中國智能汽車新一代傳感器研究報(bào)告_第1頁
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文檔簡介

前言回顧2022年,智能汽車產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)出了一批新型智能傳感器,其性能相比傳統(tǒng)傳感器來說,都有了大幅度的提升。在智能駕駛場景中,環(huán)境感知傳感器的硬件性能將直接影響后續(xù)的感知融合、決策規(guī)劃以及車輛控制環(huán)節(jié),更高性能的感知傳感器能夠提供更豐富的信息,同時(shí)能讓整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)變得更穩(wěn)定、魯棒性更高。在智能座艙場景中,性能更優(yōu)的感知傳感器不僅可以適應(yīng)更多變的環(huán)境,也可以為駕駛員提供更好的人機(jī)交互。環(huán)境感知傳感器已成為了整個(gè)智能汽車技術(shù)棧不可或缺的一部分,這在一定程度上推動(dòng)了環(huán)境感知傳感器的快速發(fā)展。億歐智庫發(fā)現(xiàn),面對多變復(fù)雜的感知環(huán)境,傳統(tǒng)環(huán)境感知傳感器性能已無法滿足更高級別智駕功能和更好人機(jī)交互需求。此時(shí),在智能駕駛和智能座艙場景中,出現(xiàn)了一些具備自主學(xué)習(xí)能力,并且能支持AI技術(shù)處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的智能傳感器,這類傳感器可以被稱為“新一代傳感器”。新一代傳感器相比于傳統(tǒng)智能傳感器,其在軟硬件層面都有了較大幅度的提升,讓感知融合上升到了新的高度。在軟件層面,新一代傳感器提供的數(shù)據(jù)量較大,同時(shí)會(huì)提供三維深度信息,更適合應(yīng)用在深度學(xué)習(xí)模型;在硬件層面,新一代傳感器內(nèi)部核心部件的精密化程度更高,并且對芯片性能要求也更高。從已上市車型的搭載情況來看,新一代傳感器已實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模上車。在發(fā)展初期,新一代傳感器的發(fā)展前景受到行業(yè)人士的激烈討論,包括各傳感器的相對優(yōu)勢、實(shí)際場景應(yīng)用的前景和挑戰(zhàn)、未來技術(shù)發(fā)展路徑等。為了解答上述問題,億歐智庫通過行業(yè)專家訪談、案頭深入研究等方式,撰寫了《2023中國智能汽車新一代傳感器研究報(bào)告》。本報(bào)告針對智能汽車新一代傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀、市場格局、場景應(yīng)用前景、主流企業(yè)的現(xiàn)狀等問題進(jìn)行了深入地研究與分析,并對當(dāng)前行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展趨勢、產(chǎn)業(yè)生態(tài)和企業(yè)管理觀念的發(fā)展趨勢、市場投融資趨勢進(jìn)行研究與解讀,同時(shí)報(bào)告對典型傳感器的市場規(guī)模與滲透率進(jìn)行預(yù)測,使行業(yè)內(nèi)外人士可以更直觀地了解當(dāng)下中國智能汽車新一代傳感器的發(fā)展進(jìn)程與市場動(dòng)態(tài)。目錄C

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S01 中國智能汽車新一代傳感器市場綜述智能汽車傳感器發(fā)展歷程與分類智能汽車新一代傳感器概述智能汽車新一代傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析02 中國智能汽車新一代傳感器具體產(chǎn)品分析典型新一代傳感器盤點(diǎn)具體產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀分析中國智能汽車新一代傳感器應(yīng)用場景分析新一代傳感器智駕場景應(yīng)用分析新一代傳感器智艙場景應(yīng)用分析0304 中國智能汽車新一代傳感器發(fā)展趨勢技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展趨勢商業(yè)及生態(tài)發(fā)展趨勢投融資市場發(fā)展趨勢目錄C

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S01 中國智能汽車新一代傳感器市場綜述智能汽車傳感器發(fā)展歷程與分類智能汽車新一代傳感器概述智能汽車新一代傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析02 中國智能汽車新一代傳感器具體產(chǎn)品分析典型新一代傳感器盤點(diǎn)具體產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀分析中國智能汽車新一代傳感器應(yīng)用場景分析新一代傳感器智駕場景應(yīng)用分析新一代傳感器智艙場景應(yīng)用分析0304 中國智能汽車新一代傳感器發(fā)展趨勢技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展趨勢商業(yè)及生態(tài)發(fā)展趨勢投融資市場發(fā)展趨勢汽車傳感器的發(fā)展歷史悠久,應(yīng)用范圍已從車輛本身延申到了外部環(huán)境。從20世紀(jì)60年代至21世紀(jì)初,各類車身感知傳感器陸續(xù)出現(xiàn),比如,燃油車主要以測量壓力、油量、水溫等傳感器為主,而電動(dòng)車主要以測量電流、氣體等傳感器為主。近年來,伴隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展,智能車時(shí)代對于環(huán)境感知傳感器的需求逐漸涌現(xiàn),而大部分環(huán)境感知傳感器都是具備信息采集和信息處理能力的智能傳感器。智駕場景和智艙場景成為了環(huán)境感知類智能傳感器主要的應(yīng)用場景。由于車內(nèi)外的環(huán)境復(fù)雜度較高,信息處理難度較高,這讓智能傳感器成為了智駕和智艙最主要的傳感器。數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫1.1

智能汽車傳感器進(jìn)入AI賦能時(shí)代,環(huán)境感知類傳感器成為未來發(fā)展重心汽車上僅有機(jī)油壓力 防抱死制動(dòng)裝置和安 基于AI技術(shù)的智能型傳傳感器、油量傳感器、 全氣囊有關(guān)的傳感器 感器大量涌現(xiàn),具備對水溫傳感器,與儀表 開始出現(xiàn) 外部環(huán)境檢測、處理和或指示燈連接 自適應(yīng)的能力20世紀(jì)60年代 80-90年代 近年來70年代 21世紀(jì)應(yīng)用于治理排放的傳 動(dòng)力系統(tǒng)中,流體溫度和壓力感器開始出現(xiàn) 傳感器、速度和位置傳感器、含氧量傳感器等陸續(xù)出現(xiàn)根據(jù)使用目的不同,汽車的傳感器可分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。車身傳感器主要是對車輛本身的感知,類似于汽車的“神經(jīng)末梢”,分布于動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)。常見的傳感器包括壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、線加速度傳感器、角加速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器。環(huán)境感知傳感器主要是對自車周圍的環(huán)境進(jìn)行檢測識(shí)別,并將獲取的信息進(jìn)行預(yù)處理后,提供給汽車計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行決策規(guī)劃。此外,環(huán)境感知類傳感器也會(huì)被應(yīng)用于艙內(nèi)的駕駛安全監(jiān)測和人機(jī)交互等功能。常見的環(huán)境感知傳感器包括主動(dòng)型傳感器(超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá))和被動(dòng)型傳感器(攝像頭、紅外熱成像等)。億歐智庫:汽車傳感器的發(fā)展歷程2023年中國智能汽車環(huán)境感知類智能傳感器介紹傳感器類型工作原理應(yīng)用場景主動(dòng)型傳感器超聲波雷達(dá)發(fā)射或接收超聲波,根據(jù)折返時(shí)間測算距離智駕場景毫米波雷達(dá)發(fā)射或接收毫米波,根據(jù)回波頻差測算距離和速度智駕場景智艙場景激光雷達(dá)發(fā)射和接收激光,根據(jù)折返時(shí)間測算距離智駕場景被動(dòng)型傳感器攝像頭采集外部信息,依據(jù)算法進(jìn)行圖像識(shí)別智駕場景智艙場景紅外熱成像通過接收到的能量生產(chǎn)熱影像或熱圖像智駕場景智艙場景智能傳感器的工作原理主要是以光信號或電磁波信號為主。智能傳感器的應(yīng)用場景主要是在智駕場景和智艙場景。環(huán)境感知數(shù)據(jù)需要的信息維度增多,數(shù)據(jù)處理難度提升。2D數(shù)據(jù)已無法滿足自動(dòng)駕駛的需求,為了提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的魯棒性,需要獲取目標(biāo)物的距離、高度、速度等多維度信息,但多維度數(shù)據(jù)會(huì)提升數(shù)據(jù)處理難度,傳統(tǒng)規(guī)則算法模型已無法適應(yīng)此類數(shù)據(jù)類型?;贏I技術(shù)的新一代傳感器成為了智能傳感器的新趨勢。新一代傳感器具備邊緣計(jì)算能力,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和計(jì)算,相比于傳統(tǒng)智能傳感器,其核心部件的精密度更高,軟硬件的要求也更高。億歐智庫認(rèn)為,在AI技術(shù)的加持下,新一代傳感器能夠更快地處理大量數(shù)據(jù),同時(shí)也能夠通過自主學(xué)習(xí)能力,更好地處理深度信息。數(shù)據(jù)來源:億歐智庫1.2.1

新一代傳感器技術(shù)多維升級,AI技術(shù)賦能實(shí)現(xiàn)能力躍級亮道智能CMO江南逸一般來說,支持AI算法的傳感器,都可以被稱為新一代傳感器。比如高線數(shù)的激光雷達(dá),以及支持駕駛員姿態(tài)識(shí)別的艙內(nèi)傳感器。傳統(tǒng)智能傳感器

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新一代傳感器軟硬件分類傳統(tǒng)智能傳感器的特點(diǎn)新一代傳感器的特點(diǎn)硬件層面核心部件發(fā)展成熟度高核心部件的精密度更高芯片算力需求低芯片算力需求較高軟件層面基于規(guī)則算法為主基于AI技術(shù)的深度學(xué)習(xí)模型數(shù)據(jù)量較小數(shù)據(jù)量較大,且需要邊緣計(jì)算能力二維信息為主,且缺少深度信息大多為三維信息,且具備深度信息新一代傳感器定義在智能駕駛和智能座艙場景中,具備自主學(xué)習(xí)能力,并且能夠支持AI技術(shù)處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的新一代智能傳感器。例如,激光雷達(dá)、4D毫米波雷達(dá)等。核心部件要求高收發(fā)核心組件的性能高低,決定了傳感器的性能高低傳感器芯片的硬件性能高低,決定了傳感器的算力大小和信息自處理能力數(shù)據(jù)處理維度高有更多深度信息,例如目標(biāo)物的距離、高度、速度、加速度等信息數(shù)據(jù)量非常大,且需要實(shí)時(shí)進(jìn)行采集AI技術(shù)的依賴度高基于AI技術(shù)的深度學(xué)習(xí)模型成為了趨勢,減少了傳統(tǒng)處理過程中的信息丟失。例如傳統(tǒng)的激光點(diǎn)云處理,主要為地面點(diǎn)云分割、目標(biāo)物點(diǎn)云分割、目標(biāo)物聚類分析、匹配與跟蹤,而深度學(xué)習(xí)模型可以直接處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)新一代傳感器特征新一代傳感器主要出現(xiàn)于汽車智能化時(shí)期,此時(shí),智駕功能開始實(shí)現(xiàn)L2級以上的高速和城區(qū)NOA,而智艙功能朝著更智能化的人機(jī)交互類功能發(fā)展,比如乘客的情緒識(shí)別、手勢識(shí)別等。至2023H1,一些新一代傳感器已在部分主機(jī)廠車型搭載,比如激光雷達(dá)已經(jīng)在新勢力車企、傳統(tǒng)車企孵化的新進(jìn)品牌等主推車型上得到應(yīng)用,新一代傳感器已具備小規(guī)模上車的能力。數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫1.2.2

汽車智能化時(shí)期,功能需求提升加速新一代傳感器逐漸規(guī)模化上車燃油車時(shí)期電動(dòng)化時(shí)期智能化時(shí)期該階段實(shí)現(xiàn)的功能代表的傳感器超聲波雷達(dá)低分辨率的攝像頭高分辨率的攝像頭毫米波雷達(dá)激光雷達(dá)4D毫米波雷達(dá)3D-ToF攝像頭智駕層面實(shí)現(xiàn)近距離的感知避障的功能智駕層面實(shí)現(xiàn)L0-L1級功能:ACC、AEB等智艙層面身份識(shí)別、駕駛員疲勞監(jiān)測等功能智駕層面實(shí)現(xiàn)L2級以上的功能:高速NOA、城區(qū)NOA等智艙層面情緒識(shí)別、手勢識(shí)別等功能億歐智庫:不同階段下智能汽車新一代傳感器的發(fā)展概況2023H1部分主機(jī)廠新一代傳感器的搭載情況主機(jī)廠車型激光雷達(dá)4D毫米波雷達(dá)3D-ToF攝像頭蔚來ES8/ES7/ET7/ET8等√小鵬G6/G9等√理想L7/L8/L9√√上汽智己L7/飛凡F7/飛凡R7√√路特斯Eletre√√長安深藍(lán)SL03√北汽極狐極狐阿爾法√高合HI-PhiY/Hi-Phi

Z√廣汽埃安LXPlus/Hyper

GT√合創(chuàng)V09√一汽紅旗E001√國家與地方政策共同支持新一代傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國家與各個(gè)省會(huì)城市在扶持智能汽車產(chǎn)業(yè)時(shí),都給予了新一代傳感器發(fā)展的支持,包括企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)的商業(yè)化落地等。新一代傳感器成為了行業(yè)發(fā)展的重要組成部分。在BEV+Transformer的背景下,新一代傳感器所提供的深度信息,能夠更好地提升整個(gè)大模型的可靠性;同時(shí),高階智駕功能需要新一代傳感器來彌補(bǔ)傳統(tǒng)傳感器的缺陷,也需要其應(yīng)對更多的Corner

Case。新一代傳感器成為感知系統(tǒng)中必不可少的配置。一方面,新一代傳感器需要采集深度信息來彌補(bǔ)傳統(tǒng)傳感器的性能缺陷,減少急剎急停等操作;另一方面,新一代傳感器需要適應(yīng)更多變的環(huán)境、給出更多的交互信息、提升多模態(tài)的交互體驗(yàn)。數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫1.2.3

三大層面加速新一代傳感器對傳統(tǒng)傳感器的替代政策層面行業(yè)層面 用戶層面該感知范式下,感知系統(tǒng)的性能邊界不再受限于單個(gè)傳感器的性能邊界,并且新一代傳感器的數(shù)據(jù)信息能更快地應(yīng)用在大模型中。?

BEV+Transformer大模型發(fā)展的需求:以Camera和Lidar融合為例:LidarCamera映射到統(tǒng)一坐標(biāo)系下融合原始數(shù)據(jù)的特征提取融合結(jié)果輸出高階功能的需求:重感知下,城區(qū)NOA功能受阻:城區(qū)高精地圖的鮮度遠(yuǎn)無法達(dá)到功能需求,定位的大部分重?fù)?dān)將轉(zhuǎn)移給感知。新一代傳感器的適配度:彌補(bǔ)傳統(tǒng)智能傳感器的性能瓶頸,尤其是惡劣天氣、強(qiáng)弱光等極端工況,更好地挖掘城區(qū)Corner

Case。?

滿足用戶更舒適的駕駛體驗(yàn)例如,

常見的攝像頭+毫米波的感知方案,由于缺少3D深度信息或者深度信息的置信度較低,整個(gè)感知系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)的問題,從而導(dǎo)致車輛無法識(shí)別出較遠(yuǎn)處的目標(biāo)物,讓車輛出現(xiàn)急剎的情況,影響用戶的駕駛體驗(yàn)感。交互體驗(yàn)感提升?

多模態(tài)的交互體驗(yàn)環(huán)境適應(yīng)度提升?

能適應(yīng)更加多變的環(huán)境變化駕駛安全的提升?

更直接的輸出交互信息國家層面2022年1月

國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》瞄準(zhǔn)傳感器、量子信息、網(wǎng)絡(luò)通信、集成電路等戰(zhàn)略性前瞻性領(lǐng)域2022年8月

科技部《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場景的通知》針對自動(dòng)駕駛從特定道路向常規(guī)道路進(jìn)一步拓展需求,運(yùn)用車端與路端傳感器融合的高準(zhǔn)確環(huán)境感知與超視距信息共享、車路云一體化的協(xié)同決策與控制等關(guān)鍵技術(shù)……地方層面2022年12月

廣東《新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022-2025年)》著力推進(jìn)面向智能制造、無人系統(tǒng)等新興領(lǐng)域的視覺、觸覺、測距、位置等智能傳感器研發(fā)及轉(zhuǎn)化應(yīng)用2023年2月

北京《關(guān)于北京市推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實(shí)施意見》突破先進(jìn)傳感器、車規(guī)級芯片、自動(dòng)駕駛車控和車載操作系統(tǒng)等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)2023年2月

上?!锻七M(jìn)“大零號灣”科技創(chuàng)新策源功能區(qū)建設(shè)方案》加強(qiáng)人工智能場景示范應(yīng)用,聚焦高端芯片、智能傳感器以及工業(yè)軟件領(lǐng)域的核心研發(fā)技術(shù)……?

滿足用戶更好的人機(jī)交互體驗(yàn)數(shù)據(jù)來源:億歐智庫1.3

國內(nèi)智能汽車發(fā)展浪潮下,本土感知傳感器供應(yīng)商迎來彎道超車的機(jī)會(huì)主機(jī)廠智能駕駛解決方案商新一代感知傳感器的上下游產(chǎn)業(yè)鏈主要可分為上游的各類傳感器供應(yīng)商、中游的智能駕駛解決方案商和智能座艙解決方案商、下游的主機(jī)廠,其中,不同類型的傳感器都有不同的核心元器件組成,對應(yīng)的供應(yīng)商也會(huì)有所不同。得益于國內(nèi)智能汽車的發(fā)展大浪潮,感知傳感器的供應(yīng)商已不再以國外企業(yè)為主,不少國內(nèi)供應(yīng)商的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品可靠性也得到了主機(jī)廠、智能駕駛與智能座艙解決方案商的認(rèn)可。億歐智庫:中國智能汽車新一代傳感器產(chǎn)業(yè)圖譜激光雷達(dá)智能座艙解決方案商D4毫米波雷達(dá)D-ToF3攝像頭激光雷達(dá)整機(jī)廠接收模塊 信號處理發(fā)射模塊 掃描模塊射頻MMIC 高頻PCB軟件算法 信號處理4D毫米波雷達(dá)整機(jī)廠ToF

芯片VCSEL信號處理光學(xué)模組3D-ToF攝像頭方案商目錄C

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S01 中國智能汽車新一代傳感器市場綜述智能汽車傳感器發(fā)展歷程與分類智能汽車新一代傳感器概述智能汽車新一代傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析02 中國智能汽車新一代傳感器具體產(chǎn)品分析典型新一代傳感器盤點(diǎn)具體產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀分析中國智能汽車新一代傳感器應(yīng)用場景分析新一代傳感器智駕場景應(yīng)用分析新一代傳感器智艙場景應(yīng)用分析0304 中國智能汽車新一代傳感器發(fā)展趨勢技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展趨勢商業(yè)及生態(tài)發(fā)展趨勢投融資市場發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫2.1

市場上典型的新一代傳感器包括激光雷達(dá)、4D毫米波雷達(dá)、3D-ToF攝像頭激光雷達(dá)以半固態(tài)或者純固態(tài)為主,減少了傳統(tǒng)的機(jī)械掃描方式后,固態(tài)化的激光雷達(dá)更符合車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn),體積變小后也能夠更容易地安裝在車上。激光雷達(dá)的優(yōu)勢是探距遠(yuǎn)、測距精度高、識(shí)別度高,并可生產(chǎn)距離信息,但激光雷達(dá)容易受到惡劣天氣、光照等影響,成本也較高。4D毫米波是在傳統(tǒng)毫米波基礎(chǔ)上增加了高度信息。4D毫米波相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá),其測距能力和測距精度都得到了大幅提升,并克服了無法識(shí)別靜態(tài)目標(biāo)物的缺點(diǎn),但由于還是采用電磁波的原理,仍然易受到電磁干擾的影響。3D-ToF攝像頭利用ToF技術(shù)得到整幅圖像的深度信息,能夠獲取到目標(biāo)物之間更豐富的位置關(guān)系,也能利用CMOS的特性對物體姿態(tài)進(jìn)行有效判斷,限于分辨率和成本等因素,目前應(yīng)用場景主要在艙內(nèi)。激光雷達(dá) 4D毫米波雷達(dá) 3D-ToF攝像頭?

簡介:固態(tài)化的激光雷達(dá)不再依賴原先旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件,減少了電機(jī)、軸承等部件的成本,減少了收發(fā)模塊的部件數(shù)量。其中,半固態(tài)的激光雷達(dá)以轉(zhuǎn)鏡、MEMS為主,純固態(tài)的激光雷達(dá)以O(shè)PA、FLASH為主。?

優(yōu)勢:探測距離遠(yuǎn)、精度高,可識(shí)別行人和物體;FMCW激光雷達(dá)可測目標(biāo)物的速度信息?

劣勢:易受到惡劣天氣、光照明暗的影響,成本較高主激光雷達(dá)補(bǔ)盲激光雷達(dá)?

主流安裝位置?

性能參數(shù):測距能力、點(diǎn)頻、角分辨率、視場角、測距精度、測距準(zhǔn)度、功耗等簡介:4D毫米波指的是在原有的距離、方位、速度三個(gè)維度基礎(chǔ)上增加了高度信息。其增加了縱向天線及處理器,可以接收更多信息返回點(diǎn),并像激光雷達(dá)一樣呈點(diǎn)云圖。性能參數(shù):測距能力、角分辨率、視場角、測距精度、速度精度、功耗等優(yōu)勢:探測距離遠(yuǎn)、精度高,可識(shí)別行人和物體;相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá),可以識(shí)別靜態(tài)目標(biāo)物劣勢:易受到電磁干擾的影響,成本高主流安裝位置4D毫米波雷達(dá)簡介:3DToF是利用ToF技術(shù),采用主動(dòng)光探測方式,利用入射光信號與反射光信號的變化來進(jìn)行距離測量。所以,它的照射單元都是對光進(jìn)行高頻調(diào)制之后再進(jìn)行發(fā)射。性能參數(shù):分辨率、視場角、動(dòng)態(tài)范圍、功耗、信噪比等優(yōu)勢:幀率較高,可提供動(dòng)態(tài)信息劣勢:像素尺寸較大,分辨率較低,成本高主流安裝位置3D-ToF攝像頭激光雷達(dá)的性能取決于收發(fā)模塊的技術(shù)水平。激光雷達(dá)主要分為發(fā)射模塊、接收模塊、掃描模塊、控制及處理模塊四個(gè)部分,其中,收發(fā)模塊決定了激光雷達(dá)的大部分性能指標(biāo)(包括測距、精度、功耗、點(diǎn)頻等),二者占激光雷達(dá)總成本達(dá)到50%-60%。億歐智庫認(rèn)為,905nm將采用“VCSEL+SiPM”的方案,實(shí)現(xiàn)降本和性能提升,而1550nm將憑借探距優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)差異化競爭。短期內(nèi),半固態(tài)產(chǎn)品是主流方案;長期方向上,純固態(tài)產(chǎn)品是最終方案。減少機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的固態(tài)化方案,可使產(chǎn)品壽命更長、體積更小、靈敏度更高、更易符合車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)來源:禾賽科技、億歐智庫;*EEL(邊發(fā)射激光器)、VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)、APD(雪崩光電二極管)、SPAD(單光子雪崩二極管)、SiPM(硅光電倍增管)、OPA(光學(xué)相控陣掃描)、Flash(面陣式掃描)2.2.1

收發(fā)模塊決定了激光雷達(dá)性能,固態(tài)化和SoC芯片化路線是發(fā)展方向掃描模塊控制及處理模塊發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)含透鏡、反射鏡、濾光片等激光器如EEL、VCSEL等激光驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光脈沖接收光學(xué)系統(tǒng)含透鏡、反射鏡、濾光片等發(fā)射模塊 發(fā)射激光 接收模塊 接收回波探測器如APD、SiPM、SPAD等模擬前端通道選通及模擬信號放大掃描器如電機(jī)、微振鏡等掃描器驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)掃描器實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號主控模塊時(shí)序控制、波形算法處理、激光雷達(dá)其他功能模塊控制、生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)ToF激光雷達(dá)核心模塊示意圖發(fā)射模塊:905nm

VCSEL將取代EEL;1550nm實(shí)現(xiàn)差異化競爭控制及處理模塊:FPGA仍是主控芯片的主流方案,SoC芯片是趨勢掃描模塊:固態(tài)化是趨勢FPGA方案:能滿足算力需求。點(diǎn)云數(shù)據(jù)量較大,須消耗大量算力適應(yīng)算法的快速迭代。激光雷達(dá)應(yīng)用仍處于探索階段,有利于反復(fù)迭代修改SoC芯片單片集成探測器、前端電路、波形數(shù)字化、算法處理、脈沖控制等功能VCSEL成本低。VCSEL不需要在側(cè)面進(jìn)行太多加工前期VCSEL發(fā)光功率低的問題已解決。半導(dǎo)體激光器由PN結(jié)構(gòu)成,多層PN結(jié)的結(jié)構(gòu)能大幅增加發(fā)光強(qiáng)度1550nm光纖激光器:APD:接收模塊:1550nm走向APD;905nm走向SPAD/SiPM受光照變化和環(huán)境溫度干擾程度較輕。具備高動(dòng)態(tài)范圍、高量子效率硅材料的限制。1550nm

的光子需要銦鎵砷等材料,此類材料工藝成熟度較低905nmEELVSVCSEL:

905nm->VCSELVCSEL的低成本和高集成度更適合推廣1550nm

->差異化競爭探距性能、安全保障的差異性明顯探距長、人眼安全等優(yōu)勢是賣點(diǎn)。探測距離超過250m,激光光束易被水吸收成本高、功耗高、壽命短是阻點(diǎn)。光源材料稀缺,光纖可放大激光能量SPAD/SiPM:

SPAD性能優(yōu)于APD。體積小、靈敏度高、增益強(qiáng)等SiPM是一組并聯(lián)的SPAD。增強(qiáng)了光強(qiáng)的感知能力905nm->

SPAD/SiPM高靈敏度的特性受到越來越多激光雷達(dá)廠商認(rèn)可1550nm->

APD受限于特殊材料限制,APD的低成本、高可靠性仍然適用半固態(tài)轉(zhuǎn)鏡/MEMS:純固態(tài)Flash/OPA:固態(tài)化短期半固態(tài)的轉(zhuǎn)鏡、MEMS方案是主流;長期純固態(tài)為最佳方案減少了機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。體積更小,更加易集成安裝增加了點(diǎn)云密度。高線數(shù)增加了點(diǎn)云密度消除機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。更易過車規(guī)提高了壽命。零部件的損傷程度降低1.

收發(fā)模塊決定激光雷達(dá)性能2.

成本占比50%-60%數(shù)據(jù)來源:各公司官網(wǎng)、專家訪談、億歐智庫2.2.1

部分廠商的產(chǎn)品性能與可靠性已被市場認(rèn)可,固態(tài)激光雷達(dá)成為行業(yè)發(fā)展目標(biāo)主流玩家禾賽科技速騰聚創(chuàng)圖達(dá)通華為探維科技產(chǎn)品名AT128M1獵鷹Falcon華為96線Duetto激光波長905nm905nm1550nm905nm905nm掃描方式一維轉(zhuǎn)鏡MEMS二維轉(zhuǎn)鏡MEMS轉(zhuǎn)鏡等效線數(shù)等效128線等效125線等效150線等效96線等效130線發(fā)射端VCSELEEL光纖激光器—EEL接收端SiPMSiPMAPD—SiPM性能探測范圍200m@10%150m@10%250m@10%150m@10%最遠(yuǎn)可達(dá)300mFOV120°?25.4°120°?25°120°?25°120°?25°120°?25°角分辨率0.1°?0.2°0.2°?0.2°0.05°?0.05°0.25°?0.26°0.09°?0.19°功耗18w15w30w—<15w工作溫度-40°~85°-40°~85°-40°~85°-40°~85°-40°~85°搭載車型理想L7/L8/L9、高合HiPhiZ/HiPhi

Y、路特斯Eletre仰望U8、騰勢N7、智己LS7/L7、飛凡F7、紅旗E001/E202、極狐阿爾法、睿藍(lán)7、埃安LX蔚來ET5/ET7/ES7/EC7/新款ES8/新款ES6阿維塔11、哪吒S合創(chuàng)V09激光雷達(dá)廠商的固態(tài)化路徑可分為從機(jī)械式向純固態(tài)過度和直接跨入半固態(tài)/純固態(tài)兩類。其中,前者類型的企業(yè)前期主營業(yè)務(wù)皆來自工業(yè)級激光雷達(dá)方面業(yè)務(wù),應(yīng)用場景包括工業(yè)測繪、航空航天、地鐵交通等,依靠穩(wěn)定的現(xiàn)金流和技術(shù)底蘊(yùn),逐步過渡到固態(tài)化產(chǎn)品;后者類型的企業(yè)直接投入到固態(tài)化產(chǎn)品研發(fā),意愿快速搶占市場份額。頭部激光雷達(dá)已經(jīng)拿下部分主機(jī)廠定點(diǎn),產(chǎn)品的可靠性已得到市場認(rèn)可。禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、圖達(dá)通等頭部公司的產(chǎn)品已經(jīng)搭載上車,高端上市車型基本已做到了普及,如蔚來(ET5、ET7)、理想(L9)等,北汽、上汽、廣汽等高端車型也可以選配激光雷達(dá)。2023年國內(nèi)已上車激光雷達(dá)產(chǎn)品參數(shù)詳情路徑一路徑二激光雷達(dá)廠商固態(tài)化的兩類演化路徑從機(jī)械式向純固態(tài)過度直接跨入半固態(tài)/純固態(tài)豐富的產(chǎn)品矩陣,打造更高的點(diǎn)云質(zhì)量、更廣的視場角和更低的成本。目前,禾賽科技的所有產(chǎn)品主要應(yīng)用于三大場景,其中,“Padar系列+QT系列”應(yīng)用于自動(dòng)駕駛場景、“AT系列+ET系列+FT系列”應(yīng)用于ADAS場景、“FT系列+XT系列”應(yīng)用于無人機(jī)器人場景。芯片化是降本的關(guān)鍵所在,禾賽科技長期布局自研芯片。傳統(tǒng)的分立式設(shè)計(jì)難以適應(yīng)未來的規(guī)?;慨a(chǎn),芯片化設(shè)計(jì)無疑在降低產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)成本和生產(chǎn)成本兩方面,都表現(xiàn)較為突出。數(shù)據(jù)來源:禾賽科技、億歐智庫2.2.1

豐富的產(chǎn)品矩陣布局三大應(yīng)用領(lǐng)域,禾賽科技在降本之路上堅(jiān)持芯片化自動(dòng)駕駛ADAS無人機(jī)器人Current2024FuturePandar系列QT

系列AT

系列ET

系列FT

系列XT

系列Pandar

40P/64Pandar

128QT128QT64AT+

V4.0AT128

V2.0SOPPandar+

V2.0SOP

AT+V4.0ET25

V4.0V4.0SOP

ET25FT120

V2.0FT+V4.0V4.0SOP

FT+XT16/32

V1.0SOPFT120

V3.0研發(fā)中 產(chǎn)品落地 SOP階段 車規(guī)級更高的點(diǎn)云質(zhì)量更廣的視場角更低的成本2017-20202018-20222019-20232020-2026V1.0V2.0V3.0V4.0芯片化設(shè)計(jì):激光雷達(dá)的降本之路?

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的弊端傳統(tǒng)的激光雷達(dá)采用的是分立式設(shè)計(jì),即上百個(gè)激光器和接收器和處理器都需要“分別獨(dú)立”地堆疊到一起,導(dǎo)致不僅結(jié)構(gòu)龐大,而且零部件多,對精度要求高,非常難以裝配。?

芯片化的優(yōu)勢使激光雷達(dá)元器件數(shù)量大幅減少,簡化的結(jié)構(gòu)帶來了顯著的成本降低由于結(jié)構(gòu)簡化、零部件少,因此裝配步驟更少、光學(xué)校準(zhǔn)更具整體性,具備自動(dòng)化生產(chǎn)的優(yōu)勢禾賽從

2017

年開始就布局自主研發(fā)激光雷達(dá)專用芯片(ASIC)速騰聚創(chuàng)正式向港交所遞交上市申請,各業(yè)務(wù)線穩(wěn)步發(fā)展。2022年,公司營業(yè)收入5.3億元,同比增長60.12%,其中,車載ADAS應(yīng)用產(chǎn)品收入1.6億元,占比30.2%。公司獲得多個(gè)頭部車廠的定點(diǎn),乘用車與商用車領(lǐng)域皆有布局。在乘用車方面,公司已獲得吉利汽車、廣汽埃安、長城汽車、小鵬汽車、路特斯、零跑汽車、Lucid等定點(diǎn)項(xiàng)目;在商用車方面,公司已獲得前程汽車、摯途科技、東風(fēng)商用車等定點(diǎn)項(xiàng)目。軟硬件協(xié)同發(fā)展,可提供整套技術(shù)解決方案。在硬件層面,公司擁有三大硬件研發(fā)平臺(tái),面向車規(guī)產(chǎn)品的主要是M平臺(tái)和E平臺(tái),也是公司芯片化研發(fā)的主要方向;在軟件層面,算力需求低、可兼容性強(qiáng)、可檢測與分類信息的第一代HyerVision平臺(tái)基本得到市場認(rèn)可,未來第二代平臺(tái)可支持多感知方案,算法也易于開發(fā)。數(shù)據(jù)來源:速騰聚創(chuàng)、億歐智庫2.2.1

速騰聚創(chuàng)正式向港交所遞交申請,軟硬件協(xié)同發(fā)展助力穩(wěn)定業(yè)績發(fā)展部分客戶情況1.61.21.92.40.40.90.12020ADAS應(yīng)用產(chǎn)品0.42021機(jī)器人及其他應(yīng)用產(chǎn)品2022解決方案 服務(wù)及其他整車廠客戶非整車廠客戶2020-2022年速騰聚創(chuàng)各業(yè)務(wù)線經(jīng)營業(yè)績情況(單元:億元)ADAS應(yīng)用產(chǎn)品,30.2%機(jī)器人及其他應(yīng)用產(chǎn)品,

45.1%解決方案,23.1%服務(wù)及其他,

1.6%億歐智庫:速騰聚創(chuàng)軟硬件發(fā)展情況1.73.30.25.30.11.2硬件層面軟件層面R平臺(tái)M平臺(tái)E平臺(tái)傳輸接收處理掃描EELEELAPDSiPMFPGASoC一維機(jī)械馬達(dá)二維MEMS馬達(dá)

VCSEL陣列二維驅(qū)動(dòng)SPAD陣列3D堆疊SoC二維掃描自有芯片更高的集成度更高的可靠性更高的性能更低成本HyperVision

1.0低算力需求。僅需要不到0.5TOPS兼容性??杉嫒荻喾N算力平臺(tái)和大多數(shù)感知應(yīng)用程序,跨平臺(tái)支持多種車型豐富的物體檢測與分類信息。包括可行駛區(qū)域檢測、物體識(shí)別、移動(dòng)物體跟蹤HyperVision

2.0支持多感知方案。比如純視覺、純激光雷達(dá)、視覺+激光雷達(dá)等三種不同方案更易于解釋的感知算法。使傳感器可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)流向各個(gè)任務(wù)與分支,極大地提升了感知軟件的智能性M

系列激光雷達(dá)產(chǎn)品:產(chǎn)品迭代線:M1->M1P->M22022年,M1銷量3.66萬臺(tái)與M1相比,M1P性價(jià)比更高、功能更強(qiáng),2022年銷量4,300臺(tái)與M1P相比,M2靈敏度更高,探測范圍可達(dá)200米@10%,水平分辨率0.1°,預(yù)計(jì)2023年發(fā)布E

系列激光雷達(dá)產(chǎn)品:基于Flash技術(shù),滿足車輛補(bǔ)盲需求數(shù)據(jù)來源:中金證券、億歐智庫2.2.2

4D毫米波雷達(dá)技術(shù)路線尚未清晰,短期多芯片級聯(lián)方案或?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;?D毫米波雷達(dá)目前擁有四條技術(shù)路線,包括多芯片級聯(lián)、專用芯片、軟件算法以及超材料。除了超材料技術(shù)路線外,其它三條技術(shù)路線都在推進(jìn)商業(yè)化的過程中,其中多芯片級聯(lián)方案已經(jīng)得到了市場認(rèn)可,少部分車型已實(shí)現(xiàn)了上車,但是該方案通過堆砌芯片來提升傳感器性能,不具備可持續(xù)性發(fā)展,更小的體積、更低的成本依然是未來的最終趨勢。4D毫米波雷達(dá)的技術(shù)路線之爭尚未結(jié)束,四種技術(shù)路線皆有可能“彎道超車”。多芯片級聯(lián)技術(shù)路線的4D毫米波產(chǎn)品會(huì)先實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),但專用芯片和軟件算法技術(shù)路線也同樣在加速產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化推進(jìn)。4D毫米波雷達(dá)技術(shù)路線分析技術(shù)路線類型01:多芯片級聯(lián)02:專用芯片03:軟件算法04:超材料簡介優(yōu)勢技術(shù)成熟度較高開發(fā)難度低可快速商業(yè)化集成度高體積小、易安裝硬件成本低尺寸小、功耗低信噪比較高探測性能高劣勢代表企業(yè)億歐智庫洞察:多芯片級聯(lián)(級聯(lián)+MIMO方案):級聯(lián)指的是將多顆MMIC芯片在射頻PCB板上連接在一起,達(dá)到收發(fā)天線數(shù)量倍增的效果;MIMO指的是在不增加接收天線實(shí)際數(shù)量的前提下,僅增加發(fā)射天線數(shù)量且巧妙設(shè)計(jì)其位置,以實(shí)現(xiàn)接收通道倍增的效果功耗高、尺寸較大信噪比低中頻同步難產(chǎn)品迭代難度大各技術(shù)路線的成熟度情況:多芯片級聯(lián)->軟件算法->專用芯片->超材料多芯片級聯(lián)技術(shù)率先實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商業(yè)化專用芯片:指將天線、MMIC等進(jìn)一步集成至芯片級別,更加順應(yīng)雷達(dá)小型化趨勢。相比傳統(tǒng)雷達(dá)廠商走的“級聯(lián)+MIMO”的技術(shù)路線,該路線更適合初創(chuàng)企業(yè),能夠?qū)崿F(xiàn)差異化的競爭優(yōu)勢研發(fā)難度較高、成本高數(shù)據(jù)處理難度大不利于定制化產(chǎn)品成熟度較低部分車型已搭載了4D毫米波雷達(dá),如上汽R系列和F系列搭載了采埃孚的PREMIUM產(chǎn)品、長安深藍(lán)搭載了森思泰克的產(chǎn)品、路特斯搭載了福瑞泰克的FVR40該技術(shù)路線的成熟度相對較高,但性能迭代優(yōu)化上的瓶頸較為明顯專用芯片和軟件算法將成為差異化競爭路線軟件算法:指將軟件算法直接作用在MIMO環(huán)節(jié),虛擬出更多信號通道。具體來說,就是通過調(diào)頻來動(dòng)態(tài)調(diào)整探測距離,通過調(diào)相來增加虛擬通道,通過調(diào)幅來適應(yīng)不同行車環(huán)境超材料:指根據(jù)特殊需求合成的材料,具有天然材料所不具備的物理屬性。通常超材料技術(shù)專注于天線材料方面的優(yōu)化,通過控制電壓來定向操控電磁波束,提高探測精度天線布局的難度高時(shí)效性差技術(shù)成熟度低研發(fā)難度高專用芯片技術(shù)路線是產(chǎn)業(yè)內(nèi)較為認(rèn)可的技術(shù)路線,其趨勢是通過少芯片、低成本的方式實(shí)現(xiàn)更高性能的產(chǎn)品。主要玩家是初創(chuàng)科技公司,如Arber、UHNDER等軟件算法技術(shù)路試圖另辟蹊徑,以算法來降低對硬件的依賴度,但技術(shù)成熟度上受限于硬件性能,算法的技術(shù)壁壘會(huì)非常高。主要玩家是有一定算法研發(fā)能力的企業(yè),比如傲酷(Oculii)、Mobileye等數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫2.2.2

國外4D毫米波雷達(dá)廠商已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,本土廠商憑借成熟可靠的產(chǎn)品或厚積薄發(fā)主流玩家大陸傲酷Arbe采埃孚博世華為華域汽車森思泰克福瑞泰克產(chǎn)品型號ARS

540FALCONEAGLEPhonenixLynxPREMIUMFR5CU高分辨率4D雷達(dá)LRR30LRR40STA77-6STA77-8FVR40合作廠商寶馬通用、長城--上汽R、F系列--友道智途-長安路特斯工作頻段76-77GHz76-81GHz76-81GHz77GHz77GHz-76-77GHz77GHz77GHz77GHz77-79GHz77-79GHz-芯片AWR2243AWR2243AWR2243自研芯片自研芯片-RXS816x-AWR2243S32R45---收發(fā)天線12T16R3T4R6T8R48T48R24T12R12T16R4T8R12T24R6T8R12T16R6T8R12T16R6T8R點(diǎn)云數(shù)量(個(gè)/幀)2000-1000---1000150010243072102430721024功耗23W2.5W5W23W--15W-6.5W-7W-5W距離探測范圍300m200m350+m300m260m350m302m300+m300m350m280m350m350m距離精度0.1-0.3m0.16m0.16m0.07-0.6cm0.1-0.8m0.07m----0.07m-0.1m速度探測范圍400~200kph-400~200kph-400~200kph---400~200kph---288kph-200kph速度精度0.1m/s0.15m/s0.15m/s0.1m/s0.1m/s0.01m/s0.05m/s---0.03m/s-0.1m/s水平視場角120°120°120°100°140°120°120°120°130°150°150°120°120°角度分辨率1.2°2°1°1°2.5°-2°1.5°2°0.8°2.5°1.2°1°垂直視場角30°30°30°30°30°30°24°30°--30°30°30°角度分辨率2.3°5°1°1.7°6.4°-2.2°2.5°3°0.5°4°2.5°1°2023年國內(nèi)外部分4D毫米波雷達(dá)廠商及產(chǎn)品參數(shù)情況國外4D毫米波雷達(dá)廠商以國際Tier1巨頭為主,產(chǎn)品成熟度較高。國際Tier1的4D毫米波產(chǎn)品主要采用了“級聯(lián)+MIMO”方案,通過雙級聯(lián)/四級聯(lián)NXP、TI的芯片實(shí)現(xiàn)多通道。其中,采埃孚的PREMIUM產(chǎn)品已率先搭載于上汽R系列和新款F7車型。國內(nèi)廠商起步較晚,但后發(fā)優(yōu)勢仍在。國內(nèi)4D毫米波廠商多數(shù)為初創(chuàng)科技企業(yè),產(chǎn)品多數(shù)處于研發(fā)階段,可靠性有待進(jìn)一步測試驗(yàn)證,但國內(nèi)企業(yè)的后發(fā)優(yōu)勢仍然存在。億歐智庫認(rèn)為,4D毫米波當(dāng)前仍屬于新事物,應(yīng)用熟練度不足,國際Tier1提供的產(chǎn)品及服務(wù)一般不會(huì)涉及具體算法應(yīng)用層面,而國內(nèi)初創(chuàng)公司大都具備一定的算法開發(fā)能力,能提供更好的產(chǎn)品服務(wù)。國外廠商國內(nèi)廠商木牛科技的4D毫米波雷達(dá)(I79)采用了76-81GHzRFCMOS射頻技術(shù),可實(shí)現(xiàn)350米的探測距離,水平FOV達(dá)到120°,能實(shí)現(xiàn)ADS、AVP、PA和Self-Driving

Cars等功能。在解決方案方面,可向客戶提供適配于L2.5級ADAS系統(tǒng)的5R方案,以及適配于高級別ADAS的4D+4R方案。行易道成立于2014年11月,至今已在車載毫米波市場布局已達(dá)7年,已獲得國外某車廠定點(diǎn)項(xiàng)目。公司可提供77-79GHz各類型毫米波產(chǎn)品。此外,公司自主研發(fā)芯片級聯(lián)方案的4D毫米波產(chǎn)品,其探測距離可達(dá)300米、方位角度范圍

±45°。作為新型傳感器,4D毫米波雷達(dá)仍需經(jīng)歷一段可靠性驗(yàn)證的過程,國內(nèi)廠商將在未來主機(jī)廠定點(diǎn)項(xiàng)目中不斷去驗(yàn)證自己產(chǎn)品的可靠性。數(shù)據(jù)來源:木牛科技、專家訪談、億歐智庫2.2.2

國內(nèi)4D毫米波廠商憑借傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的積累與技術(shù)沉淀,加快4D毫米波量產(chǎn)進(jìn)程木??萍糃TO冀連營隨著4D毫米波雷達(dá)在特斯拉及其它小批量車型上得到應(yīng)用后(預(yù)計(jì)1年左右),行業(yè)將對4D毫米波雷達(dá)有更進(jìn)一步的認(rèn)知。木??萍荚诔擞密嘇DAS系統(tǒng)中的毫米波雷達(dá)感知方案K7777GHz

中遠(yuǎn)距前雷達(dá)200米,100°I7979GHz

4D成像雷達(dá)350米,120°T7977GHz

中短距角雷達(dá)120米,150°5R

方案適配L2.5級ADAS前雷達(dá)

K77*1+角雷達(dá)

T79*44D+4R

方案適配高級別ADAS4D成像雷達(dá)

I79*1+角雷達(dá)

T79*4行易道歷年重要事件與毫米波產(chǎn)品方案77GHz近程毫米波雷達(dá)

ASRR100探測距離200米、方位角范圍±5°@

200

m支持BSD、LCA、RCW、DOW、F/RCTA等77GHz遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)

LRR探測距離250米、方位角范圍±4°@250m支持ADS、FCW、ACC、AEB等79GHzSAR成像雷達(dá)探測距離100米、較大的水平視場角支持泊車輔助、高精度地圖歷年重要事件2014.11?

公司成立產(chǎn)品矩陣情況4D成像雷達(dá)

ALRR300芯片級聯(lián)技術(shù)方案探測距離

300米、方位角度范圍

±45°能夠進(jìn)行目標(biāo)分類、降低檢測虛警率,實(shí)現(xiàn)威脅障礙目標(biāo)的高置信度檢測77GHz中程毫米波雷達(dá)

AMRR200探測距離200米、方位角范圍±5°@

200

m支持ACC、AEB、FCW等2021.04?

獲近億元人民幣C輪融資2015.05-2015.09?

遠(yuǎn)程雷達(dá)1.0和2.0分別誕生2016.08?

77GHz中程雷達(dá)3.0產(chǎn)品發(fā)布2017.03?

完成千萬級A輪融資?

在蘇州投建總裝產(chǎn)線2017.082019.09?

與韓國曉林集團(tuán)和ERAEAMS

Co.,Ltd.合作,并簽訂戰(zhàn)略協(xié)議2020.04?

和韓國ERAE合作,為某亞洲整車品牌批量提供77GHz中程毫米波雷達(dá)和77GHz近程毫米波雷達(dá)3D-ToF攝像頭技術(shù)在智能汽車領(lǐng)域發(fā)展周期短,目前基于連續(xù)波ToF(cwToF)是主流技術(shù)方案。3D-ToF攝像頭采用的主流方案是iToF體系下的cwToF方法,根據(jù)3D深度差異進(jìn)行目標(biāo)物分類,無需根據(jù)前景和背景之間的灰度對比來識(shí)別目標(biāo)物。3D-ToF攝像頭自身優(yōu)勢明顯,但短期內(nèi)更適合應(yīng)用在智艙。3D-ToF攝像頭憑借其自身的性能優(yōu)勢,能輸出兩類信號:一種是深度圖像視頻流,輸出偽彩色圖像,再通過檢測算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理;另一種是代表發(fā)射信號強(qiáng)度的幅度圖像(又稱置信度圖像),近紅外2D視頻流,并且不受日光影響。數(shù)據(jù)來源:公開資料、Melexis、億歐智庫3D-ToF攝像頭工作原理與分類2.2.3

3D-ToF攝像頭憑借良好的抗光性與處高精度優(yōu)勢,開始在智能座艙獲得應(yīng)用億歐智庫:基于cwToF方法的3D-ToF攝像頭優(yōu)劣勢及應(yīng)用場景分析ToFSensor3D

DataOutputObject?

工作原理3D-ToF攝像頭發(fā)射一束光束,該光束被物體反射回來后,攝像頭接收到這個(gè)光束,并記錄下該光束從發(fā)射到接收的時(shí)間。由于光速是固定的,因此可以根據(jù)光飛行時(shí)間計(jì)算出物體與攝像頭之間的距離。同時(shí),3D-TOF攝像頭可以發(fā)射多個(gè)光束,實(shí)現(xiàn)三維成像。?

光學(xué)ToF技術(shù)分類光學(xué)ToF技術(shù)直接式dToF間接式iToF柵極ToF(gToF)連續(xù)波ToF(cwToF)3D-ToF主流路線優(yōu)勢劣勢大溫差下性能表現(xiàn)較穩(wěn)定幀率高系統(tǒng)容易集成可實(shí)時(shí)生成2D和3D數(shù)據(jù)分辨率低精度隨距離下降功耗大標(biāo)定相對復(fù)雜硬件成本較高3D-ToF攝像頭更適合艙內(nèi)場景ToF傳感器自身分辨率相對較低,且水平FOV較窄,現(xiàn)階段不適合應(yīng)用在智駕層面的環(huán)境感知ToF獨(dú)特之處是抗光干擾性好、近處信息精度高,能更好地實(shí)現(xiàn)車內(nèi)多模態(tài)融合交互體驗(yàn)LED/VCSELSensor

Controland

Interface國外企業(yè)在3D-ToF方面的技術(shù)成熟度相對較高。在消費(fèi)電子領(lǐng)域內(nèi),3D-ToF攝像頭技術(shù)已經(jīng)有了較長時(shí)間的布局,而國外企業(yè)是該技術(shù)的主要參與者,這使得他們的技術(shù)與產(chǎn)品都相對成熟,也更容易將消費(fèi)級產(chǎn)品逐步發(fā)展至車規(guī)級產(chǎn)品。隨著智能汽車領(lǐng)域的高速發(fā)展,國內(nèi)3D-ToF玩家開始大力布局車規(guī)產(chǎn)品。由于未來智能汽車市場的巨大空間,國內(nèi)3D-ToF玩家開始應(yīng)用國外成熟的ToF部件進(jìn)行整體解決方案的輸出,比如方案設(shè)計(jì)、算法開發(fā)等。數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫3D-ToF攝像頭產(chǎn)業(yè)概況分析2.2.3

3D-ToF攝像頭的核心部件以國外企業(yè)為主,國內(nèi)玩家集中在模組組裝環(huán)節(jié)發(fā)射端由VCSEL激光器及光學(xué)器件組成接收端包括ToF芯片、濾光片和鏡片?;蛑苯庸┙o方案商方案廠商設(shè)計(jì)方案、算法和選擇主要零部件,同時(shí)也會(huì)設(shè)計(jì)ToF芯片提供整套硬件方案提供收發(fā)核心部件模組組裝將ToF芯片、VCSEL激光器、光學(xué)元器件等集成為一個(gè)完整的模塊提出需求VCSEL光學(xué)部件ToF

芯片濾光片鏡片模組組裝方案廠商2 智能汽車領(lǐng)域的3D-ToF玩家較少,核心ToF芯片廠商集中于國外企業(yè)1 車規(guī)級3D-ToF攝像頭發(fā)展較緩?

3D-ToF攝像頭前期主要應(yīng)用在消費(fèi)電子領(lǐng)域早期3D-ToF攝像頭已在消費(fèi)電子領(lǐng)域內(nèi)得到大力發(fā)展,包括手機(jī)、VR/AR產(chǎn)品等?

3D-ToF攝像頭在智能汽車領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較緩隨著消費(fèi)級應(yīng)用的發(fā)展級產(chǎn)品技術(shù)的不斷成熟,3D-ToF攝像頭逐漸開始應(yīng)用在智能汽車領(lǐng)域,但車規(guī)要求相對更高,產(chǎn)品成熟度的發(fā)展需要一定的時(shí)間和可靠性認(rèn)證?

核心部件供應(yīng)商主要以國外公司為主發(fā)射端和接收端的核心部件,如ToF芯片和VCSEL,市場份額主要集中于國外企業(yè),國內(nèi)企業(yè)也有一定布局,但技術(shù)成熟度仍有一定差距?

國內(nèi)企業(yè)主要以濾光片、鏡片、模組組裝為主,同時(shí)布局方案和算法類似于傳統(tǒng)攝像頭產(chǎn)業(yè)格局,國內(nèi)企業(yè)在濾光片、鏡片、模組組裝領(lǐng)域存在一定優(yōu)勢此外,國內(nèi)企業(yè)在應(yīng)用層面也有布局,比如提供整體解決方案,包括零部件的選型、算法應(yīng)用等近二十年的技術(shù)打磨,Melexis的3D-ToF產(chǎn)品已被市場認(rèn)可。

Melexis在ToF技術(shù)領(lǐng)域的布局歷史非常悠久,至

2019

年和

2020

年,Melexis分別推出了兩款第三代車規(guī)級

3D-ToF

傳感器芯片,并逐漸被具有高端車型的OEM采用,比如國內(nèi)的理想汽車。Melexis的3D-ToF產(chǎn)品能夠識(shí)別人的細(xì)微手勢,以及車內(nèi)物體的形狀、大小,支持駕駛員在保持對路況專注的同時(shí),通過簡單的手勢操作艙內(nèi)娛樂設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng),還可通過一系列功能提升駕乘安全性,例如,監(jiān)測駕駛員的行為、頭部姿態(tài)和體位,檢測駕駛員是否手握方向盤或系安全帶。英飛凌在3D-ToF技術(shù)上,采取了與pmd的合作開發(fā)模式。英飛凌負(fù)責(zé)半導(dǎo)體工藝研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品物流等,而pmd負(fù)責(zé)ToF技術(shù)研發(fā)、ToF像素研發(fā)等。數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫2.2.3

國外3D-ToF玩家已深耕該技術(shù)多年,產(chǎn)品性能、功能開發(fā)進(jìn)程等優(yōu)勢較明顯2004年公司與VUB開始合作研發(fā)ToF傳感器,并合作創(chuàng)立SoftKinetic2014年首款車規(guī)級3D-ToF攝像頭進(jìn)入量產(chǎn)2015年第一代產(chǎn)品MLX75023產(chǎn)能大幅提升,主要應(yīng)用于手勢識(shí)別的人機(jī)界面2012年推出一款針對解決日光干擾的技術(shù)方案2018年第二代產(chǎn)品MLX75024抗日光干擾能力增強(qiáng)Sony收購SoftKinetic,與Melexis合作推出第三代ToF傳感器2019年推出第三代單芯片VGA

ToF傳感器

ICMLX75027ToF傳感器出貨量達(dá)到100萬顆2020年推出第三代QVGToFIC

MLX70262022年宣布與理想汽車合作,MLX75027計(jì)劃搭載于L7/L8/L9車型參數(shù)指標(biāo)Gen3

QVGAMLX

75026Gen3

VGAMLX

75027像素大小320╳

240640╳

480最大調(diào)制頻率100

MHz最大FPS180120產(chǎn)品圖片參數(shù)指標(biāo)Gen3

QVGAEVK75026Gen3

VGAEVK752027FOV110°波長大小940nm激光器VCSEL產(chǎn)品圖片Melexis的3D-ToF攝像頭產(chǎn)品發(fā)展史億歐智庫:英飛凌與pmd在3D-ToF技術(shù)上的合作系統(tǒng)研發(fā)產(chǎn)品物流模塊供應(yīng)商產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品研發(fā)半導(dǎo)體工藝研發(fā)ToF

像素研發(fā)飛行時(shí)間技術(shù)研發(fā)英飛凌與pmd合作的REAL3?產(chǎn)品優(yōu)勢:相關(guān)應(yīng)用功能增值提供了一套全面的產(chǎn)品適用于所有環(huán)境小型化設(shè)計(jì)減少BOM用料和部件數(shù)與pmd合作,加快產(chǎn)品推向市場應(yīng)用功能:車內(nèi)感知:手勢控制、乘員探測、智能安全氣囊車外感知:自動(dòng)代客泊車、ADAS支持城區(qū)NOA功能將成為未來智能汽車領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,至2027年,預(yù)計(jì)國內(nèi)搭載城區(qū)NOA功能的新增智能汽車數(shù)量將達(dá)到438萬輛,而城區(qū)NOA功能開發(fā)將離不開新一代傳感器的應(yīng)用。另外,NOA功能的普及,意味著車端需要更強(qiáng)的人機(jī)交互,從而為輔助駕駛提供更安全的預(yù)警功能,這也需要性能更強(qiáng)的新一代傳感器來實(shí)現(xiàn)。億歐智庫預(yù)測,至2027年,國內(nèi)智能汽車在各類新一代傳感器賽道的市場規(guī)模和滲透率都會(huì)不斷攀升,其中,預(yù)計(jì)激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到307億元(CARG為124%)、市場滲透率為70%,4D毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到114億元(CARG為139%)、市場滲透率為80%,3D-ToF攝像頭市場規(guī)模將達(dá)到79億元(CARG為122%)、市場滲透率為60%。23571362894382023E2027E2024E 2025E 2026E搭載城區(qū)NOA功能的車輛(萬輛)數(shù)據(jù)來源:億歐數(shù)據(jù)2023-2027年中國智能汽車搭載城區(qū)NOA功能數(shù)量2.3

智駕功能將持續(xù)量產(chǎn)升級,新一代傳感器市場規(guī)模與滲透率將隨之不斷攀升2023-2027年中國智能汽車新一代傳感器市場規(guī)模和滲透率時(shí)間2023E2024E2025E2026E2027E激光雷達(dá):市場規(guī)模(億元)123485191307CARG(%)124%滲透率(%)5%10%20%45%70%4D毫米波雷達(dá):市場規(guī)模(億元)3142793114CARG(%)139%滲透率(%)3%10%16%60%80%3D-ToF攝像頭:市場規(guī)模(億元)310275879CARG(%)122%滲透率(%)3%8%16%38%60%目錄C

O

N

T

E

N

T

S01 中國智能汽車新一代傳感器市場綜述智能汽車傳感器發(fā)展歷程與分類智能汽車新一代傳感器概述智能汽車新一代傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析02 中國智能汽車新一代傳感器具體產(chǎn)品分析典型新一代傳感器盤點(diǎn)具體產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀分析中國智能汽車新一代傳感器應(yīng)用場景分析新一代傳感器智駕場景應(yīng)用分析新一代傳感器智艙場景應(yīng)用分析0304 中國智能汽車新一代傳感器發(fā)展趨勢技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展趨勢商業(yè)及生態(tài)發(fā)展趨勢投融資市場發(fā)展趨勢激光雷達(dá)在探距能力、精度、分辨率等方面的優(yōu)勢較為明顯。相比于攝像頭和毫米波雷達(dá),激光雷達(dá)在自身硬件性能方面有較為明顯的提升,尤其是其點(diǎn)云高分辨率,使得它的探測精度較為突出,劣勢在于安裝難度、惡劣天氣適應(yīng)能力以及成本等方面。相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá),4D毫米波雷達(dá)在保留了原毫米波雷達(dá)對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力下,它的優(yōu)勢在于提升了自身硬件性能(探距能力、精度等),同時(shí)環(huán)境識(shí)別能力方面

克服了無法識(shí)別靜態(tài)物體的問題,但劣勢是算法成熟度較低。雖然4D毫米波雷達(dá)的成本相比激光雷達(dá)要低,但性能方面仍有一定差距。億歐智庫:激光雷達(dá)與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)、攝像頭綜合對比3.1.1

智駕層面:相比傳統(tǒng)傳感器,新一代傳感器的探測精度、識(shí)別能力等優(yōu)勢較明顯4D毫米波雷達(dá)與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)、攝像頭綜合對比探距能力1086420探距精度靜止物體識(shí)別能力安裝難度惡劣天氣適應(yīng)能力成本激光雷達(dá)算法成熟度毫米波雷達(dá) 攝像頭05探距能力10探距精度靜止物識(shí)別能力算法成熟度安裝難度惡劣天氣適應(yīng)能力成本4D毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)攝像頭備注:

探距能力是指能夠探測目標(biāo)物的最遠(yuǎn)距離探距精度是指探測距離的誤差,即誤差越小,精度越高數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫數(shù)據(jù)來源:公開資料、億歐智庫3.1.1

智駕層面:多傳感器融合趨勢下,新一代傳感器憑借自身優(yōu)勢能覆蓋更多長尾場景一級分類二級分類長尾場景激光雷達(dá)4D毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)攝像頭傳感器層硬件級傳感器表面是否易污漬表面易積污,容易產(chǎn)生噪點(diǎn)不受影響不受影響表面易積污耐高低溫環(huán)境能力-40°~85°-40°~85°-40°~85°-40°~80°物理級受目標(biāo)物表面材質(zhì)和顏色的影響能量易被黑色表面吸收對金屬表面目標(biāo)物易敏感對金屬表面目標(biāo)物易敏感不易識(shí)別白色物體內(nèi)容層域級受極端天氣影響受影響不受影響不受影響影響較小進(jìn)出隧道光線明暗突變不受影響不受影響不受影響受影響目標(biāo)級小物體識(shí)別能力可識(shí)別可識(shí)別不易識(shí)別不易識(shí)別動(dòng)靜物體識(shí)別能力可識(shí)別可識(shí)別不易識(shí)別可識(shí)別場景級路邊行人和車輛的區(qū)分可區(qū)分可區(qū)分無法區(qū)分太近的物體有條件區(qū)分時(shí)域?qū)映A(yù)期級鬼探頭識(shí)別能力可識(shí)別不易識(shí)別不易識(shí)別不易識(shí)別前前車剎車識(shí)別能力不易識(shí)別可識(shí)別且精度高可識(shí)別但置信度低,結(jié)果易漏檢不易識(shí)別傳感器性能需解決的長尾數(shù)量時(shí)間相比傳統(tǒng)智能傳感器,新一代傳感器能夠覆蓋更多長尾場景隨著時(shí)間的推移,長尾場景數(shù)量會(huì)越來越少,但其價(jià)值也會(huì)越大新一代傳感器憑借自身的性能特點(diǎn),能夠覆蓋更多的長尾場景(Corner

Case)。例如,激光雷達(dá)能夠識(shí)別路面的小物體,也能更好地解決鬼探頭場景。再比如,4D毫米波雷達(dá)能夠識(shí)別到前前車(前車前方的車輛)剎車,從而提前讓系統(tǒng)采取制動(dòng)措施,避免追尾事故。新一代傳感器的最大價(jià)值就是解決剩余5%、甚至1%的長尾場景。為了讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的魯棒性更高,感知端就需要不斷地去解決長尾場景,而新一代傳感器的出現(xiàn),能讓行車安全得到進(jìn)一步提升。億歐智庫:新一代智駕傳感器的長尾場景覆蓋情況新一代傳感器性能與長尾場景的價(jià)值關(guān)系新一代傳感器憑借自身的性能優(yōu)勢,讓低階智駕功能體驗(yàn)感大幅提升。低階自動(dòng)駕駛功能主要關(guān)注的是前后向的感知,比如常見的ACC、AEB等功能,而新一代傳感器具備更遠(yuǎn)的探測范圍和更高的分辨率,一方面可以更好的區(qū)分行人、車輛以及小動(dòng)物等目標(biāo)物,另一方面,也可以由于看得更遠(yuǎn)而獲得更多反應(yīng)時(shí)間。新一代傳感器提升了自動(dòng)駕駛車輛的感知能力,實(shí)現(xiàn)L3以上的高階智駕功能。自動(dòng)駕駛等級提升后,面對的場景復(fù)雜度也相應(yīng)上升,車輛需要解決各種潛在的長尾場景問題,純視覺方案由于仍需要大量的數(shù)據(jù)來做模型訓(xùn)練,現(xiàn)階段其安全性值得商榷,而新一代傳感器可以提供更多的深度信息,從而降低模型訓(xùn)練的成本、提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性,讓高階智駕功能實(shí)現(xiàn)更容易。數(shù)據(jù)來源:公開資料、專家訪談、億歐智庫3.1.1

智駕層面:新一代傳感器既優(yōu)化低階智駕功能體驗(yàn),又滿足高階功能的感知需求L2L3?

RPA(遠(yuǎn)程泊車輔助)TJA(交通擁堵輔助)HWA(高速駕駛輔助)?

FCW(前向碰撞預(yù)警) ?

FCTB(前方交叉區(qū)域輔助)?

APA(自動(dòng)泊車輔助)?

FCTA(前方交叉區(qū)域預(yù)警)?

ACC(自適應(yīng)巡航) ?

APO(自動(dòng)駛出)?

LDW(車道偏離預(yù)警) ?

AEB(自動(dòng)緊急制動(dòng))DOW(開車門預(yù)警) ?

ALC(自動(dòng)并線)BSD(盲點(diǎn)監(jiān)測) ?

LKA(車道保持輔助)RCTA(后方交叉區(qū)域預(yù)警)?

LPD(車道偏離干預(yù))?

HWP(高速導(dǎo)航引導(dǎo))?

TJP(交通擁堵領(lǐng)航)?

NOA

Highway(高速領(lǐng)航輔助)?

NOA

City(城區(qū)領(lǐng)域輔助)?

AVP(自動(dòng)代客泊車)?

HAD(高速駕駛自動(dòng)化)?

完全自動(dòng)駕駛L4 L5提升整體感知性能,讓高階智駕功能更易實(shí)現(xiàn)新一代傳感器?

RCW(后向碰撞預(yù)警) ?

RCTB(后方交叉區(qū)域輔助)L0 L1提升低

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