汽车电子行业系列报告之感知篇：多传感器时代融合之路正开启.pdf

本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要 ： 智能电动汽车优质 ”赛道” ，不确定中寻找确定性，寻找上游产业链投资机会 智能电动汽车是未来 5-10 年投资的优质 ”赛道” ，在 2020 年风口启动之初，市场最关 注的是汽车的电动化属性。 新能源车是最确定性的方向 ， 资本市场提前以科技股的投资 理念给予特斯拉、蔚来、小鹏等造车新势力高市值。随着苹果、小米等手机厂商进入智 能汽车 ”赛道” ，以及华为、 Mobileye、百度等新兴 Tier1 赋能传统车企后来居上，智能 电动汽车格局充满不确定性。 而巨头大规模入局，意味着行业逐渐走向成熟。智能电动 汽车终局不定，但在不确定中寻找确定性，我们认为当前阶段上游零部件产业链的投资 机会是相对确定的。 围绕智能化这条主线，建议首先关注感知层投资机会。 软硬件解耦趋势下，智能驾驶零部件地位提升，建议关注感知层投资机会 当前阶段在 汽车 这个庞大应用场景下， 集结云计算、 AI、物联网等前沿技术，正经历电 动化、智能化、网联化、共享化变革。在特斯拉、蔚来、小鹏等造车新势力推动下，智 能汽车商业化落地渐行渐近，也将带动上游产业链投资机会。 围绕汽车智能化这条主线， 技术架构可以分成感知 -决策 -执行层，感知层是汽车的“眼睛”将率先受益。 感知层发 展路径： 1）车企硬件军备竞赛已开启， 率先 提高自动驾驶安全性和冗余性 ，单车传感 器配置在 30+个。 2）硬件配置 先冗余再融合，在传感器搭载数量和性能升级的基础上， 逐渐实现多传感器融合。 3）软硬件解耦是最终趋势， 智能驾驶解决方案厂商将打破过 去依赖于一级供应商的模式，未来将更多采取直接向车企提供硬件、软件支持的方式， 从而带动相关零部件产业链地位提升。 感知层细分 ”赛道” 中，摄像头确定性最强，激光雷达弹性最大 我们预计到 2030 年智能驾驶所带动的感知层硬件市场规模可达 3892亿元， 10年 CAGR 为 23% 。其中摄像头 1232 亿元， 10 年 CARG 为 21% ；超声波雷达 332 亿元， 10 年 CARG 为 12% ；毫米波雷达 960 亿元， 10 年 CARG16% ；激光雷达 1367 亿元， 2025-2030 年 CARG41% 。 感知层四个 ”赛道” 中： 1）摄像头增长确定性最强，在镜头和 CMOS 产业链环节格局 向好，我国已有具备全球竞争力的企业韦尔股份、舜宇光学、联创电子。 2）激光雷达 ” 赛道” 弹性最大，目前还处于技术驱动阶段，风险与机遇并存，建议关注速腾聚创、禾 赛科技等初创激光雷达公司；福晶科技、腾景科技、永新光学等光学元件公司；炬光科 技等元器件公司。 3）毫米波雷达犹存国产替代空间，虽然主要市场被 Tier1 占据，国产 初创公司进行技术集成化创新，仍有打破垄断的机 会。 4）超声波雷达市场技术较为成 熟，已有奥迪威等国内厂商布局。 投资建议 建议关注汽车电子产业链，推荐韦尔股份、联创电子，关注舜宇光学、永新光学、福晶 科技、腾景科技（次新股）、炬光科技（未上市） 。 风险提示 智能汽车发展不达预期，消费者接受程度不达预期，产业链量产进程缓慢 。 Table_ProfitDetail Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：王芳 执业证号： S0100519090004 电话： 021-60876730 邮箱： 分析师：陈海进 执业证号： S0100521030001 电话： 021-60876730 邮箱： 研究助理：陈蓉芳 执业证号： S0100121030005 电话： 021-60876730 邮箱： Table_docReport 相关研究 1.【民生电子】电子行业 2020年报和 2021 一季报总结：业绩增长强劲，电子行业 景气延续 20210512 2.【民生电子】行业深度：解密上海车 展，纵看产业链投资机会 -37% -17% 3% 23% 43% 63% 电子 沪深 300 Table_Title 电子 行业研究 /深度报告 多传感 器 时代 ， 融合之路正开启 汽车电子行业系列报告之 感知 篇 深度研究报告 /电子 2021 年 05 月 19 日 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究 /电子 盈 利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 评级 5 月 18 日 2021E 2022E 2023E 2021E 2022E 2023E 603501.SH 韦尔股份 271 5.22 7.40 9.16 52 37 30 推荐 2382.HK 舜宇光学 145 5.32 6.49 7.84 27 22 18 NA 002036.SZ 联创电子 11 0.41 0.55 0.73 26 19 14 推荐 603297.SH 永新光学 59 1.53 1.86 39 32 NA 002222.SZ 福晶科技 15 0.41 0.47 37 32 NA 资料来源： wind， 民生证券研究院 注：（ 1） 韦尔股份、联创电子采用民生证券预测值，舜宇光学、永新光学、福晶科技采用 wind 一致预期 ； （ 2） 舜宇光学现价和 EPS 单位均为人民币元。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /电子 目录 1 软硬件解耦趋势下，智能驾驶零部件地位提升 . 4 1.1 智能化落地长周期下，感知层最先受益 . 4 1.2 传感知配置先冗余再融合，前向融合是最终趋势 . 5 1.3 软硬件解 耦趋势下，智能驾驶零部件地位提升 . 8 1.4 感知层细分 ”赛道 ”中，摄像头确定性最强，激光雷达弹性最大 . 11 2 雷达：三种雷达逐步上车，强化感知功能 . 13 2.1 超声波雷达： ADAS 应用成熟，竞争壁垒较低 . 13 2.2 毫米波雷 达：国内厂商向高频化、集成化国产替代 . 14 2.3 激光雷达：技术驱动初期，前装上车在即 . 18 3 摄像头：确定性最强 ”赛道 ”，镜头和 CMOS 国产替代格局向好 . 26 3.1 远景看车载摄像头千亿市场，近景自动驾驶军备竞赛开启 . 26 3.2 产业链价值分布，模组、镜头、 CIS 投资价值高 . 29 3.3 建议关注产业链重点细分领域具备竞争优势企业 . 35 4 投资建议 . 37 5 风险提示 . 38 插图目录 . 39 表格目录 . 39 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /电子 1 软硬件解耦趋势下 ， 智能驾驶零部件地位提升 华为轮值董事长徐直军曾称：“每一个行业都有可能受到人工智能的影响，未来最能颠覆 的一个产业就是汽车产业。自动驾驶电动汽车可能将中国 16 万亿 产值的汽车业，包括周边产 业，彻底颠覆掉。” 根据国际汽车制造商组织统计， 2019 年 全球乘用车出货量 6434 万辆 ，中国出货量 2144 万 辆， 中国销量约占全球的三分之一。全球乘用车出货总量接近 1 亿辆，以 2 万美金的 ASP 来衡量，全球汽车是一个 2 万亿美元量级的市场。 另 2019 年 全球商用车出货量 2696 万辆 ，中 国 432 万辆。 当前阶段在车这个庞大应用场景下，集结云计算、 AI、物联网等前沿技术，正 经历电动化、智能化、网联化、共享化变革。 在特斯拉、蔚来、小鹏等造车新势力推动下，智 能汽车商业化落地渐行渐近，也将带动上游产业链投 资机会。 图 1: 2019 年全球和中国乘用车出货量（万辆） 图 2: 2019 年全球和中国商用车出货量（万辆） 资料来源： 国际汽车制造商组织 ，民生证券研究所 资料来源： 国际汽车制造商组织 ，民生证券研究所 1.1 智能化落地长周期下，感知层最先受益 围绕汽车智能化这条主线， 技术架构可以分成 感知 -决策 -执行层 。 感知层是汽车的“眼睛”， 环境感知是实现智能驾驶的第一步 ，通过组合多传感器来感知环境，在 V2X 通信技术下实现 车内车外通信。决策层是汽车的“大脑”，是实现 智能驾驶的关键一环，融合多传感器收集的 数据，并做出最佳决策。执行层相当于汽车的“四肢”，是智能驾驶的最后落脚点，根据决策 实现纵向横向的自动控制。 多传感器配置保证系统冗余： 根据 工信部汽车驾驶自动化分级 ，可将自动驾驶分为 L0-L5 六个等级 。 在等级要求上： L0-L1 驾驶员参与对车辆横向和纵向控制， L0-L2 驾驶员完 成目标和事件探测与响应。到了 L3 阶段，在特定驾驶模式下由自动驾驶系统完成所有的动态 驾驶任务，但期望人类驾驶员能正确响应请求并接管操控。 在功能实现上： L1 主要实现自适 应巡航、自动紧急刹车、车道保持、泊车辅助等功能， L2 能完成车道内自动驾驶、换道辅助 和自动泊车；而 L3 可以进行有条件的自动驾驶如高速自动驾驶，城郊公路驾驶等； L4-L5 最 终实现车路协同，达到城市内自动驾驶。 在硬件配置要求上： 自动驾驶程度的递进，需要多 传感器的融合 ，对摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等感知层硬件的性能和数量提 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 乘用车：全球 乘用车：中国 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 商用车：全球 商用车：中国 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /电子 出更高的要求。 表 1: 自动驾驶感知层硬件配置 等级 名称 车辆横向和纵 向运动控制 目标和事件探 测与响应 动态驾驶任 务接管 设计运行条 件 功能实现 硬件配置要求 L0 应急辅助 驾驶员 驾驶员和系统 驾驶员 有限制 交通信号灯识别 夜视系统 盲点监测 车道偏离预警 360全景影像 摄像头 超声波雷达 毫米波雷达 L1 部分自动辅助 驾驶员和系统 驾驶员和系统 驾驶员 有限制 自适应巡航 自动紧急刹车 车道保持 泊车辅助 L2 组合驾驶辅助 系统 驾驶员和系统 驾驶员 有限制 车道内自动驾驶 换道辅助 自动泊车 摄像头 超声波雷达 毫米波雷达 部分 V2X L3 有条件自动驾驶 系统 系统 动态驾驶任 务接管用户 （接管后成 为驾驶员） 有限制 高速自动驾驶 城郊公路驾驶 编队行驶 交叉路口通过 摄像头 超声波雷达 毫米波雷达 激光雷达 完整 V2X L4 高度自动驾驶 系统 系统 系统 无限制 车路协同 城市自动驾驶 摄像头 超声波雷达 毫米波雷达 激光雷达 完整 V2X L5 完全自动驾驶 系统 系统 系统 无限制 资料来源： 工信部汽车驾驶自动化分级 ， 盖世汽车研究院， 民生证券研究所 1.2 传感知配置先冗余再融合，前向融合是最终趋势 多传感器融合的感知系统可以形成互补，有效应对现实世界中的光照，天气，路况各种 复杂条件，以及再安全方面形成冗余设计。 激光雷达 对于距离的探测很强，也具备一定的全 天候工作能力，在 3D 成像和高精度地图定位方面具备优势。 摄像头的 采样率和分辨率很高， 对于纹理信息获取能力强，但是受到天气的影响太大。 相比于摄像头和激光雷达，毫米波雷达 的优势在于全天候工作特性，受不良天气影响弱，测速、测距能力强。 超声波雷达主要适用于 近距离感知， 具备 成本低车规级量产容易 等优势 。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /电子 表 2: 各类传感器特 点 性能 激光雷达 可见光相机 毫米波雷达 超声波传感器 成本 很高 低 中 低 车规量产 弱 强 强 强 距离探测 强 无或弱 强 弱 采样率 中 高 高 低 分辨率 中 高 低 无 探测距离 中 /近 远 /中 /近 远 /中 /近 近 全天候 强 弱 强 强 不良天气 弱 弱 强 一般 纹理信息获取 无 强 无 无 资料来源： 小马智行 ，民生证券研究所 车企硬件军备竞赛已开启， 提高自动驾驶安全性 和冗余性 。 从主要车企重点 车型感知层 硬件配置的情况来看，除特斯拉软件能力强大硬件配置 较为激进外，其他车企考虑到系统的冗 余性，硬件配置持续推高。以特斯拉 Model3 为例，配置 8 个摄像头， 12 个超声波雷达， 1 个 毫米波雷达。 其他智能化程度较高的车企基本摄像头配置在 10个以上，超声波雷达普遍在 8-12 个，毫米波雷达 3-5 个配置情况居多，另外还有车型领先配置了激光雷达。 以蔚来 ET7 为例， 搭载了 11 个 800 万像素的摄像头， 12 个超声波雷达， 5 个 毫米波 雷达，和 1 个激光雷达。 表 3: 主要车企重点车型感知层 硬件配置 车型 摄像头 超声波雷达 毫米波雷达 激光雷达 特斯拉 Model3 8 12 1 - 蔚来 ET7 11 12 5 1 蔚来 ES6 7 12 5 - 小鹏 P7 14 12 5 - 理想 ONE 6 12 5 - 比亚迪 -唐 5 8 3 - 比亚迪 -汉 5 12 3 - 上汽 -荣威 MARVEL-R 11 12 5 - 长城 WEY 摩卡 8 8 3 3 北汽 ARCFOX 极狐 HBT 13 13 6 3 资料来源： 特斯拉、蔚来、小鹏、理想、比亚迪、上汽、长城、北汽等公司 官网 ，民生证券研究所 前融合是未来趋势，最终实现软硬件解耦。 传 感器融合分成两种：前融合和后融合。后 融合算法下，每个传感器各自独立处理生成目标数据，再由主处理器进行数据融合。而前融合 只有一个感知算法，在原始层把各种传感器的数据融合在一起，实现原始数据的同步，即空间 同步和时间同步。 相较于后融合， 前融合的优势 在于： 1） 前融合 将所有传感器的原始数据进 行统一算法处理，降低了整个感知架构的复杂度和系统延迟 ； 2） 许多后融合感知中被过滤掉 的无效和无用的信息，在前感知路 线中通过与其他传感器数据融合后进行综合识别，可以创建 出一个更全面、更完整的环境感知信息 ，大大提高感知系统的 稳健 性 。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /电子 图 3: 后融合示意图 图 4: 前融合 示意图 资料来源： CSDN，民生证券研究所 资料来源： CSDN，民生证券研究所 前融合对于提高感知系统的准确性和 稳健 性有不可比拟的优势，但是实现多传感的前融 合 对于软件 、硬件 、通信提出了更高的要求 ： 1） 软件 算法 需求 ： 各个传感器 数据采集方式和 周期相对独立， 后融合向前融合转化需要实现 数据 空间和时间同步， 来控制 时间误差需要在 1 微秒以内 ， 100 米外的物体距离精度要在 3 厘米以内 ， 这样需要主机厂在算法端给各个传感器 提供时间校准和空间标定的功能 。 2） 芯片 算力需求： 整车所有传感器原始数据都汇集到中央 计算平台进行处理，对于 AI 芯片的算力提出更高的要求。 3）数据 通信需求： 一是车载的传 感器如毫米波雷达、摄像头、激光雷达等来自于不同硬件厂商， 因为产品接口与商业协议等等 问题，有些传感器无法获得原始数据 ；二是 车内通信带宽 需升级来支持 多传感器数据的并发。 多传感器前融合是 长周期 目标，目前还属于智能驾驶发展初期，传感器本身硬件升级还 有长足空间。 多传感器 发展路径会趋向 冗余再融合，在传感器搭载数量和性能升级的基础上， 逐渐实现多传感器融合。 摄像头从单目升级到多目，像素从 2M 到 8M 再到更高像素。毫米波 雷达从低频的 24GHz 毫米波雷达向 77GHz 和 79GHz 升级。激光雷达还处于技术驱动阶段， 还需翻越车规级量产和降 成本 两座大山。而另一端软件部分，也将从传统的控制器算法向深度 学习视觉算法到增强型学习决策算法，多次迭代到多传感融合算法。软硬件两条腿走路，最终 走向融合。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /电子 图 5: 传感器融合过程 资料来源： 盖世汽车 ， 民生证券研究院 1.3 软硬件解耦趋势下， 智能驾驶零部件地位提升 （一）汽车行业技术控制点转移， Tier 0.5 角色应运而生 传统汽车技术控制点在于整车的效能，价值量最高的三大核心部件是发动机、变速箱和底 盘，其他零部件和各种各样的汽车电子控制系统由 Tier 1 厂商提供。电动车核心三大件电池、 电机、电控三电系统 成本 占比接近 50%，而对于智能车而言，智能部件、软件、智能座舱将 成为 汽车厂商 差异 化 竞争的 核心 。 我们认 为在未来汽车产业链中，至少在智能电动、智能驾 驶、智能座舱三个增量市场 ， 会诞生位于车企和传统 Tier1 产业链中 间 Tier 0.5 集成商 填补技 术空白 。而这些 Tier 0.5 的角色大概率会被三方势力所 占据 ： 1） 汽车厂商 向下兼容走自研路 线； 2）科技巨头和初创企业抢先布局 赋能车企 ； 3）传统 tier 1 厂商向上延伸拓展能力圈。 最 终会由哪一方势力主导，是产业链循序升级分工的 结果， 但是 Tier 0.5 集成商都 扮演 着 加速产 业落地重要角色 。 图 6: 传统汽车产业链层层划分 资料来源：民生证券研究院 整理 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /电子 （二）智能驾驶软硬件解耦趋势， 感知层 产业链分工加速 复盘历史发展阶段来看，在智能化转型初期，车企自身具备智能驾驶能力尚浅，通常首选 与智能驾驶解决方案合作。追溯 特斯拉 的智能化变革之路，智能驾驶合作伙伴由 Mobileye 到 英伟达，最后走向自研的路线。在 2020 年以前 ， 市场上主要的 ADAS 解决方案厂商为 Moblieye 和英伟达， Moblieye 一度占比在 90%以上 。 但是 Mobileye 的智能驾驶方案是 “ 黑匣子 ”封闭 式 模式 ，不支持主机厂自主开发算法。而英伟达 的方案相对灵活，有利于车厂自行开发软件， 特斯拉、小鹏、蔚来等造车新势力相继从 Mobileye 跨越到与英伟达的合作中。其中特斯拉走 在最前面，已具备软硬件全栈方案。同样在 2020 年 ， 国内的也涌现出像华为 、 地平线等 国产 智能驾驶解决方案厂商，已与长安、奇瑞、北汽等国产主机厂建立良好的合作关系。 图 7: 智能车企 ADAS 方案厂商变迁 资料来源：民生证券研究院 整理 我们认为，过去 5 年产业链在智能驾驶的探索已经取得实质性进步，包括像特斯拉已拥有 软硬件全栈 能力，包括国内华为、地平线等厂商建立智能驾驶芯片能力。 未来智能驾驶软硬 件解耦趋势明显，会带动感知层产业链分工加速。 随着车厂积累更多算法能力， Mobileye EyeQ5 走向开放，英伟达、华为、地平线等新品迭出，智能驾驶解决方案厂商将打破过去依赖于一级 供应商的模式，未来将更多采取直接向车企提供硬件、软件支持的方式，从而带动相关零部件 产业链地位提升。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /电子 图 8: 智能车企 ADAS 方案厂商变迁 资料来源： 中国汽研， 民生证券研究院 摄像头 率先 实现解耦， 整体 感知层产业链分工是未来趋势。 根据 System Plus 研究， 特斯 拉 Model 3 三摄与采埃孚三摄主要差别在于：特斯拉只采集图像信息，将 三个 CMOS 嵌入在 同一 PCB 板上，无需 SOC 信息处理器，将图像信息 直接 传输到控制器进行处理 。 而采埃孚 的 CMOS 嵌入在三块不同的 PCB 板上， 摄像头具备完整的 SOC，最终 信息由 Mobileye 芯片进行 处理 。 根据 System Plus 估计，采埃孚（ ZF）三相机的成本为 165 美元，而特斯拉（ Tesla）三 相机的成本为 65 美元。 而对于毫米波雷达， 特斯拉选择使用大陆 的 雷达模块 ARS4-B，其内 部有一个 NXP提供的 77GHz雷达芯片组和 32位 MCU， 并未实现 数据收集与处理 功能 的解耦。 我们认为，特斯拉已经实现摄像头的解耦，毫米波雷达等其他感知层产业链的持续分工是未 来趋势，越来越多 OEM 厂商也会向特斯拉模式趋近。 图 9: 特斯拉 Model3 三摄与采埃孚三摄模块对比 资料来源： System Plus， 民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 Table_Page 深度研究 /电子 图 10: 特斯拉毫米波雷达内部结构拆解 资料来源： System Plus， 民生证券研究院 1.4 感知层细分 ”赛道” 中，摄像头确定性最强，激光雷达弹性最 大 我们预计到 2030 年智能驾驶所带动的感知层硬件市场规模可达 3892 亿元， 10 年 CAGR 为 23% 。 其中摄像头 1232 亿元， 10 年 CARG 为 21%；超声波雷达 332 亿元， 10 年 CARG 为 12%；毫米波雷达 960 亿元， 10 年 CARG16%；激光雷达 1367 亿元， 2025-2030 年 CARG41%。 感知层四个 ”赛道” 中 ： 1） 摄像头 增长 确定性最强，在 镜头和 CMOS 产业链环节格局向 好，我国已有具备全球竞争力的企业。 2）激光雷达 ”赛道” 弹性最大，目前还处于技术驱动 阶段，风险与机遇并存，国内厂商竞争实力与国外厂商齐头并进。 3）毫米波雷达犹存国产替 代空间，虽然主要市场被 Tier1 占据，国产初创公司进行技术集成化创新，仍有打破垄断的机 会。 4）超声波雷达市场竞争激烈，技术壁垒较低。 1） 智能网联车渗透率： 根据智能网联汽车技术路线图 2.0， 2020-2025 年 L2-L3 级的 智能网联汽车销量占当年汽车总销量的比例超过 50%， L4 级智能网联汽车开始进入市场。到 2026-2030 年， L2-L3 级的智能网联汽车销量占比超过 70%， L4 级车辆在高速公路 广泛应用， 在部分城市道路规模化应用；到 2031-2035 年，各类网联汽车、高速自动驾驶车辆广泛运行。 2） 单车配置传感器数量： 从 L2 到 L3 再到 L4/5 升级， 单车配备传感器数量 随之 提升 。 假设单车摄像头装载个数由 5 个到 11 个到 15 个，超声波雷达由 8 个到 12 个，毫米波雷达从 3 个到 5 个到 8 个，激光雷达从不装载到 1 至 3 个 3） 价格趋势： 超声波雷达和毫米波较为成熟，单价 5%复合增速下降，激光雷达预计大 规模量产后单价在 200-300 美元，摄像头性能升级催化车载摄像头单车 ASP 上升 。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 Table_Page 深度研究 /电子 图 11: 感知层四个 ”赛道” 市场规模 资料来源：民生证券研究院 整理 注：激光雷达复合增速为 2025-2030 年 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 Table_Page 深度研究 /电子 2 雷达 ： 三种雷达逐步上车，强化感知功能 2.1 超声波雷达 ： ADAS 应用成熟， 竞争壁垒较低 超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接收到发送 过来超声波时的时间差来测算距离。目前，常用探头的工作频率有 40kHz， 48kHz 和 58kHz 三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用 40kHz 的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在 0.1-3 米之间，而且精度较高，因此非常适合应用于泊车。 图 12: 超声波雷达工作原理 资料来源： 搜狐汽车， 民生证券研究院 超声波雷达类型可分为两种：第一种是安装在汽车前后保险杠上的，用于测量汽车前 后障碍物的倒车雷达，这种雷达被称为 UPA。 第二种是安装在汽车侧面的，用于测量侧 方障碍物距离的超声波雷达，称为 APA。单个 UPA 超声波雷达探测距离在 15250cm 之 间 ， 单个 APA 超声波雷达 30500cm 之间 ，探测范围更远。 一套倒车雷达系统需要在汽 车后保险杠内配备 4 个 UPA 超声波传感器，自动泊车系统需要在倒车雷达系统基础上， 增加 4 个 UPA 和 4 个 APA 超声波传感器，构成前 4（ UPA）、侧 4（ APA）、后 4（ UPA） 的布置格局 。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 14 Table_Page 深度研究 /电子 图 13: 超声波雷达 搭载位置 资料来源： 亿欧汽车， 民生证券研究院 目前超声波雷达 主要市场空间由 Tier1 厂商占据，根据 QYResearch 数据 2018 年全球超声 波雷达市场份额 ， 其中 法雷奥和博世占据市场 50%以上份额 。 截至 2021 年 5 月，汽车之家在 售车型有 8998 款，配置了倒车雷达的车型有 7074 款，渗透率达到 79% ；其中配置前向雷达 车型有 2531 款，渗透率达到 28% 。 目前 超声波雷达较为成熟， 市场渗透率较高， 价格下探到 较低水平， 已有像奥迪威等国产厂商切入到该市场 。 图 14: 2018 年全球超声波雷达市场份额 资料来源： QYResearch， 民生证券研究院 2.2 毫米波雷达 ： 国内厂商向高频化、集成化国产替代 毫米波雷达通过天线发射调频连续波（ FMCW），经目标反射后接收到的回波与发射 波存在一个时间差，利用该时间差可计算出目标距离。通过信号处理器分析发射与反射信 号的频率差异，基于多普勒原理，可以精确测量目标相对于雷达的运动速度，进一步通过 多目标检测与跟踪算法，实现多目标分离与跟踪。 30.97% 20.19%18.31% 4.44% 5.55% 1.26% 19.28% 法雷奥 博世 尼塞拉 日本村田 奥迪威 珠海上富电技 其他 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 15 Table_Page 深度研究 /电子 图 15: 车用毫米波雷达原理框图 资料来源： 智能网联汽车蓝皮书（ 2018）， 民生证券研究院 车载毫米波雷达按工作频段可以分为 短程毫米波雷达 SRR（ 24GHz 频段）、中程毫米 波雷达 MRR（ 76-77Ghz 频段）、长程毫米波雷达 LRR（ 77Ghz 频段） 。 24GHz 毫米波雷 达主要适用短距离范围，应用范围多为盲点监测，车道保持和自动泊车等场景。 77GHz 毫米波雷达测距范围可达 100-250 米，探测距离长、识别精度高且穿透力强，主要用于自 适应巡航、向前碰撞预警和自动紧急刹车等场景中。 表 4: 毫米波雷达性能和主要功能（按工作频段分） 短程雷达（ SRR） 中程雷达（ MRR） 长程雷达（ LRR） 工作频段 24GHz 76-77GHz 77GHz 探测距离 180 米 160 米 280 米 功能 盲点识别（ BSR） 后方 后方 - 变道辅助（ LCA） 后方 后方 - 后方穿越车辆预警（ RCTA） 后方 后方 - 后侧碰撞预警（ RCW） 后方 后方 - 自动代客泊车（ AVP） 后方 后方 - 倒车车侧警示系统（ CTA） 前方 前方 - 驻车开门辅助（ VEA） 车身 主动车道控制（ ALC） 前方 前方 自适应巡航（ ACC） 前方 前方碰撞预警（ FCW） 前方 自动紧急制动（ AEB） 前方 前方 行人检测系统（ PDS） 前方 前方 资料来源： 麦姆斯咨询 ，民生证券研究所 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 16 Table_Page 深度研究 /电子 政策确定频段划分， 77GHz 雷达成为主流方向。 欧洲电信标准化协会 (ETSI)和联邦 通信委员会 (FCC)对 24GHz 频段中 UWB 频段的限制， 2022 年 1 月 1 日以后， UWB 频段 将无法在欧洲和美国使用，只有窄带 ISM 频段可以长期使用。 21 年 3 月， 中国工信部发 文， 将 76-79GHz 频段规划用于汽车雷达，并 计划自 2024 年 1 月 1 日起，停止生产或者 进口在国内销售的 24.25-26.65GHz 频段车载雷达设备。原本由 24GHz 占据的角雷达市场 将在未来 2-3 年转变为 77GHz 雷达 ， 77GHz 雷达成为主要发展方向 。 目前毫米波雷达市场主要由 Tier1 厂商占据，其中短距离毫米波雷达主要 市场份额 由 维宁尔（ 32%）、大陆（ 22%）、安波福（ 15%）、法雷奥（ 7%）构成，长距毫米波雷达主 要由博世（ 40%）、大陆（ 35%）、电装（ 15%）、安波福（ 6%）构成。 图 16: 中国乘用车市场短距毫米波雷达市场份额 图 17: 中国乘用车市场长距毫米波雷达市场份额 资料来源： 佐思汽研 ，民生证券研究所 资料来源： 佐思 汽研 ，民生证券研究所 拆分毫米波雷达结构可分为射频前端，信息处理系统以及后端算法三大部分 。 射频 部分成本占比约 40%，其中 MMIC（ 25%）、 PCB（ 10%）、控制电路（ 5%）。信息处理系 统 DSP 占比 10%，后端算法占比最高达 50%。关键部件 MMIC（单片微波集电路）包括 多种功能电路，如低噪声放大器（ LNA）、功率放大器、混频器、检波器、调制器等，主 要由英飞凌、飞思卡尔等海外厂商供应。 雷达天线高频 PCB 板：毫米波雷达天线的主流 方案是微带阵列，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。 77GHz 雷达的大范围运用将带来相应高频 PCB 板的巨大需求。 32.40% 22.20% 20.40% 14.80% 6.60% 3.60% 维宁尔 大陆 海拉 安波福 法雷奥 其他 40.10% 35.00% 14.60% 6.00% 4.30% 博世 大陆 电装 安波福 其他 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 17 Table_Page 深度研究 /电子 图 18: 毫米波雷达结构拆分 图 19: 毫米波雷达成本占比 资料来源： 电子发烧友 ，民生证券研究所 资料来源： 高工智能汽车 ，民生证券研究所 毫米波雷达芯片 CMOS 工艺成为 趋势。 CMOS 工艺不仅可将 MMIC 做得更小，甚 至可以与微控制单元（ MCU）和数字信号处理（ DSP）集成 为 SoC。国外主流供应商为 TI、英飞凌和 NXP，国内企业有加特兰微电子、岸达科技等。 2019 年 3 月 21 日，加特兰 微电子发布了其革命性的 Alps 系列毫米波雷达系统单芯片 ， 主要应用于前向 AEB/LKA 等主动控制 ADAS。 2020 年 4 月 15 日， 岸达科技正式发布了其低功耗、低成本的 77GHz CMOS 的雷达 SoC 芯片“ ADT3101” , ADT2001 结合毫米波雷达成像算法 ,可实现媲美激 光雷达的成像效果。 产品设计上高频化、 4D 成像雷达创新落地。 目前毫米波雷达市场主要被国外 Tier1 厂商占据， 主要厂商 集中研发和生产 77GHz、 79GHz 雷达、 4D 成像雷达。 2020 年底，大 陆集团宣布 2021年量产首个 4D 成像雷达解决方案 ， 宝马成为首家量产搭载汽车制造商。 21 年 4 月， 华为 发布 高分辨 4D 成像雷达 ，其 采用 12T24R 大天线阵列（ 12 个发射通道， 24 接收通道），比常规毫米波雷达 3T4R 的天线配置，提升了 24 倍，比业界典型成像雷达 多 50%接收通道。 毫米波雷达产业链国内厂商 实现 局部突破。 毫米波雷达的上游环节主体包括各硬件、 软件供应商。硬件由射频前端（ MMIC）、数字信号处理器（ DSP、 MCU）、天线 PCB 板 等部分构成，软件算法即后端算 法。中国毫米波雷达芯片企业核心技术积累少， MMIC 供 应商集中为国际企业，如 NXP、英飞凌、 TI、意法半导体、瑞萨电子、得捷电子等。 随 着近两年中国集成电路产业进程的加快，毫米波雷达产业链国内厂商实现局部突破。 2018 年厦门意行半导体自主研发的 24GHz SiGe 雷达射频前端 MMIC 套片，率先实现了中国该 领域零的突破，现已实现量产和供货。高端 DSP 芯片和 MCU 芯片主要被国外企业垄断， DSP 芯片供应商有亚德诺半导体、美高森美等公司。 毫米波雷达高频高速 PCB 板 市场主 要由国外厂商 ROGERS、松下电器等占据 ，国 内厂商有 生益科技、沪电股份。 25% 10% 5% 10% 50% MMIC PCB 控制电路 DSP 算法 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 18 Table_Page 深度研究 /电子 图 20: 毫米波雷达产业链及公司 资料来源：民生证券研究院 整理 注：加粗为 A 股或港股上市公司 2.3 激光雷达 ：技术驱动 初期 ，前装上车 在即 激光雷达是通过发射激光并接收从物体反射回波，通过回波转换成光电信号从而探测被 测物的距离、方位、高度、速度等物理参数的主动遥感设备。 激光雷达可以按照光源波长、发射系统、接收系统和扫描系统的不同进行元器件分类。 根据扫描活动部件的多少，可以分为机械式、混固态式和固态式激光雷达；根据测距原理的不 同则可以分为 ToF 激光雷达和 FMCW 激光雷达 。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 19 Table_Page 深度研究 /电子 表 5: 激光雷达分类 组成部分 具体分类 描述 光源波长 880nm / 905nm 近红外激光 1350nm 中、远红外激光 1550nm 发射 端 EEL（边发射激光器） EdgeEmittingLaser 的简称，即边发射激光器。是一种激光发射方向平行于晶圆表面的半导体激光器。 VCSEL（垂直腔面发射激光器） Vertical Cavity Surface Emitting Laser 的简称，即垂直腔面发射激光器。是一种激光发射方向垂直于晶圆表面的半导体激 光器 光纤激光器 以 掺 光纤 元素玻璃 作为增益介质的激光器 接收 端 PIN（光电二极管） 在 P 区与 N 区之间生成 I 型层，吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器 APD （雪崩式光电二极管） Avalanche Photo Diode 的简称，即雪崩式光电二极管，工作 在线性 增益范围 SPAD （单光子雪崩式光电二极管） Single Photon Avalanche Diode 的简称，即单光子雪崩二极管，工作 在盖革模式，具有单光子探测能力 Si