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自動駕駛感測器方案全解析

來源:內容來自「 東方證券」,謝謝。

自動駕駛汽車作為汽車未來的重要發展方向,成為汽車零部件產業鏈的重要增長點。國內外的汽車零部件供應商積極布局自動駕駛感測器領域,在車載攝像頭、毫米波雷達和激光雷達三大核心部件,以及產業鏈上下游的拓展為零部件供應商帶來增長機遇。

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分析師:姜雪晴

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國內外部分綜合實力較強的汽車零部件公司在自動駕駛汽車感測器上進行多產品布局,可以為下遊客戶提供綜合性的自動駕駛解決方案,形成較強的競爭力。

這些公司包括國外的博世、大陸集團、法雷奧、海拉、德爾福、富士通天、奧托立夫等公司和國內的德賽西威、華域汽車和保隆科技等公司。

國際公司中,博世的自動駕駛感測解決方案技術領先,其可以為客戶提供包括近距離攝像頭、多功能立體攝像頭、77/79GHz毫米波雷達等多種產品,同時博世通過投資以及自主開發的方式研製激光雷達產品。

大陸集團是全球排名前五的車載攝像頭模組供應商和排名前三的毫米波雷達供應商,同時其規劃2020年後將實現激光雷達的量產。

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法雷奧是全球排名前三的車載攝像頭模組供應商,其毫米波雷達和激光雷達產品穩步發展,其中和Ibeo合作研製的激光雷達已經量產。此外,海拉、德爾福等公司的自動駕駛感測器業務也穩步發展。

國內公司中,德賽西威2017年實現高清車用攝像頭的量產,毫米波雷達產品將於2019年實現量產。華域汽車前視攝像頭完成綜合工況道路驗證測試,毫米波雷達產品已經實現量產供貨。保隆科技預計將於2019年量產車載攝像頭,其毫米波雷達產品也已發布。

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競爭格局:國際企業領先,國內企業跟進

攝像頭:國際零部件公司市場份額較高

車載攝像頭產業鏈主要涉及上游材料、中游元件和下游產品三個主要環節。上游材料中光學鏡片、濾光片和保護膜等用於製造鏡頭組,晶圓用於製造CMOS晶元和DSP信號處理器;

在中游鏡頭組、CMOS晶元和膠合材料等組裝成模組,並和DSP信號處理器封裝成攝像頭產品。在產業鏈的這一層,上游供應商已經可以向下游整車或一級供應商客戶供應完整的攝像頭產品。

在車載攝像頭產業鏈中,攝像頭和軟體演算法一起,構成車載攝像頭解決方案,應用於自動駕駛汽車中。

車載攝像頭產業鏈較長,上下游擁有眾多環節,每個環節都涉及國內外眾多廠商和公司。

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相較於消費電子等所用的攝像頭,車規級的攝像頭對防震、穩定性、持續聚焦特性、熱補償性、雜光強光抗干擾性等都有較高的要求,因此其模組組裝工藝複雜,技術堡壘較高。

從全球攝像頭供應市場來看,目前國外公司松下、法雷奧、富士通天、大陸、麥格納等廠商佔據較大份額,前五大產商市場份額合計在59%左右,集中度相對較高。

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目前車載攝像頭市場份額較大的公司均是全球領先的一級零部件供應商,下遊客戶基本覆蓋了全球主要的整車公司。

法雷奧的下遊客戶包括大眾、賓士、寶馬、福特、雷諾、馬自達等;大陸集團的客戶包括大眾、福特、通用、馬自達等;富士通天的客戶則以豐田為主;麥格納的客戶群體同樣廣泛,覆蓋歐美和日韓的主要車企;日立則以日本車企為主。

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攝像頭產業鏈競爭格局分析

在車載攝像頭的產業鏈上游中,不同環節的競爭格局也有所不同。

攝像頭鏡頭組:舜宇光學領先在車載攝像頭鏡頭組全球市場,舜宇光學佔據第一的市場份額,2015年的市場份額達到34.1%,2017年市場份額達到39%;跟隨其後的主要產商包括日本世光、日本康達智、富士膠片等。

舜宇光學是全球領先的車載攝像頭供應商。公司於2004年進入車載攝像頭領域,2012年起出貨量開始穩居全球第一位。

舜宇光學的車載攝像頭產品包括前視攝像頭、環視鏡頭、後視鏡頭、內視鏡頭等,其產品具有持續穩定的聚焦特性、良好的熱補償性、高通光性等優良的特性,可以廣泛應用於各種自動駕駛場景。

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舜宇光學車載攝像頭產品下遊客戶廣泛,包括賓士、寶馬、奧迪、豐田、本田、克萊斯勒、福特、通用、大眾和沃爾沃等公司。2018年,舜宇光學車載攝像頭出貨量達到3995萬顆,同比增長25.3%;2013年至2018年年均增速達到40%,增速高於行業平均水平。

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攝像頭COMS感測器:技術含量高,市場高度集中

COMS是一種固體成像感測器,為攝像頭的核心部件。COMS的生產製造技術含量高,從全球市場來看,目前主要被外資企業所佔據。根據YoleDevelopment的數據,2017年車載攝像頭COMS全球市場的前五大供應商分別為安森美半導體、豪威科技、索尼、派視爾和東芝,市場份額合計達到88%,市場高度集中;此外三星和意法半導體緊隨其後。

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安森美半導體目前是車載攝像頭CMOS市場規模佔有率最高的公司,目前其市場佔有率已經超過50%。2013年,安森美收購賽普拉斯CMOS圖像感測器業務部;2014年,安森美先後收購圖像感測器設備製造商TRUESENSE和AptinaImaging兩家公司;這三次收購讓安森美不斷鞏固和加強在車載攝像頭CMOS市場的領先優勢。

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目前,安森美是唯一能夠提供100/200/800萬像素車載攝像頭CMOS組件的製造商。不同像素級別的COMS感測器可以用於不同級別自動駕駛系統,全系列的COMS產品線可以簡化汽車設計,降低製造和維護成本等,這形成安森美的競爭優勢。

安森美的車載攝像頭CMOS產品覆蓋下游絕大部分汽車廠商,此外包括特斯拉、百度等汽車行業新進入公司也成為其客戶。得益於汽車自動駕駛等行業的發展和市場份額的提升,安森美的汽車業務收入近年來快速增長,2018年收入約18.2億美元,同比增長6.0%,2014年至2018年年均增長17%。

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攝像頭視覺識別:Mobileye是領先者

相較於傳統的攝像頭使用場景,車載攝像頭的使用還需要視覺演算法的支持,才能在自動駕駛汽車中應用,因此車載攝像頭產業鏈的下游還包括視覺識別解決方案環節。目前在車載攝像頭視覺識別系統產品領域,以色列公司Mobileye是領先者,其市場份額在70%以上。

Mobileye單目攝像頭解決方案,演算法技術全球領先;同時具備視覺處理晶元EyeQ系列的研發能力。Mobileye的車載攝像頭解決方案已經為沃爾沃、大眾、奧迪、現代、寶馬、日產、標緻、福特等眾多整車廠供貨。

Mobileye營業收入快速增長,從2011年的1917萬美元增長到2016年的3.58億美元,年均增長約80%。Mobileye視覺處理晶元EyeQ在2018年出貨量達到1240萬顆,同比增長42.5%,2014年至2018年出貨量年均增長達到46%。

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攝像頭國內競爭格局:傳統攝像頭公司與零部件公司均布局

目前國內車載攝像頭供應商相較於國外公司整體實力仍較弱。部分非上市公司是車載攝像頭的供應商,其中包括北京經緯恆潤、廣州一谷電子等公司。

這些公司客戶以合資和自主品牌整車廠為主,其中北京經緯恆潤的客戶包括上汽通用、一汽集團、上汽集團、長安汽車、廣汽乘用車等,廣州一谷電子的客戶包括東風日產、廣汽本田、廣汽豐田等。

國內車載攝像頭供應商配套客戶情況

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同時,在消費電子等領域領先的國內攝像頭供應商也開始進入到車載攝像頭的領域,其中包括舜宇光學、歐菲光、晶方科技等上市公司。

從包含消費電子、安防監控等全部應用領域的攝像頭模組組裝出貨情況來看,歐菲光、舜宇光學等公司排名靠前,顯示了其在攝像頭領域的強大競爭力,在進入車載攝像頭領域後,這些公司將成為有力的競爭者。其中,舜宇光學的車載攝像頭模組部分產品2018年已經開始量產。

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從攝像頭的上游產業鏈情況來看,國內公司在鏡頭組領域競爭力較強,但是在CMOS圖像感測器領域的競爭力仍較弱。

鏡頭組是國內企業具備較多優勢的領域,國內市場中,舜宇光學、歐菲科技、光寶科技等國內公司市場份額居前。

2017年國內車載攝像頭市場,舜宇光學的份額約31%左右,是絕對的龍頭,歐菲光和光寶科技的市場份額分別為8%和7%。舜宇光學在國內外市場均佔據了最大的市場份額。

國內企業在車載攝像頭CMOS領域話語權較小,且主要集中在中低端領域。目前國內CMOS產商包括:格科微電子,中國領先的圖像感測器晶元設計公司,但其產品主要是針對消費電子;比亞迪旗下的比亞迪微電子,2015年比亞迪安防類COMS月均出貨量達到2kk/月,車載攝像頭為其下游的主要應用之一;此外,思比科微電子、銳芯微電子等也是國內重要的COMS產商。

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在傳統的攝像頭產業鏈公司之外,國內眾多汽車零部件公司也開始積極布局車載攝像頭領域,上市公司中有德賽西威、華域汽車、保隆科技等。

德賽西威在國內汽車零部件公司中較早布局車載攝像頭領域。2017年,公司投資全自動高清攝像頭生產線,並在國內率先實現了高清車用攝像頭和環視系統的量產。

公司在後視攝像頭、倒車攝像頭、環視系統、自動泊車系統、夜視系統等領域持續投入,發展車載攝像頭技術。例如智能倒車攝像頭(RVC)項目,可以應用於各種涉及攝像頭的駕駛輔助系統;多功能髙清環視平台(AB02A)項目,可以滿足未來3-5年內車廠多功能環視項目的獲取等。

2018年,公司車載攝像頭產品實現量產,包括高清攝像頭、高清環視系統、基於高清環視系統和超聲波雷達融合的全自動泊車系統、駕駛員行為監控和身份識別系統等。

表5:截至2017年公司在研的車載攝像頭相關項目

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華域汽車積極發展車載攝像頭業務。2017年,公司自動泊車系統完成車位掃描、路徑規劃、整車控制、路徑跟隨演算法等開發,前視攝像頭完成綜合工況道路驗證測試。2018年,公司加快360度汽車行駛環境掃描系統等產品的開發和應用,探索建立覆蓋毫米波雷達、攝像頭和數據融合全功能的業務發展平台。

保隆科技也在推進ADAS業務。2017年,公司加大對車載攝像頭的研發投入和市場開拓力度。2019年2月,公司發布了全新汽車動態視覺系列產品,包括動態視覺感測器、雙目前視系統、紅外熱成像夜視儀、駕駛員預警系統、車用人臉識別系統等,預計將在2019年開始批量製造車載攝像頭。

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毫米波雷達:國外零部件公司主導,國內企業逐步量產

毫米波雷達技術壁壘較高,從全球市場情況來看,目前市場份額主要由國外零部件巨頭所佔據。2018年全球毫米波雷達市場前五大供應商分別為博世、大陸、海拉、富士通天、電裝(Denso),合計佔有了68%的市場份額。此外,TRW、德爾福、Autoliv、法雷奧等公司也是重要的毫米波雷達供應商。

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從國外主要毫米波雷達供應商的產品技術參數來看,各公司在毫米波雷達發展上各有不同。

博世的毫米波雷達產品主要以76-77GHz為主,產品技術先進,主要包括MRR(中距離)和LRR(遠距離)兩個系列,其中LLR4產品最大探測距離可以達到250米,在同類產品中處於領先位置。

大陸的毫米波雷達產品全面覆蓋24GHz和77GHz兩個頻率,且以77GHz產品為主,產品類別豐富,包括ARS441、ARS510、SRR520、SRR320等多個系列。大陸ARS441遠程毫米波雷達的最大探測距離可以達到250米,在同類產品中領先。大陸的毫米波雷達產品的探測視角在對比中也較為突出。

海拉同樣也是毫米波雷達的最大的幾家供應商之一,早在2004年,海拉的第一代24GHz毫米波雷達即進行量產。目前海拉的毫米波產品主要以24GHz為主,是市場上的重要生產商。

德爾福公司的毫米波雷達產品也主要以77GHz產品為主,從探測距離上來看主要以中近程為主。

表6:國外主要毫米波雷達供應商的產品技術參數

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博世毫米波雷達博世目前是全球市場中毫米波雷達技術最先進的供應商之一,博世在2013年即推出中距離雷達,截至2016年,博世已經向市場供應了超過一千萬個毫米波雷達。

從博世毫米波雷達的性能參數指標來看,其產品目前處於行業領先的地位。博世最新的第四代遠距離雷達感測器(LLR4)的最大探測距離可以達到250米,最大探測目標數可以達到24個。

LLR4能夠分辨固定障礙物,可以在高速行駛狀態下使用,在選配透鏡或雷達罩加熱功能後可以不受天氣條件影響,同時具有極高的抗震穩固性、安裝便捷性等。LLR4可以應用於預先緊急制動、自適應巡航、交通堵塞輔助、左轉輔助、集成巡航輔助等自動駕駛功能。

博世MMR產品分為中前和中後位置兩個類別,最大探測距離分別為160米和80米,最大探測目標數都可達到32個。中前位置的MMR可以應用於預先緊急制動、自適應巡航、車距指示等自動駕駛功能,中後位置的MMR可以應用於車道變換輔助、後方交叉路口預警等自動駕駛功能。

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從客戶情況來看,博世的毫米波雷達下遊客戶分布廣泛,包括大眾、奧迪、賓士、福特、日產、菲亞特和保時捷等;國內公司中吉利汽車、長安汽車等也是博世的客戶。截至2017年底,國內搭載博世駕駛員輔助系統的自主品牌量產車型已多達30個以上。

從市場份額上來看,2018年,博世在全球毫米波雷達的市場份額為19%,佔據著第一的位置。

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博世根據ADAS自動駕駛等級的需求,目前正在開發全系列的下一代感測器,包括下一代毫米波雷達、下一代前置攝像頭、下一代環視系統以及正在研發的激光雷達。

博世預計2019年將推出第五代毫米波雷達,可以實現遠距離探測,水平視角的增大以及探測精度的進一步提升;2021年,博世將推出配備L3及以上級別自動駕駛的毫米波雷達。

相較於第四代毫米波雷達,第五代毫米波雷達的帶寬將提升50%,同時通過拓展可佔用帶寬獲得更多的反射量,從而實現更精確的環境建模。

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大陸毫米波雷達

大陸集團是全球最大的汽車零部件供應商之一,大陸集團毫米波雷達產品全面覆蓋24GHz和77GHz兩個頻率,產品包括ARS441、ARS510、SRR520、SRR320等多個系列。

大陸集團的ARS441遠程毫米波雷達最大探測距離可以達到250米,在同類產品中處於領先地位。

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大陸集團的毫米波雷達產品可以實現自適應巡航、盲點警告、車道變換輔助、前後交叉交通警報(帶制動裝置)、後碰撞感應、橫向碰撞躲避、堵塞檢測等多種功能,其中自適應巡航功能的最高時速可以達到200公里/小時。

目前,大陸集團的毫米波雷達產品已經發展到第五代,第五代長距離雷達的最大探測距離可以達到300米,第五代近程雷達可以實現精確停車功能,在行業中領先。新一代的感測器還具有模塊化擴展功能,可以迎合整車企業不同的產品要求及電力電子架構。

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從客戶情況來看,大陸集團的下遊客戶包括豐田、福特、通用、大眾、賓士、現代、寶馬、沃爾沃、凱迪拉克等;國內公司中,廣汽集團、東風汽車等也是大陸集團的客戶。

在市場份額上,2018年,大陸集團在全球毫米波雷達的市場份額為16%,佔據著第二的位置,僅次於博世。

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海拉毫米波雷達

德國海拉同樣也是毫米波雷達的最大的幾家供應商之一,早在2005年,海拉的第一代24GHz毫米波雷達即進行量產。

目前海拉是24GHz毫米波雷達的重要生產商,其24GHz毫米波產品最大探測距離可以達到70米,探測視角以達到±82.5°,在同類產品中具有一定的技術優勢。

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海拉的24GHz毫米波產品可以採用低成本的MMIC晶元,尺寸較小因而更容易集成在車身中,可以成熟地批量生產,因此具有較高的性價比。

海拉24GHz雷達的使用範圍也很廣泛,可以用於盲點監測、車道變換輔助、後碰撞預警、後交叉路口交通預警等。

隨著77GHz毫米波雷達的重要性提升,海拉也在這一領域持續推進,其77GHz毫米波雷達的核心射頻晶元是基於RF-CMOS技術和工藝進行開發,在具有射頻收發模塊的基礎上,集成了單片微波集成電路,在技術上具有較大優勢。

海拉的客戶群體廣泛,主要包括奧迪、寶馬、大眾、馬自達、起亞、標緻和沃爾沃等。從市場份額上來看,2018年,海拉在全球毫米波雷達的市場份額為12%,佔據著第三的位置。

富士通天、電裝、德爾福等公司也是毫米波雷達領域重要的供應商。富士通天和電裝毫米波雷達產品主要集中在日本市場,2016年電裝收購富士通天51%的股權,加強駕駛輔助系統的研發。

在2018年的全球毫米波雷達市場中,富士通天和電裝分別以11%和10%的市場份額佔據第四和第五的位置。德爾福的毫米波雷達產品以77GHz為主,產品技術較為領先,其下遊客戶包括通用、福特等。

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國內毫米波雷達:部分企業已量產

車載毫米波雷達未來發展前景良好,國內有眾多公司涉足。

從公司類別來看,國內涉足毫米波雷達領域的公司包括上市公司和非上市公司兩類。

上市公司中部分公司自主研發生產毫米波雷達,包括德賽西威、華域汽車、保隆科技等,另一部分上市公司通過投資收購的方式進入這一領域,包括海康威視、雷科防務等。

非上市公司主要創業公司,國內目前有十幾家較大的毫米波雷達非上市公司,包括北京行易道、安智傑科技等。

從財務實力來看,上市公司經營規模較大,融資便捷,因此研發投入保障充足;非上市公司等通過股權融資的方式募集資金,進行產品研發和市場開拓。

目前較多的非上市毫米波雷達公司均獲得了來自PE/VC的機構的投資,例如北京行易道2017年即獲得國科嘉禾資本和磐古資本的數千萬元級的A輪融資;通過融資,非上市公司也獲得資金投入。

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非上市公司中,目前國內有眾多創業企業參與到毫米雷達波的研製領域,其中較多的公司獲得股權融資,其中北京行易道、深圳安智傑、廈門意行半導體等公司的產品已經獲得訂單或者被國內整車企業所應用。

北京行易道已研發出77GHz汽車雷達以及基於SAR的79GHz汽車雷達,其中77GHz毫米波雷達在北汽無人駕駛汽車上應用。

深圳安智傑2018年獲得達晨財智5000萬元的融資。目前公司已經推出共三款24GHz和三款77GHz毫米波雷達,目前已拿到8家車廠的10餘個項目訂單,其中部分項目計劃在2018年底或2019年初量產上市。

廈門意行半導體2017年獲得中國寶安和北汽產投的A輪融資。公司已經研發基於SiGe工藝24GHzMMIC套片,並被被國內整車廠應用;同時77GHz套片正在開發中。

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此外,其他創業公司還包括上海矽傑微電子、北京木牛科技、深圳承泰科技、長沙莫之比智能等十多家。

從客戶情況來看,國內部分毫米波雷達公司已經實現產品量產並交付下遊客戶。

德賽西威24GHz雷達已經獲得訂單並將於2019年量產,根據披露,其自動駕駛業務客戶有吉利汽車等。華域汽車的24GHz後向毫米雷達波已經實現量產,2018年全年生產1.7萬套,客戶包括上汽榮威等。由海康威視投資的森思泰克的24GHz雷達在獵豹邁途等兩款車型上量產。

雷科防務旗下的理工雷科的77GHz毫米波汽車防撞雷達產品2018年成為百度Apollo生態合作夥伴。行易道的77GHz毫米波雷達已經在北汽無人駕駛汽車上應用,公司計劃在2019年年底給乘用車提供毫米波雷達。

此外,安智傑科技已拿到8家車廠的10餘個項目訂單,其中部分項目計劃在2018年底或2019年初量產上市;廈門意行半導體的基於SiGe工藝的24GHzMMIC套片被國內整車廠應用。

表11:國內毫米波雷達公司客戶情況

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國內主要毫米波雷達公司

華域汽車以毫米波雷達產品為切入點,建立ADAS產品路線圖。2016年,華域汽車完成24GHz後向毫米波雷達的功能樣件開發和77GHz前向毫米波雷達的原理樣機開發,同時進行自主設計的毫米波雷達生產線的安裝調試。

通過在ADAS領域持續進行的研發和產業化投入,2017年,華域汽車24GHZ後向毫米波雷達產品研發成功,使公司成為國內首家自主研發實現量產的毫米波雷達供應商。2018年,華域汽車24GHz後向毫米波雷達實現批產供貨,全年共生產16,922套。

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上汽集團量產的智能汽車榮威MARVELX上就採用了華域汽車與國外公司聯合研製的24GHz毫米波雷達,該後向雷達可以實現盲點監測、變道輔助、橫側向報警輔助、開門報警、後車靠近碰撞風險報警等功能。此外,榮威MARVELXPro版本上將搭載由華域汽車完全自主開發的前向角雷達。

華域汽車在77/79GHz毫米波雷達領域的研發加速推進。目前華域汽車77GHz前向、前角、后角毫米波雷達、77GHz/79GHz高解析度多模雷達、77GHz毫米波雷達與攝像的前向融合系統等產品均取得較大突破。

自動駕駛感測器方案全解析

德賽西威近年來自動駕駛業務發展較快。

2017年,公司在新加坡成立自動駕駛團隊,並在自動駕駛感知領域投入較多的資源,涉及的技術領域包括前碰撞預警、自動緊急剎車、盲區監測等;公司在研項目中即包括毫米波雷達技術。

2018年,公司毫米波雷達生產線搭建完成並達到可量產狀態;24G毫米波雷達已經獲得訂單並將於2019年量產;此外,77G毫米波雷達預計在2019年達到可量產狀態。

在毫米波雷達等單個產品的基礎上,德賽西威往自動駕駛系統集成方向發展,未來融合了高清攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達等自動駕駛感測器的解決方案將不斷出現。

公司與英偉達和小鵬汽車聯合開發的L3級別自動駕駛系統計劃於2020年量產,將使用中央域控制器來處理毫米波雷達產生的感知數據,可以實現低速代客泊車、中速TJP塞車輔助巡航以及高速代駕三大核心L3自動駕駛智能化功能。

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激光雷達:零部件企業與創業公司共同競爭

國際比較:形成多家公司競爭格局

激光雷達作為自動駕駛領域技術最前沿的硬體設備之一,目前國際上已經形成多家公司競爭的格局。

Velodyne公司是目前在激光雷達領域最資深的公司之一,2005年推出第一款激光雷達感測器,2007年推出64線高性能激光雷達。目前其3D激光雷達產品種類豐富,16線、32線和64線機械式激光雷達產品均有覆蓋。2017年,Velodyne推出固態汽車激光雷達Velarray,預計量產後售價將大幅下降。Velodyne公司與多個無人駕駛項目有合作關係,主要客戶包括福特、谷歌、百度、日產、沃爾沃等主機廠以及眾多一級零部件供應商。

Quanergy公司於2012年成立於矽谷,成立後先後獲得三星電子、埃隆·馬斯克、德爾福和德州儀器等投資。Quanergy公司固態激光雷達技術領先,其主要採用的技術路線是光學相控陣技術。Quanergy的合作企業包括谷歌、蘋果、IBM、博世、奧迪、福特、戴姆勒等。

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Ibeo公司為一家德國公司,成立於1998年,專註於車載激光雷達的應用研發。Ibeo與法雷奧聯合研製的4線激光雷達ScaLa已經實現量產。2016年汽車零部件巨頭采埃孚收購了Ibeo的40%股權,並開始合作研製新型固態激光雷達。Ibeo公司合作汽車製造商有寶馬、大眾、奧迪、通用汽車、豐田等。

此外,以色列公司Innoviz、加拿大公司LeddarTech和PhantomIntelligence以及美國公司TriLumina等都是目前國際上重要的激光雷達製造商。

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傳統汽車零部件龍頭公司也在通過自主研發或者投資的方式全面布局激光雷達領域。

博世在基於MEMS的固態激光雷達領域已有較多的技術積累,2017年推出使用MEMS技術的兼顧激光掃描和投影的BML050方案。

同時,博世通過投資積極布局激光雷達,在2017年投資了Flash技術方向的美國固態激光雷達公司TetraVue,在2018年投資了研製全固態晶元激光雷達的ABAXSensing公司,來全面加強其固態激光雷達的研發能力。

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大陸集團通過自主研發在2015年推出一款三線激光雷達SRL1,可以實現對物體的測速和測距等,但因為三維建模等方面的性能限制,無法在L3以上級別的自動駕駛中使用。

大陸集團在2016年收購了美國3DFlash方向的激光雷達公司ASC來加強研發能力。根據大陸集團的規劃,其在2020年後將實現激光雷達的量產。

德爾福通過多處布局投資的方式來加強其在激光雷達領域的地位。德爾福在2015年投資了Quanergy公司;2017年德爾福投資了Leddartech公司,雙方將合作開發固態激光雷達解決方案;同年,德爾福投了Innoviz公司並簽署合作協議,未來將Innoviz的激光雷達感測器集成到德爾福的自動駕駛系統中。

此外,采埃孚在2016年通過直接購買Ibeo公司40%的股權的方式進入激光雷達領域;麥格納在2017年對Innoviz公司進行戰略投資,並將攜手為寶馬提供固態激光雷達;奧托立夫(Autoliv)則在2017年收購瑞典激光雷達公司Fotonic。

在各零部件巨頭積極布局激光雷達領域的同時,法雷奧和Ibeo合作研製的激光雷達(ScaLa激光掃描儀)已經實現量產,在2017年開始配備奧迪的量產L3級別自動駕駛汽車奧迪A8。

自動駕駛感測器方案全解析

國內比較:創業公司參與較多在激光雷達領域,國內目前也有眾多創業公司參與,大部分公司都獲得了大量融資,整車廠商也通過投資的方式進入這個領域。

速騰聚2018年獲得來自菜鳥網路、上汽集團和北汽集團的投資,其激光雷達產品包括機械式激光雷達、MEMS固態激光雷達和相控陣固態激光雷達等,目前已經應用於菜鳥網路的無人物流車等。禾賽科技其產品包括機械激光雷達Pandar64和固態激光雷達PandarGT等。其中無人駕駛激光雷達目前已經應用百度Apollo平台,其他客戶還包括京東以及歐美的一些大型OEM廠商。

北醒光子其產品包括CE30固態面陣激光雷達、TF03激光雷達長距離感測器等,目前產品主要用於物流等自動導航小車(AGV)場景,車規級領域已經開始起步。北科天繪目前已經推出多款面向車輛前裝市場的C-Fans系列激光雷達產品,產品已經進入無人物流領域。此外,國內的激光雷達公司還包括鐳神智能、飛芯電子和光珀智能等。

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國內公司突破路徑

由部件拓展至系統集成配套

從單個零部件供貨到拓展到系統集成配套,是國內公司在自動駕駛感測器市場取得突破,拉近與國外公司差距的重要發展路徑之一。

系統集成配套發展自身也是自動駕駛汽車感測器未來的發展方向。將車載攝像頭、毫米波雷達和激光雷達等感測器在系統層級進行融合使用,將各個感測器獲得環境信息數據進行綜合分析決策對於保證車輛對周圍環境的定位和理解至關重要。

在高級別自動駕駛汽車中,這種系統集成配套的重要性將進一步提升。Mobileye以車載攝像頭為基礎,提供「車載攝像頭+演算法+視覺處理晶元」的產品組合,就是這種系統集成配套的典範。

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以華域汽車和德賽西威為例,國內公司在自動駕駛汽車感測器領域已經在零部件層面已經取得重要突破,目前正在以重要零部件為基礎,拓展自動駕駛汽車產品領域,提升系統集成度。

華域汽車近年來在智能互聯領域持續投入,公司24GHz後向毫米波雷達在2018年已經實現了批量供貨,基於77/79GHz技術的前向毫米波雷達等產品正加快研發。在系統集成方面研發360度汽車行駛環境掃描系統等產品,搭建覆蓋毫米波雷達、攝像頭和數據融合全功能的發展平台。同時,公司開始進入汽車智能安全系統、智能座艙等系統集成產品領域,充分利用業務單元的協同性,提升在自動駕駛汽車中的產品滲透率。

德賽西威在2016年成立智能駕駛輔助事業單元,開始在自動駕駛的感知、決策和控制領域進行部署。近年來,公司在重要零部件方面取得突破,2017年實現高清車用攝像頭和環視系統的量產,2018年公司24GHz雷達獲得項目訂單並將於2019年量產。

同時,公司確定智能駕駛艙、智能駕駛和車聯網為未來的三大業務群,為客戶提供系統級別產品。其中,公司已經開發出基於高清環視系統和超聲波雷達融合的全自動泊車系統、包含多屏互動的智能駕駛艙系統、360度高清環視系統、駕駛員行為監控和身份識別系統等產品並獲得了訂單,系統集成度不斷提升。

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進口替代的實現

隨著國內自動駕駛汽車的快速發展,未來我國的自動駕駛汽車感測器市場規模大。而目前我國自動駕駛汽車感測器市場主要仍由國外企業所佔據,隨著國內公司的感測器產品技術和質量提升,憑藉性價比優勢,未來進口替代的空間較大。

對於國內的整車或一級零部件供應商,選擇國內的感測器零部件產商,在成本控制、產能保障方面更具優勢,另一方面,國內感測器供應商可以更好地配合進行技術創新和產品改進。

而國內的感測器零部件供應商也亟需下游市場來增長營收,同時不斷提升自身技術,因此兩者的合作意願較強,在國外整車及一級零部件供應商的不斷加強的競爭壓力下,這種合作會被加快。

針對國外整車或一級零部件供應商客戶,國內上游產業鏈公司可以從技術難度更低的產品開始做起,例如從車載攝像頭鏡頭、毫米波雷達PCB板等部件切入供應鏈,然後開始供應完整產品,並最終拓展到系統集成產品。待產品技術質量得到國外廠商的要求後,發揮本地供應、成本控制等的優勢,進一步擴大市場份額。

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在車載攝像頭領域,國內公司在鏡頭領域已經處於行業領先的位置,市場份額較大。目前舜宇光學、歐菲光等公司在車載攝像頭模組組裝領域持續布局,產業鏈的進口替代率進一步提升。

國內公司在消費電子CMOS圖像感測器領域已經取得較大進步,未來進一步拓展車載攝像頭領域後,進口替代空間較大。國內車載攝像頭解決方案領域也有眾多創業公司,未來有望對國外公司的產品進行替代。

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在毫米波雷電領域,目前博世、大陸、海拉等國際產商佔據了大部分的市場空間,但同時國內以華域汽車、德賽西威為代表的公司已經可以量產24GHz毫米波雷達產品,開始進口替代的過程。毫米波產品未來的發展方向是更高頻的77GHz產品,在國內廠商達到量產條件後,進口替代將進一步加速。

在毫米波雷達核心的MMIC晶元、高頻PCB板等部件,國內公司也已經成功研發相關產品,並被國內車企應用以替代進口產品。國內以廈門意行半導體為代表的公司設計製造的MMIC晶元已經被國內廠商所使用。

晶元類的核心高科技產業未來國家政策和市場投資的大力推動下,預計未來國產率將會進一步提高。PCB板近年來生產由歐美日向國內轉移,國內出現大量PCB產商。

隨著PCB板在汽車領域的應用大幅增長,國內包括滬電股份、生益科技等眾多PCB公司開始進入汽車市場,如滬電股份已經為博世、大陸等汽車零部件巨頭供應PCB板。

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收購整合,技術突破通過收購整合其他公司的研發和生產資源,實現技術突破,也是國內公司在自動駕駛汽車感測器領域未來發展的重要路徑之一。

目前,國內外有眾多從事自動駕駛汽車感測器業務公司,其中包括很多擁有核心技術的創業公司等,通過收購整合,很多公司可以實現各自優勢資源的互補,取得產品技術上的突破。

國外頭部的零部件巨頭在激光雷達領域就通過大量的投資收購等方式進行全面的布局,例如博世投資固態激光雷達公司TetraVue、大陸集團收購激光雷達公司ASC等。

國內公司中,德賽西威在2019年3月收購德國先進天線公司ATBB公司,用於加快公司新一代智能駕駛及車聯網產品落地。

ATBB公司位於德國魏瑪,是德國知名的天線技術公司,專註於高性能天線系統解決方案的研發與製造,可以為客戶提供各類定製化的先進創新天線系統的解決方案,並和歐洲一級汽車市場客戶有長期良好的合作關係。

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目前自動駕駛汽車對高性能天線的需求與日俱增,是車輛信息交互的關鍵技術。通過收購,德賽西威加強了智能化產品的綜合技術研發能力,推動為客戶提供集成有高性能智能天線的智能化產品。

均勝電子通過收購整合海外公司促進自動駕駛和智能車聯業務的發展。2016年,公司收購德國TS道恩汽車信息板塊業務,利用其在汽車模塊信息化開發、導航輔助駕駛以及智能車聯業務上的優勢,與公司原有的HMI業務充分融合,使公司目前在智能車聯業務上處於行業領先地位。

目前,公司第一代V2X車端產品即將於2021年量產。2016年和2018年,均勝電子先後收購汽車安全業務的美國KSS公司和日本高田公司,將其整合成均勝安全業務。通過整合,利用KSS和高田在主動安全領域的技術優勢,公司在自動駕駛領域的駕駛員狀態跟蹤和識別(DMS)等解決方案陸續實現量產,為自動駕駛場景提供支持。

預計隨著自動駕駛感測器的快速發展,國內仍將有整車或零部件龍頭公司通過收購投資的方式整合技術研發資源,布局智能網聯項目。

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隨著5G技術的實施及車企積極推出不同級別的自動駕駛新車,預計感測器滲透率將快速提升。國內競爭格局中,已經布局感測器的公司有望率先受益,有望通過配套自主車企逐步切換到配套合資車企等。

*免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯繫半導體行業觀察。

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