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华为入场,能否帮中国破局车载雷达市场? [复制链接]

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      文/科工力量专栏作者 陈兴华
      
      自4月中旬于上海车展公布智能汽车战略以来,华为开始在汽车领域动作频频。近日,该公司公开表示要造激光雷达、毫米波雷达等智能汽车核心传感器,打造智能驾驶平台。华为入场,对国内车载雷达行业犹如一声惊雷。
      
      然而,首先在毫米波雷达方面,尽管有不少国内企业已入局,但国际巨头仍然牢牢掌握着国内市场。而在激光雷达上,自主企业在国内、国际市场已取得一些突破。但激光雷达制造成本居高不下,真正规模化应用的量产车项目还属于起步阶段。
      
      摆在华为和其他自主企业面前的,依然是一道技术及破局难题。不过,华为拥有极强的5G技术和研发优势,这为国内车载雷达行业的发展带来很大的想象空间。那么,且来看看华为车载雷达路径和国内相关企业的发展状况怎样。
      
      华为:国际封锁、不合作,自己上马研发
      
      六个月多前,华为首次公开表示,华为不造车,只给车企提供增量部件,但华为当时没有明确指出“增量”为何。10月22日,华为轮值董事长徐直军在第二届世界智能网联汽车大会上表示,华为将自主开发自动驾驶所需的激光雷达和毫米波雷达。
      

      
      车载雷达是华为为打造MDC智能驾驶平台构建的四个生态中的一部分,除此之外,华为还要打造CDC智能座舱平台、VDC智能电动平台和智能网联解决方案。整体而言,华为将凭借其AI和云的优势,以昇腾芯片为基础打造一个智能驾驶平台。
      
      在技术方面,车载雷达的基础技术来自华为熟悉的信息和通信技术领域。如毫米波是无线通讯技术的转化,激光雷达是信号处理和算法的集成。华为利用5G技术开发这两项产品具备一定基础优势。
      
      据悉,毫米波雷达和激光雷达传感器被自动驾驶汽车制造商用来收集车辆周围环境的信息。其中,毫米波雷达因成本较低,普遍与摄像头一起用于低级别自动驾驶场景;而激光雷达精度高,成像能力强,行业普遍认为是高级别自动驾驶的必需元件。
      
      但在车载雷达应用中,二者被认为缺一不可。他们一起在智能驾驶过程中随时感知周围的环境、收集数据,进行静态、动态物体的识别、侦测与追踪,并结合导航仪地图数据进行系统的运算与分析。然而,激光雷达虽然精度高,但是容易受到雾霾影响;毫米波雷达虽然精度有所欠缺,但可以全天候工作,任何情况下的目标都能看到。
      

      
      作为自动驾驶的核心传感器,车载雷达至今仍是扼住产业咽喉的元器件。拥有强大研发实力的华为明确宣布入场,无疑是一利好消息,有利于增强中国车载雷达企业话语权,也将一定程度塑成国内车载雷达行业的“鲶鱼效应”。但华为并没有提供具体的产品开发时间表。
      
      据了解,华为从2018年开始进行传感器技术的预研,作为战略储备。后来华为想与现有雷达生产商合作,自己仅从算法角度做整合。但市面上的激光雷达产品还不够成熟,国际毫米波雷达厂商则一直拒绝把最新的产品卖给华为。
      
      在合作谈了一年,国际厂商一直没松口情况下,华为干脆把预研项目转为产品化。华为所开发的激光雷达和毫米波雷达将搭载于合作伙伴的车型上,每辆车预计标配1至3个激光雷达。几个主机厂加起来,华为的激光雷达或会有数十万的年出货量。
      
      由于激光雷达制造成本较高,徐直军称,华为将找出降低激光雷达成本技术路径。据悉,华为将开发一款“成像雷达”,用成本相对低廉的毫米波雷达技术达到激光雷达的效果,但这一产品尚在研发之中。
      
      自主企业:毫米波雷达黯淡,激光雷达有所突破
      
      虽然真正的无人驾驶汽车还需等待时日,作为主动防护汽车驾驶安全的高级驾驶辅助系统(简称ADAS)正在逐渐成熟和普及。目前感知环境的ADAS传感器有毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器和摄像头。其中前二者是自动驾驶系统应用最广泛的核心传感器。
      

      
      2015年世界通讯大会为车载毫米波雷达制订了专属的频段,频率范围规定在76-81GHz。当前,各国(包括中国在内)车载毫米波雷达的频段主要集中在24GHz和77GHz。由于77GHz具备更多优势,未来的车载毫米波雷达呈现以77GHz为主的趋势。
      
      中国第一批做毫米波雷达的企业大多数成立在2014-2016年,团队往往是科研背景、军工背景、或供应商跳槽创业背景。比如海归派的森思泰克、杭州智波、楚航科技;科研院所派的行易道、南京隼眼、苏州安智、苏州豪米波;实业转型派的深圳安智杰、深圳承泰、湖南纳雷等等。
      
      目前,国内市场24GHz毫米波雷达的产品体系当前已相对成熟,供应链相对稳定,24GHz的核心芯片射频芯片也能从英飞凌、飞思、卡尔等芯片供应商获得。但由于知识产权与合作协议原因,英飞凌、意法半导体、飞思等芯片商对中国并没有放开77GHz雷达芯片的供应。
      
      在国内77GHz毫米波雷达的开发受到一些限制限制情况下,北京行易道、广东德赛西威、安徽森斯泰克等企业通过自主研发,已经逐步实现77GHz毫米波雷达的量产,开始和国内整车厂展开合作,并占有了部分的国内市场份额。
      

      
      数据显示,当前中国24GHz雷达市场主要由法雷奥(Valeo)、海拉(Hella)和世(Bosch)主导,合计出货量占总出货量的60%以上。此外,中国77GHz雷达主要由大陆集团(Continental)、世(Bosch)和德尔福(Delphi)主导,合计出货量约占总出货量的80%。
      
      麦姆斯咨询于2016年测算中国汽车预装毫米波雷达的数量达到105万个,其中24GHz雷达占比63.8%,77GHz雷达占比36.2%。未来,体积更小、探测距离更长的77GHz雷达或将进一步挤压24GHz雷达的市场空间。
      

      
      据分析机构预测,2018年我国车载毫米波雷达市场规模为67亿元,2020年或将超240亿元,到2025年则将达到310亿元,年复合增长率在30%以上。市场前景较为广阔。
      
      另一方面。国内车载激光雷达相对毫米波雷达起步更早。最早一批专攻激光雷达的自主企业有1992年成立的北科天绘和数字绿图。而在自动驾驶这个风口来临的2014年之际,大族激光、巨星科技、中海达、国睿科技、四创电子、速腾聚创、镭神智能、禾赛科技、北醒光子等激光雷达企业不断涌现。
      
      从目前的现状看来,自主车载激光雷达企业在研发上已取得突破,并与国内整车企业开展紧密合作。此外,国内诸如速腾聚创、镭神智能等一些厂商的产品已经成功打入国际市场,这既增强了自主企业的话语权,也有助于进一步降低激光雷达的价格。但挑战仍然十分艰巨。
      
      从分类看,激光雷达可以分为机械扫描激光雷达、固态激光雷达。而激光雷达根据线数的不同,又可以分为2D、2.5D(1,4,8线)和3D(16,32,64线)三类产品。由于国际上真正规模化应用激光雷达的量产车项目还属于起步阶段,自主企业仍然机会在握。
      

      
      据中商产业研究院数据显示,2015年中国车载激光雷达市场规模为1.09亿元,到2016市场规模达1.93亿元,同比涨幅达77.06%。随着无人驾驶汽车产业化的到来以及车载激光雷达成本的降低,我国车载激光雷达市场规模将保持高速增长的态势,预计到2021年,我国车载激光雷达市场规模将超6亿元。
      
      车载雷达核心芯片、材料技术待提高
      
      从全球竞争格局来看,车载雷达市场主要由欧美和日本厂商掌握。其中,毫米波雷达的技术和市场主要集中在全球比较知名的四大Tier1(一级供应商)手中,简称为“ABCD”,即瑞典奥托立夫(Autoliv)、德国世(Bosch)、德国大陆(Continental)和美国的德尔福(Delphi)。但奥托立夫近年来市场占比相对偏低。
      
      此外,天合汽车集团(TRW)、法雷奥(Valeo)、海拉(Hella)、电装(Denso)、富士通(Fujitsu)等公司在全球毫米波雷达市场也占有一定地位。就77GHz毫米波雷达技术和市场而言,也由世、大陆、德尔福、电装、天合汽车、富士通天、日立等公司掌握。
      
      值得注意,毫米波雷达的核心芯片也来自国际一线厂商。从市场占有率来看,目前毫米波雷达芯片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。此外,得捷电子、富士通、飞思卡尔、安森美、意法半导体、瑞萨电子等占有部分市场。
      
      目前,全球车载毫米波雷达处于高速发展中,一般支持ADAS功能的汽车会使用2或3个毫米波雷达。预计未来单车采用毫米波雷达的平均数量将继续增长。据拓墣产业研究院预估,2018年车载毫米波雷达出货量将达6500万颗,2023年车载毫米波雷达年出货量将达1.32亿颗,2018至2023年间的复合增长率为15%。
      
      据了解,毫米波芯片是涉及学科范围非常广的高难度工程,国内企业与国际领先水平尚有一定差距。不过,在国家项目、企业合作和社会资本的支持下,部分企业已完成了毫米波雷达全集成核心芯片的研发,并逐步进入产业化进程。毫米波雷达核心芯片将在未来3到5年内实现部分自主可控。
      

      
      另一方面,PCB板天线性能对于车载雷达系统至关重要,它们需要向目标发射并几乎瞬间接收。毫米波雷达天线的主流方案是微带阵列,是将高频PCB板集成在普通的PCB基板上实现天线的功能,需要在较小的集成空间中保持天线足够的信号强度。这对PCB板材企业提出了更高的技术要求。
      
      然而, 77GHz雷达的大范围运用将带来相应高频PCB板的巨大需求。目前,全球车载雷达天线高频PCB板由中国沪电股份、德国Schweizer、美国的Rogers和Isola等少数公司掌握。国内高频PCB板厂商暂无技术储备,只能根据图纸代加工。值得一提,沪电股份是大陆和世的PCB板材供应商。
      
      在激光雷达方面,Velodyne、Quanergy、Waymo位列全球三甲,三家公司为美国公司。其中,Velodyne具备较大领先优势。该公司此前公布的数据显示,截至2019年3月,其激光雷达产品累计销量超3万台,销额达5亿美元(约合人民币35.4亿元),而其他厂商销量远不及Velodyne。
      

      
      值得一提,Velodyne主打机械式激光雷达。这是一种能够360度采集图像的雷达产品,还没有实现规模化和自动化生产,而手工生产导致产品价格居高不下。据悉,Velodyne的64线束激光雷达价格超过人民币50万元。
      
      激光雷达可用于自动泊车、ACC主动巡航、自动刹车、无人自驾等多个方面。当前,国内不乏做激光雷达的厂商,不过应用于自动驾驶领域的数量十分有限。主要原因还在于量产难度大及价格昂贵,市面上很难见到低于10000元的激光雷达车用模组。而这正是中国激光雷达产业亟需攻克的难题。
      
      不过,尽管价格昂贵,全球激光雷达市场仍前景广阔。据TMR(美国透明度市场调查)透露,2018-2026年间,全球车载激光雷达市场规模预计将增长到20亿美元,年复合增长率将达到35%。而未来数年内,随着自动驾驶的的深入发展以及激光雷达的成本进一步下降,车载激光雷达市场将会迎来新的增长。
      
      结束语
      
      从技术逻辑上来看,毫米波雷达和激光雷达在最底层的技术基础上一致,都是发射、接收电磁波并进行信号处理。华为鉴于其强大的5G技术,在毫米波雷达和激光雷达研制上具备一定优势,或凭借研制“成像雷达”等产品完成弯道超车。但车载雷达发展的一条必经之路就是研制经验和安全试验等方面的积累,这是华为需要努力完善的地方。
      
      另一方面,可以发现,车载雷达市场基本由美国、欧洲、日本等厂商掌握。“ABCD”等国际巨头凭借先发技术优势以及投资、收购等策略,已牢牢掌握全球,包括国内大部分毫米波雷达和激光雷达市场。要打破这样的局面,需要国家项目、企业和社会资本等通力协作,也需要华为以及其他自主企业自力更生,切实攻坚研发突破。
      
      
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