毫米波雷达+摄像头是车用传感器的主流模式:各类传感器性能、成本上存在明显的差异,目前还没有一种全能、完美的传感器来替代其他类别。即使呼声最高的激光雷达也不能独自胜任感知功能,除了成本过高外还,还存在受恶劣天气等影响而导致的失真情况,仍需和其他雷达配合使用。总体上,毫米波雷达+摄像头在成本和效果上是目前车企的最佳选择,中短期内仍将是车企大规模量产的首选方案。我们判断,随着算法、芯片性能的提升,摄像头凭借廉价成本和对物体外形的识别能力的优势,将会替代部分中短距毫米波雷达和超声波雷达。
认知与判断层:该部分是对传感器获取的信息进行翻译、分析、判断和反馈,由硬件和软件两个部分组成:
1)算法与应用软件:将传感器收集的信息进行处理,转化为两类信号,一类传递给机器,触发汽车的执行构,以完成加减速,转向等操作。另一类传递给驾驶者,以HMI的界面提醒驾驶者的行驶状况。随着车载传感器种类和数量增多,算法复杂程度剧增。据悉,奔驰最新款的S级轿车的软件代码行数是波音787的15倍。
不同类型的传感器,由于收集的信息类型差异大,算法供应体系有较大差别。毫米波雷达等主动式传感器对算法依赖程度相较低,主要是雷达制造企业内部研发和设计。而摄像头等被动式传感器收集的图片信息复杂,对算法依赖程度高,主要由第三方软件和算法企业供应。
2)处理器与芯片:是算法与软件的载体和计算、运行机构,且随着传感器信息收集量的增加,ADAS对车载处理器的运算速度提出较高要求,依据Freescale,从车道识别、汽车识别、行人识别到行人的行为预测对计算能力和功耗都是指数级的上升。目前处理器和芯片基本由NXP、ADI、STM、TI等公司提供。
执行层:按照处理器传递的指令,执行刹车、加速、转向、警示等任务,包括但不限于电子助力转向(EPS),电子刹车等。该部分涉及底盘控制技术,属于传统汽车行业优势领域。所有的智能驾驶命令最终都要落实到执行端,只预警没所有不是真正的自动驾驶。而底盘控制技术恰软件算法公司、传感器公司所欠缺的,只掌握在车企或核心汽零配件手中。因此自动驾驶及无人驾驶需要软件算法公司和传统零部企业协同完成。
3.2 ADAS从硬件到软件的发展路径
◆ L0-L2阶段以传感器为代表的硬件先启动:ADAS的普及遵从单一功能到多功能集成的发展过程,即从L0到L2阶段,先以预警类ADAS开始,然后是并线辅助、自适应巡航等具备单一控制功能的ADAS,此时ADAS功能相对简单,软件成本低。 据高盛估算,L1阶段的ADAS中软件成本比重仅为25%。到L2-L3阶段时,软件成为决定ADAS功能的主要因素,软件成本比重30%以上,L4阶段更是超过40%。对应硬件成本从L1的单车370美元,到L2的1160美元,增长200%以上。因此,从L0-L1-L2过程中,ADAS功能相对简单,硬件成本占比较高,ADAS的普及将带动硬件系统先受益。
从技术难度上,当前主流传感器技术较为成熟,其中毫米波雷达、摄像头等传感器,芯片处理器计算能力已满足 L2、L3阶段ADAS需求,不要更多研发投入。
◆ L3-L4阶段则以软件与系统集成为主导:进入L3阶段,软件成为决定智能化水平的关键。随着传感器融合技术的发展,车载传感器数量达到饱和,不会再通过增加传感器提升汽车智能水平。算法、软件成为实现汽车进入完全自动驾驶的关键。因此,自动驾驶后期,掌握核心软件和算法技术的公司将受益。
3.3 国内ADAS产业发展的重大机遇
我国在ADAS发展上起步晚,无论硬件、软件与国际巨头都有差距,但我国汽车市场规模大,ADAS需求基础坚实,我国ADAS相关企业将充分受益市场红利。总体上我国ADAS产业具备以下几个特点:
国内毫米波雷达仍处于起步阶段,但量产突破在即:作为ADAS的主力传感器——毫米波雷达目前尚处于起步阶段,尤其是高频雷达(77GHZ)仍处于研发阶段。但国内相关企业在24GHZ的中短距雷达已经取得突破,量产在即。77GHZ毫米波雷达芯片由于长期对中国禁用,导致国内在高频雷达的研发明显落后,2016年后,预计高频率雷达芯片将逐渐对国内民用领域开放。因此,国内雷达的进口替代值得期待。
具备ADAS算法研发能力的企业规模小,资金实力薄弱且不具备前装端口:我国部分科技企业已经具备预警类及部分功能控制类ADAS算法的研发与生产能力,但多数规模比较小,研发资金投入薄弱。由于车企的大规模量产特性,对零部件供应商在稳定性,规模量产能力上要求较高,当前这类企业难以进入EM供应体系,目前多数集中在后装市场。
国内OEM零配件具备前装端口,资金充足但ADAS技术储备薄弱,且与整车企业协同研发能力弱: ADAS供应模式上不同与其他零部件,具备定制化特征,如ACC在不同的厂商、车型上实现方式不同,传感器可以采用毫米波雷达+摄像头,或仅使用毫米波雷达,或仅使用摄像头。因此,整车企业对ADAS系统供应商对协同开发的能力要求比较高。
当前我国大多数汽车尚处于L0、L1阶段、预警类和单一功能类ADAS系统处于快速普及期。而这类ADAS对软件、算法要求相对简单,技术门槛不高,且我国汽车市场规模庞大,对于我国的ADAS企业迎来最好的发展机遇期。我国 ADAS产业将遵循以下发展逻辑:
◆ 外延式并购是主流模式:当前的国际ADAS供应巨头的发展基本经历了两种路径,一种是内生模式,靠自身技术研发和积累,逐渐在该领域形成竞争优势,典型的代表是博世集团。这种模式特点是需要一定技术基础和长时间积累。另一种是靠外延式并购,快速介入该市场。典型代表是大陆集团,大陆集团起步于轮胎及相关橡胶产品,通过连续的并购摩托罗拉、西门子等汽车电子业务,快速进入ADAS产业。目前成为仅次于博世集团的全球第二大供应商,是通过外延式并购快速发展的成功典范。
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