专题篇

第三章 无线电技术及应用专题

第一节 智能网联汽车传感器

一、ADAS传感器基本组成

高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistant System，ADAS）是一个基于自动化手段的主动安全控制系统，借助摄像头、雷达等传感器对周围环境进行动态、实时监测和采集，并结合地理信息数据对周边的潜在风险进行预判，在紧急情况下采取直接控制避免车辆碰撞，强化行车安全性保障。ADAS包括传感层、控制层和执行层，其中传感层包括长距毫米波雷达、中短距毫米波雷达、红外摄像头、激光雷达、车速传感器等一系列传感器件；控制层主要针对传感层信息进行统计分析和算法处理，主要包括芯片（图像处理芯片、逻辑控制芯片）和计算机算法；执行层主要针对控制层的决策进行一系列行为的执行，如车辆的制动、转向、驱动等。

二、我国ADAS传感器产业发展

当前全球ADAS传感器产业已基本实现全产业链布局，形成从上游车载摄像头和毫米波雷达到中下游（芯片、算法、应用系统和平台）在内的完整的体系架构，各环节都有龙头骨干企业带动，如摄像头核心感光芯片领域的索尼、三星等日韩典型企业，毫米波雷达领域的博世（Bosch）、大陆（Continental）等典型企业，芯片与算法领域中的Mobileye、ADI等骨干企业等，技术附加值高的领域呈现行业集中度高的趋势。如图3-1所示为ADAS示意图。

我国ADAS市场增长潜力巨大。根据相关机构预测，我国智能网联汽车ADAS市场2018—2020年的平均增长率将超过30%。特别是我国实行C-NCAP 2018计划以来，明确规定“2018年所有新型汽车都必须安装配备ADAS”后，国内电子汽车安全性标准不断提升，国内ADAS市场出现指数级增长态势。Echnavio在报告中指出，至2021年，博世（Bosch）、大陆（Continental）、德尔福（Delphi）、电装（DENSO）和Mobileye，将是我国汽车ADAS市场的五大瓜分者。

（1）车载摄像头。

车载摄像头是ADAS传感层的核心器件，能实现对周边环境数据的实时监测和采集，是安全无人驾驶的前提条件。要实现智能网联汽车自动驾驶的基本功能，一辆汽车至少需要五个毫米波雷达（一个长距、四个短距）和六个摄像头（一个前视摄像头、一个内视摄像头、四个环视摄像头）。

伴随我国智能网联汽车产业化进程不断推进，车载摄像头在我国市场拓展潜力巨大，需求将逐年实现稳步提升。目前，亚太地区成为车载摄像头市场增长最快的地区，根据中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图》相关期望目标数据预测，中国将逐步成为最大的无人驾驶市场，带动摄像头等一系列传感器市场的快速增长。2018年中国车载摄像头的市场需求接近3000万颗，到2020年市场需求将超过4500万颗，年增长率超过20%，市场规模接近80亿元。

目前我国车载摄像头技术创新领域正处于加快追赶、缩小与发达国家差距的阶段。摄像头关键模组技术主要由日本松下、索尼和德国大陆等国际传统龙头企业掌握；核心芯片领域也由国外龙头企业垄断，行业集中度高，典型企业包括瑞萨申子、意法半导体、飞思卡尔、亚德诺等。我国企业主要针对摄像头应用，为企业开发“模组+芯片+算法”一体化解决方案，为产业链的下游汽车企业做相关器件的配套服务。

（2）车载雷达。

智能网联汽车车载雷达主要包括毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达等，是实现目标探测、距离方位信息确认的核心器件。相对而言，毫米波雷达性能相对稳定，探测距离远且受外界环境的干扰不明显，市场化、产业化普及领域比较广泛。当前国际上毫米波雷达使用的频段主要为24GHz和77GHz （76～81GHz），由于研发技术不断推进，77GHz频段的技术优势不断凸显，未来全球77GHz车载雷达行业集中成为趋势。

国内毫米波雷达市场潜力巨大。伴随ADAS市场占有率的不断提升，全球毫米波雷达市场需求不断增加，年复合增长率超过20%。我国毫米波雷达前后装市场需求呈现爆发式增长态势，尤其是在目前大众、奔驰、奥迪、丰田等众多汽车企业的高端车型中，毫米波雷达已成为标配。作为世界汽车消费大国的中国将成为毫米波雷达的重要市场开拓地。根据相关统计预测数据，到2020年全球毫米波雷达市场规模将超过7000万颗，平均年复合增长率约为24%。我国作为全球最大的汽车生产和消费国家，2020年汽车销量将达到3000万辆，保守估计可带动全国毫米波雷达产品出货量4500万颗，折合200亿元人民币的市场规模。

国内毫米波雷达发展挑战与机遇并存。毫米波雷达目前的核心技术主要被国外骨干企业掌握，包括博世、大陆、TRW、法雷奥、海拉、德尔福、电装、Autoliv及富士通等知名品牌，行业集中度高，占据全球超过70%的市场份额。我国毫米波雷达产业起步较晚，但国产化创新进程正持续稳步推进：厦门意行半导体、芜湖森思泰克针对24GHz雷达相关产品研发和市场化推广取得阶段性成果；工业和信息化部委托车载信息服务产业应用联盟（TIAA）开展基于77-81GHz毫米波雷达无线电频率技术研究，进一步明确相关技术标准体系；紧抓毫米波雷达知识产权国内放开机遇，杭州智波科技、芜湖森思泰克等企业的77GHz毫米波雷达产品逐步实现量产。鉴于毫米波雷达市场需求在未来十几年都会保持平稳增长态势，因此本国企业创新能力提升之路仍然大有可为。

（3）ADAS算法和芯片。

ADAS算法和芯片是ADAS控制层的核心组成部分，是实现智能网联汽车无人驾驶的突破点，行业集中度较高。ADAS算法通过对上游传感层数据进行挖掘处理，完成信息深度识别，为执行层提供决策判断。目前Mobileye作为ADAS全球龙头企业，处于行业领先地位，图像处理芯片系列产品占据70%以上的市场份额。国内算法类公司也具备一定的研发实力，涌现出Minieye、Maxieye、前向启创、创来科技、苏州智华、中天安驰等一批公司，其中前向启创、苏州智华等企业通过不断创新，在车辆识别率（第一阶段）等某些关键指标上与Mobileye的差距正在不断缩小，上升空间巨大。相比而言，核心芯片领域与国外企业还存在较大差距，市场主要被瑞萨电子、意法半导体、ADI、德州仪器、英伟达等国际知名企业垄断。

（4）控制和执行系统。

ADAS控制层和执行层是针对数据计算和分析对汽车进行一系列的行为控制。目前ADAS控制层领域主要被国际集成控制供应商第一梯队占据（博世、大陆、采埃孚-天合、德尔福、电装），它们掌握底盘控制、精密电控、汽车零部件和整车车身等核心技术，并拥有实力雄厚的OEM资源，处于绝对先发优势地位。在ADAS执行层领域，博世、大陆、采埃孚-天合、德尔福的国际龙头地位仍然牢固，但我国企业也取得了积极进展，很多企业已经完成某些核心技术突破，准备或已经进入量产阶段。例如，拓普集团的智能刹车系统研发和试验已经基本完成，通过进一步的算法优化可以实现量产；万安科技公司的电子制动系统的测试工作也已顺利完成，进入量产阶段。未来，伴随着ADAS市场规模扩展和产业链的成熟，将有更多的本土企业进入该领域。

三、存在问题

（1）智能网联汽车传感器核心器件和芯片缺乏，龙头企业缺失。

针对ADAS信息采集、计算处理和控制执行等各环节传感器件和芯片基本都由国外龙头企业垄断，本国企业的核心创新和市场拓展能力相比之下存在较大差距。根据相关机构统计数据，2017年全球MEMS和传感器产业呈现高度集中态势，前十位的知名供应商市场总额接近80%，国内约90%左右的汽车电子传感器市场被欧美市场占领，本土企业市场占有率极低。在高端器件和芯片领域，这种现象更加突出，如国内77GHz毫米波雷达市场则几乎被大陆、博世和德尔福瓜分，市场占比高达80%；运算处理核心芯片严重依赖进口，根据全球统计竞争力企业排名，前60家企业中国内仅有比亚迪一家上榜，缺乏核心自主创新点，进入前端市场存在诸多困难。

（2）传感器产业是车联网产业中非常薄弱的环节，限制因素很多。

我国车联网产业起步比发达国家至少滞后十几年，传感器更是受严重制约的。伴随着传感器智能化程度加深，研发、制造、生产各技术环节的要求不断提高，当前我国车联网传感器产业研究和研发涵盖领域比较宽泛，但在核心材料研发、工艺制造创新方面的水平与国外先进工艺相比存在很大差距。产品种类不全，品种满足率乐观估计为60%左右，产品增量急需扩充；新的高档器件产品占比不足40%，市场竞争能力亟待提升；产品研发与生产长期受国外竞争压力影响，生产规模和质量、市场个性化推广和售后不利因素较多，工艺技术落后，缺乏自主品牌。当前我国车联网传感器器件关键质量指标普遍比国外发达国家低1～2个数量级，使用周期低2～3级，新品研制落后5～10年，规模生产工艺落后10～15年，导致很多关键、高性能传感器仍处于严重依赖国外进口的阶段。

（3）车联网传感器科技成果转化能力不足，联动协调机制需进一步完善。

国内企业大多数以生产中低端产品为主，而且很多公司本身是国外产品的国内推销商和代理商，科技创新和产业转化基础薄弱。国内很多科研院所和高校在对高新技术跟踪和研发技术的研究方面取得了一定成果，但是试验和样机居多，距离产业转化层面还存在很大差距。部分重视产业化的企事业单位由于资金压力，很难独立开展研发和产业化，尤其是传感器研发投入要千万元、上亿元甚至更多，至少10年左右为一个周期甚至更长时间，利润低甚至为零利润，使得大部分单位望而却步。目前国内的“产学研”机制不够完善，存在企业、学校和科研机构相对独立，研究成果重复分散，科研经费统筹规划不足，投资结构不够合理等问题，导致车联网传感器产业链上产品后续的匹配性及可靠性大打折扣。

（4）车联网传感器专业人才匮乏，人才队伍体系建设需持续强化。

技术密集是传感器产业的典型特点之一，对于高科技专业的人才需求不言而喻。当前我国数字化、智能化传感器方面的专业人才不足，人才培育和培训体系有待进一步健全，行业各领域专业创新能力增长缓慢、技术更新换代周期长。与此同时，国内大部分企业普遍存在核心器件和芯片技术研发人才、知识产权人才不足的问题，国际高水平专业科研队伍、国际化领军人才、风向标学者等更为缺乏，严重制约我国车联网传感器产业的长期可持续发展，产业后劲不足。此外，车联网传感器产业除了对电子元器件、部件模组化具有需求之外，对数字化的系统解决方案提出了更高的要求，对复合型方案解决领域的人才提出了更迫切的需求，对我国目前的相对独立的电子器件及模组、软件集成等人才体系建设提出了更为严苛的条件。

四、对策建议

（1）强化战略顶层设计。

在政府层面，一是针对车联网传感器产业发展开展专项规划工作，明确重点领域和工程，在重点项目和关键技术领域成立专项基金支持，优化产业发展基金的投放和使用渠道；二是优化“产学研”一体的标准化体系和合作机制，推动跨行业、跨部门统筹协调，以技术带动产业推广和应用，实现重点领域核心技术突破，鼓励研究成果市场化运作，持续推进该领域长期创新体系建设。在企业层面，一是依托智能传感器创新联盟等平台及企业自身优势，推动企业间协调合作机制的设立，规范短、中、长期发展目标和重点领域，分阶段推进一批合作项目和工程；二是企业自身要结合实际需求，做好顶层规划设计，明确各阶段发展重点，实现重点目标和领域的创新突破。

（2）推进品牌体系建设。

在政府层面，一是加大沟通交流力度，强化现有技术、品牌、企业的国际交流与宣传；二是加大政策和资金支持力度，扶持关键技术研发，打造一批重点龙头企业和品牌，推动科技成果转化和中试，增强影响力；三是强化车联网传感器品牌配套的信誉、产品安全、实物质量等方面的标准制定和监督管理，提升品牌的生命力和竞争力。在企业层面，一是强化企业品牌培育能力，联合高校、研究院等科研机构和品牌建设机构，通过申请国家资金和自筹资金等方式，加大核心技术的研发和人员投入，完善产品质量管理体系，提升自身创新能力；二是加大新企业对品牌成长规律的宣传和培训力度，将观念从“做产品”转移到“做品牌”上来；三是广泛开展国际合作交流，通过开展与先进企业、品牌合作，探索打造一批合作品牌；四是坚持走“质量+品质+品牌”的道路，找准企业自身定位，提升与品牌的匹配能力。

（3）加快中国自主知识产权模式创新。

在政府层面，一是进一步完善智能传感器知识产权布局，针对技术研发、产业中试化、商业化等产业链各个环节强化知识产权体系建设，尤其是高端产品研发及核心生产科技，更要优化知识产权保护与运用体系，将高增值环节的“根基”留在国内；二是针对我国企业在海外市场遭遇专利诉讼的传感器创新高发领域，提前做好前瞻性专利战略布局。在企业层面，一是建立企业知识产权战略，完善内部专利成果管理机制，强化专利预警、竞争情报分析等技术能力；二是结合自身需求，重点针对传感器核心技术创新能力强的领域，开展以中国核心关键技术为载体的、致力于产业链延伸的创新项目，实现“中国企业+自主知识产权”同步输出，如以传感器为载体，涉及高端装备、新材料、新能源及上下游相关产业的合作项目等。

（4）完善复合型人才培养体系。

在政府层面，一是出台相关政策，加大智能传感器高端人才培养和引进力度，优化相关电子、通信、互联网等多专业培训体系，完善各种优惠配套条件；二是针对重点领域和项目，提升科研人才、领军人才和复合型管理人才的鼓励和奖励力度；三是持续推进相关领域人才的国际交流与培训，提高人才专业素质和能力；四是支持一批企业、学校、科研机构的车联网传感器复合型人才联合培养项目。在企业层面，一是加大引进和培养企业自身领军、骨干人才力度；二是企业间强化交流合作，推进人才联合交流和培养，取长补短；三是加强企业员工对外学习、合作交流的支持力度，建立符合企业发展实际的国际化人才培养渠道。