国产第五代毫米波雷达重燃“摩尔定律”，掀起新一轮军备竞赛

20年前，当第一辆配备77GHz远程毫米波雷达的汽车（奔驰S级轿车，首次搭载自适应巡航控制系统）上市时，没有人能预料到ADAS会成为今天越来越多车型的标配。

尤其是前摄像头与前雷达（1R1V）融合方案没有规模普及之前，基于单一前向雷达+ECU系统是早期ADAS的标准配置，提供自适应巡航控制，并在发生危险时激活紧急制动协助。

自2015年开始，欧洲甚至将基于雷达的紧急制动辅助技术作为对卡车的法规要求。欧洲的几大乘用车厂商也大多青睐单雷达方案，因为不受光线和能见度的影响。

根据高工智能汽车研究院发布的数据显示，2019年国内销售新车配置前向雷达方案的车型占比（搭载ADAS功能车型）达到了86%，同时搭载单雷达的新车销量也高出单视觉方案接近1倍。

近几年，一些国产毫米波雷达厂商也陆续在BSD角雷达前装量产获得定点和市场份额，但最难攻克的前向77GHz雷达，仍然处于攻坚克难的关键节点。

一、毫米波雷达的国产化契机

第一代远程雷达（或者说单雷达方案）是一个复杂的系统，包括两个组件：雷达探测器，一般安装在散热格栅位置，和车辆内的一个控制单元。这意味着，感知和控制是强绑定的关系，这也是为什么国产前向雷达在传统架构中很难取得突破的原因之一。

在第一代77GHz前向雷达量产三年后，Mobileye的第一代视觉芯片EyeQ1发布，彼时，主要应用于前向碰撞预警、车道偏离以及车灯智能控制等功能。直到2007年，EyeQ1才真正进入前装量产市场。

此后，很长时间视觉和雷达两种感知技术一直处于平行发展的状态。直到2016年，特斯拉开始全面启用最新版本Autopilot，基于Mobileye EyeQ3视觉模块以及博世的前向毫米波雷达融合方案。

传感器融合趋势很快被确定为将主导未来ADAS、自动驾驶发展的主路径，目的是达到越来越精确的车辆环境监测，其中，雷达和摄像头数据融合生成无缝的360度车辆周围视图。

这其中，最经典也是目前主流的前向感知方案就是1R1V（单雷达+单摄像头），在这个架构下，基于AI的视觉感知成为主控，雷达成为辅助的感知数据源。

根据高工智能汽车研究院发布的数据显示，2019年国内销售新车配置前向视觉+雷达方案的销量占比（搭载ADAS功能车型）超过6成。

但在实际的ADAS前装应用中，采用融合传感器技术的方案由于对视觉性能要求较高，而在早期除了Mobileye，如果选择国产视觉方案商则必须去选择知名Tier1的毫米波雷达，才能保证融合方案的综合性能。

随着这两年国内视觉方案商在性能上逐步提升，融合方案中也开始陆续选用国产毫米波雷达，通过视觉的高精度来弥补并提升整体的融合性能，从而达到OEM的要求。

另一个机会，来自于感知融合方式的改变。早期L0-L1，更多采用的是后融合，对于雷达来说，早期的量产经验更为关键，因为涉及到目标物识别的稳定性和可靠性。

从L2开始，一些方案集成商和OEM开始尝试采用前融合的方案，这意味着传统雷达只是输出目标物级别的功能定义发生根本性变化。原始数据（Raw Data）、高精度、纵向测高等等要求开始出现。

此外，从多ECU架构向单一域控制器架构的升级，对毫米波雷达也提出了新的要求。与此同时，随着半导体行业面临在芯片上集成更多功能的巨大压力，雷达核心组件技术也在发生变化。

二、第五代毫米波雷达为何能重燃“摩尔定律”

对于国产毫米波雷达供应商来说，市场刚刚打开一扇小窗户。针对不同市场需求，用什么样的策略，更为关键。对于当下的市场环境，国产供应商需要拿出“百米冲刺”的力度，迅速撕开需求缺口。

众所周知，在半导体行业有一个著名的“摩尔定律”，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的芯片性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。

而在毫米波雷达市场，同样有一个“摩尔定律”。

“比如，从第四代到第五代毫米波雷达，通过一系列的设计创新、射频/芯片/算法升级、工艺/制造提升，在性能、功能、可靠性大幅度提升的同时，成本下降了50%。”国产毫米波厂商承泰科技创始人兼CEO陈承文表示，只是相对来说，汽车行业的测试和验证周期会更长一些。

对于主机厂来说，在同等性能的情况下，成本是核心竞争力。

面向L0-L1.5的ACC、AEB、FCW、BSD、LCA等功能雷达，成本至关重要。在陈承文看来，中国企业需要用“田忌赛马”的策略与国外同行进行竞争，同时在功能、性能、可靠性满足主机厂要求的基础上，通过设计变革和工艺提升，最大限度降低BOM成本。

这得益于产品的更新从未止步，每一代的77GHz雷达都比上一代更紧凑、功能更强、成本更低，这尤其体现在更广的作用范围和更高的分辨率上。

比如，承泰科技已经量产出货的第四代77GHz前向雷达基于NXP S32R274+TEF8102，与上一代方案相比，性能功耗比提高了4倍多，能够应对高级雷达信号处理，并将其与微控制器功能合并，适用于通用软件任务和汽车总线的对接。

更关键的是，在成本方面，在商用车AEB前向雷达市场，承泰科技的这款雷达可以把价格做到国外同行的1/4，国内同行的1/2。

同时，基于国产加特兰雷达芯片方案，应用于商用车FCW前向雷达的方案，价格还可以继续下探10%左右。按照承泰科技的介绍，该量产雷达已经在市场上占据市场份额领先位置。

考虑到部分自主品牌正在启动核心汽车零部件，尤其是芯片的国产化替代进程，类似的不同方案组合，也有利于国产毫米波雷达厂商抢占不同的细分市场。

而在面向L2/L2.5的5R1V应用的前向雷达、角雷达方面，考虑到满足Pilot、ALC、FCTA、TJA、HWA等功能，基于整车电子架构从分布式走向集中式平台，对于毫米波雷达也提出了新的要求。

由于融合的目的是为了提升目标辨识度和测量精准度，对于雷达来说，需要输出的目标数据也更加丰富。此外，由于域控制架构强调的软硬解耦开发，雷达的模块化、标准化接口、原始数据输出要求更高。

目前，承泰科技的第五代毫米波雷达可以将车辆测量距离提升至300米，水平FOV和垂直FOV均在上一代基础上有所提升。

更关键的是精度、分辨率和检测能力的提升。比如，更高的RF性能带来更好的SNR；距离分辨率和角分辨率接近点云成像的效果（也就是常说的4D点云雷达）；目标追踪数量也增加到256个以上。

由于采用了RF CMOS工艺+SoC方案的雷达主芯片，功耗也从第四代的5W降低至2W以内。同时，单PCB设计结构上更加紧凑，重量更轻。

在最重要的成本方面，承泰科技的第五代毫米波雷达在实现性能比上一代提升1倍的情况下，成本下降了50%。此外，雷达成本下降的还来自于系统级成本的优化。

比如，4R1V方案，承泰科技的偏波束长距角雷达方案，可以在5R1V的方案中取消中间的中长距前向雷达。车辆前后左右各一个雷达，实现160米偏角度长距波束以及50米宽FoV中短距波束，同时同方向两颗雷达还可以实现冗余，整体系统成本可以再降低200元。

此外，在整车电子架构实现域控制的前提下，在域控制器集成雷达基带处理，实现雷达探头的单RF前端（天线+MMIC），类似于RRU+BBU的架构，整体系统成本还可以再降低200元。

而成本控制的另一重要支撑来自于全自动化生产工艺带来的生产效率的提升，通过规模效应提升品质、降低成本。

三、中国市场的巨大空间

可以说，毫米波雷达一直是一种投资“不足”的技术。

然而，高分辨率、远程、低成本激光雷达上市预期时间点的延迟，意味着毫米波雷达企业有更多的时间窗口寻求改进雷达性能，以帮助为自动驾驶提供更多数据。

此外，考虑到欧洲和中国等国家及地区的NCAP未来要获得更高的安全评级，更多的汽车制造商需要在新车上配置自动紧急制动功能。短期内，AEB已成为雷达需求增长的推动力。

根据NXP给出的数据，此前中国的雷达市场只占全球市场的13%。但随着中国成为最大的智能汽车生产及消费市场，到2023年，汽车雷达市场的复合年增长率预计将达到40%，是其他地区的两倍。

同时，除了常规的盲区监测和AEB等功能，汽车制造商和Tier1也在为高级别自动驾驶寻求安装更多的雷达传感器，以实现车身周围360度的环境感知。“从1R1V到5R1V，将是毫米波雷达市场的新增长点。”陈承文表示。

全球主要的毫米波雷达芯片供应商NXP，甚至做了这样一个判断：雷达芯片的市场将会有“三倍加速”。原因是，雷达有机会依靠高分辨率的性能提升，获得更多的感知市场。

“过去，限制雷达应用的最大问题就是低分辨率。”在业内人士看来，4D（距离、仰角、方位角、速度）或5D（直接从雷达数据得到物体分类）成像雷达被认为是未来新机会，也给了国产毫米波雷达新的市场窗口期。

考虑到硬件性能提升的潜在规律，接下来的市场争夺更像是一场马拉松，比拼的是企业的技术沉淀和创新能力。

按照承泰科技给出的数据，其第五代中长距前向毫米波雷达将采用MIMO+虚拟孔径+DML超分辨率测角技术，水平角分辨率达到1.5度，同时提供道路信息、目标分类以及原始数据用于点云级融合。

实际上，由于传统雷达巨头固守“渐进式产品投放+挤牙膏式的价格策略”，同时一部分Tier1的主要精力转移到域控制器及软件业务，作为单一传感器的雷达来说，未来几年留给了国产供应商更大的市场空间。