4D毫米波雷達：成本能到激光雷達1/10、遠期市場(chǎng)450億的智駕感知層技術(shù)路線(xiàn)

填補3D毫米波雷達巨大缺陷的4D毫米波雷達，有望在智駕時(shí)代率先實(shí)現規?；慨a(chǎn)上車(chē)。

01、4D毫米波雷達是什么？

4D毫米波雷達改善了3D毫米波重大缺陷，是智駕感知層技術(shù)路線(xiàn)的一支。

實(shí)現汽車(chē)智能駕駛需要感知層、決策層、執行層三大核心系統的高效配合，其中感知層通過(guò)傳感器探知周?chē)沫h(huán)境，目前市場(chǎng)上主流的汽車(chē)智能駕駛感知系統包括視覺(jué)感知、超聲波感知、毫米波感知、激光感知等技術(shù)路線(xiàn)。

分支毫米波雷達是通過(guò)天線(xiàn)****調頻連續波（FMCW），利用反射回波與****波的時(shí)間差可計算出目標距離。此外，毫米波雷達可也基于多普勒原理，通過(guò)****與反射信號的頻率差異可以精確測量目標相對于雷達的運動(dòng)速度，進(jìn)一步通過(guò)多目標檢測與跟蹤算法實(shí)現多目標分離與跟蹤。

多普勒效應示意圖 資料來(lái)源：中國科普博覽網(wǎng)

目前主流毫米波雷達主要功能為測角、測距與測速，故也稱(chēng)之為3D毫米波雷達。此前特斯拉Auto Pilot就是由3D毫米波提供運算支持，但是3D毫米波雷達固有的缺陷為無(wú)法測量物體高度，從而使其不能識別前方靜止物體是否會(huì )對車(chē)輛通行產(chǎn)生影響。

除此之外，3D毫米波雷達另一個(gè)缺陷是信噪比太低，存在大量誤測。當視覺(jué)感知結果與3D毫米波雷達的結果發(fā)生沖突的時(shí)候，通常會(huì )屏蔽掉后者，這或是特斯拉Auto Pilot出現多次事故的原因。2021年5月，特斯拉宣布為北美市場(chǎng)制造的Model 3和Model Y將不配備毫米波雷達，Auto Pilot將由攝像頭系統提供運算支持。

4D毫米波雷達相比傳統雷達，增加了俯仰角的測量信息，并且角度分辨率可達到亞度（<1°）級別，能夠通過(guò)輸出大量的測量點(diǎn)清晰地呈現出目標障礙物的輪廓。4D成像雷達也能通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，根據呈現的點(diǎn)云圖像信息，對道路的使用者和障礙物進(jìn)行目標檢測及分類(lèi)，可在最遠300m處檢測、區分、追蹤多個(gè)靜止和移動(dòng)的目標。此外，4D成像雷達在前前車(chē)剎車(chē)，防止連續追尾以及大光比、惡劣天氣等場(chǎng)景下能夠保持較好的性能。

資料來(lái)源：NXP官網(wǎng)

02、為什么要關(guān)注它？

相較于激光雷達，4D毫米波雷達也擁有不可替代的優(yōu)勢，加之成本優(yōu)勢，是有望率先實(shí)現規?；慨a(chǎn)上車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)。

雖然在點(diǎn)云密度與質(zhì)量方面，4D毫米波無(wú)法與可達到幾十萬(wàn)甚至百萬(wàn)點(diǎn)云密度的高線(xiàn)數激光雷達相提并論，其短期難以做到1°以下的角度分辨率，也無(wú)法比擬百線(xiàn)激光雷達水平與垂直角度分辨率可達到的0.1-0.2°。

但其未來(lái)在分辨率上或可逼近16-64線(xiàn)的激光雷達，而且與攝像頭和激光雷達相比，毫米波雷達受天氣影響較小，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；同時(shí)，4D毫米波雷達能夠穿過(guò)前方障礙物探測到激光雷達無(wú)法探測到的前前方障礙物；最關(guān)鍵的是，4D毫米波雷達擁有很大的成本優(yōu)勢，根據與非研究院披露的信息，激光雷達成本價(jià)格在1000美元左右，而4D毫米波雷達成本可以達到約為激光雷達的1/10。

資料來(lái)源：飛凡官網(wǎng)、鳳凰網(wǎng)

基于毫米波雷達、激光雷達有各自不可替代的優(yōu)勢，因此兩者未來(lái)有更有可能是互補關(guān)系，目前特斯拉Hardware4.0或將搭載4D毫米波雷達，上汽飛凡、深藍SL03都已搭載4D毫米波雷達。

并且短期考慮低階輔助駕駛對傳感器性能的要求較低、主機廠(chǎng)的降本壓力較大，4D毫米波雷達或將率先實(shí)現規?；慨a(chǎn)上車(chē)。

03、市場(chǎng)有多大？

近年來(lái)，汽車(chē)智能化發(fā)展改革不斷推進(jìn)，毫米波雷達已廣泛應用于汽車(chē)的ADAS系統。根據智研咨詢(xún)的數據，2021年我國毫米波雷達出貨量已達2000萬(wàn)顆，同比增幅超40%。市場(chǎng)規模方面，我國毫米波雷達市場(chǎng)規模由2018年的31億元增加至2021年的69億元，其中汽車(chē)領(lǐng)域市場(chǎng)規模為56億元。

隨著(zhù)自動(dòng)駕駛級別的提高，4D成像雷達將在各級別自動(dòng)駕駛方案中均得到更多應用。根據Arbe的預測，4D毫米波雷達將于2024年在歐洲與北美市場(chǎng)L1-L4級別自動(dòng)駕駛車(chē)型中開(kāi)始列裝。市場(chǎng)規模方面，根據Yole預測，4D毫米波雷達2021年-2027年復合增長(cháng)率將達到48%，而4D成像雷達CARG將達到109%。

中國市場(chǎng)方面，根據高工智能汽車(chē)研究院預測，2023年中國乘用車(chē)前裝市場(chǎng)4D成像雷達的搭載量有望突破百萬(wàn)顆，到2025年4D成像雷達占全部前向毫米波雷達的比重有望超過(guò)40%。

德邦研究所測算，以4D前向雷達采用四級聯(lián)方案，4D角雷達采用單芯片方案，價(jià)格給予5%年降為前提。毫米波雷達配置方案方面，參考ittbank披露的信息，L1等級的車(chē)將配備1個(gè)4D毫米波前向雷達，L2等級的車(chē)將配備1個(gè)4D毫米波前向雷達與兩個(gè)4D角雷達，L3及以上選擇配備1個(gè)4D毫米波前向雷達與6個(gè)4D角雷達的方案，推算出到2026年，國內4D毫米波雷達市場(chǎng)規模有望達到87.5億元左右。

國內4D毫米波雷達市場(chǎng)預測 資料來(lái)源：佐思汽研、太平洋汽車(chē)、焉知汽車(chē)公眾號等，德邦研究所

華泰研究則認為，預計2022-2030年中國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的CAGR為20%；整體汽車(chē)銷(xiāo)量的CAGR為2%，維持低個(gè)位數增長(cháng)。同時(shí)，乘用車(chē)L2級輔助駕駛將成為標配，L2級別智能駕駛滲透率將由2021年的28.4%上升至2030年的59.9%，L3及以上級別智能駕駛取得一定的突破。受汽車(chē)智能化趨勢的影響，2030年中國4D毫米波雷達市場(chǎng)規模有望達到449億元。

04、相關(guān)企業(yè)有哪些？

毫米波雷達硬件成本結構主要為算法+射頻前端+信號處理芯片+高頻PCB板，其中算法成本占比約為50%，射頻成本占比約為25%，信號處理芯片成本占比約為10%，高頻PCB板成本占比約為10%。

毫米波雷達結構 資料來(lái)源：焉知汽車(chē)公眾號、ittbank

目前國內上市企業(yè)中，碩貝德是一家專(zhuān)業(yè)從事移動(dòng)通信行業(yè)，以無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)為核心的高新技術(shù)企業(yè)，公司布局了4D毫米波雷達波導天線(xiàn)產(chǎn)品，并且該產(chǎn)品已于2022年獲得客戶(hù)認證，開(kāi)始小批量階段，公司有望持續受益于汽車(chē)智能化浪潮催動(dòng)下4D毫米波雷達市場(chǎng)的持續擴容。

生益科技是國內覆銅板龍頭，深度布局了毫米波雷達PCB材料，在毫米波雷達方面，公司已擁有適用于77Ghz汽車(chē)毫米波雷達的PTFE類(lèi)型產(chǎn)品mmWave77和PPO體系的mmWaveG材料，目前公司下屬控股的生益電子已向客戶(hù)提供包含4D雷達產(chǎn)品在內的多種高級輔助智能駕駛PCB產(chǎn)品。

世運電路也是國內PCB行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)之一，在新能源領(lǐng)域經(jīng)過(guò)多年布局，目前已實(shí)現對特斯拉、寶馬、大眾、保時(shí)捷、小鵬、奔馳等多家品牌新能源汽車(chē)的供貨。目前包含高頻高速汽車(chē)遠程雷達PCB、汽車(chē)輔助駕駛和自動(dòng)駕駛77GHz毫米波雷達和4D高精度毫米波雷達PCB在內的部分新產(chǎn)品已處于打樣或小批量供貨階段。

PCB領(lǐng)域內還有滬電股份，其應用于4D車(chē)載雷達，自動(dòng)駕駛域控制器，智能座艙域控制器，車(chē)載網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域的產(chǎn)品已實(shí)現量產(chǎn)，公司汽車(chē)PCB業(yè)務(wù)下游客戶(hù)包括博世、大陸、特斯拉等。

汽車(chē)電子龍頭企業(yè)經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的4D毫米波成像雷達通過(guò)擴展MIMO體制的****和接收通道數，構建了48路****和48路接收通道，大大提升雷達信息獲取能力，雷達探測距離達到350m，可實(shí)現方位向1°和俯仰向1.5°的真實(shí)孔徑分辨率。此外，根據Arbe公開(kāi)信息，經(jīng)緯恒潤于2022年向Arbe定購了34萬(wàn)個(gè)雷達芯片組，供2023年和2024年的項目應用。

威孚高科于2021年已在國內成立了雷達制造廠(chǎng)，基于A(yíng)rbe的技術(shù)和OEM客戶(hù)的個(gè)性化需求開(kāi)發(fā)雷達系統。目前公司4D毫米波雷達產(chǎn)品目前處于技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應用快速發(fā)展階段，已獲取市場(chǎng)干線(xiàn)物流定點(diǎn)項目，正積極尋求項目合作。

從事光學(xué)鏡頭、光學(xué)元器件研發(fā)的聯(lián)合光電主要產(chǎn)品包括車(chē)載鏡頭、毫米波雷達、AR-HUD相關(guān)產(chǎn)品等，已獲得比亞迪、蔚來(lái)、吉麥、江淮等多家汽車(chē)廠(chǎng)商定點(diǎn)。目前公司已儲備了4D毫米波雷達的相關(guān)技術(shù)，現取得一定的研發(fā)成果并出樣品，現處于持續研發(fā)和業(yè)務(wù)拓展過(guò)程中。

此外還有華域汽車(chē)，其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；保隆科技2021年底開(kāi)始布局4D毫米波雷達研發(fā)，目前現在還處于優(yōu)化調試階段；長(cháng)電科技面向客戶(hù)提供4D毫米波雷達先進(jìn)封裝量產(chǎn)解決方案。