砷化鎵(GaAs)工藝。1990 年初用的是 GaAs 工藝，其最大特點是速度快。但在砷化鎵的毫米波雷達當中，由于金屬層少、芯片集成度低，需要大量芯片搭建毫米波射頻前端（7-8 顆 MMIC/3-4 顆 BBIC），導致雷達模塊體積和價格不具備吸引力。導致半導體廠家都不愿意用這種工藝制造雷達。

鍺硅(SiGe)工藝。從 2007 年開始毫米波雷達市場滲透率開始有了質的飛躍，目前 SiGe 制程在 24GHz 和 77GHz 毫米波雷達中有著廣泛的使用。SiGe 工藝最早是由 IBM 于 1998 年推出的量產方案，之后便廣泛用于無線通信 IC 制程技術之一，也是目前較高端車型中普遍采用的量產 77GHz 毫米波雷達。其主要優勢在于噪聲低，動態范圍大，且制程成熟，既擁有硅工藝的集成度、良率和成本優勢，又具備第 3 到第 5 類半導體（如砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP））在速度方面的優點。成本相對 GaAs 工藝來講也有大幅下降。

     CMOS 工藝。CMOS 制程是 77GHz 雷達的后起之秀。相對于 SiGe 而言，CMOS 整體造價又下降了 40%。其次，CMOS 的集成度非常高，所以 RF 前端芯片占比也下降了。整個雷達模塊設計的復雜度和難度的降低，也加速了整個設計開發的時間周期。而在研發生產過程中，CMOS 工藝研發的難點一個是在 CMOS 本身能承受的功率較少，在低功率下要保證距離范圍的覆蓋需要一些技術手段。另一個就是 CMOS 噪聲較大，需要在硬件設計和降噪算法上多下功夫。基于 CMOS 工藝的 77GHz 雷達進入市場時間較短，性能優化空間還非常大，國內廠商還需在 CMOS 上做更多的技術積累，有利于提高未來的市場競爭力。

4D雷達蓄勢待發，性能大幅提升，有望打開更大市場空間。4D成像毫米波雷達相對傳統雷達增加高度信息，提供更高質量點云成像。傳統毫米波雷達可探測物體的二維水平坐標信息（距離、方位角）及相對速度，4D雷達增加了縱向天線及處理器，可實現對物體高度的探測，提供更高密度、高分辨率的點云信息。4D雷達探測范圍超過300米，可有效過濾虛假警報，是目前唯一能在各種天氣下實現1度角分辨率的傳感器。

相對于傳統毫米波雷達，4D雷達具備更高的分辨率、兼顧探測距離和視場角、高度信息感知等優勢：
      a)     更高的分辨率：傳統毫米波雷達存在角分辨率低、無法高密度點云成像等局限，因此難以有效解析小目標物體的輪廓、類別等。4D雷達通過高倍數虛擬MIMO等方式，可實現更高密度的點云成像，可探測到輪胎碎片等較小目標，降低漏報、誤報率。例如大陸公司的ARS 540水平分辨率達1度，是傳統毫米波雷達的5倍。
      b)    兼顧探測距離和視場角：增加探測距離通常需要增加同一發射天線的微帶數目，使能量在某一方向聚焦，因此傳統毫米波雷達探測距離的提升通常以減少FoV（Field of view，視場角）為代價。4D雷達通過算法、多芯片級聯等方式，能在維持高FoV的同時，實現高角度分辨率及更遠探測距離。

      c)   高度信息感知：由于具備縱向高度感知能力，4D雷達相較傳統雷達可以檢測靜態障礙物。傳統毫米波雷達可以探測前方道路上有靜態障礙物反射點，但因為無法實現識別靜態障礙物的高低和大小，因此不能將道路障礙物與天橋、交通標示牌等靜態物品區別開。4D雷達具備高度維度感知，可解析靜態障礙物的輪廓等信息并進行分類，更大程度避免“誤剎”、“漏剎”。

     e)    全天候全天時：受制于激光的物理特性，激光雷達在雨雪、沙塵等極端天氣環境下，工作可靠性會受到影響。4D雷達能全天候全天時工作，在暴雨、大雪、漆黑及空氣污染等惡劣環境條件下也能提供高可靠性的探測。此外，4D雷達能夠“看穿”墻壁、緊閉的門和其他固體物體，這是激光雷達所不具備的能力。
      f)     成本較低：長期以來，高昂的價格成為制約激光雷達“上車”的關鍵因素。相比激光雷達，規模量產后的4D雷達價格與傳統毫米波雷達基本一致。且由于4D雷達原理上與傳統毫米波雷達存在共性，與攝像頭進行數據融合的應用也更為普遍，能實現更低的驗證成本，有望率先實現量產“上車”。
     g)    分辨率差距縮小：根據佐思汽研，依托虛擬孔徑成像（VAI）技術，4D雷達已可實現高清成像，效果接近或超過16/32線激光雷達。傲酷公司的Eagle系列可生成每秒幾萬點的雷達點云圖像，橫向與縱向角分辨率都在1度以內，未來成像效果或可媲美32/64線激光雷達。

與傳統毫米波雷達市場由Tier 1廠商把控不同，傳統廠商之外，4D雷達市場也有很多初創公司加入角逐：

大陸：在2020年9月發布的ARS540為業內首款量產4D成像雷達。

傲酷雷達：2021年3月，傲酷雷達推出目前全球角分辨率最高的4D雷達Eagle雷達，在保證120°寬視場角的情況下，水平和垂直角分辨率小于1°。

Arbe：Arbe于2020年推出的Phoenix雷達是全球第一款超高分辨率的4D成像雷達。

Vayyar：公司的多功能解決方案使用4D ROC（radar-on-chip）平臺技術，對于OEM廠商能夠在保證安全性的同時實現更好的成本效益。

目前，部分4D成像雷達已進入小批量樣品階段，2021年或為量產元年。4D雷達也并非完美。一方面，相比高線激光雷達，4D毫米波雷達仍存在橫向分辨率不足的問題。另一方面，4D毫米波雷達對金屬物體過于敏感，井蓋、釘子、遠距離外的金屬廣告牌都會被誤判為障礙物。我們認為，未來多感知融合或為汽車傳感器主流解決方案。隨著圖像技術更為成熟，疊加激光雷達價格下探，攝像頭+4D雷達+超聲波傳感器+激光雷達帶來的多傳感器融合，能夠創建高分辨率可識別區域的冗余感知，因此多傳感器融合或為大勢所趨。

頻段上，77GHz 毫米波雷達在距離分辨率和精度等性能上有大幅提升，正逐漸替代 24GHz 成為未來的主流；工藝上，毫米波雷達芯片的重要趨勢是 CMOS 工藝成為主流，CMOS 工藝不僅可將 MMIC 做得更小，甚至可以與微控制單元（MCU）和數字信號處理（DSP）集成在一起，做成 SoC，實現更高的集成度，顯著地降低系統尺寸、功耗和成本，還能嵌入更多的功能，也將處于快速增長期。

     從產業格局來看，全球毫米波雷達市場由國外Tier 1供應商主導。據OFweek統計，2018年博世、大陸、海拉、富士通天、電裝為全球前五的廠商，合計占據68%的份額，國內主要包括華域汽車、德賽西威、華陽集團、森思泰克和華為等。

根據高工智能汽車研究院此前發布報告稱，2020年國內乘用車新車前向及角雷達前裝市場規模分別為40.28億元、10.83億元，預計到2025年整體市場規模將超過130億元，年均復合增長率為20.53%。從乘用車毫米波雷達（國產）供應商來講，國內的10強為：

Tier1廠商，需要具備比較強的產品方案、市場資源及資金實力，強者恒強的格局不容易被改變。國內毫米波Tier1廠商，受益于汽車的智能化升級浪潮、中國汽車產業市場地位的提升，在汽車產業格局中發展壯大是一個確定性的趨勢，但這是一個周期比較長的事情。由于Tier1的毛利水平較低，如果頭部的國產Tier1廠商處于一個比較好的價位，可以重點關注。

按產業鏈來看，毫米波雷達硬件部分主要由射頻前端MMIC、高頻PCB和信號處理系統組成，每一部分均有較高的技術壁壘，國內較為落后、處于追趕狀態。后端算法方面，國內現有技術同樣具有局限性，且國外算法受專利保護、價格高昂，其專利授權費約占總成本的50%。

      從競爭格局來看，MMIC市場集中度高，技術由國際龍頭主導。國際龍頭英飛凌、TI、NXP、ST、ADI等產品線較全，基本覆蓋24GHz及77GHz頻段，如德州儀器AWR2243是76GHz 至 81GHz 頻帶內運行的集成式單芯片FMCW 收發器。矽杰微、廈門意行等國內廠商仍處于追趕狀態，產品以24GHz為主，加特蘭、岸達科技在77GHz CMOS工藝上已實現突破。我們認為國產MMIC廠商低成本、低功耗產品的推出將推動毫米波雷達的國產替代進程。

主流的芯片廠商產品介紹如下：
      NXP目前的雷達芯片是RFCMOS 77GHz的雷達收發器，用以滿足超短程、短程、中程和遠程雷達的需求。它們可提高以下應用的精度和安全性，例如防碰撞、車道變換輔助、自主緊急制動、具有360°感知的雷達防護罩或自適應巡航控制。77GHz的產品有兩個系列：TEF810X 和MR3003。

     TI 的雷達芯片分為汽車和工業兩種應用場景，針對汽車領域的主要是77GHz毫米波雷達芯片AWR1x，AWR1x 器件采用低功耗 45nm RFCMOS 技術進行構建，架構不局限于射頻/模擬子系統，以汽車友好型封裝實現了前所未有的小型化集成度，產品系列涵蓋從高性能雷達前端到超高分辨率、低功耗小型單芯片雷達的所有產品。

TI 的全新毫米波單芯片 CMOS產品組合比目前市場上毫米波解決方案高3倍的感測精度。同時，功耗是當前解決方案的25%。并且 TI 的技術文檔、支持與培訓比較到位，目前已有很多客戶選擇 TI 的芯片來進行產品的設計開發。

英飛凌的汽車雷達芯片覆蓋了24GHz 和77GHz 兩個頻段，采用的是SiGe技術。他們的型號、配置及特點如下面的圖標所示。

77GHz芯片被用于基于雷達的駕駛員輔助系統，例如自適應巡航控制和碰撞警告等長距場景 ，可識別距離最遠250米的物體。BGT24M/L系列是目前市場上最大、集成度最高的24GHz雷達收發器系列產品，與分立線路相比能節省約30%的電路板空間。主要應用于盲點監測和泊車輔助等中短距場景。不過由于相關知識產權與合作協議的原因，英飛凌芯片商對中國并沒有放開。

ST 的汽車雷達芯片有兩款，分別是STRADA431 和 STRADA770。STRADA431是一款用于汽車雷達的單芯片收發器，覆蓋24至24.25 GHz的頻段，以符合ISM頻段應用。由于集成了LDO，STRADA431可以通過3.3 V的單電源供電。STRADA770是一款適用于汽車雷達的單芯片收發器，覆蓋76 GHz至81 GHz的頻帶，可通過SPI接口設置為窄帶（76GHz-77GHz）或寬帶（76GHz-81GHz）應用程序進行獨立設置，以符合所有雷達應用的要求。同樣，因知識產權與合作協議的原因，其雷達芯片未對中國放開。

      中國企業加特蘭（CALTERAH）的雷達產品包括60GHz 和 77GHz 兩種頻段，其77GHz CMOS雷達芯片是全亞太區第一顆適用于車載雷達的77GHz收發芯片。77GHz 雷達收發機芯片包含了2T4R和4T8R兩款芯片，采用了先進的標準CMOS工藝制程以及低損耗的晶圓級封裝技術(FO-WLCSP)，芯片實現了全球最小的封裝體積(6.65x6.65mm)和最低的功耗(650mW)，同時加特蘭的芯片具有級聯的能力，可將多塊芯片集成使用。基于其芯片的毫米波雷達產品，都是國內的廠商，目前已有部分產品進入了前裝量產階段。2019年量產的全球首款天線內置多通道77GHz CMOS毫米波雷達SoC系列芯片，并同步推出了AiP產品（AiP的英文全稱是Antenna-in-Package，意為封裝里的天線）。

對于國內的客戶，如果不是直接采購汽車雷達成品，打算自己進行汽車雷達產品的設計和研發，那么NXP、TI和 CALTERAH 的雷達芯片將是首選。 

國產廠商中，除了加特蘭之外，還有矽杰微、意行半導體、矽典微、岸達、邁矽科，具體產品介紹如下：

     總體來看，MMIC的技術發展方向可以歸納為向體積更小、功耗更低、集成度更高方向發展。我們認為，得益于穩定性高、高頻特性好等優勢，中短期內，SiGe仍將是毫米波雷達MMIC芯片的主要應用方案。但未來隨著CMOS工藝提高及器件小型化，我們認為，CMOS將成為毫米波雷達MMIC的主流選擇。

基帶數字信號處理系統通過嵌入不同的信號處理算法，提取從前端采集得到的中頻信號，獲得特定類型的目標信息，是毫米波雷達穩定性、可靠性的核心。毫米波雷達的數字處理主要通過DSP芯片或FPGA芯片實現：

我們認為，考慮到DSP芯片在復雜算法處理上具備優勢，FPGA在大數據底層算法上具備優勢，“DSP+FPGA”融合在實時信號處理系統中的應用逐漸廣泛。德國大陸汽車研發的4D成像毫米波雷達ARS540使用了來自賽靈思Zynq UltraScale+ MPSoC系列芯片，內部集成了FPGA芯片和大量DSP運算資源，大幅提升FFT精度，兩者的結合使得ARS540水平方位角分辨率能達到1°，在測量高度方面也能力出眾。

競爭格局：國際龍頭主導，國內高端信號處理芯片基礎薄弱。競爭格局來看，目前高端DSP及FPGA芯片均由國際公司主導：1）DSP芯片方面，市場主要由國際龍頭把控，目前全球市場主要包括TI、ADI、NXP等公司；2）FPGA芯片方面，市場主要玩家有賽靈思、Altera、Microsemi以及萊迪思等。國內公司在高端DSP及FPGA芯片領域較為薄弱，但近幾年隨著紫光國微、安路科技等公司的崛起，我們認為，國產FPGA有望實現快速增長，并逐步向汽車電子等高端領域滲透。

四、 汽車行業格局大變，國內汽車傳感器廠商迎來難得的戰略發育期

根據德邦證券的預測，全球/中國下游汽車領域激光雷達空間廣闊，需求旺盛。 2025 年全球/中國市場激光雷達在下游配套汽車量產領域空間將有望分別達 108.0/47.6 億美元， 2019-2025 年 CAGR 分別為 39.9%/45.3%；其中 2025 年全球/中國市場無人駕駛領域激光雷達空間將有望分別達 42.8/17.1 億美元， 2019-2025 年 CAGR分別為 38.7%/38.7%； 2025 年全球/中國市場乘用車 ADAS+ADS 領域激光雷達空間將有望分別達65.2/30.5億美元， 2019-2025年CAGR分別為40.7%/50.1%。2025 年全球/中國配套汽車量產帶來的激光雷達需求將有望分別達 2387.4/1102.1萬個。根據中金的預測，2025年中國毫米波雷達市場規模有望達到114億元，2020-2025E CAGR為19%。

     目前，中國已經是全球最大的汽車生產制造、消費及最大保有量國家，汽車產業鏈生態已經比較完善，隨著新一輪汽車產業的升級，國內汽車產業鏈無論從人才、資金支持還是市場機會，都將迎來戰略機遇期。不管是視覺還是激光雷達、毫米波雷達都一樣，這也造成了國內三個領域都有非常多有創造力的廠商。我們認為，三大驅動力將拉動ADAS滲透率快速提升：造車新勢力的入場、傳統車廠的革新、以及行業標準/國家政策推動。

驅動力1    造車新勢力的入場：天然適配ADAS，或成新勢力彎道超車機會

新能源汽車天然適配ADAS，接受度較高。新能源汽車采用電氣化架構，與ADAS天然適配。且新能源車企大都是新晉車企，在架構設計之初就融合了ADAS系統。

借力ADAS彎道超車，更多新勢力入場有望帶動ADAS滲透率提升。觀察新能源市場，在特斯拉推出Model S之后，蔚來、小鵬、理想等新勢力迅速進入。我們認為，未來會有更多標配ADAS的新勢力入場，ADAS滲透率有望繼續提升。

驅動力2     傳統車廠的革新：新勢力介入，倒逼傳統車企智能化改革

傳統車企滲透率仍有較大提升空間。以L2級乘用車為例，2020年傳統燃油車銷量占到了93%，但是ADAS滲透率僅為14%。傳統車廠的機械架構無法通過電子技術控制，難以對各類情況做出瞬時響應。欲實現電子化升級，傳統汽車需要對原有架構進行較大幅度的調整，成本高昂，導致ADAS在傳統汽車中普及度較低。

      展望未來，我們認為造車新勢力的介入將倒逼傳統車廠在新車架構上進行革新，ADAS滲透率有望加速提升。

驅動力3    車規安全要求提升，行業標準、國家政策雙輪驅動推動ADAS部署

行業標準：AEB（汽車主動安全技術）等主動安全系統納入全球新車測試規程。NCAP（new car assessment program，新車測試項目）是測試機構對即將上市的新車所進行的一系列測試，以評估汽車的安全程度，并依此評分。目前，各國NCAP均將AEB測試納入新車評分體系。在部分國家，AEB已成為五星評級的必備條件。我們認為，未來在中國，AEB等輔助駕駛系統也將成為高評級的必備項目。

國家政策：主要國家和地區政府已擬定時間表全面標配AEB，中國落地多項政策強制商用車搭載ADAS系統。梳理各國政策，我們發現日本與歐洲國家強制政策的覆蓋范圍已經由商用車逐步擴大至乘用車領域，并已有明確的強制時間點。中國近年來密集出臺大量政策，旨在強制商用車搭載ADAS系統。同時，乘用車國家標準也已放入日程。

各主要經濟體均對自動駕駛提出明確規劃： 中國《節能與新能源汽車技術路線圖 2.0》已對自動駕駛提出明確規劃，到2025 年實現 L2+L3 占比達 50%，到 2030 年 L2+L3 占比 70%， L4 級占比超 20%，而目前 L2+L3 占比僅為 15%，提升需求迫切； 歐盟委員會發布了《通往自動化出行之路：歐盟未來出行戰略》，提出 2030 年步入完全自動駕駛社會的遠景目標；日本計劃在 2030 年實現 20%自動駕駛汽車上路； 韓國自動駕駛商用化時間表提前至 2027 年。

自動駕駛行業的爆發，為激光雷達及毫米波雷達產業鏈帶來新機遇，目前市場格局、技術產品格局還處于持續迭代中，對于國內廠商來說，這是難得的發展良機。隨著傳感器芯片的集成度、可靠性繼續提升，使得自動駕駛傳感器成本降低，傳感器更小型化，自動駕駛傳感器將迎來一大波紅利期。

從產業鏈的角度，下游的國內方案商都會面對激烈的競爭期，格局并不明朗，具備更優秀融資能力、成本管控能力、更好執行效率的公司可能會走的更遠。競爭不僅來自國際大廠，也來自國內同行。面對競爭，不僅要在技術、產品品質上追趕同行，還要采用性價比+重服務的模式切入供應鏈，獲得生存空間。對于國內的傳感器廠商而言，如何更好的理解客戶的需求、把握行業的動向及自身的產品規劃都非常重要，產品要能有差異化，并不斷提升自身產品的可靠性、降低成本。低于上游的芯片廠商而言，實現技術突破則是公司發展第一要義。