超聲波雷達(dá)的誕生始于一次意外。

上個(gè)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(shí)，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(jìn)諾丁漢大學(xué)盲人移動(dòng)研究所，邊攻讀心理學(xué)博士學(xué)位，邊進(jìn)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(jī)會(huì)，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(guó)捷豹高管推薦了這項(xiàng)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(huì)對(duì)它感興趣。”

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

捷豹純電動(dòng)汽車I-PACE/捷豹官網(wǎng)

“偏愛”超聲波？

以特斯拉為例，這家電動(dòng)汽車巨頭高度依賴超聲波雷達(dá)。

通過收發(fā)超聲波，超聲波雷達(dá)能以1-3厘米精度測(cè)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(cè)角度越??；按構(gòu)造分類，超聲波雷達(dá)可以分為等方性與異方性，二者的區(qū)別在于水平探測(cè)角度與垂直探測(cè)角度是否相同；按技術(shù)方案分類，超聲波雷達(dá)可以分為模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動(dòng)數(shù)位，它們的信號(hào)抗干擾能力依次提升，技術(shù)難度與價(jià)格總體遞進(jìn)。

一套倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要在汽車后保險(xiǎn)杠內(nèi)配備4個(gè)UPA超聲波傳感器，自動(dòng)泊車系統(tǒng)需要在倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加4個(gè)UPA、4個(gè)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(jiān)持4+4+4的超聲波雷達(dá)布局。早期版本中，特斯拉在泊車輔助中使用前后8顆雷達(dá)，在輔助駕駛中使用全部12顆雷達(dá)。特斯拉表示，與攝像頭監(jiān)控車道標(biāo)記不同，超聲波雷達(dá)可以監(jiān)控周圍區(qū)域，并掃清車輛或其他物體等盲點(diǎn)。

特斯拉Model 3超聲波雷達(dá)布局/特斯拉官網(wǎng)

特斯拉在超聲波雷達(dá)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(dá)專利，并將其應(yīng)用在Model X的鷹翼門上?！皩⒊暡▊鞲衅髀懵对谲囬T處并不美觀?！碧厮估瑿EO馬斯克如是說。

特斯拉等車企“偏愛”超聲波雷達(dá)事出有因。

超聲波雷達(dá)價(jià)格低廉。目前，單個(gè)超聲波雷達(dá)售價(jià)大約為數(shù)十元，一套倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的雷達(dá)硬件成本不到200元，一套自動(dòng)泊車系統(tǒng)的雷達(dá)硬件成本在500元左右。相比之下，毫米波雷達(dá)的售價(jià)仍然在千元級(jí)別，激光雷達(dá)的售價(jià)高達(dá)數(shù)十萬元。較為低廉的價(jià)格，將車企與超聲波雷達(dá)緊緊捆綁，并促進(jìn)了車載超聲波雷達(dá)市場(chǎng)的繁榮。

據(jù)P&S Intelligence數(shù)據(jù)，2019年，全球車載超聲波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為34.6億美元（約合243.9億元）；該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2020年至2030年，全球車載超聲波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將保持5.1%復(fù)合年增長(zhǎng)率，并于2030年達(dá)到61億美元（約合429.8億元）。

自動(dòng)駕駛的“輔料”

超聲波雷達(dá)并非萬能。

受物理特性限制，車載超聲波雷達(dá)的探測(cè)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(gè)雷達(dá)，為避免回波“打架”大多采取時(shí)分復(fù)用，信息采集速度被拖慢；其探測(cè)精度易受到車速、振動(dòng)、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(dá)是“輔料”而非“主食”，其與毫米波雷達(dá)、攝像頭乃至激光雷達(dá)相配合，方能支撐起更高級(jí)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(dá)更容易在中國(guó)落地生根，近年來，自主超聲波雷達(dá)廠商頗有建樹。

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

奧迪威成立于1999年，靠警報(bào)發(fā)聲器起家，2002年進(jìn)入汽車?yán)走_(dá)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(jì)、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(jī)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(duì)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(dá)領(lǐng)域，國(guó)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(dá)足以滿足要求。

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

制表人/億歐汽車商業(yè)分析員 王瑞

下一個(gè)“引爆點(diǎn)”？

自主超聲波雷達(dá)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(gè)月，部分成熟車企可以將周期壓縮至24個(gè)月。為保證新車順利開發(fā)，主機(jī)廠大都建立了穩(wěn)定的供應(yīng)商庫(kù)，不會(huì)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(shí)際已被外國(guó)巨頭壟斷，主機(jī)廠沒有議價(jià)權(quán)。”業(yè)內(nèi)人士告訴億歐汽車，國(guó)內(nèi)車載超聲波雷達(dá)市場(chǎng)基本被博世等全球零部件巨頭壟斷，留給自主超聲波雷達(dá)廠商的市場(chǎng)空間較小。

置身有限的市場(chǎng)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(dá)廠商大多被局限在二級(jí)供應(yīng)商梯隊(duì)，依靠規(guī)模效應(yīng)與成本控制，賺取有限的硬件利潤(rùn)。

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(dòng)挖掘超聲波雷達(dá)的潛能必不可少。

“我認(rèn)為超聲波雷達(dá)是自動(dòng)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(dá)已經(jīng)基本同質(zhì)化，但基于雷達(dá)的一些高級(jí)別功能尚未被深挖。

特斯拉將側(cè)面4顆APA超聲波雷達(dá)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(dá)還可用于緊急制動(dòng)、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_(dá)大面積推廣前，推動(dòng)ADAS發(fā)展的最有力“引爆點(diǎn)”。

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

2018年以來，中國(guó)汽車銷量連續(xù)兩年下跌；2020年伊始，新冠疫情對(duì)全球汽車產(chǎn)業(yè)造成沖擊。在可視的一段時(shí)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(jìn)程不可逆轉(zhuǎn)，新車ADAS滲透率將不斷提高，超聲波雷達(dá)的增長(zhǎng)勢(shì)頭肉眼可見。此外，降本與發(fā)展ADAS之間的沖突，或使主機(jī)廠更加青睞價(jià)格低廉的超聲波雷達(dá)，面對(duì)增量市場(chǎng)，自主廠商定能分一杯羹。

機(jī)遇轉(zhuǎn)瞬即逝。自主超聲波雷達(dá)廠商若能煉成內(nèi)功、主動(dòng)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(huì)有匹敵國(guó)際Tier1的中國(guó)自主超聲波雷達(dá)廠商崛起。眼下，只需靜待第一張多米諾骨牌倒下。