超聲波雷達的誕生始于一次意外。

上個世紀(jì)六十年代，托尼·海斯在劍橋大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位時，遭遇雙眼視網(wǎng)膜脫落，一度陷入失明困境。

前后經(jīng)歷8次手術(shù)后，海斯“撿回”了右眼視力。

重獲光明的他，決心“為盲人做些事情”，便一頭扎進諾丁漢大學(xué)盲人移動研究所，邊攻讀心理學(xué)博士學(xué)位，邊進行超聲波盲人引導(dǎo)設(shè)備的研發(fā)工作，這一干就是十七年。

偶然一次機會，海斯剝離出盲人引導(dǎo)設(shè)備的超聲波技術(shù)，將其應(yīng)用于汽車倒車輔助。他信心滿滿地向英國捷豹高管推薦了這項發(fā)明，卻換來他們的不屑一顧：“有兩只眼睛、能判斷物體距離的正常人，不會對它感興趣?！?/p>

出乎捷豹高管們的意料，如今，超聲波雷達已經(jīng)成為稀松平常的汽車部件，支撐起自動泊車等駕駛輔助功能，未來還將為完全自動駕駛“出力”。

捷豹純電動汽車I-PACE/捷豹官網(wǎng)

“偏愛”超聲波？

以特斯拉為例，這家電動汽車巨頭高度依賴超聲波雷達。

通過收發(fā)超聲波，超聲波雷達能以1-3厘米精度測算0.2-5m范圍內(nèi)障礙物，充當(dāng)“汽車之眼”。

按工作頻率分類，超聲波雷帶可以分為40kHz、48kHz和58kHz三種，頻率越高，靈敏度越高，探測角度越小；按構(gòu)造分類，超聲波雷達可以分為等方性與異方性，二者的區(qū)別在于水平探測角度與垂直探測角度是否相同；按技術(shù)方案分類，超聲波雷達可以分為模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動數(shù)位，它們的信號抗干擾能力依次提升，技術(shù)難度與價格總體遞進。

一套倒車?yán)走_系統(tǒng)需要在汽車后保險杠內(nèi)配備4個UPA超聲波傳感器，自動泊車系統(tǒng)需要在倒車?yán)走_系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加4個UPA、4個APA超聲波傳感器，構(gòu)成前4（UPA）、側(cè)4（APA）、后4（UPA）的布置格局。

特斯拉自Autopilot推出以來，便堅持4+4+4的超聲波雷達布局。早期版本中，特斯拉在泊車輔助中使用前后8顆雷達，在輔助駕駛中使用全部12顆雷達。特斯拉表示，與攝像頭監(jiān)控車道標(biāo)記不同，超聲波雷達可以監(jiān)控周圍區(qū)域，并掃清車輛或其他物體等盲點。

特斯拉Model 3超聲波雷達布局/特斯拉官網(wǎng)

特斯拉在超聲波雷達領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新。

2015年8月，特斯拉獲得可穿透金屬的超聲波雷達專利，并將其應(yīng)用在Model X的鷹翼門上。“將超聲波傳感器裸露在車門處并不美觀。”特斯拉CEO馬斯克如是說。

特斯拉等車企“偏愛”超聲波雷達事出有因。

超聲波雷達價格低廉。目前，單個超聲波雷達售價大約為數(shù)十元，一套倒車?yán)走_系統(tǒng)的雷達硬件成本不到200元，一套自動泊車系統(tǒng)的雷達硬件成本在500元左右。相比之下，毫米波雷達的售價仍然在千元級別，激光雷達的售價高達數(shù)十萬元。較為低廉的價格，將車企與超聲波雷達緊緊捆綁，并促進了車載超聲波雷達市場的繁榮。

據(jù)P&S Intelligence數(shù)據(jù)，2019年，全球車載超聲波雷達市場規(guī)模為34.6億美元（約合243.9億元）；該機構(gòu)預(yù)測，2020年至2030年，全球車載超聲波雷達市場規(guī)模將保持5.1%復(fù)合年增長率，并于2030年達到61億美元（約合429.8億元）。

自動駕駛的“輔料”

超聲波雷達并非萬能。

受物理特性限制，車載超聲波雷達的探測范圍局限在數(shù)米內(nèi)，也無法精準(zhǔn)描述障礙物位置；此外，處于相同頻段的多個雷達，為避免回波“打架”大多采取時分復(fù)用，信息采集速度被拖慢；其探測精度易受到車速、振動、溫濕度等影響，在抗干擾、標(biāo)定等方面充滿挑戰(zhàn)。

總之，超聲波雷達是“輔料”而非“主食”，其與毫米波雷達、攝像頭乃至激光雷達相配合，方能支撐起更高級別輔助駕駛功能。

制表人/億歐汽車商業(yè)分析員 王瑞

不過，低門檻決定了超聲波雷達更容易在中國落地生根，近年來，自主超聲波雷達廠商頗有建樹。

2016年，廣東奧迪威傳感科技有限公司共計售出2627萬個超聲波傳感器，據(jù)其測算，占當(dāng)年全球乘用車9%市場份額。

奧迪威成立于1999年，靠警報發(fā)聲器起家，2002年進入汽車?yán)走_領(lǐng)域。經(jīng)過二十余年發(fā)展，公司具備從基礎(chǔ)材料、元件設(shè)計、應(yīng)用器件到方案集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈，橫跨傳感、換能、電聲和整機四大領(lǐng)域，提供密封式與開放式兩類超聲波傳感器，供貨對象包括特斯拉、同致電子等。2017年6月，公司宣布上市新三板，目前正在沖刺精選層。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，車載超聲波雷達領(lǐng)域，國內(nèi)外廠商差距不大，就滿足倒車輔助等功能而言，自主廠商的超聲波雷達足以滿足要求。

不過，即使是堪稱中國自主超聲波雷達龍頭的奧迪威，自成立以來年營收不曾突破3億元，2019年歸母凈利潤下跌80.2%。奧迪威發(fā)展趨緩的背后，是自主超聲波雷達廠商的無奈。

制表人/億歐汽車商業(yè)分析員 王瑞

下一個“引爆點”？

自主超聲波雷達廠商面臨的最大難題是：難以打入車企供應(yīng)鏈。

主流車企開發(fā)一款新車的周期約為36個月，部分成熟車企可以將周期壓縮至24個月。為保證新車順利開發(fā)，主機廠大都建立了穩(wěn)定的供應(yīng)商庫，不會輕易更改零部件供應(yīng)渠道，特別是在ADAS領(lǐng)域。

“ADAS零部件供應(yīng)商很難變更，行業(yè)實際已被外國巨頭壟斷，主機廠沒有議價權(quán)?！睒I(yè)內(nèi)人士告訴億歐汽車，國內(nèi)車載超聲波雷達市場基本被博世等全球零部件巨頭壟斷，留給自主超聲波雷達廠商的市場空間較小。

置身有限的市場空間內(nèi)，自主廠商很難做大蛋糕。

除了少數(shù)頭部企業(yè)外，自主廠商很少具備核心零部件的制造能力，也很難提供完整的輔助駕駛功能解決方案。受制于產(chǎn)品附加值低，自主超聲波雷達廠商大多被局限在二級供應(yīng)商梯隊，依靠規(guī)模效應(yīng)與成本控制，賺取有限的硬件利潤。

制表人/億歐汽車商業(yè)分析員 張男

億歐汽車認(rèn)為，自主廠商若想打開局面，主動挖掘超聲波雷達的潛能必不可少。

“我認(rèn)為超聲波雷達是自動駕駛領(lǐng)域被低估的傳感器?！币晃籄DAS從業(yè)人員表示，受制于有效成本框架，超聲波雷達已經(jīng)基本同質(zhì)化，但基于雷達的一些高級別功能尚未被深挖。

特斯拉將側(cè)面4顆APA超聲波雷達用于高速橫向輔助，不失為一次有效的嘗試。此外，高性能超聲波雷達還可用于緊急制動、360防撞等輔助駕駛功能，結(jié)合攝像頭視覺，或?qū)⒊蔀榧す饫走_大面積推廣前，推動ADAS發(fā)展的最有力“引爆點”。

汽車行業(yè)大變革也為自主超聲波雷達廠商創(chuàng)造發(fā)展機會。

2018年以來，中國汽車銷量連續(xù)兩年下跌；2020年伊始，新冠疫情對全球汽車產(chǎn)業(yè)造成沖擊。在可視的一段時間內(nèi)，低迷將成為汽車行業(yè)的標(biāo)簽。

但汽車產(chǎn)業(yè)的新四化進程不可逆轉(zhuǎn)，新車ADAS滲透率將不斷提高，超聲波雷達的增長勢頭肉眼可見。此外，降本與發(fā)展ADAS之間的沖突，或使主機廠更加青睞價格低廉的超聲波雷達，面對增量市場，自主廠商定能分一杯羹。

機遇轉(zhuǎn)瞬即逝。自主超聲波雷達廠商若能煉成內(nèi)功、主動出擊，或?qū)⒊蔀樾袠I(yè)大洗牌的最終受益者。億歐汽車相信，未來大概率會有匹敵國際Tier1的中國自主超聲波雷達廠商崛起。眼下，只需靜待第一張多米諾骨牌倒下。