【核芯觀察】車載超聲波雷達產業鏈梳理

前言：【核芯觀察】是電子發燒友編輯部出品的深度系列專欄，目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產業架構，理清上、中、下游的各個環節，同時迅速了解各大細分環節中的行業現狀。本期【核芯觀察】，繼續針對車載傳感器領域，從技術指標、市場需求、上下游供應等角度梳理車載毫米波雷達產業鏈。

車載超聲波雷達的發展和市場空間

超聲波雷達可以說是目前乘用車中最常見的傳感器，俗稱倒車雷達，已經在汽車上廣泛用于倒車時的距離監測，輔助駕駛員泊車。

顧名思義，作為一種雷達，超聲波雷達與毫米波雷達、激光雷達原理相似，通過對外發出超聲波，再利用接收器接受從被測物體反射回來的超聲波，計算時間差來得出距離數據。與毫米波不同的是，超聲波能被任何材質的物體反射，但相比于毫米波雷達，超聲波雷達的測距距離較短，工作距離一般在3cm-3m之間。

另外，超聲波雷達也有其他的缺點，超聲波傳播速度相比毫米波、激光慢得多，且受溫度影響較大。比如在溫度為0℃時，超聲波在空氣中的傳播速度是332m/s，溫度在30℃時，超聲波傳播速度則為350m/s。

同時單個超聲波雷達無法確定障礙物位置，比如處于兩個方位的物體，與超聲波雷達距離相同，兩個物體返回的距離信息是相同的。所以至少需要兩個超聲波雷達來確定物體位置。

而目前隨著自動泊車輔助系統（APA）、代客泊車系統（AVP）等技術開始鋪開，超聲波雷達市場迎來了新的增長點。以往倒車雷達應用中，一般需要4-6個超聲波雷達，主要分布安裝在車頭車尾的保險杠處。而目前的高階自動駕駛泊車方案，包括APA、AVP等應用中，一般需要8-12顆超聲波雷達，從數量上相比以往的倒車雷達應用增加一倍以上。



這從超聲波雷達傳感器單價和系統價格的變化中也能夠看出。上富電技的招股書顯示，該公司超聲波傳感器單價以每年5%左右的幅度下降，超聲波控制器單價則以每年3%左右幅度下降，價格較為穩定。但超聲波雷達系統單價卻逐年攀升，從2019年到2021年，價格分別為218.23、237.15、248.26，這顯然是得益于目前整車超聲波雷達系統中傳感器平均用量增多。

國內市場方面，佐思汽研的數據顯示，2021年國內乘用車超聲波雷達安裝量為9713.8萬顆，同比增長11.8%，預計2022年安裝量將超過1億顆，到2025年將超過1.4億顆。

全球市場上，ICV的數據顯示，2021年全球乘用車雷達安裝量達到5.5億只，預計到2026年將達到9.7億只。同時2021年全球乘用車采用12顆超聲波雷達的方案占比達到28.62%，預計2025年達到55.35%，12顆超聲波雷達方案將成為市場主流。

從市場規模上看，2021年全球超聲波雷市場為88億美元，同比增長35.9%，預計2026年將達到145億美元。

超聲波雷達類型

超聲波雷達主要有兩種類型，一是所謂的倒車雷達，安裝在汽車前后保險杠上，用于測量車輛前后障礙物，業內稱之為UPA（超聲波駐車輔助），探測距離一般在15cm到2.5m之間。

第二種是測量汽車側面障礙物的超聲波雷達，業內稱為APA（自動泊車輔助），這種超聲波雷達的測量距離要比UPA更遠，當然工作功率、成本也要更高。APA探測距離一般在30cm到5m之間，目前甚至已經有探測距離超過7m的超聲波雷達在業內應用，主要在高階的自動泊車方案中被應用。

為了避免互相干擾，UPA和APA的工作頻率不同。從奧迪威官網上，可以看到其超聲波雷達產品頻率有48±1KHz、58±1KHz、55.5±1KHz三種規格，而上富電技有40KHz±1KHz規格的產品。理論上，超聲波雷達頻率較高時，精度也會較高，同時探測距離會相對較短；相反，頻率較低時，精度相對較低，同時探測距離較長。但實際應用中會有一些差別，要看具體的使用需求來選擇不同頻率的毫米波雷達。

目前汽車超聲波雷達系統，正在從模擬信號傳感器、分離式數字傳感器、集成式數字傳感器到AK2新一代編碼式數字傳感器的發展階段，在減小探測盲區、提高探測速率、加大探測距離、提升抗干擾能力等方面有質的提升。

超聲波雷達結構

車載超聲波雷達主要由超聲波傳感器（集成發射、接收）以及用于控制的ECU等組成。

控制ECU將收發時間指令傳輸到超聲波傳感器，產生發射脈沖后通過升壓器件由壓電晶片產生超聲波并發射出去；同時壓電晶片也有接收超聲波的功能，在接收到從障礙物處反射回來的超聲波后，壓電晶片產生電動勢，經過信號放大等處理后由ADC轉換成數字信號，計算發射脈沖和接收脈沖之間的時間差來算出距離。

超聲波雷達行業格局與主要廠商

車載超聲波雷達市場主要由國際Tier1巨頭壟斷，2018年的數據顯示，全球超聲波雷達市場中法雷奧、博世、尼塞拉三家占近70%的市場份額，其中兩家中國供應商奧迪威和上富電技分別僅占5.55%和1.26%的份額。

實際上，超聲波雷達在技術上其實沒有太大的壁壘，國內外產品沒有明顯的差異，且國內企業自主化程度較高，能夠滿足車載UAP、APA的需求。限制國內企業發展的主要問題在車企認證上，目前合資和海外車企綁定的供應商較為穩定，而汽車供應鏈的認證周期長，車企不會輕易更換供應商。同時比如博世、法雷奧等具備完整的ADAS解決方案，可以搭配傳感器銷售。相對而言國內超聲波雷達廠商提供的產品和解決方案還有待提高。

法雷奧：法國著名的汽車零部件供應商，創立于1923年，最初的業務為制動襯面和離合器部分零部件的生產。目前致力于設計、生產和銷售轎車、卡車的零件、集成系統和模塊，同時供應與主機廠配套和售后維修市場。法雷奧可自主研發超聲波換能器，為超聲波雷達傳感器細分領域的全球頭部供應商，提供泊車輔助系統，不單獨銷售元器件。

日本電裝：電裝是1949年從豐田汽車中分拆成立的汽車零部件供應商，經過70多年發展，目前業務涵蓋熱管理系統、動力總成系統、信息與安全系統、電氣化系統、電子系統、小電機和非汽車領域七大板塊。在超聲波雷達領域電裝也是重要的供應商之一，目前豐田仍是電裝最大的客戶 ，貢獻其近一半營收。

同致電子：1990年在廈門成立，是中國臺灣獨資企業，1993年公司泊車雷達系統正式配套，成為中國臺灣第一家OEM供應商。目前主要產品有倒車雷達、防盜器、車用攝像頭、車身控制系統、行車記錄儀、自動泊車系統、胎壓偵測系統、智能車內后視鏡等汽車專電子產品。

博世：博世主要從事汽車技術、工業技術和消費品及建筑技術的開發與應用，產品包括：發動機管理系統、安防系統、電子電氣系統。博世是全球第一大汽車技術供應商，在超聲波傳感器細分領域，具有自主研發換能器的能力，并主推編碼式傳感器；其影像前向 ADAS 應用和毫米波探測系統等產品均為全球領先，是德系大眾、寶馬、奔馳等知名車企核心零部件提供商。

豪恩汽電：主要從事集軟件、算法、光學設計和硬件于一體的車載攝像系統、車載視頻行駛記錄系統和超聲波雷達系統。2021 年度，豪恩汽電實現營業收入 9.81 億元，凈利潤 0.97 億元。其中超聲波雷達系統收入2.26億元，占應收比例為23.13%。

奧迪威：公司主要產品包括測距傳感器、流量傳感器及模組、壓觸傳感器及執行器、霧化換能器件及模組、報警發聲器等。其中車載超聲波傳感器自2006年開始進入汽車制造廠商的前裝供應鏈，實現了對博世、法雷奧、日本村田等國際廠商的進口替代，公司已成為車載超聲波傳感器的主要供應商，取得了一定的行業地位和市場占有率。2021 年度，奧迪威實現營業收入4.16 億元，凈利潤0.60億元。

村田制作（Murata）：村田制作是日本一家電子零件專業制造廠，主要產品包括電容、電阻、電感、靜噪濾波器、超聲波傳感器等電子元件及模塊方案等，村田制作所的客戶分布在PC、手機、汽車電子等多個領域。超聲波傳感器及模組、蜂鳴器等產品以元器件為主。

上富電技：主要產品包括在超聲波雷達傳感系統、車載影像監測系統以及毫米波雷達探測
系統。擁有超聲波雷達傳感系統的核心部件換能器的自主研制能力，成為同時擁有“換能器+傳感器”研發及制造能力的整車 TIER1 供應商。同時，上富電技開發了針對換能器應用的專用 ASIC 芯片，該定制開發芯片能較好適配換能器，從而整體提升超聲波雷達傳感系統優勢。2021年上富電技營收4.72億元，其中超聲波雷達傳感系統收入為2.27億元，占總營收48.23%。

總結：

智能駕駛技術逐漸普及，在汽車上應用歷史較長的超聲波雷達并沒有因為激光雷達、毫米波雷達以及攝像頭的廣泛應用而受到冷落，反而受惠于APA、AVP等應用，單車的超聲波雷達使用量繼續在不斷提高。

同時技術上，超聲波雷達也在不斷進化，AK2新一代編碼式數字超聲波雷達將會成為行業的下一個爆點。目前來看，國內廠商在技術上跟進速度較快，國產替代在本土以及合資車企已經獲得驗證以及廣泛應用，未來國內車載超聲波雷達廠商在規模上還有很大發展空間。