汽車傳感器類型和發(fā)展路徑

1、傳感器是汽車的眼睛，ADAS和自動駕駛必不可少的元件 汽車在向高級輔助駕駛、自動駕駛演進過程中，機器的自動/輔助駕駛功能逐漸替代人的主動性，完成環(huán)境感知、計算分析、控制執(zhí)行的一系列程序。 這一系列程序中，首要的是用汽車的眼睛—傳感器感知周圍的環(huán)境。汽車自動/輔助駕駛系統(tǒng)所用到傳感器主要包括：微波/毫米波雷達、超聲波傳感器、攝像頭、激光雷達。

2、目前主要包括毫米波雷達、攝像頭、激光雷達、紅外線四類 不同傳感器的原理、功能各不相同，在不同的使用場景里發(fā)揮各自優(yōu)勢，難以互相替代。 毫米波雷達不受天氣情況影響，探測距離遠，在車載測距領域性價比最高，但難以識別行人、交通標志等。 攝像頭成本低，最大優(yōu)勢在于對物體的識別功能，是車道偏離預警、交通標志識別等功能必不可少的傳感器，但是具有依賴光線、在極端天氣下會失效、難以精確測距等缺點。 激光雷達探測精度最高，可用于實時建立空間三維地圖，是谷歌、百度等無人駕駛車的主要傳感器，但是成本高昂且在雨雪大霧天氣效果不好的劣勢同樣突出。 紅外線技術成熟，一般用于短距離防碰撞系統(tǒng)，尚不能滿足長距離的精度要求，多用于倒車雷達等。超聲波雷達有成本低廉但是探測距離近，倒車提醒等短距離測距領域優(yōu)勢明顯。

3、各國相繼出臺政策推動ADAS系統(tǒng)普及

ADAS系統(tǒng)目前在全球和國內(nèi)的滲透率分別只有8%-12%和2%-3%，受益于政策的支持以及消費電子的規(guī)模效應，未來幾年汽車傳感器行業(yè)可望實現(xiàn)快速增長。根據(jù)IHS Automotive的預測：2014年全球防碰撞傳感器的整體市場規(guī)模將達到39.4億美元；到2020年這一市場的規(guī)模預計將達99億美元。 4、當前汽車主機廠和tier1廠商是主力 汽車傳感器屬于汽車電子，對于安全性和穩(wěn)定性要求極高，最早介入和發(fā)展路徑最穩(wěn)定的依舊是整車廠和tier 1廠商，目前這些廠商已經(jīng)通過自主研發(fā)、合作等方式切入，是行業(yè)發(fā)展的主要推動力。 初創(chuàng)型企業(yè)當前大多與主機廠合作，由主機廠派發(fā)到tier1中去，近2年并沒有大的話語權，但總體方向正確，后續(xù)也會有機會。

毫米波雷達 毫米波雷達主要包括天線（含板材和整個雷達結構）、射頻前端的芯片和后臺的DSP信號處理環(huán)節(jié)三部分，其中前端單片微波集成電路MMIC和雷達天線高頻PCB板是其核心組成部分。 目前，前端單片微波集成電路（MMIC）由國外公司掌控，特別是77GHz的MMIC，只掌握在英飛凌、ST、飛思卡爾等極少數(shù)國外芯片廠商手中。目前國內(nèi)MMIC芯片處于初始研發(fā)階段，主要在24GHz雷達方面，華域汽車、杭州智波、蕪湖森思泰克等企業(yè)在已有部分積累。 此外，雷達天線高頻PCB板技術也掌握在國外廠商手中，Schweizer占據(jù)全球30%市場份額，在77GHz方面優(yōu)勢明顯，PCB使用的層壓板材則主要由Rogers、Isola等公司提供。國內(nèi)高頻PCB板廠商暫無技術儲備，根據(jù)圖紙代加工，元器件仍需國外進口。滬電股份是大陸和博世的板材供應商，目前已就24GHz和77GHz高頻雷達用PCB產(chǎn)品與Schweizer開展合作。 根據(jù)我們的了解，單純從成本來看，中長距離的雷達模塊一般60-120美金，中短距離大概30-40美金，其中天線&板材、射頻前端的芯片和后臺的DSP信號處理環(huán)節(jié)三部分成本各占1/3。但從商業(yè)模式來看，并不能單純看雷達模塊價格，還有應用軟件授權費，部分國外巨頭的軟件授權費達上千萬美金。 毫米波雷達市場集中，并且長期為國外汽車零部件巨頭所壟斷，以德國、美國和日本等國家為研發(fā)地，主要公司有博世、大陸、海拉、富士通天、電裝、天合、德爾福、奧托立夫等。 2015年，前三大廠商博世（22%） 、大陸（22%）和海拉（13%）占據(jù)一半以上以上份額。博世主打長距離毫米波雷達，主要用于自巡航控制系統(tǒng)ACC系統(tǒng)，最新產(chǎn)品LRR4可以探測250米外的車輛，是目前探測距離最遠的毫米波雷達，主要客戶包括奧迪和大眾。大陸產(chǎn)品線齊全，在Stop&Go ACC領域占有率高。海拉在24GHz-ISM領域市場占有率第一。

目前中國市場中高端汽車裝配的毫米波雷達傳感器全部依賴進口，還沒有自主雷達產(chǎn)品。根據(jù)我們的了解，目前國內(nèi)第一階段研發(fā)階段已經(jīng) 基本完成，2016Q4 將上市搭載國內(nèi)自主雷達產(chǎn)品（24GHz），主要完成BSD盲點偵測、LCA車道切換輔助等功能，解決產(chǎn)品形態(tài)的導入。國內(nèi)第二階段的研發(fā)將同樣針對24GHz產(chǎn)品，目標是降低成本，預計產(chǎn)品明年底出現(xiàn)。 攝像頭系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈 車載攝像頭是ADAS系統(tǒng)的主要視覺傳感器，借由鏡頭采集圖像后，有攝像頭內(nèi)的感光組件電路及控制組件對圖像進行處理并轉化為電腦能處理的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況，實現(xiàn)前向碰撞預警，車道偏移報警和行人檢測等ADAS功能。 車載攝像頭的大致原理如下：1）圖像處理，將圖片轉換為二維數(shù)據(jù)；2）模式識別，通過圖像匹配進行識別，如車輛、行人、車道線、交通標志等；3）利用物體的運動模式，或雙目定位，估算目標物體與本車的相對距離和相對速度。 硬件方面，車載攝像頭主要由CMOS鏡頭（包括lens和光感芯片等），芯片，其他物料（內(nèi)存，sim卡，外殼）組成，分為單目攝像頭、后視攝像頭、立體攝像頭和環(huán)視攝像頭，目前市場上主要是單目攝像頭為主。

軟件方面，以mobileye為例，主要體現(xiàn)在芯片的升級和處理平臺的升級，工作頻率從122Mhz提升到332Mhz，訪問方式的改變使速率提升一倍，圖像由640*480 彩色像素提升為2048*2048（Input）和4096*2048（output）等。 除了極少數(shù)廠商具備垂直一體化的能力，絕大部分廠商都將業(yè)務集中于產(chǎn)業(yè)中的某個或者某幾個環(huán)節(jié)。 從市場集中度來看，光學鏡片主要是臺灣的廠商在主導，大陸廠商在紅外截止濾光片上有一定優(yōu)勢，圖像傳感器主要是歐美和韓國廠商為主，模組環(huán)節(jié)大陸、韓國、臺灣、日本廠商份額居前，國內(nèi)廠商成長迅速。光學鏡頭行業(yè)集中度很高，前五大廠商占據(jù)了60%市場份額，舜宇光學2015年出貨量已占全球的9.4%，成為全球第二。

單目攝像頭還是未來的主流，伴隨著360度全景停車和環(huán)視系統(tǒng)的發(fā)展，未來單輛車載攝像頭預期達到6個以上，其中1個前視，1個后視和4個環(huán)視。根據(jù)MRRSE報告，2014-2020全球車載攝像頭的出貨量將會以11.3%年復合率增長，預計到2020年，全球車載攝像頭銷售將達到8300萬只。 未來五年內(nèi)，雙目攝像頭的產(chǎn)品化，小型化的問題有可能逐漸突破，例如特拉斯的雙目，三目的計劃。 圖形信息處理的芯片，算法的進步，算法主要基于深度學習的角度，芯片的發(fā)展主要體現(xiàn)在mobileye的EyeQ產(chǎn)品的升級，期待EyeQ5的研發(fā)與投入生產(chǎn)。未來市場空間 1、主流車企14年就開始布局第2階段的部分自動駕駛 主流品牌部分車企14年就開始布局第2階段的部分自動駕駛，大部分車企都已布局自動駕駛，且隨著技術成熟，自動駕駛等級不斷提升。

2、預計到2020年汽車傳感器市場規(guī)模將達99億美元 2014年全球前裝市場ADAS新車滲透率約15%，主要集中在美系、德系中高端車型市場，國內(nèi)僅3%左右。隨著國內(nèi)外法規(guī)進一步健全，市場對于ADAS需求的日益嚴格，國外主流廠商均規(guī)定2018年會大量安裝ADAS產(chǎn)品，國內(nèi)預計2020年基本車型都會搭配ADAS功能。 根據(jù)Isuppli的預測，到2016年全球和中國ADAS市場規(guī)模約60億美金和15億美金，到2020年全球和中國ADAS市場規(guī)模將達300億美金和30億美金。

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