ACC主動式車距調節巡航系統、LDW車道偏移警示系統,這類的實用、好用的安全配備造已經加入現在主流的配備。圖/本報資料照片▲圖為無人駕駛試乘車輛,其傳感器包括多線束激光雷達、毫米波雷達、攝像頭以及GPS等。圖/中新社
ACC主動式車距調節巡航系統、LDW車道偏移警示系統,這類的實用、好用的安全配備造已經加入現在主流的配備。圖/本報資料照片▲圖為無人駕駛試乘車輛,其傳感器包括多線束激光雷達、毫米波雷達、攝像頭以及GPS等。圖/中新社
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隨著新車搭載ADAS(先進駕駛輔助系統)的比例上升,2018年毫米波雷達市場開始大幅成長,而2020年與2022年歐、日、美陸續將AEB(自動緊急煞車)作為新車強制性標準配備,預期將成為毫米波雷達市場持續擴張的主要推力。

毫米波雷達規格與應用

毫米波雷達在規格上分為24GHz、77GHz和79GHz等3種,24GHz最早被使用、用在短距離測距上,但隨著76~81GHz確定劃分給無線電定位業務,且歐洲電信標準協會和美國聯邦傳播委員會皆表示,24GHz UWB頻段將於2022年停止使用,因此具備較佳角度解析度的79GHz將逐漸取代24GHz,而77GHz則多用於中、長距應用。

然而,短期內24GHz仍為毫米波雷達中採用量最高且供應商最多的產品,主要原因在於價格低和技術成熟,而且許多入門ADAS如盲點偵測系統(BSD),使用24GHz毫米波雷達即可達成。

台灣廠商目前多以量產低階24GHz為主,除了技術成熟且市場較大外,77GHz多由國際Tier 1大廠供應,切入門檻較高,而24GHz除了前裝市場外還有後裝市場,對台灣廠商來說是一個機會。不過,面臨中國廠商快速崛起,24GHz價格競爭激烈,台廠需避免陷入成本戰,加快提升77GHz市占和量產79GHz。

毫米波雷達市場規模

毫米波雷達市場近年快速攀升,主要是因為各國新車評價系統中的ADAS(先進輔助駕駛系統),多以毫米波雷達為主要感測器,其中,AEB(自動緊急煞車)除了早已成為美國和歐盟新車評價標準外,聯合國歐洲經濟委員會在2019年宣布與日本等共40國,將在2020年強制新車(乘用車和輕型商用車)安裝AEB,美國則於2022年將AEB設定為新車標準配備;而中國自2019年開始若無加裝AEB,則無法在新車評價系統中獲得5星等級,因三大主要汽車市場強制採用與積極鼓勵搭載AEB系統,讓至少需使用1顆長距雷達的AEB,成為拉升毫米波雷達數量的主要推力。

此外,由於消費者願意為行車安全付出較高費用,以警示駕駛人為主的BSD(盲點偵測)、FCW(前方防撞警示),以及介入駕駛行為的ACC(主動式巡航定速)、LKS(車道維持系統),在新車的搭載率越來越高,車廠為增加賣點與品牌形象,ADAS的搭載逐漸從高階車往中階車移動。

在法規與市場接受度提升下,毫米波雷達於2018年出現超高成長率,2019年車市雖出現下滑,毫米波雷達使用顆數仍持續上升,預計達到7,000萬顆。

全球毫米波雷達供應鏈

毫米波雷達供應鏈可大致分為MMIC晶片、高頻PCB基材、高頻PCB和系統,歐美系廠商由於與車廠關係密切,幾乎在各部分都是主要供應商,日系供應商則受益於日系車廠,也有發展空間。

中國由於發展較晚,上游晶片廠僅意行半導體和加特蘭微電子,其他則集中在下游系統廠。中國系統廠發展路線大致可分為兩類:一是24GHz、77GHz和79GHz全產品類型都能提供,且儘管相同頻段也有不同測距的產品可提供,讓客戶視用途和成本做選擇,二是跳過24GHz的成熟市場,直接開發77GHz,並發展在未來取代24GHz的79GHz雷達。

台灣情況與中國類似,晶片廠商僅有聯發科,下游系統廠則以啟碁、為昇科、明泰、輝創、同致和環隆科為主。上述廠商的24GHz產品都已量產出貨,並有多種規格滿足客戶不同需求,為昇科和啟碁的77GHz已量產,明泰和環隆科等則陸續從送樣轉為量產,在79GHz產品方面,各廠商則努力在這2年開始供貨。

雖然中國與台灣有不少毫米波雷達的下游系統廠,但前裝市場仍有80%由傳統Tier 1大廠供應,各主要系統廠的產品線,Bosch博世和Delphi發展重心為77GHz,Autoliv (Veoneer)、Continental德國馬牌則是24GHz和77GHz都有,Hella專注於24GHz,為目前重要的24GHz雷達供應商。而從供應鏈的動態來看,79GHz逐漸取代24GHz已漸成市場共識。

在毫米波雷達開發中,最困難之處為天線設計和演算法,許多下游廠商依賴晶片廠商提供參考設計,也因ADAS應用多且各家車型不同,晶片業者和系統廠開始合作開發客製化解決方案,對系統廠來說,若要開發高階和高效能產品,與晶片廠密切合作將有脫穎而出的效果。

台灣系統廠發展機會

雖然全球汽車市場受中美貿易戰影響呈現衰退,但汽車電子化的程度持續上升,對電子零組件需求量仍大,加上車用產品毛利高,是台灣廠商極欲投入的市場。毫米波雷達市場正處於擴張期,台灣毫米波雷達系統廠應權衡優、劣勢,並把握切入契機,在強敵環繞下找到立足點。

*台灣的優、劣勢與威脅

發展毫米波雷達系統的台灣廠商多來自上市企業,具備一定規模,其中啟碁和明泰是著名網通設備廠商,車用產品占其營收比例仍低,但在本業穩固下,能提供研發期間所需人力、物力與時間。

要打入封閉的原廠汽車供應鏈並不容易,台灣廠商具備多樣車用產品的量產能力,能提高車廠的信心與合作可能性,對維持與車廠的關係也有幫助,因此啟碁和明泰除了車用雷達外,也推出車聯網產品,例如車用C-V2X模組和車載乙太網路等,為昇科身為專業雷達廠,產品遍及各領域且有學界的研發能量支持,有助於品牌與產品能見度。

此外,台灣車用產品多以後裝市場為主,缺乏與汽車原廠或國際Tier 1供應商的合作,不容易打進原廠供應鏈,形成發展毫米波雷達系統上的劣勢。

至於主要發展威脅在於,毫米波雷達在汽車的應用多元且需求持續攀升,但粥多僧也多,國際大廠不但把持多數市場,更積極於中國當地生產,而且中國廠商崛起速度快且數量多,若要比成本對台灣廠商來說不利。

中國廠商在供貨上還具有國產產品的名號和地緣優勢,幾乎所有歐美大廠都在中國設有合資企業,中國也有自己的Tier 1廠商,與其他歐美地區的生態鏈不盡相同,對中國毫米波雷達系統廠來說是一項優勢,中國廠商較有機會接觸原廠或Tier 1,而晶片廠等在挑選合作對象時也會優先考慮中國廠商,對台灣廠商來說,要搶占中國車廠訂單並不容易。

*台廠切入機會點

1、前、後裝市場需求倍增

毫米波雷達在ADAS(先進輔助駕駛系統)的應用多元,許多常見的次系統皆搭載毫米波雷達,例如AEB(自動緊急煞車)、LDW(車道偏離警示)、ACC(主動式巡航定速)和BSD(盲點偵測)等,加上中、美、歐主要汽車市場陸續強制將AEB和LDW等系統成為新車標準配備,對毫米波雷達的需求量快速增加,將是台灣廠商一個重要機會點。

除了前裝市場需求增加外,消費者對ADAS的認知已成熟,願意為新車選配或為舊車安裝,毫米波雷達可透過後裝增加BSD等功能,且安裝方式不複雜,通常安裝於汽車的保險桿上,無論是舊車安裝或新車非原廠選配安裝,皆存在龐大的潛在商機。

2、較光達具有成本優勢

從成本來看,光達(LiDAR)還無法取代毫米波雷達,24GHz的毫米波雷達成本約80~100美元,而77/79GHz也不到24GHz的2倍價格;反觀光達價格仍舊高昂,Velodnye 16線機械式雷達價格為3,999美元,即便是號稱推出平價固態光達的Quanergy也將目標價訂在200美元,況且固態光達的量產性仍有疑慮,毫米波雷達短期內仍是ADAS主要採用的感測器。

不過,毫米波雷達解析度不足,無法辨識物體,是其不如光達之處。晶片廠商包括德儀和恩智浦提出串聯多顆晶片方案,發展有視覺功能的Image Radar(視覺雷達或成像雷達),最主要功能便是提高解析度、辨識度和精準度,以達到類似光達的辨識物體功能。下游系統廠可透過與晶片廠的密切合作,研發類似的下一代高階產品。

3、車內與特殊商業應用

開發如Image Radar這類高階產品雖能突顯台廠研發能力,但國際大廠同樣將此類產品列為發展重點,競爭挑戰不小,因此另一個機會點在於運用現有技術發展其他汽車應用。以往大家認知的ADAS多以偵測車外環境為主,但車外應用系統因需多樣外部環境測試,驗證時間長,反之,車內應用系統驗證時間較短,系統廠能縮短產品量產時間,是加快導入和切入前裝市場的方式。駕駛人監測系統(DMS)除了能用鏡頭達成外,毫米波雷達亦能實現,而DMS在2020年將列入歐盟新車評價首要安全標準,預期能大幅提高車廠搭載意願,以及看到更多廠商推出DMS解決方案。DMS主要是監控駕駛人的行為和狀態,以便能在危險發生前做到提醒與連動車內其他系統,以商用車和共享車的需求最為顯著,可用來監控司機的注意力及精神狀態;此外,毫米波雷達的車內應用還包括手勢控制開啟與關閉訊息,以及取代觸控螢幕、偵測乘客生理表徵及偵測車上空車位等特殊商業應用。(本文作者為拓墣產業研究院研究副理陳虹燕)

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