近日,埃隆·马斯克发文宣布,将于3月1日(特斯拉投资者日)推出特斯拉宏图计划第三篇章(MasterPlanPart3)——地球如何走向完全可再生能源。在2006年、2016年,马斯克分别发布了特斯拉宏图计划第一、二篇章,提出了打造电动汽车、提供太阳能 电力产品、提供储能一体化方案、自动驾驶等设想,如今已基本实现。

凭借马斯克的“带货”能力,4680电池/一体化压铸产业链等都曾成为A股资本追逐的热点。而目前,毫米波雷达(4D)随着特斯拉的转向开始火出圈,前段时间在一份由特斯拉向美国联邦通讯委员会(FCC)提交的文件中透漏,预计在2023年,将有一款神秘的高精度毫米波雷达,列装到特斯拉新车型中。2年前,雷达还被马斯克戏称为汽车的“阑尾”,如今却又着急把雷达装回来,甚至还当成了核心卖点。

以马斯克“带货”能力,毫米波雷达有可能成为继4680电池/一体化压铸之后的下一个热点。而该消息在最近略有发酵,威孚高科 /湘油泵/经纬恒润/硕贝德/雷科防务/联合光电 /晋拓股份等纷纷走强。

雷达VS视觉传感

一直以来,在汽车自动驾驶的“江湖派系”中,就存在着“雷达派”、“视觉派”,两条路线之争。

雷达派阵营,国内最有资历的就是华为。自2016年起华为即开始车规级激光雷达的技术布局,2019年,华为轮值董事长徐直军又官宣加入毫米波雷达研发行列。关于雷达对汽车的重要性,华为高层一致表示:视觉方案对距离、移动的判断明显不够,雷达才是大势所趋。

与雷达派针锋相对的,便是马斯克主打的视觉派。和移民火星的“天马行空”相似,马斯克认为:人类能靠视觉驾车,AI同样可以!采用双目视觉感知、光电传输效应等原理的车载摄像头系统,才是真正实现智能驾驶的正确思路。

雷达的三条路线:毫米波/激光/超声波

毫米波雷达:是应用毫米波波段进行距离探测的雷达传感装置,其实际探测距离可远达1公里,探测穿透力强,但探测精度一般。之前马斯克反复diss雷达系统,原因也在于其“分辨率不够”。

为满足高级自动驾驶系统的感知模块实现全目标、全工况、全天候覆盖的需求,毫米波雷达必须朝“高清”方向走。具备“高清”特质的毫米波雷达,被称为成像雷达,或者4D毫米波雷达。“4D”是指在原有距离、方位、速度的基础上增加了对目标的高度维数据解析,能够实现“3D+高度”四个维度的信息感知;而“成像”概念是指其具备超高的分辨率,可以有效解析目标的轮廓、类别、行为。

同样面对前方障碍物,毫米波雷达只能接收到有限的返回信息点,仅能判断出前方有障碍物,而4D毫米波雷达则可以接收数十倍的返回信息点,进化出像激光雷达一样的高密度点云,能进一步探测出物体的形状,甚至是结合算法识别出物体。这意味着,相比于传统的毫米波雷达,4D毫米波雷达系统可以适应更多复杂路况,包括识别较小的物体,被遮挡的部分物体以及静止物体和横向移动障碍物的检测等,它被寄希望于能使毫米级雷达从配角转向主角。

一位曾在某传统车企担任过ADAS算法工程师的朋友告诉笔者,他在三年前做的项目,就被卡在“毫米波雷达无法识别静态障碍物”上——在当时,受毫米波雷达物理性能的局限性,这个问题是无解的,但领导不懂啊,领导要求他“必须解决”。最终,这位工程师被迫辞职。

但如今,有了4D毫米波雷达,工程师因搞不定静态障碍物识别问题而被迫离职的悲剧便可以避免,至少是,发生的概率会大幅度降低。因为,“标配”纵向天线(专门用来测高)的4D毫米波雷达能提供垂直分辨率的数据维度,前方障碍物的返回信号不再是粗暴地排列在二维地面上,而是呈现在立体的三维空间里。这便有助于各种高度的静态障碍物被“区别对待”。

简而言之,站在决策系统的角度看,与传统的毫米波雷达相比,4D毫米波雷达的探测结果具有更高的置信度,因此,决策系统不必过多担心参照4D毫米波雷达输出的感知结果做路径规划会频频引发误刹车。所以,4D毫米波雷达在很多功能中的权重是可以排在摄像头之上的。

激光雷达:通过激光束探测目标位置。相比毫米波,激光雷达的探测精度、探测频率更高,但探测距离仅有300米左右,且由于机械系统构造复杂,激光雷达的造价成本也更高。

全球车载激光雷达的鼻祖Velodyne,有一款主流的64线激光雷达产品,最高时曾卖到每台70万人民币,而且还经常卖断货,2016年百度为了抢先拿到订单,直接投了1.5亿美元给这家公司。一台激光雷达往往比一辆车还要贵,这也是为什么马斯克一开始就定下了视觉摄像头路线的原因。

激光雷达主要的痛点是成本高,传统毫米波(250-450元)/4D毫米波(100-150美元)/激光雷达(6000-7000元)。

性能上4D毫米波雷达可以基本涵盖毫米波雷达的功能,但是只能替代低线束激光雷达(16线),堆叠射频天线成本很高且体积大,而激光雷达最高达128线。

超声波雷达:是汽车中最为常见的一种传感器。它是通过反射超声波装置,发射超声波,并接受回来的反射波后,测算距离。超声波雷达主要用在自动泊车和停车辅助上,分类的话可以分为APA和UPA两种。

超声波雷达可以使用超声波对回声进行定位,从而准确地探测出汽车和障碍物之间的距离。如果发现车辆距离障碍物没有足够的安全距离,超声波雷达就会发出警报,避免车辆发生碰撞的情况,减少事故的发生。特别是在停车的时候,超声波雷达可以起到非常大的作用,是汽车上最为常见的安全配置,倒车雷达已经成为标配。

产业链梳理

近期毫米波雷达有点扩散的意思,我们整理产业链相关公司如下:

毫米波雷达

以FMCW毫米波为例,毫米波雷达系统主要由阵列天线、前端收发射频组件(MMIC芯片)、数字信号处理器(DSP/FPGA)及控制电路等部分构成,其中天线及前端收发组件为核心硬件。

(1)整机厂商:Arbe(全球4D毫米波雷达龙头)、经纬恒润(Arbe合作协议)。威孚高科(Arbe合作协议),苏州豪米波(国产初创公司),联合光电(4D毫米波雷达研发中),雷科防务(4D毫米波初步完成研发)

(2)高频高速PCB(生益科技/沪电股份)。

(3)MMIC射频芯片英飞凌全球龙头,硕贝德(4D毫米波雷达波导天线)

激光雷达

激光雷达路线如果突破量产瓶颈,成本快速下降,则将成为未来能放量的领域,可以提前研究。

激光雷达整机厂商:禾赛科技、图达通、速腾聚创、华为、大疆览沃、北醒光子、探维科技等;

发射模组:炬光科技、光库科技、海创光电、拜安科技;

发射端激光芯片:长光华芯、源杰科技、仕佳光子、纵慧芯光等;

接收端光探测芯片:灵明光子、南京芯视界、阜时科技、芯思杰、光森电子、光特科技、源杰科技;

光学元件器件:舜宇光学、永新光学、蓝特光学、腾景科技、天孚通信、水晶光电、炬光科技等;

整机代工:立讯精密、均胜电子、中际旭创等。

参考资料:

20230209-华西证券-策略专题报告:“两会”前风险偏好大概率上行,风格偏成长

20230209-华泰证券-科技专题研究:激光雷达-23年有望迎从1到N拓展

本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。投资顾问:黄波(登记编号:A0740620120007)

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