车载超声波雷达的发展和市场空间

前言：【核芯观察】是电子发烧友编辑部出品的深度系列专栏，目的是用最直观的方式令读者尽快理解电子产业架构，理清上、中、下游的各个环节，同时迅速了解各大细分环节中的行业现状。本期【核芯观察】，继续针对车载传感器领域，从技术指标、市场需求、上下游供应等角度梳理车载毫米波雷达产业链。

一

车载超声波雷达的发展和市场空间

超声波雷达可以说是目前乘用车中最常见的传感器，俗称倒车雷达，已经在汽车上广泛用于倒车时的距离监测，辅助驾驶员泊车。

顾名思义，作为一种雷达，超声波雷达与毫米波雷达、激光雷达原理相似，通过对外发出超声波，再利用接收器接受从被测物体反射回来的超声波，计算时间差来得出距离数据。与毫米波不同的是，超声波能被任何材质的物体反射，但相比于毫米波雷达，超声波雷达的测距距离较短，工作距离一般在3cm-3m之间。

另外，超声波雷达也有其他的缺点，超声波传播速度相比毫米波、激光慢得多，且受温度影响较大。比如在温度为0℃时，超声波在空气中的传播速度是332m/s，温度在30℃时，超声波传播速度则为350m/s。

同时单个超声波雷达无法确定障碍物位置，比如处于两个方位的物体，与超声波雷达距离相同，两个物体返回的距离信息是相同的。所以至少需要两个超声波雷达来确定物体位置。

而目前随着自动泊车辅助系统（APA）、代客泊车系统（AVP）等技术开始铺开，超声波雷达市场迎来了新的增长点。以往倒车雷达应用中，一般需要4-6个超声波雷达，主要分布安装在车头车尾的保险杠处。而目前的高阶自动驾驶泊车方案，包括APA、AVP等应用中，一般需要8-12颗超声波雷达，从数量上相比以往的倒车雷达应用增加一倍以上。

这从超声波雷达传感器单价和系统价格的变化中也能够看出。上富电技的招股书显示，该公司超声波传感器单价以每年5%左右的幅度下降，超声波控制器单价则以每年3%左右幅度下降，价格较为稳定。但超声波雷达系统单价却逐年攀升，从2019年到2021年，价格分别为218.23、237.15、248.26，这显然是得益于目前整车超声波雷达系统中传感器平均用量增多。

国内市场方面，佐思汽研的数据显示，2021年国内乘用车超声波雷达安装量为9713.8万颗，同比增长11.8%，预计2022年安装量将超过1亿颗，到2025年将超过1.4亿颗。

全球市场上，ICV的数据显示，2021年全球乘用车雷达安装量达到5.5亿只，预计到2026年将达到9.7亿只。同时2021年全球乘用车采用12颗超声波雷达的方案占比达到28.62%，预计2025年达到55.35%，12颗超声波雷达方案将成为市场主流。

从市场规模上看，2021年全球超声波雷市场为88亿美元，同比增长35.9%，预计2026年将达到145亿美元。

二

超声波雷达类型

超声波雷达主要有两种类型，一是所谓的倒车雷达，安装在汽车前后保险杠上，用于测量车辆前后障碍物，业内称之为UPA（超声波驻车辅助），探测距离一般在15cm到2.5m之间。

第二种是测量汽车侧面障碍物的超声波雷达，业内称为APA（自动泊车辅助），这种超声波雷达的测量距离要比UPA更远，当然工作功率、成本也要更高。APA探测距离一般在30cm到5m之间，目前甚至已经有探测距离超过7m的超声波雷达在业内应用，主要在高阶的自动泊车方案中被应用。

为了避免互相干扰，UPA和APA的工作频率不同。从奥迪威官网上，可以看到其超声波雷达产品频率有48±1KHz、58±1KHz、55.5±1KHz三种规格，而上富电技有40KHz±1KHz规格的产品。理论上，超声波雷达频率较高时，精度也会较高，同时探测距离会相对较短；相反，频率较低时，精度相对较低，同时探测距离较长。但实际应用中会有一些差别，要看具体的使用需求来选择不同频率的毫米波雷达。

目前汽车超声波雷达系统，正在从模拟信号传感器、分离式数字传感器、集成式数字传感器到AK2新一代编码式数字传感器的发展阶段，在减小探测盲区、提高探测速率、加大探测距离、提升抗干扰能力等方面有质的提升。

三

超声波雷达结构

车载超声波雷达主要由超声波传感器（集成发射、接收）以及用于控制的ECU等组成。

控制ECU将收发时间指令传输到超声波传感器，产生发射脉冲后通过升压器件由压电晶片产生超声波并发射出去；同时压电晶片也有接收超声波的功能，在接收到从障碍物处反射回来的超声波后，压电晶片产生电动势，经过信号放大等处理后由ADC转换成数字信号，计算发射脉冲和接收脉冲之间的时间差来算出距离。

四

超声波雷达行业格局与主要厂商

车载超声波雷达市场主要由国际Tier1巨头垄断，2018年的数据显示，全球超声波雷达市场中法雷奥、博世、尼塞拉三家占近70%的市场份额，其中两家中国供应商奥迪威和上富电技分别仅占5.55%和1.26%的份额。

实际上，超声波雷达在技术上其实没有太大的壁垒，国内外产品没有明显的差异，且国内企业自主化程度较高，能够满足车载UAP、APA的需求。限制国内企业发展的主要问题在车企认证上，目前合资和海外车企绑定的供应商较为稳定，而汽车供应链的认证周期长，车企不会轻易更换供应商。同时比如博世、法雷奥等具备完整的ADAS解决方案，可以搭配传感器销售。相对而言国内超声波雷达厂商提供的产品和解决方案还有待提高。

法雷奥：法国著名的汽车零部件供应商，创立于1923年，最初的业务为制动衬面和离合器部分零部件的生产。目前致力于设计、生产和销售轿车、卡车的零件、集成系统和模块，同时供应与主机厂配套和售后维修市场。法雷奥可自主研发超声波换能器，为超声波雷达传感器细分领域的全球头部供应商，提供泊车辅助系统，不单独销售元器件。

日本电装：电装是1949年从丰田汽车中分拆成立的汽车零部件供应商，经过70多年发展，目前业务涵盖热管理系统、动力总成系统、信息与安全系统、电气化系统、电子系统、小电机和非汽车领域七大板块。在超声波雷达领域电装也是重要的供应商之一，目前丰田仍是电装最大的客户，贡献其近一半营收。

同致电子：1990年在厦门成立，是中国台湾独资企业，1993年公司泊车雷达系统正式配套，成为中国台湾第一家OEM供应商。目前主要产品有倒车雷达、防盗器、车用摄像头、车身控制系统、行车记录仪、自动泊车系统、胎压侦测系统、智能车内后视镜等汽车专电子产品。

博世：博世主要从事汽车技术、工业技术和消费品及建筑技术的开发与应用，产品包括：发动机管理系统、安防系统、电子电气系统。博世是全球第一大汽车技术供应商，在超声波传感器细分领域，具有自主研发换能器的能力，并主推编码式传感器；其影像前向 ADAS 应用和毫米波探测系统等产品均为全球领先，是德系大众、宝马、奔驰等知名车企核心零部件提供商。

豪恩汽电：主要从事集软件、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。2021 年度，豪恩汽电实现营业收入 9.81 亿元，净利润 0.97 亿元。其中超声波雷达系统收入2.26亿元，占应收比例为23.13%。

奥迪威：公司主要产品包括测距传感器、流量传感器及模组、压触传感器及执行器、雾化换能器件及模组、报警发声器等。其中车载超声波传感器自2006年开始进入汽车制造厂商的前装供应链，实现了对博世、法雷奥、日本村田等国际厂商的进口替代，公司已成为车载超声波传感器的主要供应商，取得了一定的行业地位和市场占有率。2021 年度，奥迪威实现营业收入4.16 亿元，净利润0.60亿元。

村田制作（Murata）：村田制作是日本一家电子零件专业制造厂，主要产品包括电容、电阻、电感、静噪滤波器、超声波传感器等电子元件及模块方案等，村田制作所的客户分布在PC、手机、汽车电子等多个领域。超声波传感器及模组、蜂鸣器等产品以元器件为主。

上富电技：主要产品包括在超声波雷达传感系统、车载影像监测系统以及毫米波雷达探测系统。拥有超声波雷达传感系统的核心部件换能器的自主研制能力，成为同时拥有“换能器+传感器”研发及制造能力的整车 TIER1 供应商。同时，上富电技开发了针对换能器应用的专用 ASIC 芯片，该定制开发芯片能较好适配换能器，从而整体提升超声波雷达传感系统优势。2021年上富电技营收4.72亿元，其中超声波雷达传感系统收入为2.27亿元，占总营收48.23%。

五

总结

智能驾驶技术逐渐普及，在汽车上应用历史较长的超声波雷达并没有因为激光雷达、毫米波雷达以及摄像头的广泛应用而受到冷落，反而受惠于APA、AVP等应用，单车的超声波雷达使用量继续在不断提高。同时技术上，超声波雷达也在不断进化，AK2新一代编码式数字超声波雷达将会成为行业的下一个爆点。目前来看，国内厂商在技术上跟进速度较快，国产替代在本土以及合资车企已经获得验证以及广泛应用，未来国内车载超声波雷达厂商在规模上还有很大发展空间。　　

      审核编辑：彭静