言引:汽车毫米波雷达,从名字就能看出,它是工作在毫米波频段的雷达。毫米波,即波长介于 1 - 10 毫米的电磁波,对应的频率范围是 30 - 300GHz。这一频段赋予了毫米波雷达独特的性能优势,使其在汽车领域大放异彩。
毫米波雷达的工作原理基于电磁波的反射特性。简单来说,雷达通过发射天线向外发射毫米波信号,当这些信号遇到周围的物体,如其他车辆、行人、障碍物等,就会发生反射。反射回来的信号被接收天线捕获,雷达内部的信号处理单元会根据发射信号和接收信号之间的时间差、频率变化等信息,计算出目标物体的距离、速度和角度等参数。
例如,在测量距离时,由于毫米波在空气中以光速传播,通过测量发射信号和接收信号的时间差,再乘以光速的一半(因为信号需要往返),就能精确得出目标物体与雷达之间的距离。而在测量速度方面,利用多普勒效应,当目标物体与雷达之间存在相对运动时,反射信号的频率会发生变化,通过检测这种频率变化,就能计算出目标物体的速度。
在自动驾驶和 ADAS 系统中,毫米波雷达扮演着至关重要的角色。以自适应巡航控制(ACC)为例,毫米波雷达实时监测前方车辆的距离和速度,车辆控制系统根据这些信息自动调整车速,保持与前车的安全距离。当前方车辆减速时,装备毫米波雷达的车辆能及时响应,自动降低车速;当前方道路畅通时,又能恢复设定的巡航速度。
在自动紧急制动(AEB)系统里,毫米波雷达时刻扫描前方道路,一旦检测到可能发生碰撞的危险情况,如前方车辆突然急刹或有障碍物闯入行车路径,会立即向车辆控制系统发送信号,触发自动制动,避免或减轻碰撞事故的严重程度。像雨天、大雾等恶劣天气下,摄像头等传感器的性能会受到极大影响,而毫米波雷达却能凭借其出色的穿透能力和抗干扰性,稳定地工作,为车辆提供可靠的环境感知信息。
从市场规模来看,毫米波雷达正处于高速增长的黄金时期。据相关数据显示,2024 年全球汽车毫米波雷达市场销售额达到了 155.9 亿美元,预计到 2031 年将飙升至 656.1 亿美元,年复合增长率(CAGR)高达 23.1%(2025 - 2031) 。这一增长速度不仅反映了汽车行业对先进传感器技术的迫切需求,也预示着毫米波雷达在未来汽车智能化发展中的核心地位将进一步巩固。
从地区分布来看,全球毫米波雷达市场呈现出明显的区域特征。欧洲作为汽车工业的传统重镇,凭借其深厚的汽车产业基础和先进的技术研发能力,成为了毫米波雷达最大的生产地区,份额约为 37%。德国的博世(Bosch)和大陆集团(Continental)等企业,在毫米波雷达技术研发和生产方面处于世界领先地位,其产品广泛应用于欧洲乃至全球的汽车制造企业。北美地区以 29% 的份额紧随其后,美国在自动驾驶技术研发和应用方面的积极投入,推动了毫米波雷达市场的快速发展。特斯拉等新能源汽车企业对自动驾驶技术的大力推广,使得毫米波雷达作为关键传感器的需求持续攀升 。
亚太地区,尤其是中国,近年来在毫米波雷达市场中的地位日益重要。2024 年中国市场规模在全球市场中占据一定比例,预计到 2031 年占比将进一步提升。中国庞大的汽车消费市场和快速发展的新能源汽车产业,为毫米波雷达提供了广阔的应用空间。随着国内新能源汽车品牌如比亚迪、蔚来、小鹏等的崛起,对毫米波雷达的需求呈现爆发式增长。这些企业在自动驾驶技术的研发和应用上不断加大投入,推动了毫米波雷达市场的繁荣。
在不同频段和类型的毫米波雷达市场占比方面,77GHz 毫米波雷达凭借其在探测距离和精度上的优势,成为市场的主流产品。77GHz 毫米波雷达的市场份额大约为 77% 。其较高的频率使得雷达能够实现更远的探测距离和更高的分辨率,满足了汽车在高速行驶场景下对前方路况的精准感知需求,广泛应用于自适应巡航控制、前碰撞预警等高级驾驶辅助系统中。24GHz 毫米波雷达由于成本相对较低,在短距离探测和一些特定应用场景中仍占据一定市场份额,主要用于盲点监测、倒车辅助等功能 。
随着自动驾驶技术向更高等级迈进,4D 成像毫米波雷达作为新一代产品,正逐渐崭露头角。4D 成像雷达不仅能够提供目标物体的距离、速度和角度信息,还能实现对目标物体高度的精确测量,为自动驾驶系统提供更加全面和精准的环境感知数据。虽然目前 4D 成像毫米波雷达的市场占比较小,但增长势头强劲。根据高工智能汽车研究院预测,到 2025 年 4D 成像雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过 40%,出货量超 500 万颗。越来越多的汽车制造商开始在其高端车型中搭载 4D 成像毫米波雷达,以提升自动驾驶系统的性能和安全性。
在自动驾驶的传感器家族中,毫米波雷达凭借其独特的性能优势,成为了不可或缺的关键成员,与摄像头、激光雷达等其他传感器形成了优势互补的关系。
在自适应巡航控制(ACC)场景中,毫米波雷达实时监测前方车辆的距离和速度,为车辆自动调整车速提供精准数据,确保与前车保持安全距离。当车辆在高速公路上以 120km/h 的速度行驶时,毫米波雷达能够快速准确地探测到前方 200 米处车辆的速度变化,并及时将信息反馈给车辆控制系统,使车辆在短时间内做出加速或减速响应,保障驾驶的舒适性和安全性 。
在自动紧急制动(AEB)场景里,毫米波雷达如同一位时刻保持警惕的 “保镖”,时刻扫描前方道路。一旦检测到前方 100 米处有车辆突然急刹或有行人、障碍物闯入行车路径,它能在几毫秒内将危险信息传递给车辆控制系统,触发自动制动,有效避免或减轻碰撞事故的严重程度。在实际道路测试中,装备毫米波雷达的车辆在 AEB 系统的作用下,成功避免了多起潜在的碰撞事故,大大提高了行车安全性。
与摄像头相比,毫米波雷达在恶劣天气条件下的表现堪称卓越。在暴雨天气中,当降雨量达到每小时 50 毫米以上时,摄像头的视野会受到严重影响,图像变得模糊不清,甚至出现失真,导致对目标物体的识别和检测准确率大幅下降。而毫米波雷达却能凭借其出色的穿透能力,轻松穿透雨幕,稳定地工作,不受雨水干扰,持续为车辆提供可靠的环境感知信息 。在大雾天气中,当能见度低于 50 米时,摄像头几乎无法正常工作,而毫米波雷达依然能够准确地探测到周围物体的距离、速度和角度信息,为车辆的安全行驶保驾护航。
在探测距离方面,毫米波雷达也具有明显优势。一般来说,车载摄像头的有效探测距离通常在 100 - 150 米左右,对于远距离目标的探测能力有限。而毫米波雷达的探测距离可达 200 米以上,部分高性能产品甚至能达到 300 米,这使得车辆在高速行驶时能够提前感知到更远距离的目标物体,为驾驶员或自动驾驶系统留出更充足的反应时间 。在高速公路上,车辆以较高速度行驶时,更远的探测距离意味着能够更早地发现前方路况变化,及时做出决策,避免紧急情况的发生。
与激光雷达相比,毫米波雷达的成本优势十分突出。目前,高性能的激光雷达价格仍然较高,单个激光雷达的成本可能在 1000 - 5000 美元之间,这在一定程度上限制了其大规模应用 。而毫米波雷达经过多年的发展和技术迭代,成本已经大幅降低,普通毫米波雷达的价格在几十美元到几百美元不等,4D 成像毫米波雷达的价格也相对较低,这使得汽车制造商在大规模生产时能够有效控制成本,提高产品的市场竞争力 。在中低端车型中,成本因素是传感器选型的重要考虑因素之一,毫米波雷达的低成本优势使其成为了这些车型的首选传感器之一。
毫米波雷达在尺寸和集成度方面也具有优势。激光雷达通常体积较大,安装位置受限,并且对安装精度要求较高。而毫米波雷达体积小巧,可以灵活地安装在车辆的各个部位,如车头、车尾、后视镜下方等,不占用过多空间,便于车辆的整体设计和布局 。一些小型毫米波雷达模块的尺寸甚至可以做到只有几立方厘米,这使得它们能够轻松集成到车辆的保险杠、格栅等部位,不影响车辆的外观和空气动力学性能。
毫米波雷达的工作涉及多个关键技术,这些技术相互协作,共同实现了雷达对目标物体的精确探测和跟踪。
天线阵列排布是毫米波雷达的关键技术之一。合理的天线阵列设计能够显著提升雷达的性能。以常见的线性阵列天线为例,通过精确控制各个天线单元之间的间距和排列方式,可以实现对发射和接收信号的精确调控 。在一个由 8 个天线单元组成的线性阵列中,通过优化单元间距为半波长,可以有效减少信号的干扰和旁瓣效应,提高雷达的测角精度和分辨率。这种设计使得雷达在水平方向上的角度分辨率能够达到 ±1° 以内,大大提升了对目标物体方位的精确感知能力。
在一些先进的毫米波雷达中,还采用了平面阵列天线或圆形阵列天线。平面阵列天线能够在水平和垂直方向上同时实现波束扫描,为雷达提供了二维的角度探测能力,适用于对周围环境进行全方位感知的场景,如自动泊车、盲区监测等功能。圆形阵列天线则具有 360° 无死角的探测优势,能够实时监测车辆周围各个方向的目标物体,为自动驾驶系统提供全面的环境信息 。
波形设计及调制是毫米波雷达的另一个核心技术。当前,调频连续波(FMCW)是毫米波雷达中应用最广泛的波形。FMCW 波形通过在一段时间内线性地改变发射信号的频率,实现对目标物体距离和速度的精确测量 。在一个典型的 FMCW 毫米波雷达中,发射信号的频率会在一定的带宽内线性变化,如从 76GHz 线性增加到 81GHz,带宽为 5GHz。当发射信号遇到目标物体反射回来后,接收信号与发射信号之间会产生一个频率差,这个频率差与目标物体的距离成正比。通过精确测量这个频率差,雷达就能够计算出目标物体的距离。
对于运动目标,FMCW 波形还可以利用多普勒效应来测量其速度。当目标物体与雷达之间存在相对运动时,反射信号的频率会发生变化,通过检测这种频率变化,雷达可以计算出目标物体的速度 。在高速公路场景中,当车辆以 100km/h 的速度行驶时,毫米波雷达能够通过 FMCW 波形准确测量出前方车辆的速度和距离,为自适应巡航控制提供精准的数据支持。
除了 FMCW 波形,还有其他一些波形设计和调制技术也在不断发展和应用中。脉冲压缩波形通过在发射端发射宽脉冲信号,在接收端对信号进行压缩处理,提高雷达的距离分辨率和探测能力,适用于对远距离目标进行高精度探测的场景 。相位编码波形则通过对发射信号的相位进行编码,增加信号的抗干扰能力和信息传输容量,能够在复杂的电磁环境中稳定工作。
4D 成像毫米波雷达作为前沿技术,正引领着毫米波雷达行业的发展方向。4D 成像雷达在传统毫米波雷达测量距离、速度和水平角度的基础上,增加了对目标物体高度的测量,为自动驾驶系统提供了更加全面和精准的环境感知数据 。
4D 成像雷达通过增加垂直方向上的天线阵列和信号处理算法,实现了对目标物体高度的精确测量。在一个典型的 4D 成像毫米波雷达中,接收天线阵列不仅在水平方向上排列,还在垂直方向上增加了多个天线单元,形成了二维的天线阵列 。通过对不同天线单元接收到的信号进行相位差计算和处理,雷达可以精确计算出目标物体的高度信息。在遇到前方有跨线桥或行人在高处的场景时,4D 成像雷达能够准确感知到目标物体的高度,避免因高度信息缺失而导致的误判和事故。
4D 成像雷达还通过增加发射和接收通道的数量,提升了点云的密度和成像质量。相比传统毫米波雷达,4D 成像雷达能够生成更加密集和精确的点云图,对目标物体的形状和轮廓有更清晰的呈现 。一些高端的 4D 成像毫米波雷达采用了 48 发 48 收的通道配置,能够生成超过 2000 个虚拟通道,大大提高了雷达的分辨率和成像能力。在复杂的城市道路环境中,4D 成像雷达能够通过高分辨率的点云图准确识别出各种目标物体,如车辆、行人、自行车等,并对其进行精确的跟踪和定位,为自动驾驶系统提供可靠的决策依据。
毫米波雷达产业作为一个庞大而复杂的生态系统,其产业链涵盖了从上游原材料供应到下游整车应用的各个环节,每个环节都紧密相连,相互影响,共同推动着行业的发展。
上游:核心元器件的关键支撑
上游是毫米波雷达产业链的基础,主要包括射频前端组件(MMIC)、数字信号处理器(DSP/FPGA)、高频 PCB 板、微控制器(MCU)、天线及控制电路等硬件供应商 。这些核心元器件的技术水平和质量直接决定了毫米波雷达的性能和成本。
射频前端组件(MMIC)作为毫米波雷达的核心射频部分,由发射器、接收器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、滤波器及压控振荡器等 7 部分构成,起到调制、发射、接收及解调毫米波信号的关键作用 。目前,国内 MMIC 芯片供应商仍以国际企业为主,如英飞凌、NXP、TI、意法半导体等,它们凭借先进的技术和成熟的工艺,在市场上占据着主导地位。不过,近年来国产芯片企业在毫米波雷达领域的布局明显加快,加特兰微、岸达科技、矽杰微、矽典微、微度芯创等代表性公司均已推出量产产品,逐步实现部分国产化,为打破国外垄断带来了希望 。
数字信号处理器(DSP/FPGA)通过嵌入不同的信号处理算法,分析前端收集的信号获取目标信息,是保证毫米波雷达稳定性及可靠性的核心部件 。DSP 芯片采取程序和数据分开的哈佛结构,可快速即时处理信号;FPGA 包含大量组合逻辑资源和触发器,可完成大规模的组合逻辑电路设计和实现时序逻辑功能 。目前,高端 DSP 芯片和 FPGA 芯片主要被国外企业垄断,DSP 芯片供应商有 NXP、英飞凌、亚德诺半导体、意法半导体等公司,FPGA 芯片供应商有赛灵思、阿尔特拉、美高森美、莱迪思等公司 。
高频 PCB 板是毫米波雷达发射和接收信号的重要组件,对电路尺寸精度要求极高 。由于毫米波频率高,所需印制电路板为高频板材 PCB,主要供应商为罗杰斯、Isola、松下电工、雅龙及施瓦茨等大型国际 PCB 生产企业 。受益于 5G 产业的发展,中国生益科技、沪电股份等公司已实现毫米波雷达用高频 PCB 产品的技术突破,其产品性能可与国外大型企业的高端产品媲美,在国内市场占据了一定份额 。
中游:技术集成与产品制造的核心环节
中游是毫米波雷达的设计和制造环节,主要包括雷达方案供应商和方案集成商 。雷达方案供应商通过完成雷达系统设计、天线设计和后端算法开发,为客户提供毫米波雷达方案模块或整机产品;方案集成商则依托毫米波雷达技术,为各具体应用领域提供定制化的智能集成方案 。
目前,中国毫米波雷达中游市场整体上仍由博世、大陆、安波福、维宁尔、海拉、电装等国际企业占据主要份额 。这些国际企业凭借多年的技术积累和品牌优势,在全球市场拥有广泛的客户群体和较高的市场占有率 。在汽车雷达领域,森思泰克、华域电子、华为、承泰科技等本土企业已经实现量产落地,进入国产化替代周期 。华为凭借其强大的技术研发实力和创新能力,在毫米波雷达领域推出了一系列高性能产品,受到了市场的广泛关注;森思泰克则专注于汽车毫米波雷达的研发和生产,产品性能不断提升,市场份额逐步扩大。
下游:广泛应用与市场需求的驱动力量
下游是毫米波雷达的应用领域,涵盖了智能汽车、智能交通、无人机、智能家居、工业测量仪器、全屋智能、家电照明、消费电子等多个行业 。其中,汽车是毫米波雷达最大的应用市场,随着汽车智能化和自动驾驶技术的快速发展,对毫米波雷达的需求呈现爆发式增长 。
在智能汽车领域,毫米波雷达作为汽车主动安全的核心传感器之一,被广泛应用于自适应巡航控制、自动紧急制动、盲点监测、车道偏离预警等功能 。特斯拉、蔚来、小鹏等新能源汽车品牌在其车型中大量搭载毫米波雷达,以提升自动驾驶系统的性能和安全性 。在智能交通领域,毫米波雷达可用于交通流量监测、车辆测速、违章抓拍等,为城市交通管理提供了有力支持 。在智能家居领域,毫米波雷达可实现人体感应探测、跌倒检测报警、智能灯光控制等功能,为人们的生活带来了更多便利和安全 。
产业链上下游的协同创新是推动毫米波雷达行业发展的关键 。上游企业通过技术创新,不断提升核心元器件的性能和质量,降低成本,为中游企业提供更好的技术支持;中游企业则根据下游市场的需求,不断优化产品设计和制造工艺,提高产品的可靠性和稳定性;下游企业通过广泛应用毫米波雷达,反馈市场需求和使用体验,为上游和中游企业的技术研发和产品改进提供方向 。只有产业链上下游企业紧密合作,协同创新,才能共同推动毫米波雷达行业的健康、快速发展 。
毫米波雷达行业在蓬勃发展的同时,也面临着诸多挑战。从技术层面来看,尽管毫米波雷达技术已经取得了显著进步,但仍存在一些亟待突破的瓶颈。目前,毫米波雷达在分辨率和精度方面与激光雷达相比仍有差距,对于一些微小目标或复杂场景的识别能力有待提高。在面对道路上的小型障碍物,如掉落的轮胎碎片、小石块等,毫米波雷达可能无法准确识别,从而影响自动驾驶系统的决策。
在复杂的城市交通环境中,存在着大量的金属建筑物、广告牌等反射源,这些反射源会产生多径效应,导致毫米波雷达接收到的信号出现干扰和失真,影响对目标物体的准确探测和跟踪 。在高楼林立的城市街道中,毫米波雷达信号可能会在建筑物之间多次反射,使得雷达误判目标物体的位置和速度,增加了自动驾驶系统的安全风险。
成本压力也是毫米波雷达行业面临的一大挑战。虽然随着技术的发展和市场规模的扩大,毫米波雷达的成本有所下降,但对于大规模普及和应用来说,仍然存在进一步降低成本的需求 。特别是在中低端车型市场,成本因素是制约毫米波雷达大规模应用的重要因素之一。一辆中低端家用轿车的售价在 10 - 15 万元左右,过高的毫米波雷达成本会显著增加车辆的总成本,影响其市场竞争力 。对于一些预算有限的消费者来说,他们可能会因为车辆配备了价格较高的毫米波雷达而增加购车成本,从而选择价格更为亲民的车型。
市场竞争的日益激烈也是行业发展面临的挑战之一。随着毫米波雷达市场的快速增长,越来越多的企业涌入该领域,市场竞争愈发激烈 。国际巨头企业凭借其强大的技术研发实力、品牌影响力和完善的供应链体系,在市场竞争中占据优势地位。博世、大陆等企业在毫米波雷达领域拥有多年的技术积累和丰富的市场经验,其产品广泛应用于全球各大汽车制造商,形成了较高的市场壁垒 。
国内企业在技术和品牌方面相对较弱,需要在激烈的市场竞争中不断提升自身实力,才能获得更大的市场份额 。一些国内初创企业虽然在技术创新方面取得了一定成果,但在产品稳定性、可靠性和大规模生产能力方面仍有待提高,难以与国际巨头企业抗衡 。在市场竞争中,企业还面临着价格战的压力,这可能会影响企业的盈利能力和研发投入,不利于行业的健康发展 。一些企业为了争夺市场份额,可能会采取低价策略,导致产品质量下降,影响整个行业的声誉。
尽管面临挑战,但毫米波雷达行业也迎来了前所未有的机遇。自动驾驶技术的快速普及是推动毫米波雷达行业发展的重要机遇之一 。随着消费者对自动驾驶技术的需求不断增加,越来越多的汽车制造商开始加大在自动驾驶领域的研发和投入,这为毫米波雷达市场带来了广阔的发展空间 。根据市场研究机构的预测,未来几年,全球自动驾驶汽车的销量将呈现快速增长的趋势,到 2030 年,全球自动驾驶汽车的渗透率有望达到 30% 以上 。这意味着将有大量的汽车需要配备毫米波雷达,以满足自动驾驶系统的环境感知需求。
技术进步为毫米波雷达行业带来了新的机遇。随着芯片技术、算法技术和天线技术等的不断创新和发展,毫米波雷达的性能将不断提升,成本将进一步降低 。硅基 CMOS 技术的应用,使得毫米波雷达芯片的集成度更高、成本更低;先进的算法技术能够提高毫米波雷达对目标物体的识别和跟踪能力,提升自动驾驶系统的安全性和可靠性 。4D 成像毫米波雷达技术的出现,为自动驾驶系统提供了更加全面和精准的环境感知数据,推动了自动驾驶技术向更高等级迈进 。
政策支持也是毫米波雷达行业发展的重要机遇。各国政府纷纷出台相关政策,鼓励和支持自动驾驶技术和智能交通系统的发展,为毫米波雷达行业创造了良好的政策环境 。中国政府发布了一系列政策文件,如《智能网联汽车技术路线图 2.0》等,明确提出要加快推进自动驾驶技术的研发和应用,加强智能交通基础设施建设,这将有力地推动毫米波雷达在汽车和智能交通领域的应用和发展 。政府还加大了对毫米波雷达技术研发的资金投入和政策扶持,鼓励企业和科研机构加强技术创新,提高我国毫米波雷达行业的核心竞争力 。
面对挑战与机遇,毫米波雷达企业和投资者需要采取积极的应对策略。企业应加大技术研发投入,加强与科研机构的合作,共同攻克技术难题,提升产品性能和质量 。通过技术创新,降低产品成本,提高产品的市场竞争力 。华为在毫米波雷达技术研发方面投入了大量资源,与高校和科研机构合作开展产学研项目,取得了多项技术突破,推出了高性能、低成本的毫米波雷达产品,受到了市场的广泛认可 。
企业还应加强市场拓展,积极开拓国内外市场,扩大客户群体 。关注市场需求变化,及时调整产品策略和市场策略,满足不同客户的需求 。一些国内毫米波雷达企业在巩固国内市场的同时,积极拓展海外市场,与国际汽车制造商建立合作关系,提升了企业的国际影响力和市场份额 。投资者应关注行业发展动态,把握投资机会 。对于有技术实力和市场前景的企业,给予适当的投资支持,助力企业发展壮大 。在投资过程中,要充分考虑行业风险,做好风险评估和控制,确保投资的安全性和收益性 。
本报告关注全球与中国市场汽车毫米波雷达的产能、产出、销量、销售额、价格以及发展前景。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2020至2024年,预测数据则涵盖2025至2031年。