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    智能驾驶全线爆发!三大核心传感器龙头全梳理

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    乐晴行业观察2023-11-30

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    智能驾驶落地加速,将进入快速放量期,短期内华为智驾升级与新车发布将强势带动产业链感知层三大重点环节激光雷达、车载摄像头和毫米波雷达的需求。

    不同汽车传感器的性能表现:

    资料来源:IDTechEX

    激光雷达

    L3级自动驾驶方案相较于之前的级别,最大的变化是引入了激光雷达作为多重传感器方案的重要组成部分,这将大大提升车辆的感知能力和行驶安全性。

    激光雷达与其他传感器相互配合,可以显著提高车辆对周围环境的感知精度,因此在自动驾驶的融合感知策略中占据重要的位置。

    自激光雷达技术问世以来,厂商不断推出创新的技术架构,以提高监测性能并拓展应用领域。其中包括单点和单线扫描激光雷达、广泛应用于无人驾驶技术的多线扫描激光雷达,以及固态和FMCW激光雷达等。

    由于激光雷达的各个功能模块存在多种实现方式,其技术路径正处于一个快速迭代的发展阶段。当前激光雷达的技术路径展现出多样化特点,包括机械式、半固态、固态以及调频连续波(FMCW)等。目前,激光雷达产品主要以混合固态和机械式为主,但未来预计将向纯固态式迭代发展。

    激光雷达系统结构图示:

    资料来源:公开整理

    随着激光雷达行业的日益成熟,制造能力的重要性逐渐凸显出来。尽管与大型代工厂或一线厂商合作能够显著减少激光雷达制造商的初期资源投入,但这种合作方式也会削弱制造商对生产过程和成本的控制力。

    随着行业的不断发展和竞争的加剧,自建工厂不仅可以节约成本,还可以更好地控制质量,并防止核心技术外泄。

    从市场格局方面来看,国外激光雷达厂商在技术方面具有优势,并且公司规模较大。虽然国内起步相对较晚,但发展速度较快,逐渐完成技术追赶。

    在国内激光雷达市场中,马太效应开始显现,速腾(图片|配置|询价)、大疆、禾赛、图达通、华为合计占据了80%-90%的市场份额,产品技术处于领先地位,并已获得多个车型定点。

    全球激光雷达整机厂市场份额占比:

    资料来源:行行查

    除了主要的激光雷达产品,禾赛科技和速腾聚创等公司还积极开拓了补盲激光雷达这一新领域,为自动驾驶市场提供了更多选择。

    自动驾驶技术的快速发展正带动车载激光雷达进入需求爆发期。据预测,未来5年内,L3级别自动驾驶的渗透率将快速提升。Yole的研究报告指出,到2025年,全球乘用车新车市场中L3级自动驾驶的渗透率将达到约6%,这意味着每年将有近600万辆新车搭载激光雷达技术。

    车载摄像头

    车载摄像头是ADAS系统的核心视觉传感器,由镜头组、图像传感器(CIS)和数字图像信号处理(DSP)三部分组成,其中图像传感器是车载摄像头的关键技术。

    这三部分组合封装,形成镜头模组,负责将光电信号传递给DSP进行图像处理。DSP再将模拟信号转为数字信号,并与镜头模组集成,构成终端系统。

    随着自动驾驶技术的不断演进,整车上的摄像头数量也在不断增加。目前,L2级别的车型平均拥有超过7个摄像头,而聆英咨询预测在L3级别,这个数字将达到10个以上。同时,车载摄像头的像素也在逐步提升,从200万逐渐升级到800万,行业正在迎来一次量价齐升的发展阶段。

    车载摄像头结构:

    资料来源:公开资料

    车载摄像头的出货量受到多个因素的影响,其中包括汽车的产销量以及每辆汽车平均搭载摄像头的数量。

    另一方面,车载摄像头市场的规模也随着汽车智能化等级的提高而不断扩大。

    据Yole的数据显示,2022年车载摄像头的总体市场收入为54亿美元,并预计在2028年将增至94亿美元,年复合增长率(CAGR)为9.7%。同时,Yole还预测,到2028年,车载摄像头的出货量将达到4.02亿颗,94%的汽车将配备ADAS摄像头,而用于DMS和OMS的舱内摄像头也将实现快速增长。

    202202-2028车载摄像头市场规模预测:

    资料来源:yole

    在车载传感器领域,摄像头和毫米波雷达的国产替代空间仍然较大,目前市场上的头部供应商主要为外资企业。

    博世、采埃孚-天合、大陆、麦格纳等传统零部件巨头在全球车载摄像头市场中占据主导地位,合计占有近一半的市场份额。

    在中国市场上,外资品牌也基本把控了车载摄像头市场,中高端产品主要依赖进口。不过,国内的一些企业,如豪恩科技、德赛西威、纵目科技、福瑞泰克、保隆科技等,已经在市场上取得了一定的进展。

    车载摄像头竞争格局:

    资料来源:芯八哥、行行查

    毫米波雷达

    环境感知是自动驾驶领域中的一项关键技术,为自动驾驶的规划和控制提供了基础。

    传感器在这个过程中扮演着至关重要的角色,能够快速获取车辆周围的环境信息。其中,毫米波雷达是关键的传感器之一。

    车载毫米波雷达的研究始于上世纪60年代,主要在德国、美国和日本等发达国家进行。虽然在早期阶段,其发展相对缓慢,但自21世纪以来,随着汽车市场的不断增长,毫米波雷达技术开始进入快速发展阶段。

    车载毫米波雷达通过发射和接收毫米波信号,利用毫米波的特性进行环境检测和测距,从而实现环境监测和车辆控制。

    毫米波雷达具有全天候工作能力、高精度探测、强大的抗干扰能力、实时感知和快速响应等优势,因此在自动驾驶、智能巡航控制、倒车和泊车辅助、盲区监测和侧面碰撞预警、行人检测和预警等方面得到了广泛应用。

    与其他传感器相互补充毫米波雷达,为智能汽车感知层提供了兼具性能和成本效益的选择。

    在纯视觉方案中,车载摄像头可能受到恶劣天气的影响,而毫米波雷达则能够弥补这一缺陷,在雨雪等恶劣天气和强光条件下提供更可靠、更安全的感知方案,为驾驶员带来更加舒适和安全的驾驶体验。

    对比激光雷达的高成本来看, 4D毫米波雷达成为了一种具有潜力的替代方案。

    4D毫米波雷达能够提供“穿墙”数据,增强感知系统的探测能力。与传统的3D毫米波雷达相比,4D毫米波雷达的点云数据更加密集,能够提供更清晰的图像。同时,其成本又明显低于激光雷达,因此随着高阶自动驾驶的落地和车企降本压力的增加,该产品有望迅速普及。

    据高工汽车研究院预测,到2023年,中国乘用车前装市场中4D毫米波雷达的搭载量有望突破百万个。#激光雷达##毫米波雷达##车载摄像头##汽车##新能源车##自动驾驶##智能驾驶##华为自动驾驶##华为#

    毫米波雷达图示:

    2022年毫米波雷达的成本结构中,射频前端收发组件MMIC(涵盖了发射、接收和信号处理器)占据了最大比重,约为50%。高频PCB天线(包括接收和发射天线)的成本占比约为20%,而数字信号处理器(DSP/FPGA)的成本也约占20%。雷达控制电路及其他硬件成本合计占比约为10%。在这些组成部分中,MMIC芯片在毫米波雷达成本中占据最重要的地位。#财经新势力#

    毫米波雷达产业链:

    资料来源:华泰研究

    目前,毫米波雷达市场的主导权主要掌握在海外企业手中,如国际巨头博世、大陆、安波福、海拉和维宁尔等。

    截至2022年底,博世、大陆和安波福是前三大厂商,合计市场占有率高达67.1%。据AIOT星图研究院的统计,2022年国内毫米波雷达企业的注册数量达到了226家。随着国产替代的步伐加快,国内的毫米波雷达厂商有望凭借本土优势在市场上占据重要地位,并有望逐渐夺取市场的制高点。

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