中在 192，對應為射頻芯片級聯(lián)技術(shù)，同為使用級聯(lián)技術(shù)的 華為公司通道數更多，達 288。價(jià)格方面看，Arbe 的產(chǎn)品幾乎達到了最低價(jià)格和最高通道 數，量產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格在 100 美元-150 美元，極具性?xún)r(jià)比。

1、級聯(lián)方案：當下主流&基礎技術(shù)

級聯(lián)方案將英飛凌、德州儀器、NXP 等公司的 77G 和 79G 標準雷達芯片（MMIC 芯片） 通過(guò)二級聯(lián)/四級聯(lián)/八級聯(lián)增加實(shí)體天線(xiàn) MIMO（接收天線(xiàn)數量與****天線(xiàn)數量相乘后得 到的虛擬通道數）。二級聯(lián)，就是將 2 個(gè) 3T4R 的芯片聯(lián)在一起，組成 6T8R；四級聯(lián)，就 是將 4 個(gè) 3T4R 芯片聯(lián)在一起，組成 12T16R，形成 192 個(gè)虛擬接收通道。 優(yōu)劣勢：方案的優(yōu)勢是前期開(kāi)發(fā)難度低，因而上市周期比較短，但弊端在于體積大、成本 高、功耗高（多芯片同時(shí)運算會(huì )提高功耗）、信噪比不夠（多個(gè) MMIC 芯片之間存在串擾）、 算法適配等問(wèn)題。同時(shí)，多片級聯(lián)方案 PCB 板的層級結構復雜，各芯片之間有大量中頻信號需要同步。

代表廠(chǎng)商與應用趨勢：如大陸的 ARS 540 即為四級聯(lián)，納瓦電子的 18T24R 產(chǎn)品為 6 級聯(lián)。 博世、采埃孚、Waymo、華為，均采用的是級聯(lián)的方式。目前國內有不少廠(chǎng)商依托于 TI4D 毫米波雷達系統的級聯(lián)方案進(jìn)行系統改進(jìn)，以達到更好的角度分辨率，級聯(lián)方案來(lái)搭建 4D 毫米波雷達系統已成為當下的主流技術(shù)。

2、集成芯片方案：超大陣列+專(zhuān)用處理器方案

集成芯片方案將多發(fā)多收天線(xiàn)集成在一顆芯片中，通過(guò)形成 ASIC 芯片來(lái)實(shí)現增加天線(xiàn)數、 提高分辨率。同時(shí)，隨著(zhù)虛擬通道數的增加，傳統的處理器無(wú)法解決毫米波雷達系統信號 處理和數據處理，專(zhuān)用毫米波雷達處理器芯片可以使毫米波雷達系統的集成度更高，數據 處理更加高效。 代表廠(chǎng)商：主要有 Arbe、Uhnder、Vayaar、SteradianSemi、RFISee 等。最典型的是 Arbe 公司開(kāi)發(fā)的 4D 毫米波雷達 RFIC 芯片，集成了 48 個(gè)****和接收器，擁有超過(guò) 2300 個(gè)虛 擬信道。

優(yōu)劣勢：集成芯片優(yōu)勢是可將 4D 毫米波雷達的體積大大縮小，并能以市場(chǎng)上每通道最低 的成本實(shí)現最先進(jìn)的射頻性能。但集成芯片方案的實(shí)現難度也要比級聯(lián)方案高出許多，主 要挑戰在于如何在極小的密閉空間里布置多天線(xiàn)、克服天線(xiàn)之間的互相干擾問(wèn)題、解決降 低功耗、散熱問(wèn)題和提升信噪比，集成芯片方案是 ASIC，一旦流片，算法就固化了，此 后，算法只能改針對特定場(chǎng)景的個(gè)別參數配置，但不能對功能做大幅度的調整。 應用案例：以色列 Arbe 公司開(kāi)發(fā)出了目前最大的 48 發(fā) 48 收級聯(lián)雷達系統方案，其虛擬 通道數可以達 2304。

3、虛擬孔徑：算法加持下角分辨率呈數量級提升

虛擬孔徑成像技術(shù)，是指基于現有的芯片，在級聯(lián)的方式上再通過(guò)獨特的虛擬孔徑成像軟 件算法和天線(xiàn)設計做成高倍數虛擬 MIMO，以達到在原來(lái)物理天線(xiàn)數基礎上再虛擬出十倍、 數十倍的天線(xiàn)數，成功地把角分辨率從 10 度直接提升到 1 度。傳統雷達的波形是單頻、 重復、非自適應的，產(chǎn)生多種波形的唯一方法是增加接收天線(xiàn)數量；而虛擬孔徑成像波形 是自適應的相位調制（調頻+調相+調幅），每根接收天線(xiàn)在不同時(shí)間產(chǎn)生不同的相位響應， 然后對數據進(jìn)行插值和外推，創(chuàng )造一個(gè)“虛擬孔徑”，進(jìn)而使角分辨率呈數量級地提升。 優(yōu)劣勢：虛擬天線(xiàn)技術(shù)徹底解決了困擾車(chē)載毫米波雷達界幾十年來(lái)只能用增加實(shí)體天線(xiàn)數 量提高角分辨率的難題，可使產(chǎn)品在角分辨率大幅度提升的同時(shí)成本被控制在合理水平。 虛擬孔徑成像技術(shù)的壁壘，主要在天線(xiàn)的布局、波形等方面。其中，天線(xiàn)布局主要影響虛 擬孔徑的大小，而波形主要影響通道數的多少。此外，天線(xiàn)數增多，對后續的數據處理能 力也提出了更高的要求。

應用案例：傲酷提供的 4D 毫米波雷達的信號處理算法，在采用虛擬孔徑成像技術(shù)后，在 分辨率上，單芯片就可以達到別的各公司四級聯(lián)產(chǎn)品的效果，二級聯(lián)可達到別的公司六級 聯(lián)的效果。2021 年 10 月，傲酷自主研發(fā)的 4D 毫米波雷達 AI 算法被安霸收購。

2.3. 下游應用：2025 年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域空間有望超 110 億美元，場(chǎng)景多元快 速滲透

2.3.1. 自動(dòng)駕駛領(lǐng)域：短、中、遠程雷達全面覆蓋車(chē)內外感知應用

Arbe 預計 2025 年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域毫米波雷達市場(chǎng)規模達 110 億美金。在車(chē)用領(lǐng)域，毫米波 雷能感知車(chē)外的環(huán)境，分為短程、中程、遠程雷達，提供盲點(diǎn)識別（BSD）、自適應巡航 控制（ACC）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）等輔助駕駛功能。 同時(shí)毫米波雷達還可用于對車(chē)內人員狀況的感知，包括人員的有無(wú)、位置，甚至呼吸速率 等生命體征。加特蘭基于 AiP 開(kāi)發(fā)的艙內檢測雷達參考設計，能夠在車(chē)輛停穩落鎖后對車(chē) 內物體進(jìn)行感知。如果有小朋友或者寵物，毫米波雷達能夠通過(guò)感知其呼吸或是肢體運動(dòng)， 探測到車(chē)內存在生命體，從而及時(shí)告警，避免事故發(fā)生。

除自動(dòng)駕駛外，毫米波雷達在工業(yè)及航空航天&國防領(lǐng)域亦有廣闊市場(chǎng)，4D 毫米波雷達 已向農業(yè)、運輸業(yè)等多領(lǐng)域滲透。根據 Arbe 預測，至 2025 年，毫米波雷達在工業(yè)和航空 航天&國防領(lǐng)域的市場(chǎng)規模將達到 170 億美元。2021 年，Arbe 公司宣布與瑞典公司 Qamcom 合作，將自動(dòng)駕駛汽車(chē)市場(chǎng)的 4D 毫米波雷達技術(shù)應用于主流新興垂直行業(yè)—— 卡車(chē)運輸業(yè)、農業(yè)、采礦業(yè)、建筑業(yè)以及配送業(yè)。

毫米波雷達穿透性好，能夠監測微小位移。毫米波可以穿透大部分較薄的木材、塑料、布 料、紙、陶瓷、玻璃等材質(zhì)，避免環(huán)境光線(xiàn)干擾，通過(guò)多普勒效應可以感知到任何微小的 移動(dòng)，去感知物體的距離、位置、速度、角度等數據信息，包括呼吸時(shí)胸腔微小的位移。 由此毫米波雷達可以被應用在存在監測、生命體征的監測等場(chǎng)景，能夠穿透衣物，利用算 法實(shí)現對人體呼吸、心跳、手勢、是否跌倒等的監測。 兼具有隱私保護性，毫米波雷達被用于居家監測、健康監測。由于毫米波雷達安裝隱蔽， 功耗低，避免了傳統家用攝像頭對隱私保護性差，無(wú)法監測衛生間等環(huán)境的缺點(diǎn)，受到科 技企業(yè)居家監測和健康監測解決方案的青睞。 德州儀器、英飛凌等芯片企業(yè)都推出了用于居家監測、健康監測的毫米波雷達產(chǎn)品。德州 儀器推出 60GHz 的毫米波雷達 IWRL6432，可用于浴室、臥室、養老院等地，用以判斷老 年人是否跌倒，還為其推出了配套的評估套件。英飛凌推出了 BGT60TR13C，解析度約達 到 3cm，具有較高的信噪比，檢測范圍在 10m 以?xún)瓤蓪?shí)現室內人員的存在感知、追蹤， 心跳監測等功能。

智能家居解決方案引入毫米波雷達。華為、小米、三大運營(yíng)商在內的企業(yè)，均在布局自己 的智能家居生態(tài)。華為全屋智能 3.0 方案中推出了一款全屋智能毫米波雷達 AI 傳感器， 具有人體總區域存在檢測、人體子區域存在檢測、人體離床回床檢測、人體穿越虛擬墻檢 測等功能。

2.3.3. 安防領(lǐng)域：歐美機場(chǎng)安檢已普及應用，自動(dòng)化生產(chǎn)安全保障

毫米波安檢 4D 毫米波雷達被用于機場(chǎng)安檢，有平面合成孔徑成像、柱面孔徑成像和異形 孔徑成像等多種工作模式。通過(guò)****大帶寬信號并接收由人體及其表面附屬物反射的回波 信號，采用復雜的全息三維信號處理獲得毫米級高分辨率人體雷達圖像，利用目標散射特 性、幾何特征或極化特征等信息檢測和識別被檢查人員攜帶的隱匿物品，能有效區分紐扣、 硬幣、鑰匙等。美國 L3、德國 R&S 等國外毫米波安檢品牌已在美國、德國、英國、荷蘭、 澳大利亞、日本等全世界范圍機場(chǎng)部署大量設備用于旅客人身安檢，特別是在歐美的主要 機場(chǎng)毫米波雷達已作為安檢通道的普及型設備。

意大利 INXPECT 公司還基于毫米波雷達技術(shù)生產(chǎn)用于先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化和機器人系統的安 全系統。安全雷達系統可以在有灰塵，碎屑，煙霧和灰塵等惡劣條件下檢測到危險區域中 操作員、參觀(guān)人員的進(jìn)入和存在，并暫停機器工作直到?jīng)]有人處于危險區域，確保工廠(chǎng)運 行的安全等級。2021 年，寶馬集團慕尼黑工廠(chǎng)投入使用一條新的焊接線(xiàn)，配備了 INXPECT 的新安全雷達系統。

我們從性能、價(jià)格角度對傳統毫米波雷達、4D 毫米波雷達、激光雷達進(jìn)行了對比，認為 （1）相比于傳統毫米波雷達，4D 毫米波雷達能夠帶來(lái)靜止識別、橫向移動(dòng)檢測、高度識 別、相鄰物區分和隱藏車(chē)輛探測等性能突破。（2）4D 毫米波雷達能更好彌補激光雷達速 度、距離測量能力和受惡劣天氣和環(huán)境影響的不足。（3）4D 毫米波雷達在使用性能上和 低線(xiàn)激光雷達接近，成本是其 1/10 左右。（4）市場(chǎng)規模方面，毫米波雷達有望成為規模 最大、且增速最高的傳感器市場(chǎng)。

3.1. VS 傳統毫米波雷達：高度識別和探測性能全面突破

天線(xiàn)配置“升級”帶來(lái)靜止識別、橫向移動(dòng)檢測、高度識別、相鄰物區分和隱藏車(chē)輛探測 等性能突破。4D 毫米波雷達配有縱向天線(xiàn)，且天線(xiàn)數量更多，除能測量俯仰角度外，角 度分辨率、速度分辨率及距離分辨率都更高。與傳統的雷達傳感器相比，4D 毫米波雷達 能夠測量空間距離，還能夠計算水平和俯仰方向的到達角。此外，它的角度分辨率達到亞 度（<1 度）級別，而使用傳統汽車(chē)雷達只能達到 5 至 8 度的分辨率。4D 毫米波雷達還增 加了多模工作的獨特功能，也就是在從近處到最遠 300 米處的所有距離上同時(shí)檢測目標。

從與攝像頭融合角度來(lái)看，4D 毫米波雷達可以為攝像頭提供更多冗余。在長(cháng)距探測、多 普勒測距、高分辨率等攝像頭方案缺陷方面具有更強優(yōu)勢。

4D 毫米波雷達是驅動(dòng)毫米波雷達市場(chǎng)快速增長(cháng)的重要產(chǎn)品。伴隨自動(dòng)駕駛等級提升，傳 統毫米波雷達應用增長(cháng)放緩/停滯，L2+和 L4-5 級別均為 0-4 顆，4D 毫米波雷達需求高增， 從 2-7 顆增長(cháng)到 6-10 顆。攝像頭需求量保持較高幅度的應用增長(cháng)，激光雷達自 L4-5 級別 才開(kāi)始放量。

3.2. VS 激光雷達：性能與成本權衡下的更優(yōu)選擇

性能上看：毫米波雷達獨有優(yōu)勢彌補激光雷達不足，4D 毫米波雷達優(yōu)勢更加顯著(zhù) 激光雷達具有超精確角度分辨率適用 3D 測繪，但速度估算和遠程檢測能力有限。激光雷 達的主要差異化特性是低至 0.1 度級別的超精確角度分辨率，包括在水平和垂直方向上， 另外還有距離測量的高分辨率，這要歸功于它使用極短的波長(cháng)和脈沖。這些優(yōu)勢使得激光 雷達非常適合高分辨率的 3D 環(huán)境測繪，能夠精確地檢測空間、邊界和汽車(chē)自身定位。但 是，激光雷達與攝像頭傳感器具有一些相同的缺點(diǎn)。與雷達傳感器相比，激光雷達估算速 度和遠程檢測物體的能力非常有限。此外，激光雷達易受惡劣天氣和路況條件的影響，為 了應對穩定性和維護挑戰，將會(huì )產(chǎn)生更高的成本。 毫米波雷達的獨特優(yōu)勢是具備精確的速度和距離測量能力且不受惡劣天氣和環(huán)境影響。激 光雷達使用稀疏激光束來(lái)探測目標場(chǎng)景，而雷達能夠無(wú)縫探測場(chǎng)景。在較遠的距離上，如 果目標位于邊界清晰的激光束之間，激光雷達可能漏過(guò)小目標。這些因素使得雷達成為適 合長(cháng)距離工作的更可靠傳感器。雷達的檢測范圍已經(jīng)擴展，今后可能達到 300 米以上，遠 高于攝像頭和大多數激光雷達傳感器能夠提供的距離。此外，與攝像頭和激光雷達不同， 雷達可在所有天氣和光照條件下可靠工作。惡劣天氣條件帶來(lái)的環(huán)境污垢或水滴折射不會(huì ) 影響雷達工作。雷達在毫米波頻率下工作，也可以穿過(guò)介電材料（例如汽車(chē)保險杠）**** 信號，因此它不需要開(kāi)放的窗口來(lái)收發(fā)信號，從穩定性和美觀(guān)的角度來(lái)看，它都是更好的 選擇。

在汽車(chē)上配備 4D 毫米波雷達，可以進(jìn)行傳統毫米波雷達無(wú)法實(shí)現的決策，相對激光雷達 優(yōu)勢更加凸顯，例如確定駕駛通過(guò)某個(gè)隧道是否安全，或者是否可以安全地繞過(guò)車(chē)道上的 障礙物。憑借這些先進(jìn)功能，在惡劣天氣和路況條件下，4D 毫米波雷達能夠為攝像頭和 激光雷達傳感器提供冗余或備份。使用 4D 毫米波雷達，我們可在最大 300 米的距離外檢 測、區分、追蹤多個(gè)靜止或移動(dòng)的目標，即便目標相互間距離很近也能做到。這遠遠超出 攝像頭和激光雷達傳感器的檢測范圍。

從安裝成本上看，4D 毫米波雷達全面升級，部分指標近似達到 16 線(xiàn)激光雷達性能，但成 本僅為激光雷達十分之一，更易被整車(chē)廠(chǎng)和消費者接受。4D 高清雷達有靜態(tài)障礙物目標 分類(lèi)以及探測距離長(cháng)等優(yōu)勢，可在惡劣天氣情形下作為“主雷達”，成本大約在 150-200 美元之間，遠低于激光雷達的價(jià)格區間。 根據恩智浦對 OEM 的評估，2021 年，小規模應用的激光雷達的成本是帶有四個(gè)級聯(lián)雷達 收發(fā)器的 12-TX 和 16-RX 成像雷達的十倍左右。雖然激光雷達和雷達的成本都將隨著(zhù)時(shí) 間推移而下降，但預期到 2030 年，即便激光雷達將在高級自動(dòng)化應用場(chǎng)景中得到一定規 模應用，其成本仍然是雷達的兩倍。 因此我們認為 4D 毫米波雷達是較為經(jīng)濟、穩定的車(chē)載雷達“標配方案”，從成本和性能 角度看，有望對低線(xiàn)激光雷達形成替代，與高線(xiàn)激光雷達形成互補，后續或將在各類(lèi)車(chē)型 中逐步滲透放量。

3.3. 軟件定義汽車(chē)：為軟件定義汽車(chē)提供更豐富數據和更可靠方案

軟件定義更高級的智能電動(dòng)汽車(chē)架構是大勢所趨，傳感器軟件算法是“軟件定義汽車(chē)”的 重要組成部分。伴隨電動(dòng)車(chē)、智能車(chē)逐漸取代燃油車(chē)，各類(lèi)傳感器不可或缺，汽車(chē)將有強 大的算法和完善的周邊感知能力，并且沒(méi)有傳統機械傳動(dòng)的負擔，是一個(gè)由電池和管理系 統組成的“巨形智能手機”，需由軟件定義。 4D 毫米波雷達相比于傳統毫米波雷達而言，更加需要軟件算法提供支撐。4D 毫米波雷達 的天線(xiàn)數量增加，分辨率上升，能更有效地解析出的目標的輪廓、類(lèi)別、行為，因此 4D 毫米波雷達的點(diǎn)云數量大幅增加，更加需要強大的軟件算法對點(diǎn)云中的大量信息進(jìn)行分析， 過(guò)濾干擾，甄別出有價(jià)值的信息。此外，傳統毫米波雷達對目標的定義是“點(diǎn)目標”，而 4D 毫米波對目標的定義是“擴展目標”，需要軟件算法對信號處理后的信息進(jìn)行數據處理，分類(lèi)，整理出最終可以讓自動(dòng)輔助駕駛系統進(jìn)行判斷的數據，這使得兩者的信號處理、點(diǎn) 云處理架構都不盡相同，4D 毫米波雷達的軟件算法的復雜程度也較高。

攝像頭與 4D 毫米波雷達具有很強性能互補性，軟件算法可完美融合兩者優(yōu)點(diǎn)。攝像頭傳 感器可以提供百萬(wàn)像素的分辨率，大幅提升目標識別和分類(lèi)的精確度，但在不同光照條件、 天氣條件和路況條件下，攝像頭的辨識度與可靠性會(huì )受到嚴重影響，此外，攝像頭能夠測 量的距離和速度的精度也有限，因此需要 4D 毫米波雷達對此進(jìn)行彌補。而多傳感器融合 技術(shù)則可實(shí)現這一功能，通過(guò)這一技術(shù)中的軟件算法，可以更好的將兩者收集到的數據進(jìn) 行融合解析，得到更加豐富的信息，提高自動(dòng)駕駛的可靠性。 當前軟件算法主流技術(shù)包括前融合和后融合。前融合技術(shù)指的是一類(lèi)對融合后的多維綜合 數據進(jìn)行感知的算法，即先在原始層把數據都融合在一起，融合好的數據類(lèi)似一個(gè) Super 傳感器，不僅有能力可以看到紅外線(xiàn)，還有能力可以看到攝像頭或者 RGB，也有能力看到 LiDAR 的三維信息。在這基礎上，開(kāi)發(fā)自己的感知算法，最后會(huì )輸出一個(gè)結果層的物體。 后融合技術(shù)的實(shí)現方式是先通過(guò)每個(gè)傳感器各自獨立處理生成的目標數據，當所有傳感器 完成目標數據生成后，再由主處理器進(jìn)行數據融合。

從 4D 毫米波雷達與攝像頭的融合方案來(lái)看，后融合技術(shù)可基本滿(mǎn)足需求，未來(lái)軟件算法 還會(huì )更多使用和發(fā)展可靠性更高的前融合技術(shù)。信號級的融合是對視覺(jué)和雷達傳感器 ECU 傳出的數據源進(jìn)行融合。信號級別的融合數據損失最小，可靠性最高，但需要大量的運算。 圖像級融合是以視覺(jué)為主體，將雷達輸出的整體信息進(jìn)行圖像特征轉化，然后與視覺(jué)系統 的圖像輸出進(jìn)行融合，目標級融合對視覺(jué)和雷達輸出進(jìn)行綜合可信度加權，配合精度標定 信息進(jìn)行自適應的搜索匹配后融合輸出?，F階段后融合技術(shù)已經(jīng)基本滿(mǎn)足需求，且前融合 實(shí)現難度大，存在理論體系、聯(lián)合標定方法不成熟等問(wèn)題，因此當前使用前融合技術(shù)的必 要性不強，未來(lái)多傳感器“前融合”或為趨勢，能夠降低整個(gè)感知架構的復雜度和系統延 遲性，并且大大提高感知系統的穩健性。

當前，大多數車(chē)企并不具備毫米波雷達算法能力，主要由雷達廠(chǎng)商提供。長(cháng)期以來(lái)，傳統 毫米波雷達廠(chǎng)商們提供的是軟硬一體化的方案，即算法已被集成到硬件中。對于車(chē)企而言， 他們只需將傳統毫米波雷達直接輸出感知的結果與其他傳感器的識別結果做融合即可。但 是，相比于傳統毫米波雷達僅需要算法做簡(jiǎn)單的數據聚類(lèi)處理而言，4D 毫米波雷達對算 法要求更高，需要算法做目標分類(lèi)，因此實(shí)現難度更大，相應的技術(shù)壁壘也更高，通常是 由算法公司或算法很強的硬件科技公司來(lái)做，車(chē)企難以進(jìn)行自主研發(fā)。 以 Arbe 解決方案為例，軟件算法方面，其推出了首個(gè) 2K 高分辨率 4D 毫米波雷達開(kāi)發(fā)平 臺，Tier 1 和 OEM 廠(chǎng)商可以利用該平臺，進(jìn)行自動(dòng)駕駛感知能力軟件算法的迭代，可提供 實(shí)時(shí)聚類(lèi)、追蹤、自定位、過(guò)濾錯誤警報、實(shí)時(shí)推斷車(chē)速和定位、追蹤/分類(lèi)視野內的物體 并識別其速度、提供自由空間地圖等功能。處理器方面，其在射程和多普勒分辨率方面也 具有一定的優(yōu)勢，可使 4D 毫米波雷達系統提供詳細的圖像，并且能以超高的水平和垂直 分辨率，對較寬視場(chǎng)范圍內的數百個(gè)物體進(jìn)行分離、識別和追蹤。還能夠以低虛警的方式 繪制靜止物體地圖，使 Tier-1 和 OEM 能夠確保下一代汽車(chē)的真正安全。

4.1. 產(chǎn)業(yè)鏈：上游 PCB&芯片升級共同為 T1 及主機廠(chǎng)貢獻價(jià)值增量

4D 毫米波雷達產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三部分：上游包括射頻 MMIC 芯片(硬件核心)、高頻 PCB、 處理芯片以及后端算法等相關(guān)企業(yè)，中游包括成品 4D 毫米波雷達的生產(chǎn)企業(yè)，下游則為 主機廠(chǎng)。 上游芯片：上游芯片主要包括射頻芯片和處理器，也可能是將二者集成的專(zhuān)用芯片，主要 企業(yè)包括德州儀器、賽靈思、恩智浦等。國內方面，加特蘭是 CMOS 工藝毫米波雷達芯片 開(kāi)發(fā)與設計的領(lǐng)導者。 上游 PCB 環(huán)節：PCB 材料是雷達傳感器設計的關(guān)鍵器件，對于毫米波雷達傳感器的不同 PCB 設計都需要使用超低損耗的 PCB 材料，從而降低電路損耗，增大天線(xiàn)的輻射。主要企 業(yè)包括 Rogers、Isola、松下以及國內的滬電股份、生益電子等。 中游 4D 毫米波雷達供應商環(huán)節：國外主要為大陸、采埃孚、安波福等傳統 Tier 1，Waymo、 Mobileye 等科技巨頭，和 Arbe、傲酷等初創(chuàng )公司。國內方面包括華為公司、森思泰克、 華域汽車(chē)、納瓦電子、幾何伙伴等。

4.2. 價(jià)值量拆解：射頻前端 MMIC 為核心組成，價(jià)值量全面提升

從毫米波雷達價(jià)值量占比來(lái)看，從高到低依次為軟件算法、射頻前端 MMIC、信號處理芯 片和 PCB。 算法：50% 國內雷達算法測量精度和范圍具有一定局限性，而國外算法受專(zhuān)利保護，價(jià)格 非常昂貴，成本占比約 50%。 射頻前端 MMIC：25% 包括****機、接收機及信號處理器，****機用于生成射頻信號，接 收機將射頻信號轉換為低頻信號，信號處理器從低頻信號中提取距離、速度、方位等信息， 成本占比約 25%。 高頻 PCB：10% 包括接收天線(xiàn)和****天線(xiàn)，負責電信號與毫米波信號之間的轉換，成本占 比約 10%。毫米波雷達天線(xiàn)的主流方案是微帶陣列，簡(jiǎn)單說(shuō)將高頻 PCB 板集成在普通的 PCB 基板上實(shí)現天線(xiàn)的功能，需要在較小的集成空間中保持天線(xiàn)足夠的信號強度。77Ghz 雷達 更高規格的高頻 PCB 板，77GHz 雷達的大范圍運用將帶來(lái)相應高頻 PCB 板的需求。 信號處理芯片：10% 包含 DPS、FPGA 等 MCU，主要是用于集成不同算法，成本占比約 10% 當前 4D 毫米波雷達單顆價(jià)值量預計由 70-80 美元提升至 150-250 美元。相對傳統毫米波 雷達，4D 毫米波雷達的主流技術(shù)方案收發(fā)器增多、天線(xiàn) MIMO 增加、算力要求高，77Ghz 雷達催化更高規格的高頻 PCB 板需求，帶來(lái)了各核心組成部分價(jià)值量的提升。

4.3. 空間測算：預計 2030 年全球市場(chǎng)規模超 160 億美元

全球市場(chǎng)來(lái)看，毫米波雷達或為規模最大，增速最快的車(chē)用傳感器市場(chǎng)。根據 Arbe，到 2025 年，自動(dòng)駕駛的毫米波雷達市場(chǎng)規模預計將達到 110 億美元，2020-2025CAGR 達 21%， 攝像頭的 CAGR 為 8%，對應市場(chǎng)規模為 60 億美元。

中國市場(chǎng)來(lái)看，蓋世汽車(chē)研究院預測，伴隨著(zhù)自動(dòng)駕駛的逐步滲透，預計到 2025 年車(chē)載 毫米波雷達市場(chǎng)規模將達到 263 億元，4D 毫米波雷達是重要增長(cháng)驅動(dòng)力。根據 Yole Développement 預測，4D 毫米波雷達將首先出現在豪華轎車(chē)和自動(dòng)駕駛出租車(chē)上，這會(huì ) 帶來(lái) 5.5 億美元以上的投資，并在 2020 年至 2025 年間以 124%的復合年增長(cháng)率(CAGR)增長(cháng)。 據賽博汽車(chē)公眾號報道，2022 年是毫米波雷達國產(chǎn)化替代窗口期的第一年，楚詠焱預測， “2023 年將是爆發(fā)式增長(cháng)的一年”。

全球 4D 毫米波雷達市場(chǎng)測算關(guān)鍵假設：

1）汽車(chē)銷(xiāo)量：根據中國汽車(chē)流通協(xié)會(huì )預測 2020-2025 中國乘用車(chē)銷(xiāo)量 CAGR 為 4.13%， 2025-2035CAGR 為 2.92%，我們預計 2025/2030 年乘用車(chē)銷(xiāo)量分別為 2323/2683 萬(wàn)臺。根 據蓋世汽車(chē)社區，2021 年度中國乘用車(chē)銷(xiāo)量達 2148.2 萬(wàn)臺，根據車(chē)家號，2021 年度全球 乘用車(chē)銷(xiāo)量達 8105 萬(wàn)臺，大約為國內 4 倍水平，故我們預計 2025/2030 年全球乘用車(chē)銷(xiāo) 量分別為 8759/10115 萬(wàn)臺。

2）智能汽車(chē)滲透率：根據 IHS Markit，中國 2025 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲 透率分別達 31.4%、23.5%、35.1%、8.5%、1.5%，中國 2030 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng) 駕駛滲透率分別達 7%、11%、51%、20%、11%。我們認為中國自動(dòng)駕駛發(fā)展速度大致與全 球水平一致，故預計全球 2025 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲透率分別達 31.4%、 23.5%、35.1%、8.5%、1.5%。2030 年 L0、L1、L2、L3、L4/L5 自動(dòng)駕駛滲透率分別達 7%、 11%、51%、20%、11%。

3）4D 毫米波雷達滲透率：我們認為 4D 毫米波雷達將按照從高端/商用車(chē)型向中低端車(chē)型、 先前向后角向的順序滲透，預測 2023/2025/2030 4D 前向毫米波雷達滲透率分別達到 4%/20%/80%，角向毫米波雷達滲透率分別達到 1%/5%/50%。

4）價(jià)格****：①我們認為伴隨以 Arbe、Mobileye 廠(chǎng)商為代表的芯片集成方案供應商產(chǎn)品 量產(chǎn)上車(chē)，4D 毫米波雷達成本將大幅下探。根據 Arbe 官網(wǎng)，其預計 2024/2025 年產(chǎn)品銷(xiāo) 量將達 129.6 萬(wàn)個(gè)/280.9 萬(wàn)個(gè)，Mobileye 預計其產(chǎn)品 2025 年預計能夠量產(chǎn)。②復盤(pán)傳統 毫米波雷達價(jià)格****，伴隨工藝迭代產(chǎn)品價(jià)格下降顯著(zhù)，預計伴隨 4D 毫米波雷達遵循同 樣邏輯價(jià)格下降。結合上述原因以及 Arbe 公司對 4D 毫米波雷達產(chǎn)品降價(jià)趨勢的預測，我 們預測 2023/2025/2030 年價(jià)格將分別下降 20%、12%、2%。

5）毫米波雷達 BOM 拆分：根據蓋世汽車(chē)，毫米波雷達射頻部分占比約 45%，其中 MMIC （25%）、PCB（10%）、信號處理芯片（10%），后端算法占比達 50%。

結論：根據我們測算，2023/2025/2030 年全球車(chē)載 4D 毫米波雷達市場(chǎng)規模分別達 31762/159300/1615627 萬(wàn)美元，即 3.18/15.93/161.56 億美元。對應射頻芯片市場(chǎng)規模分 別達 14293/71685/727032 萬(wàn)美元，對應后端算法市場(chǎng)規模分別達 15881/79650/807814萬(wàn)美元。

5.1. 國際廠(chǎng)商：4D 技術(shù)推動(dòng)下國際競爭格局或迎來(lái)重塑

5.1.1. 整機/整機方案供應商：新進(jìn)入廠(chǎng)商或將換道超車(chē)

傳統毫米波雷達市場(chǎng)集中度較高，傳統 Tier 1 廠(chǎng)商幾乎壟斷市場(chǎng)，在 4D 產(chǎn)品方面布局較 快。從傳統毫米波雷達的競爭格局來(lái)看，截至 2022 年底，TOP3 分別是博世、大陸、安波 福，CR3 達 67.1%，CR6 達 94.9%。大陸、采埃孚、安波福三家均有產(chǎn)品在 2021 和 2022 這 兩年實(shí)現量產(chǎn)。

技術(shù)革新下的產(chǎn)品能力或成為核心競爭力，4D 毫米波雷達的市場(chǎng)競爭者主要有三大類(lèi)。 有大陸、采埃孚、安波福等傳統 Tier 1，有 Waymo、Mobileye 及華為等科技巨頭，還有 Arbe、傲酷、森思泰克、納瓦電子、幾何伙伴等諸多初創(chuàng )公司。從產(chǎn)品角度看，高分辨率 雷達的 2025 年自動(dòng)駕駛車(chē)用市場(chǎng)規模為 20 億美元，市場(chǎng)競爭要相對 4D 毫米波雷達更激 烈（參與者更多、市場(chǎng)空間更?。?，同時(shí)，高清成像提升了對視覺(jué)處理器的要求，英偉達、 Mobileye 和 Ambarella 為三個(gè)主要頭部競爭者。

Arbe 超大陣列+專(zhuān)用處理器方案在通道性能和量產(chǎn)成本方面領(lǐng)先，贏(yíng)得換道超車(chē)機遇。從 產(chǎn)品通道數來(lái)看，Arbe 和 Mobileye 產(chǎn)品有最大通道數，進(jìn)而展現出更好的 4D 產(chǎn)品性能。 處理器方面，Arbe 和 UHNDER 均為專(zhuān)用處理器方案，故整車(chē)廠(chǎng)對其價(jià)格有較高的接受程 度。綜合來(lái)看，Arbe48*48 超大陣列方案在大幅提升了產(chǎn)品性?xún)r(jià)比，同時(shí)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用處理 器具有較強的數據處理能力。

Arbe 公司總結：專(zhuān)注于超高性?xún)r(jià)比 4D 毫米波雷達產(chǎn)品的初創(chuàng )公司

我們對 Arbe 公司的高管背景、發(fā)展歷程、經(jīng)營(yíng)預期進(jìn)行了復盤(pán)。公司具有行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn) 品競爭優(yōu)勢，和較強的業(yè)績(jì)表現。認為主要因其（1）管理團隊背景豐富，為其專(zhuān)用射頻 芯片和處理器芯片研發(fā)、產(chǎn)品銷(xiāo)售提供較強支持。公司多個(gè)管理層來(lái)自 DSP、微軟、TI 等， 具備全面豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗。（2）持續長(cháng)期的研發(fā)投入和市場(chǎng)開(kāi)拓，打造產(chǎn)品競爭力并迅 速向各國 Tier 1 廠(chǎng)商布局推廣。（3）積極進(jìn)行下游拓展非自動(dòng)駕駛領(lǐng)域業(yè)務(wù)并取得訂單。 管理團隊經(jīng)驗豐富，聯(lián)合創(chuàng )始人為公司 CEO。公司多個(gè)管理層來(lái)自 DSP、微軟、TI 等，具 備全面豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗。為其專(zhuān)用射頻芯片和處理器芯片研發(fā)、產(chǎn)品銷(xiāo)售提供較強支持。

從公司發(fā)展歷程來(lái)看，公司成立以來(lái)技術(shù)路線(xiàn)明確、注重產(chǎn)業(yè)鏈上下游的開(kāi)拓。2015 年 成立以來(lái)，分別順利經(jīng)歷了產(chǎn)品送樣、訂單接受和訂單交付（合作整車(chē)廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)）。期 間不斷擴展與各國 T1 供應商的合作，上游 global foundries 保證穩定供應。下游向農業(yè)、 卡車(chē)、港口運輸等領(lǐng)域拓展。

下游應用蓬勃發(fā)展+持續高研發(fā)投入支持公司業(yè)績(jì)高增和遠期業(yè)績(jì)放量。Arbe2021 年實(shí)現 營(yíng)業(yè)收入 2.249 百萬(wàn)美元，同比+577%。2020 及 2021 年公司研發(fā)投入分別為 12.794 百萬(wàn) 美元和 28.564 百萬(wàn)美元，遠超其營(yíng)收水平。其預計至 2025 年，公司將實(shí)現營(yíng)收 321 百萬(wàn) 美元，其中汽車(chē)和機器人/地面自動(dòng)車(chē)輛/工業(yè)和非汽車(chē)業(yè)分別占比 63%/31%/6%。

5.1.2. 射頻&處理器芯片：芯片設計方案因算法訴求走向分化

雷達芯片作為毫米波雷達核心器件，一般主要分為射頻的****、接收芯片和基帶處理芯片。 雷達芯片在雷達中屬于上游技術(shù)，行業(yè)集中度較高，有英飛凌、恩智浦、飛思卡爾、意法 半導體、德州儀器等芯片巨頭參與市場(chǎng)競爭。 目前汽車(chē)毫米波雷達行業(yè)按芯片種類(lèi)可分為 DSP 路線(xiàn)和 FPGA 路線(xiàn)兩種，FPGA 方案衍生 于高算力驗證訴求。DSP 路線(xiàn)的代表廠(chǎng)商是 TI、恩智浦，FPGA 路線(xiàn)代表廠(chǎng)商是賽靈思。 當毫米波雷達從 3D 轉為 4D 后，射頻前段后的數字信號處理部分算力需求大大增加，導致 原本用 DSP 方案算力不夠。這種情況下，雷達廠(chǎng)商為了快速進(jìn)行算法驗證，就會(huì )選擇在 FPGA 芯片來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而 FPGA 的算力可以支持 4D 毫米波雷達的量產(chǎn)。例如德國大陸最 早選用 NXP 芯片，算力不夠轉為賽靈思的 FPGA。由于 ASIC 的算法是固化的，且需要經(jīng) 過(guò)漫長(cháng)研究，FGPA 的窗口期和生命周期會(huì )變得更長(cháng)。短時(shí)間內 ASIC 可能無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的 差異化需求。

德州儀器：提供軟硬件一站式解決方案便利后續開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品集成度持續提升。公司芯片設 計從提高角分辨率，增加天線(xiàn)數量的核心要求出發(fā)，于 2018 年推出基于 AWR2243 FMCW （調頻連續波）單芯片收發(fā)器的4片級聯(lián)4D毫米波雷達全套設計方案。采用45nm RFCMOS工藝，能夠在 76 至 81 GHz 頻段內工作，該器件以極小的尺寸實(shí)現高度集成，探測距離＞ 220 米，可區分附近的大小目標。 德州儀器提供收一站式發(fā)器平臺解決方案包，如參考硬件設計、軟件驅動(dòng)程序、示例配置、 API 指南和用戶(hù)文檔等，同時(shí)提供片級聯(lián)方案，能大大降低開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)因打造了集成 度更高的天線(xiàn)片上集成（AoP）芯片，極大降低了用戶(hù)的開(kāi)發(fā)成本。華為、蘇州豪米波等 國內外多個(gè)毫米波雷達企業(yè)均基于該芯片開(kāi)發(fā)各自的 4D 毫米波雷達。 恩智浦：公司有豐富的芯片處理器芯片矩陣，保證雷達近、中、遠距離探測以支持 ADAS 系統。2022 年初發(fā)布的處理器 S32R45 可以一直擴展到第五級的自動(dòng)駕駛技術(shù)，2021 年末 推出的 S32R41 也能夠支持 L2+先進(jìn)的傳感器 4D 毫米波雷達。有了這些芯片組，還有毫米 波 S32R45 和 S32R41 的處理器，保證了恩智浦雷達的性能。目前恩智浦的雷達產(chǎn)品，既可 以做近距離的環(huán)境測繪，又可以做中距離的檢測。不僅可以感知環(huán)境當中的汽車(chē)，也可以 感知 150 米以外的自行車(chē)或摩托車(chē)，甚至 300 米以外出現了別的車(chē)輛落下的貨物也能夠及 時(shí)感知。

英飛凌：車(chē)用 77GHz 雷達芯片市占率 2/3，4D 毫米波雷達進(jìn)展略為緩慢。英飛凌 2020 年 初，英飛凌宣布與美國傲酷合作，進(jìn)入車(chē)規級 4D 毫米波雷達市場(chǎng)；同年 7 月，在英飛凌 汽車(chē)電子開(kāi)發(fā)者大會(huì )上，英飛凌繼續表示，下一步會(huì )推出點(diǎn)云成像毫米波雷達芯片。其推 出的 RXS816xPL 系列芯片可滿(mǎn)足 4D 毫米波雷達需求，支持在單個(gè)設備中執行雷達前端的 所有功能，從 FMCW 信號調理到生成數字接收數據輸出；滿(mǎn)足了從 AEB 到自動(dòng)駕駛中的 高分辨率雷達等關(guān)鍵型應用的 77-79 GHz 雷達的需求；能夠探測和識別 300 米范圍內的物 體。

賽靈思：ARM Cortex-A53 處理子系統和 UltraScale +可編程邏輯，是業(yè)界唯一單芯片自適 應射頻平臺。公司 2019 年初推出 Zynq UltraScale+ RFSoC 系列 FPGA。后續第二、三代 Zynq UltraScale+ RFSoC 具有更高的射頻性能及更強的可擴展能力，分別最高支持到 5GHz 和 6GHz，從而滿(mǎn)足新—代 5G 部署的關(guān)鍵需求。同時(shí)，還可支持針對采樣率高達 5GS/S 的 14 位模數轉換器（ADC）和 10GS/S 的 14 位數模轉換器（DAC）進(jìn)行直接 RF 采樣，二者的 模擬帶寬均高達 6GHz，具有低時(shí)延優(yōu)勢。 此外，Arbe 的專(zhuān)用芯片通過(guò)將多發(fā)多收天線(xiàn)集成在一顆芯片中，形成 ASIC 芯片來(lái)實(shí)現增 加天線(xiàn)數、提高分辨率。為匹配 2300 通道信號處理需求，處理器芯片也專(zhuān)用處理器方案。 大大提升了算力和算法支撐。

5.1.3. PCB 材料：廣泛布局支持車(chē)規應用

Rogers（羅杰斯）：羅杰斯是世界領(lǐng)先的材料供應商，高頻 PCB 業(yè)務(wù)涉及全球毫米波廠(chǎng)商。 在汽車(chē)應用領(lǐng)域，其提供了高性能電路層壓板材料，包括各種電力電子的電路材料、射頻 （RF）與毫米波電路材料，幫助汽車(chē)電子系統的設計者進(jìn)入高級駕駛輔助系統（ADAS） 安全和車(chē)對車(chē)（V2X）通信系統的快車(chē)道。此外，根據美國 Prismark 2021 年全球覆銅板相 關(guān)統計，高頻 CCL 領(lǐng)域，羅杰斯以 55%的占比位列全球排名第一，且其高頻 PCB 業(yè)務(wù)涉及 全球毫米波雷達廠(chǎng)商，其中代表性產(chǎn)品有 RO3003G2 高頻陶瓷填充 PTFE 層壓板、RO4830 熱固性層壓板等。

Isola（伊索拉）：Isola 為汽車(chē)和運輸行業(yè) PCB 設計提供了可靠且高性?xún)r(jià)比的材料。Isola 開(kāi)發(fā)了工程師所需的具有卓越熱耐久性的材料，通過(guò)專(zhuān)利填料技術(shù)，在工作溫度和熱循環(huán) 性能方面滿(mǎn)足或超過(guò)最苛刻的客戶(hù)要求。同時(shí) Isola 成功開(kāi)發(fā)出極具成本效益的 PTFE 和其 他商用微波層壓材料的替代品，應用于先進(jìn)的汽車(chē)和運輸安全和駕駛員輔助系統。

松下：松下在高速覆銅板領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位，客戶(hù)群體龐大。根據美國 Prismark 2021 年 全球覆銅板相關(guān)統計，在高速 CCL 領(lǐng)域，松下電工以 35%的占比位列全球排名第一。其推 出的“無(wú)鹵素超低傳輸損耗多層基板材料”，適用于毫米波段天線(xiàn)，面向車(chē)載毫米波雷達 和 5G 無(wú)線(xiàn)通信****，已于 2021 年量產(chǎn)，同時(shí)作為芯板的覆銅層壓板（R-5515）也已列 為系列產(chǎn)品，可根據設計需求分別使用?？蛻?hù)方面，公司合作對象包括森思泰克、天馬、 華聯(lián)電子、鳳凰光學(xué)、京東方等。

5.2. 國內廠(chǎng)商：預計新產(chǎn)品供應/研發(fā)進(jìn)展順利，深度受益國際合作

5.2.1. 整機/整機方案供應商：多家已發(fā)布機型/取得訂單

我們看好國內毫米雷達波廠(chǎng)商依托原有技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)合作，有望深度受益產(chǎn)品迭代下成 本降低和量產(chǎn)趨勢。從國內公司行業(yè)進(jìn)展來(lái)看，其多已發(fā)布 4D 毫米波雷達樣機并與國內 車(chē)企達成合作。主要整機廠(chǎng)商包括經(jīng)緯恒潤（Arbe 合作協(xié)議），威孚高科（Arbe 合作協(xié) 議），楚航科技（國產(chǎn)初創(chuàng )公司），聯(lián)合光電（4D 毫米波雷達研發(fā)中）。

經(jīng)緯恒潤：是中國領(lǐng)先的高級駕駛輔助系統一級供應商。2022 年其被山東日照港選中，將 向其提供基于 Arbe 芯片組的感知雷達。該雷達已經(jīng)部署在中國一汽的卡車(chē)以及無(wú)人搬運 車(chē)上，為車(chē)輛提供了自動(dòng)駕駛能力、高級感知和真正的安全性。首批搭載 Arbe 芯片組的 卡車(chē)將在山東日照港開(kāi)始運營(yíng)，未來(lái)預計會(huì )拓展至更多港口。 威孚高科：中國汽車(chē)市場(chǎng)的知名生產(chǎn)廠(chǎng)商，是中國汽車(chē)零部件三十強企業(yè)?；?Arbe 芯 片組制造的完整系統進(jìn)入測試送樣階段，交付后將進(jìn)行道路測試。計劃于 2022 年底實(shí)現 全面量產(chǎn)。威孚高科是 Arbe 在中國的合作企業(yè)。

聯(lián)合光電：布局全資子公司發(fā)力智能駕駛業(yè)務(wù)，具備 4D 毫米波雷達供應能力。公司于 2019 年成立全資子公司中山聯(lián)合汽車(chē)技術(shù)有限公司，重點(diǎn)開(kāi)拓智能駕駛領(lǐng)域業(yè)務(wù)，專(zhuān)注于該領(lǐng) 域相關(guān)產(chǎn)品（如車(chē)載鏡頭、毫米波雷達及相關(guān)產(chǎn)品、車(chē)內投影及 AR-HUD 相關(guān)產(chǎn)品等） 的研發(fā)、設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等。截至 2023 年初，公司的毫米波雷達及相關(guān)產(chǎn)品、AR-HUD 相關(guān)產(chǎn)品、車(chē)內投影產(chǎn)品已獲得多家新能源汽車(chē)廠(chǎng)商定點(diǎn)。目前的毫米波雷達產(chǎn)品品種有 角雷達、車(chē)路協(xié)調雷達、車(chē)內生命體征探測雷達、4D 毫米波雷達等。 楚航科技第六代雷達方案已經(jīng)成形，預計 2025 年左右落地，在第六代雷達的研發(fā)布局上， 楚航科技與華為是國內唯二兩家走在前面的企業(yè)。產(chǎn)品發(fā)展趨勢上看，第六代雷達迭代的 主要方向是縮小體積、降低成本，以及提升性能。在下一代產(chǎn)品上，楚航科技會(huì )與合作方 做芯片定制化開(kāi)發(fā)。 華域汽車(chē)是市場(chǎng)上最早一批可量產(chǎn)的成像雷達的公司之一。公司 4D 成像毫米波雷達實(shí)現 對友道智途相關(guān)項目的小批量供貨。正在基于恩智浦 S32R45 平臺開(kāi)發(fā) 4 片 MMIC 級聯(lián) 4D 毫米波雷達，這一雷達可以達到 350 米的距離，水平和俯仰實(shí)現 1 度和 2 度的分辨率，FOV 可以進(jìn)一步擴展到正負 75 度，盲區可以進(jìn)一步縮小。

5.2.2. 射頻&處理器芯片：加特蘭設計領(lǐng)先

加特蘭：公司于 2022 年末發(fā)布毫米波雷達 SoC 芯片全新系列產(chǎn)品——Alps-Pro 與 Andes， 其中 Andes 支持 4D 毫米波雷達應用。 Alps-Pro 芯片具有更高性能、高可靠性、高性?xún)r(jià)比特點(diǎn)。芯片集成了 4T4R、76–81 GHz 的 FMCW 收發(fā)前端系統、高速 ADC、支持雷達信號全處理流程的基帶加速器、雙核處理 器、網(wǎng)絡(luò )安全引擎，支持 CAN、CAN-FD、100 Mbps 以太網(wǎng)接口，且在 4 發(fā) 4 收占空比 為 50%的情況下，典型功耗僅有 1.8 W。前向雷達可實(shí)現最遠 240 米的探測距離，角度精 度為±0.1°，最高水平分辨率可達到 3°。有著(zhù)更強性能的 Alps-Pro 將更好地滿(mǎn)足 L2+級 智能駕駛的要求。 Andes 芯片采用 22 nm 制程的 4T4R SoC 芯片，多核 CPU，含 DSP（數字信號處理器） 與 RSP（雷達信號處理器）滿(mǎn)足 ASIL-B & AEC-Q100 Grade 1 要求。在功能上，擁有的超 強算力，可實(shí)現高吞吐率的數據處理與高級算法；靈活的架構，可滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)景與波 形需求；便捷的調試，能實(shí)現開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)化；以及頂級的網(wǎng)絡(luò )安全模塊，可適應日益增長(cháng) 的安全需求。

5.2.3. PCB 材料：深耕汽車(chē)業(yè)務(wù)，已步入 4D 供應鏈

滬電股份：滬電股份與國際領(lǐng)先企業(yè)合作，持續深耕 4D 車(chē)載雷達的研發(fā)。其是大陸和博 世的板材供應商，目前已就 24GHz 和 77GHz 高頻雷達用 PCB 產(chǎn)品與國際頂尖廠(chǎng)商 Schweizer 開(kāi)展合作，且其持有 Schweizer 19.74%股權。汽車(chē)板是公司重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一，占公 司 PCB 營(yíng)收 25%左右，目前主要向 Tier1 類(lèi)汽車(chē)電子廠(chǎng)商提供產(chǎn)品，亦有部分產(chǎn)品直接供 給終端新能源汽車(chē)品牌廠(chǎng)商。在客戶(hù)方面，巨頭云集，包括華為、Tesla、比亞迪、寧德時(shí) 代、中興、諾基亞、愛(ài)立信、微軟、亞馬遜、思科等通訊互聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)巨頭。在具體產(chǎn)品 方面，應用于 4D 車(chē)載雷達、自動(dòng)駕駛域控制器等領(lǐng)域的產(chǎn)品已實(shí)現量產(chǎn)。針對新一代 4D 車(chē)載雷達的垂直互聯(lián)線(xiàn)路板技術(shù)正在研發(fā)。

生益科技（子公司生益電子）：生益科技是國內外眾多著(zhù)名 PCB 廠(chǎng)家的指定供應商，在毫 米波雷達領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。公司是全方位覆蓋的產(chǎn)品戰略，銷(xiāo)售產(chǎn)品 99%由自主研發(fā)， 產(chǎn)品性能達到國際先進(jìn)水平，大部分產(chǎn)品填補了國內空白，是國內外眾多著(zhù)名 PCB 廠(chǎng)家的 指定供應商。根據美國 Prismark 2021 年全球剛性覆銅板統計和排名，公司剛性覆銅板銷(xiāo) 售總額全球排名第二。在客戶(hù)方面，公司主導產(chǎn)品已獲得華為、中興、博世、聯(lián)想、索尼、 飛利浦等國際知名企業(yè)的認證，擁有較大的競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品銷(xiāo)美洲、歐洲、韓國、日本、 東南亞等世界多個(gè)國家和地區。在具體產(chǎn)品方面，其子公司生益電子目前公司已經(jīng)向客戶(hù) 提供包含 4D 毫米波雷達產(chǎn)品在內的多種高級輔助智能駕駛產(chǎn)品，毫米波雷達材料陸續獲 得一些汽車(chē)終端客戶(hù)的材料認證項目認證，且已有一些項目已進(jìn)入小批量量產(chǎn)雷達階段。 未來(lái)，公司將持續加大在汽車(chē)專(zhuān)線(xiàn)的投入，以應對日益增長(cháng)的汽車(chē) PCB 訂單需求。