砷化镓(GaAs)工艺。1990 年初用的是 GaAs 工艺，其最大特点是速度快。但在砷化镓的毫米波雷达当中，由于金属层少、芯片集成度低，需要大量芯片搭建毫米波射频前端（7-8 颗 MMIC/3-4 颗 BBIC），导致雷达模块体积和价格不具备吸引力。导致半导体厂家都不愿意用这种工艺制造雷达。

锗硅(SiGe)工艺。从 2007 年开始毫米波雷达市场渗透率开始有了质的飞跃，目前 SiGe 制程在 24GHz 和 77GHz 毫米波雷达中有着广泛的使用。SiGe 工艺最早是由 IBM 于 1998 年推出的量产方案，之后便广泛用于无线通信 IC 制程技术之一，也是目前较高端车型中普遍采用的量产 77GHz 毫米波雷达。其主要优势在于噪声低，动态范围大，且制程成熟，既拥有硅工艺的集成度、良率和成本优势，又具备第 3 到第 5 类半导体（如砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP））在速度方面的优点。成本相对 GaAs 工艺来讲也有大幅下降。

     CMOS 工艺。CMOS 制程是 77GHz 雷达的后起之秀。相对于 SiGe 而言，CMOS 整体造价又下降了 40%。其次，CMOS 的集成度非常高，所以 RF 前端芯片占比也下降了。整个雷达模块设计的复杂度和难度的降低，也加速了整个设计开发的时间周期。而在研发生产过程中，CMOS 工艺研发的难点一个是在 CMOS 本身能承受的功率较少，在低功率下要保证距离范围的覆盖需要一些技术手段。另一个就是 CMOS 噪声较大，需要在硬件设计和降噪算法上多下功夫。基于 CMOS 工艺的 77GHz 雷达进入市场时间较短，性能优化空间还非常大，国内厂商还需在 CMOS 上做更多的技术积累，有利于提高未来的市场竞争力。

4D雷达蓄势待发，性能大幅提升，有望打开更大市场空间。4D成像毫米波雷达相对传统雷达增加高度信息，提供更高质量点云成像。传统毫米波雷达可探测物体的二维水平坐标信息（距离、方位角）及相对速度，4D雷达增加了纵向天线及处理器，可实现对物体高度的探测，提供更高密度、高分辨率的点云信息。4D雷达探测范围超过300米，可有效过滤虚假警报，是目前唯一能在各种天气下实现1度角分辨率的传感器。

相对于传统毫米波雷达，4D雷达具备更高的分辨率、兼顾探测距离和视场角、高度信息感知等优势：
      a)     更高的分辨率：传统毫米波雷达存在角分辨率低、无法高密度点云成像等局限，因此难以有效解析小目标物体的轮廓、类别等。4D雷达通过高倍数虚拟MIMO等方式，可实现更高密度的点云成像，可探测到轮胎碎片等较小目标，降低漏报、误报率。例如大陆公司的ARS 540水平分辨率达1度，是传统毫米波雷达的5倍。
      b)    兼顾探测距离和视场角：增加探测距离通常需要增加同一发射天线的微带数目，使能量在某一方向聚焦，因此传统毫米波雷达探测距离的提升通常以减少FoV（Field of view，视场角）为代价。4D雷达通过算法、多芯片级联等方式，能在维持高FoV的同时，实现高角度分辨率及更远探测距离。

      c)   高度信息感知：由于具备纵向高度感知能力，4D雷达相较传统雷达可以检测静态障碍物。传统毫米波雷达可以探测前方道路上有静态障碍物反射点，但因为无法实现识别静态障碍物的高低和大小，因此不能将道路障碍物与天桥、交通标示牌等静态物品区别开。4D雷达具备高度维度感知，可解析静态障碍物的轮廓等信息并进行分类，更大程度避免“误刹”、“漏刹”。

     e)    全天候全天时：受制于激光的物理特性，激光雷达在雨雪、沙尘等极端天气环境下，工作可靠性会受到影响。4D雷达能全天候全天时工作，在暴雨、大雪、漆黑及空气污染等恶劣环境条件下也能提供高可靠性的探测。此外，4D雷达能够“看穿”墙壁、紧闭的门和其他固体物体，这是激光雷达所不具备的能力。
      f)     成本较低：长期以来，高昂的价格成为制约激光雷达“上车”的关键因素。相比激光雷达，规模量产后的4D雷达价格与传统毫米波雷达基本一致。且由于4D雷达原理上与传统毫米波雷达存在共性，与摄像头进行数据融合的应用也更为普遍，能实现更低的验证成本，有望率先实现量产“上车”。
     g)    分辨率差距缩小：根据佐思汽研，依托虚拟孔径成像（VAI）技术，4D雷达已可实现高清成像，效果接近或超过16/32线激光雷达。傲酷公司的Eagle系列可生成每秒几万点的雷达点云图像，横向与纵向角分辨率都在1度以内，未来成像效果或可媲美32/64线激光雷达。

与传统毫米波雷达市场由Tier 1厂商把控不同，传统厂商之外，4D雷达市场也有很多初创公司加入角逐：

大陆：在2020年9月发布的ARS540为业内首款量产4D成像雷达。

傲酷雷达：2021年3月，傲酷雷达推出目前全球角分辨率最高的4D雷达Eagle雷达，在保证120°宽视场角的情况下，水平和垂直角分辨率小于1°。

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

Vayyar：公司的多功能解决方案使用4D ROC（radar-on-chip）平台技术，对于OEM厂商能够在保证安全性的同时实现更好的成本效益。

目前，部分4D成像雷达已进入小批量样品阶段，2021年或为量产元年。4D雷达也并非完美。一方面，相比高线激光雷达，4D毫米波雷达仍存在横向分辨率不足的问题。另一方面，4D毫米波雷达对金属物体过于敏感，井盖、钉子、远距离外的金属广告牌都会被误判为障碍物。我们认为，未来多感知融合或为汽车传感器主流解决方案。随着图像技术更为成熟，叠加激光雷达价格下探，摄像头+4D雷达+超声波传感器+激光雷达带来的多传感器融合，能够创建高分辨率可识别区域的冗余感知，因此多传感器融合或为大势所趋。

频段上，77GHz 毫米波雷达在距离分辨率和精度等性能上有大幅提升，正逐渐替代 24GHz 成为未来的主流；工艺上，毫米波雷达芯片的重要趋势是 CMOS 工艺成为主流，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）集成在一起，做成 SoC，实现更高的集成度，显著地降低系统尺寸、功耗和成本，还能嵌入更多的功能，也将处于快速增长期。

     从产业格局来看，全球毫米波雷达市场由国外Tier 1供应商主导。据OFweek统计，2018年博世、大陆、海拉、富士通天、电装为全球前五的厂商，合计占据68%的份额，国内主要包括华域汽车、德赛西威、华阳集团、森思泰克和华为等。

根据高工智能汽车研究院此前发布报告称，2020年国内乘用车新车前向及角雷达前装市场规模分别为40.28亿元、10.83亿元，预计到2025年整体市场规模将超过130亿元，年均复合增长率为20.53%。从乘用车毫米波雷达（国产）供应商来讲，国内的10强为：

Tier1厂商，需要具备比较强的产品方案、市场资源及资金实力，强者恒强的格局不容易被改变。国内毫米波Tier1厂商，受益于汽车的智能化升级浪潮、中国汽车产业市场地位的提升，在汽车产业格局中发展壮大是一个确定性的趋势，但这是一个周期比较长的事情。由于Tier1的毛利水平较低，如果头部的国产Tier1厂商处于一个比较好的价位，可以重点关注。

按产业链来看，毫米波雷达硬件部分主要由射频前端MMIC、高频PCB和信号处理系统组成，每一部分均有较高的技术壁垒，国内较为落后、处于追赶状态。后端算法方面，国内现有技术同样具有局限性，且国外算法受专利保护、价格高昂，其专利授权费约占总成本的50%。

      从竞争格局来看，MMIC市场集中度高，技术由国际龙头主导。国际龙头英飞凌、TI、NXP、ST、ADI等产品线较全，基本覆盖24GHz及77GHz频段，如德州仪器AWR2243是76GHz 至 81GHz 频带内运行的集成式单芯片FMCW 收发器。矽杰微、厦门意行等国内厂商仍处于追赶状态，产品以24GHz为主，加特兰、岸达科技在77GHz CMOS工艺上已实现突破。我们认为国产MMIC厂商低成本、低功耗产品的推出将推动毫米波雷达的国产替代进程。

主流的芯片厂商产品介绍如下：
      NXP目前的雷达芯片是RFCMOS 77GHz的雷达收发器，用以满足超短程、短程、中程和远程雷达的需求。它们可提高以下应用的精度和安全性，例如防碰撞、车道变换辅助、自主紧急制动、具有360°感知的雷达防护罩或自适应巡航控制。77GHz的产品有两个系列：TEF810X 和MR3003。

     TI 的雷达芯片分为汽车和工业两种应用场景，针对汽车领域的主要是77GHz毫米波雷达芯片AWR1x，AWR1x 器件采用低功耗 45nm RFCMOS 技术进行构建，架构不局限于射频/模拟子系统，以汽车友好型封装实现了前所未有的小型化集成度，产品系列涵盖从高性能雷达前端到超高分辨率、低功耗小型单芯片雷达的所有产品。

TI 的全新毫米波单芯片 CMOS产品组合比目前市场上毫米波解决方案高3倍的感测精度。同时，功耗是当前解决方案的25%。并且 TI 的技术文档、支持与培训比较到位，目前已有很多客户选择 TI 的芯片来进行产品的设计开发。

英飞凌的汽车雷达芯片覆盖了24GHz 和77GHz 两个频段，采用的是SiGe技术。他们的型号、配置及特点如下面的图标所示。

77GHz芯片被用于基于雷达的驾驶员辅助系统，例如自适应巡航控制和碰撞警告等长距场景 ，可识别距离最远250米的物体。BGT24M/L系列是目前市场上最大、集成度最高的24GHz雷达收发器系列产品，与分立线路相比能节省约30%的电路板空间。主要应用于盲点监测和泊车辅助等中短距场景。不过由于相关知识产权与合作协议的原因，英飞凌芯片商对中国并没有放开。

ST 的汽车雷达芯片有两款，分别是STRADA431 和 STRADA770。STRADA431是一款用于汽车雷达的单芯片收发器，覆盖24至24.25 GHz的频段，以符合ISM频段应用。由于集成了LDO，STRADA431可以通过3.3 V的单电源供电。STRADA770是一款适用于汽车雷达的单芯片收发器，覆盖76 GHz至81 GHz的频带，可通过SPI接口设置为窄带（76GHz-77GHz）或宽带（76GHz-81GHz）应用程序进行独立设置，以符合所有雷达应用的要求。同样，因知识产权与合作协议的原因，其雷达芯片未对中国放开。

      中国企业加特兰（CALTERAH）的雷达产品包括60GHz 和 77GHz 两种频段，其77GHz CMOS雷达芯片是全亚太区第一颗适用于车载雷达的77GHz收发芯片。77GHz 雷达收发机芯片包含了2T4R和4T8R两款芯片，采用了先进的标准CMOS工艺制程以及低损耗的晶圆级封装技术(FO-WLCSP)，芯片实现了全球最小的封装体积(6.65x6.65mm)和最低的功耗(650mW)，同时加特兰的芯片具有级联的能力，可将多块芯片集成使用。基于其芯片的毫米波雷达产品，都是国内的厂商，目前已有部分产品进入了前装量产阶段。2019年量产的全球首款天线内置多通道77GHz CMOS毫米波雷达SoC系列芯片，并同步推出了AiP产品（AiP的英文全称是Antenna-in-Package，意为封装里的天线）。

对于国内的客户，如果不是直接采购汽车雷达成品，打算自己进行汽车雷达产品的设计和研发，那么NXP、TI和 CALTERAH 的雷达芯片将是首选。 

国产厂商中，除了加特兰之外，还有矽杰微、意行半导体、矽典微、岸达、迈矽科，具体产品介绍如下：

     总体来看，MMIC的技术发展方向可以归纳为向体积更小、功耗更低、集成度更高方向发展。我们认为，得益于稳定性高、高频特性好等优势，中短期内，SiGe仍将是毫米波雷达MMIC芯片的主要应用方案。但未来随着CMOS工艺提高及器件小型化，我们认为，CMOS将成为毫米波雷达MMIC的主流选择。

基带数字信号处理系统通过嵌入不同的信号处理算法，提取从前端采集得到的中频信号，获得特定类型的目标信息，是毫米波雷达稳定性、可靠性的核心。毫米波雷达的数字处理主要通过DSP芯片或FPGA芯片实现：

我们认为，考虑到DSP芯片在复杂算法处理上具备优势，FPGA在大数据底层算法上具备优势，“DSP+FPGA”融合在实时信号处理系统中的应用逐渐广泛。德国大陆汽车研发的4D成像毫米波雷达ARS540使用了来自赛灵思Zynq UltraScale+ MPSoC系列芯片，内部集成了FPGA芯片和大量DSP运算资源，大幅提升FFT精度，两者的结合使得ARS540水平方位角分辨率能达到1°，在测量高度方面也能力出众。

竞争格局：国际龙头主导，国内高端信号处理芯片基础薄弱。竞争格局来看，目前高端DSP及FPGA芯片均由国际公司主导：1）DSP芯片方面，市场主要由国际龙头把控，目前全球市场主要包括TI、ADI、NXP等公司；2）FPGA芯片方面，市场主要玩家有赛灵思、Altera、Microsemi以及莱迪思等。国内公司在高端DSP及FPGA芯片领域较为薄弱，但近几年随着紫光国微、安路科技等公司的崛起，我们认为，国产FPGA有望实现快速增长，并逐步向汽车电子等高端领域渗透。

四、 汽车行业格局大变，国内汽车传感器厂商迎来难得的战略发育期

根据德邦证券的预测，全球/中国下游汽车领域激光雷达空间广阔，需求旺盛。 2025 年全球/中国市场激光雷达在下游配套汽车量产领域空间将有望分别达 108.0/47.6 亿美元， 2019-2025 年 CAGR 分别为 39.9%/45.3%；其中 2025 年全球/中国市场无人驾驶领域激光雷达空间将有望分别达 42.8/17.1 亿美元， 2019-2025 年 CAGR分别为 38.7%/38.7%； 2025 年全球/中国市场乘用车 ADAS+ADS 领域激光雷达空间将有望分别达65.2/30.5亿美元， 2019-2025年CAGR分别为40.7%/50.1%。2025 年全球/中国配套汽车量产带来的激光雷达需求将有望分别达 2387.4/1102.1万个。根据中金的预测，2025年中国毫米波雷达市场规模有望达到114亿元，2020-2025E CAGR为19%。

     目前，中国已经是全球最大的汽车生产制造、消费及最大保有量国家，汽车产业链生态已经比较完善，随着新一轮汽车产业的升级，国内汽车产业链无论从人才、资金支持还是市场机会，都将迎来战略机遇期。不管是视觉还是激光雷达、毫米波雷达都一样，这也造成了国内三个领域都有非常多有创造力的厂商。我们认为，三大驱动力将拉动ADAS渗透率快速提升：造车新势力的入场、传统车厂的革新、以及行业标准/国家政策推动。

驱动力1    造车新势力的入场：天然适配ADAS，或成新势力弯道超车机会

新能源汽车天然适配ADAS，接受度较高。新能源汽车采用电气化架构，与ADAS天然适配。且新能源车企大都是新晋车企，在架构设计之初就融合了ADAS系统。

借力ADAS弯道超车，更多新势力入场有望带动ADAS渗透率提升。观察新能源市场，在特斯拉推出Model S之后，蔚来、小鹏、理想等新势力迅速进入。我们认为，未来会有更多标配ADAS的新势力入场，ADAS渗透率有望继续提升。

驱动力2     传统车厂的革新：新势力介入，倒逼传统车企智能化改革

传统车企渗透率仍有较大提升空间。以L2级乘用车为例，2020年传统燃油车销量占到了93%，但是ADAS渗透率仅为14%。传统车厂的机械架构无法通过电子技术控制，难以对各类情况做出瞬时响应。欲实现电子化升级，传统汽车需要对原有架构进行较大幅度的调整，成本高昂，导致ADAS在传统汽车中普及度较低。

      展望未来，我们认为造车新势力的介入将倒逼传统车厂在新车架构上进行革新，ADAS渗透率有望加速提升。

驱动力3    车规安全要求提升，行业标准、国家政策双轮驱动推动ADAS部署

行业标准：AEB（汽车主动安全技术）等主动安全系统纳入全球新车测试规程。NCAP（new car assessment program，新车测试项目）是测试机构对即将上市的新车所进行的一系列测试，以评估汽车的安全程度，并依此评分。目前，各国NCAP均将AEB测试纳入新车评分体系。在部分国家，AEB已成为五星评级的必备条件。我们认为，未来在中国，AEB等辅助驾驶系统也将成为高评级的必备项目。

国家政策：主要国家和地区政府已拟定时间表全面标配AEB，中国落地多项政策强制商用车搭载ADAS系统。梳理各国政策，我们发现日本与欧洲国家强制政策的覆盖范围已经由商用车逐步扩大至乘用车领域，并已有明确的强制时间点。中国近年来密集出台大量政策，旨在强制商用车搭载ADAS系统。同时，乘用车国家标准也已放入日程。

各主要经济体均对自动驾驶提出明确规划： 中国《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》已对自动驾驶提出明确规划，到2025 年实现 L2+L3 占比达 50%，到 2030 年 L2+L3 占比 70%， L4 级占比超 20%，而目前 L2+L3 占比仅为 15%，提升需求迫切； 欧盟委员会发布了《通往自动化出行之路：欧盟未来出行战略》，提出 2030 年步入完全自动驾驶社会的远景目标；日本计划在 2030 年实现 20%自动驾驶汽车上路； 韩国自动驾驶商用化时间表提前至 2027 年。

自动驾驶行业的爆发，为激光雷达及毫米波雷达产业链带来新机遇，目前市场格局、技术产品格局还处于持续迭代中，对于国内厂商来说，这是难得的发展良机。随着传感器芯片的集成度、可靠性继续提升，使得自动驾驶传感器成本降低，传感器更小型化，自动驾驶传感器将迎来一大波红利期。

从产业链的角度，下游的国内方案商都会面对激烈的竞争期，格局并不明朗，具备更优秀融资能力、成本管控能力、更好执行效率的公司可能会走的更远。竞争不仅来自国际大厂，也来自国内同行。面对竞争，不仅要在技术、产品品质上追赶同行，还要采用性价比+重服务的模式切入供应链，获得生存空间。对于国内的传感器厂商而言，如何更好的理解客户的需求、把握行业的动向及自身的产品规划都非常重要，产品要能有差异化，并不断提升自身产品的可靠性、降低成本。低于上游的芯片厂商而言，实现技术突破则是公司发展第一要义。