​借昨天“华为将国内首发高精度4D毫米波雷达”的新闻，今天聊聊一种被特斯拉和国内车企均广泛使用的车载传感器——毫米波雷达。

一、事件驱动

1、2021年5月，特斯拉宣布为北美市场制造的 Model 3 和 Model Y 将不配备毫米波雷达，Autopilot系统将由摄像头系统提供运算支持；

2022年2月，马斯克表示：只有非常高分辨率的雷达才有意义，他认为毫米波雷达分辨率不足，将取消使用毫米波雷达；

2022年6 月，特斯拉向美国联邦通信委员会注册了一款全新高分辨率雷达设备——具有高分辨率的4D成像毫米波雷达。

由此，特斯拉传感器方案，经历了“多传感器融合”→“纯视觉”→“4D毫米波雷达+视觉”3个阶段。

2、《科创板日报》4月24日讯，华为智能汽车解决方案BU CEO靳玉志透露，将在国内首发高精度4D毫米波雷达，2024年底将启动泊车代驾先锋计划，覆盖100个商业停车场，2000个社区和办公停车场。同时，华为还发布乾崑云雀大模型，可实现全流程智能诊断。

二、什么是毫米波雷达？

毫米波，是一种频段在30-300GHz 之间的电磁波，属“极高频”，抗环境噪声干扰能力强；毫米波波长在1-10毫米之间，与激光相比，波长更长，具备传输距离远、绕射能力强、穿透性更好等特点。

毫米波雷达，就是一种工作在毫米波波段的车载雷达。根据深圳路达科技官网，目前主要是以24GHz+77GHz系统形式出现，24GHz负责短距离探测，77GHz负责远距离探测。

77GHz相对于24GHz，体积更小，波长不到24GHz三分之一，收发天线面积大幅减小，整个雷达尺寸下降，对追求小型化非常有利；77GHz可同时满足高传输功率和宽工作带宽，进而使其可同时做到长距离探测和高距离分辨率；但77GHz在天线、射频电路、芯片等设计、制造难度更大，技术成熟度较低，因此成本更高。

（一）毫米波雷达有哪些优势？

1、全天候工作，穿透能力强，不受天气影响。大气对雷达波段的传播有衰减作用，毫米波雷达无论在洁净空气中还是在雨雾、雪花、烟尘、污染中的衰减都弱于红外线、微波等，具有更强的穿透能力；同时，不受白天黑夜影响，具有全天候的特点。

2、体积小巧紧凑，识别精度较高。毫米波波长短，天线口径小，元器件尺寸小，这使得毫米波雷达系统体积小、重量轻，容易安装在汽车上。对于相同物体，毫米波雷达截面积大、灵敏度较高，可探测和定位小目标。

3、远距离感知与探测。毫米波在大气中衰减弱，所以可探测感知到更远距离，远距离雷达可实现超过200m的感知与探测。

4、具备速度信息。基于毫米波的多普勒效应，可以获得高精度的速度信息，这对自动驾驶感知至关重要。

（二）4D毫米波雷达

目前广泛使用的3D毫米波雷达主要功能为测角、测距、测速，但无法测量物体高度，因此不能识别前方静止物体是否影响车辆行驶。

4D 在传统3D基础上增加的1D，就是增加“高度”的探测；4D——速度、距离、水平角度、垂直高度。因此4D具有如下优势：（1）获取信息的维度更加丰富，可测量俯仰角度，且角度分辨率可达到1度左右；（2）探测距离更长，最远可达300多米；（3）目标点云更密集，可形成点云成像级输出，进而可使用数据驱动的方式进行图像识别。

（三）4D毫米波雷达 VS 激光

按照产业界说法，4D毫米波雷达在分辨率上逼近16-64线激光雷达，但不可能与高线数激光雷达相提并论（问界M9配备了自研192线激光雷达）。

4D毫米波雷达的优点包括：（1）不受天气影响。毫米波雷达具有全天时全天候的工作能力；（2）测速。可通过多普勒效应直接测速，且测速精度较高，对摄像头等其他传感器形成互补；（3）较激光雷达成本低，大约是激光雷达的10分之1；（4）测距较激光雷达长；（5）个别场景中穿透性更强，理论上能够穿过前方障碍物探测到激光雷达无法探测到的前前方障碍物。

缺点有：（1）分辨率不及激光雷达。方位角*俯仰角的分辨率 1 *1度左右；激光雷达可达到 0.1*0.1 度。（2）多普勒效应的理论局限性。对横向移动的物体、距离较近的两辆车、人车等场景识别上存在缺陷。

总的来看，4D毫米波雷达与激光雷达不是替代关系。甚至某种程度上，“纯视觉+4D毫米波”的方案有可能成为主流

三、技术路线——如何增加天线数量？

分辨率，是4D毫米波雷达的关键指标；目前通过改进硬件、算法强化两条路线实现分辨率的提高。

（一）硬件—多级联：应用已经成熟的德州仪器、英飞凌等标准雷达芯片，通过2级联、4 级联或8级联方式增加天线数量，形成多发多收通道。这种路线前期开发难度低，产品上市节奏快。但产品尺寸较大、功耗较高，天线之间会互相干扰，需要解决信噪比较低的问题。

（二）硬件—集成芯片：将多发多收天线集成在一颗芯片中。集成度更高，有利于大幅缩小体积，降低产品功耗。但芯片方案尚未完全成熟，成本较高。同时，也需要解决天线密集布置、天线之间互相干扰等问题。目前，全球4D毫米波雷达龙头Arbe采用该技术路线。

（三）硬件—使用超材料：

超材料，是经过工程设计、用多种材料混合而成的材料，通过在超材料表面上嵌入显微结构，结合电磁波传播技术，以此创建出比传统电路要小很多的电路，可提升天线的辐射功率与性能，减小体积，再与相控阵技术相结合能大幅提升分辨率。但目前该方案成本高，主要用于国防、安防等领域，短期内难以商业化。

（四）软件—级联+虚拟孔径成像：借助虚拟孔径成像算法实现天线数量倍增，将原有物理天线虚拟至十倍甚至数十倍，角分辨率能够从 10°提升至 1°。使用的芯片数量少，产品尺寸小，产品功耗低。但在虚拟孔径成像算法、天线布局等方面具有较高壁垒。

四、产业链

毫米波雷达主要由雷达前端收发模块、数字信号处理单元、接口模块组成。其中，雷达前端收发模块进行毫米波信号的调制、发射与接收，包括天线阵列、射频前端、中频电路、模数转换器；数字信号处理单元进行信号处理与数据处理，包括 DSP（数字信号处理器）、MCU（微控制单元）或 FPGA（现场可编程门阵列）等；接口模块负责数据通信以及与其他系统的集成。

由此可见，产业链包括：上游：射频 MMIC 芯片、雷达天线、高频 PCB、处理芯片、后端算法等；中游：成品毫米波雷达生产企业；下游：主机厂。

产业链增量这里先简单介绍下PCB。PCB被誉为“电子产品之母”，这个行业既有周期性，又有成长性；以后有时间再系统学习下。

高频PCB、高频CCL材料：4D毫米波雷达，发射模块、接收模块、处理模块基本上都是通过PCB板来承载信号收发和处理，而高频CCL材料又是信息接受和发射的最前沿承载。从3D升级为4D，能够带动PCB/CCL需求提升。

这里贴一张国金证券的图：

PCB重点标的：生益电子、世运电路、胜宏科技、沪电股份、深南电路、景旺电子；

CCL重点标的：生益科技、华正新材、中英科技、南亚新材。

五、重点公司梳理

总体而言，芯片公司以国外公司为主。Arbe 是一家感知雷达芯片组解决方案商，其采用芯片组技术路径；中端制造公司以海外巨头和国内初创公司为主；全球前四大毫米波雷达供应商被称为“ABCD”，即 Autoliv（美安）、Bosch（博世）、Continental（大陆）和 Delphi（德尔福）。

硕贝德：天线供应商，以无线射频技术为核心；4D毫米波雷达波导天线产品商2022年获得客户认证，开始小批量阶段；硕贝德为理想L7、L8、L9提供5G、高精度定位及收音放大器等天线相关产品，2022 年采用硕贝德天线产品的理想 L9 已成功上市。

经纬恒润：专注提供电子产品、研发服务和高级别智能驾驶整体解决方案。基于Arbe雷达芯片组开发的4D 毫米波雷达具有48路发射和48路接收通道，探测距离达 350m，并可实现方位向 1°和俯仰向 1.5°的真实孔径分辨率；已于 2022年11月向 Arbe订购34万个雷达芯片组，计划应用于 4D 毫米波雷达量产产品。

威孚高科：国内汽车零部件厂商；与 Arbe 展开合作，基于 Arbe 雷达芯片组，开发集成芯片方案的 4D 毫米波雷达产品。 2021年实现 4D 毫米波雷达的首批原型样件试制和交付，目前处于技术研发和市场应用快速发展阶段，并已获得干线物流项目定点。

华域汽车：国内汽车零部件厂商；目前已有 LRR30 与 LRR40 两款4D毫米波雷达产品，并于2022 年实现对友道智途的小批量供货。

德赛西威：围绕自动驾驶领域深度布局，形成域控制器、传感器、智能网联以及算法的全套解决方案。传感器方面，摄像头与毫米波雷达产品均已实现量产，并在4D毫米波雷达领域已完成产业技术布局。

保隆科技：围绕汽车智能化与轻量化完善产品矩阵；产品有汽车轮胎压力监测系统（TPMS）、空气悬架系统、车用传感器（压力、光雨量、速度、位置、加速度和电流类为主）、 ADAS（高级辅助驾驶系统）、汽车金属管件（轻量化底盘与车身结构件、排气系统管件和 EGR 管件）、 气门嘴以及平衡块等 。2021年底布局研发 4D 毫米波雷达，2024 年1月已处于 C 样（批量样件）阶段，正在向客户推广。

联合光电：主要从事光学镜头、光学元器件及相关光电产品研产销。智能驾驶领域，主要产品包括车载镜头、毫米波雷达、AR-HUD 相关产品等，已获得比亚迪、蔚来、吉麦、江淮等多家汽车厂商定点。目前已储备4D 毫米波雷达的相关技术，现取得一定的研发成果并出样品，现处于持续研发和业务拓展过程中。

豪恩汽电：公司产品是集软件、算法、光学设计和硬件于一体的车载摄像系统、车载视频行驶记录系统和超声波雷达系统，其中车载摄像系统和车载视频行驶记录系统属于视觉感知，超声波雷达系统属于超声波感知，该等产品可应用于辅助驾驶、ADAS 等智能驾驶系统中。

吴通控股：专业从事无线通信射频连接系统、光纤连接产品的研产销；参股纳瓦电子从事汽车毫米波雷达相关业务，在主机厂定点方面已取得一定进展。

锐明技术：车队视频管理系统市场份额排名全球第一；公司在AEB和L2自动驾驶领域的相关产品应用了毫米波雷达技术。

本文主要参考：

1、傲酷-深圳路达科技官网；

2、国金证券2023年3月研究报告《4D毫米波雷达加速，PCB／CCL环节值得关注》。

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