半导体-汽车-传感器-手机通信技术

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半导体IC产业历程及机遇洞察（2022）

对比国内外头部企业经营现况可知，产业链上游EDA工具、材料、设备国内上市企业盈利能力与头部国际企业无明显差距，技术服务（主要为IP授权）厂商毛利率与净利率大幅度低于头部国际企业，产业链中游设计、制造、封测环节国内企业盈利能力整体不及头部国际企业。

从严格意义上讲，半导体为导电性能介于导体与绝缘体之间的材料；集成电路是采用一定的工艺把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起的微型结构，实物对应为硅晶圆上分布的晶粒，放大即可看到“集成”后的电路本体；芯片为集成电路的存在载体，是硅晶圆在制造、切割、封测之后的成品，一般指代集成电路封装内部的管芯。

在实际应用中，半导体则更多指代由半导体材料衍生的整个行业，具备更广泛的范围领域，集成电路与芯片均包括在半导体的大口径之内，而集成电路与芯片经常会被交替使用，指代半导体领域内的IC产业或产品，不会有明显的应用区分。

半导体芯片已经广泛应用于通信、计算机、消费电子、汽车、人工智能以及云计算等领域，使得人类社会的发展日新月异，深刻地改变了我们的日常生活。由此可知，半导体芯片是信息技术的核心要件，半导体产业更是国家信息产业的坚厚基石。

芯片制程用来描述芯片晶体管栅极宽度的大小，纳米数字越小，说明晶体管密度越大，芯片性能就越强。芯片制程的缩小代表了半导体企业技术与工艺进步的主流方向，也是全球电子产品整体性能不断进化的核心驱动力。然而，芯片制程的缩小是一场不折不扣的“烧钱”行动。以国内最先进的14nm制程芯片为例，研发设计一款14nm的芯片需投入超过1亿美元，投资建设一条月产量5万晶圆片的生产线需要100亿美元左右。巨额投入将大部分国内中小厂商拒之门外，仅有龙头厂商有足够的资金实力投入研发生产，因此，半导体产业的发展离不开国家政策和产业资本的支持。

作为信息产业的基石，半导体产业的发展和波动与电子信息产业密切相关。进入21世纪以来，随着产业链分工的日趋细化，半导体行业的市场周期由“需求周期+库存周期”驱动。

需求层面：半导体产品逐渐渗透进日常生活的各个方面，显著改变了我们的日常消费形态，宏观经济波动和产品创新催生新的消费需求会显著影响半导体行业的发展；库存层面，以晶圆代工企业崛起为标志的产业链垂直分工模式出现，半导体行业实现全球产业分工，产业链分工的精细化加剧了半导体行业的“长鞭效应”，消费需求的较小变动在上游产业链环节可能会成倍放大，引起了半导体行业的库存周期。自然界信息以连续可变的模拟信号存在，数字电路无法直接处理自然界的真实信息，需通过模拟电路将模拟信号转化为数字信号，输入到容量大、速度快、保密性强的现代化数字系统处理后，再重新转换为模拟信号输出。模拟电路与数字电路作为电子系统不可或缺的一部分，广泛应用在下游的消费、工控、汽车、通信等领域。

根据WSTS数据，全球数字电路产业规模占比稳定在85%，是集成电路产业规模的重要组成部分，可分为存储电路、逻辑电路与微型集成电路三大类。未来，数据中心、新能源汽车等需求渐涨，数字电路市场增量可期，国内高端产品技术与性能差距仍存，把握发展机遇需循序渐进。

➢ 存储电路：细分为ROM只读存储器与RAM随机存储器两大类。从市场规模来看，存储电路被RAM中的DRAM产品与ROM中的NAND Flash产品核心占据。国际厂商占据主流市场，中国厂商在部分产品（Nor Flash）实现市场突破。➢ 逻辑电路：细分为CPU、GPU、FPGA与ASIC四类产品。其中，CPU与GPU产品因技术与生态而高筑壁垒，GPGPU迎来更多创业机会。而FPGA与ASIC国产化进程加速，中国处于厂商多元的创新爆发期。➢ 微型集成电路：由CPU中央处理器的微型趋势演变发展而来，可分为MCU微控制器单元、MPU微处理器单元、DSP数字信号处理、SoC芯片（系统级芯片）等产品。国内MPU、MCU厂商正凭借低端产品迅速进入市场，但在中高端领域仍待突破。而DSP/SoC产品壁垒较高，国产突破道阻且长。数字电路主要可分为存储电路、逻辑电路与微型集成电路三大类。按功能分类，存储电路属于存储类，往下细分为ROM只读存储器与RAM随机存储器两类产品；逻辑电路与微型集成电路归属于计算类。其中，逻辑电路按照通用性可分为CPU、GPU-通用芯片、FPGA-半定制化芯片与ASIC-定制化芯片，微型集成电路由CPU中央处理器的微型趋势演变发展而来，可分为MCU微控制器单元、MPU微处理器单元、DSP数字信号处理、SoC芯片（系统级芯片）等产品。CPU与GPU在逻辑电路中通用性高，具备更高技术壁垒。

总览全球市场，CPU、GPU的大部分市场已被英特尔、AMD和英伟达三大巨头占据，国际厂商依托软硬件生态体系构建起强大护城河，进一步提升中国厂商的市场突破难度。在国家多年布局推动下，中国CPU厂商已出现兆芯、海光、飞腾、华为海思与申威等一众代表性厂商角逐信创市场。随着传统GPU在高性能计算领域的发展，诞生出专用于服务器等高性能计算设备上的非图形渲染GPU，即通用GPU，又称GPGPU。一批中国创业企业选择通过GPGPU产品切入细分领域，期望在人工智能与新经济浪潮下获得更多市场机会。全球FPGA竞争格局呈现“两大两小”局面，核心被美国企业所把控。但对比于CPU与GPU，FPGA的技术研发门槛稍低，伴随多年研发布局，中国本土FPGA厂商积累一定核心技术，部分企业已实现成功上市。未来随着5G、AI以及数据中心等市场的发展，国产替代进程将进一步加速，中国FPGA市场需求量有望持续扩大。全球ASIC领域呈现百花齐放局面，虽早期ASIC芯片以谷歌TPU为代表性产品，但如今中国ASIC厂商已实现加速追赶，显著缩小国内外产品技术差距与应用表现。MPU，即微处理器，由运算器、控制器、寄存器及相应的总线构成，可理解为增强版CPU，但相较于CPU更加集成化，是计算机系统的运算与控制核心。MCU，即微控制器，在CPU的基础上集成了更多功能单元，只需添加简单的器件（如电容或电阻等）就可以构成微型系统从而运行代码。目前国内MPU和MCU厂商主要在中低端应用领域竞争。在智能手机、工业控制、汽车电子等高端市场，国际厂商占据主导地位，国内企业有待突破。SoC，即系统级芯片，是通用芯片高度集成化和功能全面化的产物，集成了CPU、RAM、ROM等单元的同时具有强大的运算处理能力，可以运行系统级代码。国内成熟制程的SoC芯片已在智能家居领域初步实现国产化布局，先进制程在被美国限制之后有待突破。DSP芯片功能专一，用于处理数字信号，是通信、计算机、消费电子等领域的基础器件。

数字电路传统下游应用集中在计算机、通信（包括手机）、传统汽车电子、存储等领域。经过几十年的发展，数字电路在这些领域的应用已经十分成熟，市场已经趋于饱和。2022年3月，国家东数西算工程启动实施，带动区域数据中心建设需求；与此同时，后疫情时代汽车智能化、工业自动化趋势方兴未艾，人工智能基础设施建设如火如荼，数字电路迎来增长机遇期。

总览国内数字电路厂商的发展现状，在车规MCU、计算机MPU、通用CPU以及DRAM等高端数字电路领域，国内厂商依然处于初步发展阶段，存在技术落后、产品生态不完善等问题。但国内厂商在低端应用领域的探索为突破高端积累了经验，依托国内IC产业基础，外加IC人才归国潮以及政策资金支持等红利，国内厂商可在稳固低端市场的同时循序渐进，突破先进制程与高端应用领域。

半年血亏14亿！男人捧杀的“神车”，丢了最后底线

论吹牛，汽车大佬们还没输过。
乐视汽车还没干翻特斯拉，贾跃亭就放出狠话，法拉第未来收到了1.4万订单。
绿驰比贾跃亭还狠，说是掌握了“意大利超跑水准的技术”，要打造中国顶尖纯电超跑。
牛吹出去了，打脸来得同样很快。

法拉第未来的付款订单仅300辆；绿驰忽悠了100亿，连个“老年代步车”都没造出来。

“翻车”的还有理想汽车。

理想汽车从诞生之初起，就具有黑红的气质。
喜欢它的人，说它是“奶爸神车”；不喜欢它的人，嘲讽它是“工业垃圾”，技术落后没眼看。
在过往履历中，从未造过车的理想，在争议中迅速崛起，凭着一款理想ONE封神，市值一度赶超上汽等老牌车企。
今年8月份，理想汽车的销量直接腰斩了，仅交付4571台。
更惨的是，理想汽车上半年交付了60403辆车，经营亏损13.92亿，换算下来，每卖出一台车就亏2.3万，越卖越亏。
来源：新浪财经
下滑的还有信任值，理想ONE突然降价，遭1100多名车主集体投诉。在黑猫投诉中，车主提到最多的字眼就是“虚假宣传”“欺骗”等。
理想ONE在四川省成渝高速起火，短短几秒钟，车被烧成了空架。
理想汽车真的只是在割韭菜吗？
一年卖9万台，中国奶爸捧起的“神车”
在汽车界，理想开始造车的时间算不上早，比蔚来晚了一年。
但理想的崛起速度足够凶猛，创立仅5年，就在美国上市。
靠着两款车型，就闯出了名堂。第二款新车刚发布，市值直逼3000亿港元，赶超上汽等老牌车企，仅次于比亚迪。
理想汽车与蔚来、小鹏并称“蔚小理”，地位等同于互联网界的“BAT”。
理想造汽车，第一步就是搞钱。
作为造车新势力的顶流，理想汽车一开始没人看好。
2019年，理想陷入财务危机，逼得创始人李想连续见了100多家投资机构，就是没人买账。
投资人的心思不难理解。与特斯拉、蔚来的纯电派不同，理想押宝增程技术。
要知道，在此之前，增程式还没有成功案例，宝马i3因销量惨淡，被迫停产。
相比纯电动车，增程式的概念显得老旧；相比燃油车，增程式价格上不便宜。消费者很难找到一个买它的理由。
大众集团和理想汽车，一个传统燃油车企，一个造车新势力，还曾轰轰烈烈的打过一次嘴仗。
大众的两名高管曾下了论调，增程式早就过时了。这句话直接点燃了李想的怒火。
他在微博上开炮：“TMD，一帮搞臭技术的，天天冲我们XX，什么增程电动是个落后的技术，请问，他们TMD搞出来屁技术了？”

对于增程式的争议持续至今，但理想造车，赢得了美团王兴的信任，他在2020年就投了8亿美金。

搞定了钱之后，理想汽车开始搞定用户。
与特斯拉、蔚来正面刚，理想汽车几乎没有胜算，他的高明之处在于，用户想要什么就造什么。
李想在造车之前，先后创立了泡泡网和汽车之家，多年的互联网经验，让他比用户自己还要懂用户。
李想曾说过，很多车用户体验感极差，是在惩罚坐在车里的老人和孩子。实际上，奶爸们对汽车的需求不是驾驶时的速度与激情，而是空间要够。
理想ONE瞄准了SUV，牺牲了部分性能，但在车子体型、车座等空间上都很宽裕。
在价格上，理想ONE基本上没有对手，30-40万价位的SUV，特斯拉不做，BBA 没进来，很多厂家都在观望。
消费者购买新能源汽车，很大的顾虑是充电难。
在这方面，增程式成为了优选项，既能充电还能加油，与燃油车相比，理想ONE能上“绿牌”，可以省下不少油费。

没有人能抵挡真香定律。极致性价比，让理想ONE一年卖了9万台，成为当之无愧的“奶爸神车”。

仅靠一款车的销量，理想几乎追平了蔚来和小鹏。

来源：红星资本局

快被吹上天的理想，越卖越亏
就在理想汽车被封神之际，大佬们频繁为其“站台”。
有人统计，一年之内，王兴在饭否中，就8次提到理想ONE，还直言该车能替代沃尔沃XC90和特斯拉Model S。
只不过，对于理想汽车而言，这款神车是个赔钱货。
理想汽车上半年经营亏损13.92亿，这意味着每卖出一辆车，就亏了2.3万。

不同于“富养”的蔚来，理想汽车的“ 抠厂”名声在外。

蔚来一场发布会，砸了8000万，还请来国际摇滚乐队撑场面；拜腾300人光零食费就吃掉5000万，烧光84亿也造不出量产车。
理想汽车有多抠搜？
出差要买折扣最低的机票；经济酒店都要两个同性在一起住；为了控制灯箱制造成本，理想将“理想智造”改为“理想”。

“抠门”的理想，为什么亏得这么惨？

造车本身就是个烧钱行当，没个两三百亿，连新能源汽车的入场券都抢不到。
特斯拉在盈利前连续亏了8年；蔚来的李斌，将造车门槛从200亿直接翻了一倍；雷军为造车准备了100亿美元。
除了成本价格的提升，为了搞技术，理想拉高了研发费用的上限。
在此之前，理想汽车10%钱都在搞研发，30%多的钱花在了工厂上，只有百分之十几花到了人员和销售上。新车型上市，理想二季度的研发费用高达15.3亿。

另一个问题是用户瓶颈。

今年，越来越失意的企业家流浪到直播间，除了卖力的董明珠、李国庆，还有直播“带货”的李想。

李想解释，“这是一个很现实的问题”。

理想汽车早期有1万人的种子用户，在消化完后，理想汽车需要更多的下沉用户。
为此，理想的线下门店也在扩张，今年就计划新增60家门店，这本身就是一笔不小的开支。
理想汽车想要盈利扭亏，恐怕还有很长的路要走。
一月3起事故，理想不能只靠讲故事
在新能源汽车界，一向流行的是“中国特斯拉”故事。
但李想做增程式开始，这个故事就讲不下去了，所以有人说，理想“不会故意去说投资人爱听的故事”。
不给投资人画大饼，但理想把故事说给用户听，神车奶爸的故事又能讲多远？
过去的几年间，理想ONE的负面消息就没断过。
有博主爆料，购买的理想ONE座椅下有水银，他本人也确诊为汞中毒，超出正常值接近百倍。

为了验证，知乎“拆车实验室”自购了一辆全新2021款理想ONE，没想到在直播拆解时，座椅的铁质支架大面积锈蚀。

按照正常人的逻辑，谁会买一辆车后拆座椅，这不是短期内能发现的问题。
事后，理想汽车否认三连，解释了半天，核心观点就一个：和产品质量无关。
如果说，生锈门透支的是品牌口碑，那么召回门则是产品的缺陷。
截至2020年10月31日，理想ONE累计发生前悬架碰撞事故一共97起，概率高于同级别车型。去年，理想还因“断轴”召回10469辆理想ONE。
不少用户因各种质量问题，犹豫要不要购买理想ONE。没想到，干掉理想ONE是理想自己。
这一次的集体诉讼，最让车主们不能接受的销售人员的态度，在明知道理想ONE即将停产之际，还在误导车主尽快下单。
这就好比买期房，房子还没拿到，房价就跌了2万。没人乐意成为清仓的“大冤种”。

理想真的没有能力解决这事吗？

并不是，当品牌方延长新车型的宣传周期，让大众有一定的心理预期，就不至于闹上热搜。
从水银门到生锈门，再到召回门，理想汽车多次挑战着车主的信任。
在各大新势力比拼智能化时，理想汽车推出了理想L9。
在发布会上，李想自信地说，理想L9是“500万内最好用的家用SUV”，哪怕是和劳斯莱斯库里南相比，也完全不怕。
根据官方说法，理想L9上市72小时后，订单量已超过3万辆。
话刚刚说出去，今年7月26日，理想L9在试驾中，空气悬架断裂，车厢无法正常行驶。理想汽车声称，事故与AEB(自动紧急制动系统)无关。
短短一个月内，理想接连发生了3起事故。理想L9也被网友吐槽为“500万以内最强韭菜收割机”。
理想汽车一直奉行用户至上的原则。他们全网收集用户差评，研发人员的重要指标是解决用户top10的问题。
现如今，理想对待用户越来越敷衍了。狼来了的故事说多了，就没人信了。
无论是讲什么样的故事，产品质量才是最大底线。
结语：
今年2月，理想汽车发了内部信，定了个小目标：2025年要目标销量160万辆，要做中国第一的智能电动车企。
车企们最终拼的是资金、技术和人才。前有赛力斯推出了同级别增程式，后有蔚来、小鹏同等价位的纯电SUV。
而眼下，理想仅推出一辆L9，技术路线和底层架构都没变，价格却涨了10万。
理想的销量下滑再次证明了，消费者的耐心已然不多。
与其讲故事，不如用硬核产品说话。

ADAS系统传感器应该如何布置？

首先，介绍传感器布置策略在高级驾驶辅助系统中的重要性，提出高级驾驶辅助系统传感器种类，包含前视智能摄像头、前向和侧向毫米波雷达（77 GHz/22 GHz）、超声波雷达以及环视摄像头，简要阐述各传感器性能特点。然后，以目前某量产供应商方案为例，详细介绍不同传感器性能参数，包括探测距离、探测范围和对外部布置环境的要求。介绍不同传感器独自搭载车辆上可实现的功能和对不同驾驶辅助级别、不同功能组合下的不同传感器的融合策略。最后，介绍如何将不同传感器合理安装到车辆上，根据需要达到的性能要求和探测范围冗余性，提出具体实施方案，并对其布置要求进行细化解析说明。

主题词：自动驾驶雷达摄像头传感器布置

缩略语

1 引言

随着科技的进步、自动驾驶技术的快速发展，目前越来越多汽车配备了高级驾驶辅助系统或辅助驾驶系统，自动驾驶汽车在SAE J3016TM自动驾驶等级中被归类为五级自动驾驶。自动驾驶运用了多种传感器（超声波雷达、毫米波雷达、智能摄像头、高清/标清摄像头、激光雷达等），王田等对自动驾驶感知系统中的摄像头、激光雷达、毫米波雷达等主要传感器进行了功能介绍。袁秀珍围绕自动驾驶汽车传感器技术产业开展分析，阐述了重要组成的硬件应用，如激光雷达、摄像头、超声波传感等。在实现自动驾驶的开发价值链中，传感器的零件开发主要集中在国内外汽车零部件供应商，而整车功能集成则在由主机厂完成。张燕咏等提出一种基于多模态融合的自动驾驶感知融合算法，很多工程师往往将开发精力集中在算法开发与系统设计，但是经常出现的情况是，成功运用的传感器硬件和软件策略，在部分主机厂车型上效果很好，但是在另外部分主机厂的运用上效果一般，甚至达到反面效果。这是因为在自动驾驶研发中，每一个环节的考虑必不可少。作为闭环开发，好的算法是基于传感器前端感知的精准探测，各类不同的硬件传感器，对于传感器探测性能提出了不同程度的要求，而对于探测性能影响尤为重要的一点就是传感器的布置位置和布置方式。本文依据自动驾驶中运用较多的传感器的探测性能特点，对布置方式做一个简单介绍。

2 高级驾驶辅助系统传感器介绍

高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System,ADAS）是利用传感器，在汽车行驶过程中实时感应周围的环境，收集数据，感知融合并对感知数据进行决策分析，最后对车辆进行控制和对驾驶员进行预警。

摄像头能获取包括物体颜色、外形、材质等丰富的环境信息，并且2D计算机视觉已取得很多进展,该领域有许多先进的算法用于信号灯检测、物体分类等。毫米波雷达能够获取精准的距离信息,穿透能力强,能够抵抗天气和环境变化的影响,可实现远距离感知探测。

目前量产的自动驾驶汽车上的传感器种类有4种，数量为22个（表1）。

前视智能摄像头：常用有单、双和三目，主要应用于中远距离场景，能识别清晰的车道线、交通标识、障碍物和行人，但对光照、天气等条件很敏感，而且需要复杂的算法支持，对处理器的要求也比较高。

表1 高级驾驶辅助系统传感器分类

毫米波雷达：主要有用于中短测距的24 GHz雷达和长测距的77 GHz雷达2种。毫米波雷达可有效提取景深及速度信息，识别障碍物，有一定的穿透雾、烟和灰尘的能力，但在环境障碍物复杂的情况下，由于毫米波依靠声波定位，声波出现漫反射，导致漏检率和误差率比较高。

超声波雷达：主要应用于短距离场景下，发送超声波与接收反射超声波信号，并把探测结果发送给控制器。超声波的能量消耗较缓慢，穿透性强，测距的方法简单，成本低。但是它在速度很高情况下测量距离有一定的局限性，当汽车高速行驶时，使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。超声波散射角大，方向性较差，在测量较远距离的目标时，其回波信号会比较的弱，影响测量精度。但是，在短距离测量中，超声波测距传感器具有非常大的优势。

环视摄像头：主要应用于短距离场景，可识别障碍物，但对光照、天气等外在条件很敏感，技术成熟，价格低廉。随着技术的不断发展进步，摄像头的像素也在逐步提升，从最开始的30万像素，提升到目前的100万像素，未来3年内200万像素的摄像头将会普及。

3 传感器实现功能配置组合

高级驾驶辅助系统的不同传感器之间的组合，可以实现不同的功能，上述介绍的22个传感器全部搭载到整车，可实现ADASL1/L2/L3，下面介绍详细的子功能。

3.1 前向智能摄像头和前向毫米波雷达

前向智能摄像头实现AEB-C（自动紧急制动-车）、LDW（车道偏离预警）、LKA（车道保持辅助）、TSR（交通标志识别），实现L1级驾驶辅助。道路实际情况探测精准（如车道线、隧道、匝道、限速等），但是距离探测不精准。其代表性能参数见表2。

表2 Mobileye EYEQ3部分性能参数

前向毫米波雷达（77 GHz）实现ACC（自适应巡航）、AEB-C（自动紧急制动-车）、FCW（前向碰撞预警），实现L1级驾驶辅助。距离探测精准，但是无法预测实际情况（如车道线、隧道、匝道、限速等）。其代表性能参数见表3。

表3 AC1000部分性能参数

前向智能摄像头和前向毫米波雷达融合，实现ACC、AEB-C/P自动紧急制动-车/人）、LDW、LKA、TSR、TJA（交通拥堵辅助）、ICA（智能巡航辅助），能实现L2级驾驶辅助(图1)。距离和道路信息均是融合后的数据，探测精准。单雷达、单摄像头以及融合方案的对比见表4。

表4 单雷达、单摄像头以及融合方案的对比

图1 前向智能摄像头和前向毫米波雷达融合

3.2 侧向毫米波雷达（角雷达）

侧向毫米波雷达（24 GHz）实现盲区监测功能，有2种实现方式。后侧方面2个毫米波雷达，实现BSD（盲区监测）、LCW（变道碰撞预警）、RCTA（后方交通穿行预警）和DOW（开门预警）功能；后侧2个毫米波雷达+前侧2个毫米波雷达，除了实现以上功能外，还能实现FCTA（前方交叉路口预警），支持L2级以上的高级驾驶辅助功能。随着科技进步，侧向毫米波雷达性能也在逐步提升，见表5。

表5 侧向毫米波雷达部分参数和发展

侧向毫米波雷达（4个）、前向毫米波雷达（1个）、前向智能摄像头（1个）组合使用，可实现L2+（或L3-）级自动驾驶。在L2级自动驾驶上，增加TJA/HWAML（高速公路驾驶辅助—多车道）、ALC（主动变道辅助）、TLC（触发式变道辅助）、ELK（紧急车道保持）、ESA（紧急转向辅助）、JA（十字路口辅助）、全方位预警（含BSD/DOW/RCTA/FCTA/LCW）(图2)。可高速公路工况下，实现自动驾驶功能。

图2 前向摄像头、前向毫米波雷达、角雷达融合

3.3 超声波雷达

根据超声波雷达短距离探测目标物的特点（表6），超声波雷达根据不同数量组合，可实现PDC（倒车雷达）、APA（自动泊车辅助）和BSD（盲区监测）功能。后保险杠上安装4个超声波雷达，可实现PDC功能，有些车辆在前保险杠上同时安装4个超声波雷达（前后共8个超声波雷达），倒车时探测前方障碍物。在前后保险杠侧面安装4个超声波雷达，可实现近距离盲区监测功能，同时结合前后8个超声波雷达，共12个超声波雷达，能实现APA功能。如果车辆侧面安装有毫米波角雷达，实现BSD功能，则侧面的超声波雷达就不用安装。BSD安装超声波雷达的主要要因是其成本优势。超声波雷达不同组合及功能见图3。

表6 超声波雷达部分参数及特点

图3 超声波雷达方案布局

3.4 环视摄像头

AVM（全景式监控影像系统）通过前后左右4个图像传感器（环视摄像头）采集车辆周边环境数据，将影像通过CVBS（标清）/LVDS（高清）传递给全景影像控制器。如果仅在后方装1个摄像头，可实现倒车影像功能。如果同时在前后左右安装4个摄像头，通过对4个摄像头输入图像进行畸变校正及裁剪，实现4个视图及2D俯视图效果集成，3D旋转效果（高清方案）集成，最终通过MP5进行显示。环视摄像头部分重要参数见表7，其布置在整车示意见图4。

4 传感器整车布置融合

高级驾驶辅助系统的不同传感器之间的组合布置，需要考虑到覆盖范围和冗余性。不同传感器的感知范围均有各自的优点和局限性，现在发展的趋势是通过传感器信息融合技术，弥补单个传感器的缺陷，提高整个智能驾驶系统的安全性和可靠性。覆盖范围：车体360°均需覆盖，根据重要性，前方的探测距离要长（120 m），后方的探测距离稍短（80 m），左右侧的探测距离最短（20 m）。为了保证安全性，每块区域需要2个或2个以上的传感器覆盖，以便相互校验，如图5所示为布置方案。

表7 环视摄像头部分参数

图4 环视摄像头方案布局

图5 传感器布置融合示意

4.1 前向智能摄像头和前向毫米波雷达布置融合

前雷达安装位置根据雷达性能参数要求、车身造型，设定合理的布置位置。雷达离地高度（雷达天线轴到地面的距离）推荐50 cm，30 cm到120 cm之间都可接受。离地高度接近30 cm可能会有过多的地面反射信号干扰直接信号接收和降低探测的风险。雷达与保护盖之间的距离大于15 mm（2倍波长，可以避免复杂近场对雷达波束的影响），小于40 mm（以避免过大的雷达波相交面）。雷达横向位置坐标在-30 cm到30 cm之间。雷达如果安装前盖板，对盖板也有特殊要求，比如曲率半径＞600 mm、波束与盖板相交部分厚度均一、型面需要经过仿真测试、材质需要进行材料电性能测试、非喷涂件等。毫米波雷达波束与周边结构间距＞5 mm，与车辆角度-俯仰角、偏航角、侧倾角为0°，雷达FOV与牌照框距离15 mm以上，避免安装牌照后影响雷达探测等等要求。如图6所示。

图6 前向毫米波雷达布置示意

前摄像头最好的垂直安装位置是在挡风玻璃的中心，高度在1 200 mm以上为佳，可以允许偏移挡风玻璃中心线在10 cm以内。偏航角、侧倾角、俯仰角最好为0°附近（±3°）。支架应该安装在干净的玻璃区域，视角区域不能被绢印或者印刷遮挡。摄像头视窗与雨刮轨迹线间距大于30 mm，镜头模块与挡风玻璃的之间间隙应该保证最小1 mm。开口应该由投影在挡风玻璃各层的视角决定，摄像头支架和罩盖上应设计通风孔（开孔面积大于120 mm2），保证空气流通。支架安装在挡风玻璃的位置公差通常是±1 mm（定位）和±2.5°（旋转）(图7)。

4.2 侧向毫米波雷达（角雷达）布置融合

角雷达根据其性能参数要求、车身造型，设定合理的布置位置，车身要预留布置空间。角雷达布置高度要求：过低泥水污物影响雷达，太高离车辆近处的盲区会变大（可能会导致±20°以外无视野），推荐高度在400 mm到1 000 mm之间。要达到盲区最小化，雷达与车辆纵轴线的夹角要在30°到45°之间为宜，雷达与车辆水平面夹角最好控制在90°。雷达FOV视野内无金属，棱线，多层结构或材质，FOV与覆盖件的最大角度为70°，覆盖件要求平整，曲率要求大于350 mm。

图7 前摄像头布置示意

4.3 超声波雷达布置融合

为了实现APA功能，整车上要布置12个超声波雷达，布置数量较多。超声波雷达传感器安装支架上，通过与保险杠蒙皮的粘接固定上。为了最大限度满足探测要求，超声波雷达布置位置提供了具体要求，见图8。布置具体要求有：避免将雷达布置在凹陷于汽车保保杠的表面、避免拍照干涉雷达探测区域、远离热源排气管、大功率灯具等等。

图8 超声波雷达布置位置要求

4.4 环视摄像头

AVM环视系统，共需在车身前后左右布置4个摄像头。前方摄像头安装在前格栅附近区域。后方摄像头安装在后背门牌照灯或附近区域。左右侧摄像头需要安装在后视镜壳底部，需要在左右后视镜中预留一个摄像头的孔位，以便于左右摄像头的安装。摄像头布置时应进行光学校核，保证相邻摄像头影像有足够的重合，并且在摄像头1°的组装误差范围内应能保证图像拼接无黑边，盲区不能超过企业标准所要求。为防止拍摄影像的改变，而导致全景影像无法拼接，摄像头应具有防旋转的定位结构。

前后摄像头布置要求：车辆满载时，离地高度≥600 mm；偏离中心平面距离≤50 mm，建议置于中心平面；视轴与车辆XZ平面平行；视轴与车辆Z轴夹角建议45°到75°，光轴与地面线交点距车身最外侧1 000～2 000 mm；盲区视野≤200 mm；摄像头垂直视野在3 000 mm处可完整看到直立于地面3 000 mm高的物体。如图9为环视摄像头（前）布置要求。

图9 环视摄像头（前）布置要求

左右摄像头（后视镜上）布置要求：摄像头前视图，视角与垂直线之间夹角建议20～25°；视角与垂直线之间夹角建议1.5～5°；安装高度大于900 mm；车身突出距离大于100 mm；视野需覆盖车辆前后各10 m位置，且10 m的视野线与后视镜壳体下边缘距离大于1 mm，前后5 m的视野线与光轴面夹角均小于85°，且5 m的视野线与后视镜壳体下边缘最小距离大于1.2 mm；摄像头外突小于5 mm（可调节）。

5 结语

高级驾驶辅助系统的传感器除了要保证探测范围的覆盖冗余度，在实际安装中，还要符合每个传感器和车辆的安装条件。本文介绍的传感器布置参数是基于某款车型、特定供应商传感器产品进行的总结融合。不同传感器供应商，对布置要求会有细微差异，在实际车型布置过程中，要结合供应商提供的布置要求，以及整车布置、造型，进行适应性调整。

华为、苹果要「捅破天」，手机卫星通信到底是什么？

可能很多人有这样的体验：在城市习以为常的蜂窝网络，一旦到了深山里、大海上，信号失效后，手机形同废铁。如今这种相当小众的用户需求，手机厂商们也趋之若鹜。9月6日，抢在iPhone 14发布的前两天，华为时隔两年更新的Mate 50，展示了这样一种能力——用户在无地面网络信号覆盖的条件下，比如身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援，依旧可以实现紧急通信服务，与外界保持联系，并且生成多条轨迹地图。余承东口中这项“捅破天”的卫星通信功能，基于北斗卫星实现。实际上，卫星通信和蜂窝网络通信的差别很大，蜂窝网络下，手机通过地面铺设的基站，链接电信网络；而卫星通信则是由卫星收发信号，与手机进行连接。尽管在发布之后，市场上出现了不少质疑华为这一功能为“噱头”的声音——这完全能理解，北斗卫星通信不是一项全新的技术，早在几十年前就已经广泛应用在军事领域上。此外，其在民用领域的应用并不罕见，比如渔业、农业、森林抢险领域等，“国内所有大的农药喷洒机都有这项功能”，一位行业人士表示。但卫星通信用在大众智能手机上确实是第一次。不仅华为对此感兴趣，苹果也瞄准了枪口。苹果分析师郭明錤此前就表示，苹果早在iPhone13期间就完成了卫星通信在硬件上的开发，而9月8日发布的iPhone 14，卫星通信服务比华为提供的更丰富，不仅有卫星通信紧急短信，还可以收到救援机构的信息回复。在更早的时候，马斯克旗下的卫星公司星链、吉利李书福投资的手机公司星纪时代也将其作为一项主要的卖点进行研究。但路线与华为此次介入北斗卫星并不相同。手机厂商们近期的高调入局、密集发声，直接引爆了二级市场的热情，上周五，华丽创通、欧比特等相关领域公司集体暴涨。国外也一样，卫星通信公司全球星Globalstar的股价在过去半年直接飙升七成。卫星通信虽然不是一个新鲜事物，但随着大手机厂商的入局、以及背后产业链的逐渐成熟，在手机上重新找到了崭新的应用空间，改善少数用户在极端情况下的使用体验。站在用户的角度上看，一旦这项“紧急求助”功能若某天不幸被应验，将会是终身难忘的一幕。但对于硬件厂商来说，他们追求的，其实远远不止改善用户体验这么简单。把一项老技术装上新手机，难度不小按功能分，卫星包括导航、通讯和遥感三类。其中，北斗卫星是国内自主研制的，继俄罗斯DE glonass、美国的GPS之后的第三个全球卫星导航系统。北斗卫星是融合了导航和通讯两项功能的卫星。其实，目前国内几乎所有手机都能支持北斗定位，应用北斗卫星的导航功能，但是要实现卫星通信功能，整体的难度不小，不仅要有硬性的技术突破，也要有软性的准入门槛。一名行业人士表示，在硬件方面，北斗上行天线设计相比传统GPS有很大的变化，射频、滤波器都需要做新的调试。此外，还需要加入单独的芯片。产业链上的各方，技术门槛还在突破化解当中。比如，联发科此前就展示过，5G芯片在手机硬件上的卫星通讯功能，试图把功能整合进整体Soc（系统级芯片）当中。此外，中国兵器工业集团也联合过中国移动、中国电子科技集团以及一些国产手机厂商，攻克多项关键核心技术，完成国内首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片研制。一名通讯行业人士告诉36氪，手机和卫星之间并不是直接连接的，需要一些中间设备，比如卫星接收天线锅盖转化成WiFi之后才能与手机连接，而通信射频基带一体化芯片起到的作用就是，“代替中间这一天线锅盖”。随着在卫星通信进入手机这一大众化终端，将会带动产业链对于卫星通信一体化芯片的研发，带动北斗产业链的发展。

图片来自pixabay技术门槛之外，把这项老技术装上新手机，还需要越过的一座高山是带宽准入门槛。作为高轨卫星，北斗卫星发射信号的频率和带宽存在较大的限制。具体表现在，手机卫星通信暂时只能基于字节发送，一般是以“短报文”的形式实现。以华为手机为例，通过北斗卫星系统实现双向信息的发送接收的时候，一次最多只能发送1000个汉字。“要在这些地方，用北斗卫星通信使用流媒体是不可能的”，一位行业人士表示。不过，在华为之后，未来未必所有的大众手机品牌都有能力跟进这项功能。前述人士表示，北斗卫星通信未来带宽将优先紧着渔业、森林救援、军事等传统刚需场景的使用，不一定能分配到国内这么大的智能手机用户群体手上。但另一位行业人士也认为，如果北斗卫星通讯开放带宽得到提升，门槛降低，“也可能会衍生更多空间、应用的可能。”另外，华为手机这次这项手机卫星通信功能，信号暂时还是由中国移动代收，因此，除了前述软硬两层的门槛之外，要实现这一功能还需要协调好芯片、手机厂商和运营商三方的关系。华为费力推进手机卫星通信这件难事不是没有空穴来风，卫星通讯有其存在的价值。星纪时代CEO王勇告诉36氪，从全球范围来看，移动基站的覆盖率只有21%左右，沙漠、公海、高原等地方都还没有被覆盖，因此行业内下一代通信的目标是，真正实现全场景全域的连接。从用户体验改善来看，这项功能是有特定意义的，只是受众还并不是很宽泛，绝大多数身处于城市的用户对此很难有感知。“卫星通信更像是对地面基面通讯的一项补充、备选。”一位行业人士表示。对于如今创新乏力的手机厂商来说，费事费力把这项老技术迁移到新手机上不难被理解——他们如不会放过一丝一毫可以祭出创新力和巧思的地方。

华为向左，马斯克星链向右

手机厂商的思考其实还能更深一步。北斗卫星的特殊性，决定了它不是随便一个手机玩家就能连接上的，大概率也不会随便开放给国外厂商，硬件企业们开辟了另外一条思路——通过低轨通信卫星来实现覆盖，比如马斯克的星链、以及吉利的星纪时代。北斗卫星和低轨通信卫星，是两种完全不同的实现方式。一位行业人士告诉36氪，星链追求更多的是宽带，也就是在这些地广人稀的区域WIFI上网的能力，而北斗暂时只是以短报文形式实现通信，“可以简单理解为，一个是5G，一个是1G”

低轨卫星通讯系统基本构成信息来自华泰证券另外，手机厂商们涉猎手机低轨卫星通信的另外一项考虑是，实现“近场连接”，打造自己的生态闭环。手机厂商们在手机增长见顶之后，正在围绕着手机这一中心点，打造自己的IoT生态，甚至补齐自己的智能汽车版图。硬件越铺越多，底层的闭环连接、数据的打通至关重要。王勇告诉36氪，在智能化的时代下，所有的设备近在咫尺，却互相割裂，无法提供融合的服务，通过卫星可以解决多设备融合连接的问题。“在浩瀚的大海上，在无尽的沙漠上，手机之间不仅可以和外地联系，还可以互相联系，还会非常便利。”设想很美好，商业模式是摆在眼前的一大问题。一位通信行业人士表示，星链上网每个月要100多美元，远远高于传统的地面基站宽带连接，并不是普通用户可以接受的范围。所以未来商业模式的打磨也是摆在眼前的一项重要议题。不过，王勇认为，低轨卫星不比基站，是边际成本递减的模式，从用户体验来说，连接问题如果得到更好的解决，也会产生更好玩的杀手级应用。另外，低轨卫星通信模式的又一项掣肘是，当前的频谱资源相当紧缺。卫星频谱是一种全球性资源，卫星频谱和轨道资源的申请都遵循着“先登先占”原则，先登记者有优先权。

地面移动通信和卫星通信的对比来自华泰证券

而在一位行业人士看来，华为此次如此坚定推动此事，也或许是其6G布局的其中一步。6G时代下，卫星和蜂窝通信将会是互相融合、互相补充的，“传统地面运营商模式下没有新玩家了，建站的成本越来越高，引入卫星通信，还会有新的玩家还会进来”。不管如何，随着华为和苹果的加入，手机卫星通信的时代已经悄然而至，产业链上也将诞生更多的机会。