你知道嗎?目前全世界約有 9 億台汽車,用它們動力十足的引擎載著人們通勤、旅遊、購物,然而,人類的操作技巧卻是差強人意,據 WHO 統計,全球每年都有135 萬人在道路意外中喪生。
既然人類開車的技術不夠安全,那麼何不讓汽車自己操縱自己呢?
本文的主角 - ADAS - 先進駕駛輔助系統,正是為了完成這個理想,整個 ADAS 系統包含了雷達、感測器等設備,
不只能夠提供駕駛各種即時資訊與警訊,讓駕駛做出更正確的決策,甚至能在緊急狀況下接管車輛運行,讓每個人都能成為技術高超的車神,從而降低遺憾發生的機率。
接下來就讓我們一起用五分鐘,從以下兩個角度,了解 ADAS 背後是一個甚麼樣的產業鍊:
ADAS 系統,全稱 Advanced Driver Assistance System,也就是先進駕駛輔助系統,顧名思義,就是用先進的技術,輔助駕駛操縱汽車,從而提升駕駛的安全性,降低人為事故發生的可能性,根據 CCC 的研究指出,若是汽車能夠全面採用 ADAS 系統,將能夠讓車禍的發生率顯著下降 30%,對於人類社會絕對是一大福音。
ADAS 不只對於道路安全是一大利多,對於相關廠商來說也是一塊大餅。由於目前 ADAS 系統當中,各產品的滲透率都在 30% 以下,未來成長空間非常寬廣。
根據 Allied Market Research 的研調指出:ADAS 系統的 2018 年產值高達 396 億美元,且將以 21% 的驚人年複合成長率在 2026 年達到 1891 億美元,成為各大廠商無不垂涎的新商機。
簡單來說,ADAS 系統,就是先在汽車裝上眼睛與大腦,其中眼睛是各種雷達、感測器,可以收集車輛內外部的行駛資料;大腦就是核心運算晶片,將數據轉化成資訊完整的告訴駕駛人,提供夜視、盲點偵測、停車輔助等功能,甚至可以在駕駛人發生疏忽時接管車輛行駛,做出即時做出決策,大家熟知的自動煞車功能就是一例。
未來當 ADAS 系統發展到極致之後,這些雷達、感測器將能夠收集足夠的精準數字,再加上運算效能高超的運算晶片,自駕車的技術也有望正式問世。接下來就讓我們更加深入的了解ADAS 當中的雷達和一般的雷達有何不同?未來又有可能往甚麼地方邁進吧!
雷達作為車輛的眼睛,可說是 ADAS 系統的靈魂之窗,雷達的運作原理很簡單,就是對環境發射電磁波,並且收集反射回來的反射波,從而建構出周圍有那些物體,並算出那些物體離雷達的距離。
既然每一種雷達的原理都一樣,那麼造成差異化的來源就在於它們所發射出的電磁波種類了。
當然,本篇文章並非物理專題,不會著重於各種電磁波的性質介紹,有興趣的朋友可以去 NCC 深入了解,接下來將著重分析各種雷達的優缺點,從而了解未來應用上,他們之間有什麼樣的競爭與互補關係。
光達發射以雷射光作為媒介,在夜間能夠使用,解析度非常高,相當精準,能夠準確的了解物體的形狀。此外,LiDAR 支援 360 度全範圍的偵查,也不易受到地面障礙物的干擾,總的來說是一個又精密、範圍又廣的高精準度雷達,無論在 ADAS 系統,
還是未來的自駕車技術,都有非常大的揮灑空間。
然而,光達也非毫無缺點,由於需要發射高精度的雷射光,光達的製造成本與良率一直是最大挑戰,目前最先進的光達一顆要價 75,000 美元,換算新台幣要超過 200 萬元,這與目前汽車的售價顯然不成比例,也是目前光達難以普及的原因。
好消息是,在 2019 年 6 月,美國公司 Luminar 號稱推出了一款要價不到 1000 美元的光達解決方案,而許多相關廠商也宣稱在 2 年內,透過更好的三五族晶片、固態光達技術能夠將光達的成本降到 250 美元左右,非常值得我們持續關注相關發展進程。
毫米波雷達,顧名思義就是使用毫米波來進行探測,與光達一樣兼具長距離偵測的功能,但更強大之處在於:毫米波雷達不只在夜間能夠使用,甚至不太容易受到天氣的干擾,是名符其實的全天候雷達。
由於毫米波波長較光達長,解析度也因此比較差,舉個例子來說,光達能夠分辨出人與柱子的差異,但在毫米波雷達的眼中,兩者都只是圓柱體罷了。不過,想要防止事故發生,ADAS 系統並不需要知道,前方的障礙物到底是甚麼,到底是人還是柱子都沒差,反正只要前面有東西,就讓車子停下來就對了。
毫米波雷達的造價比光達便宜許多,一個毫米波雷達目前報價不超過 200 美元,與動輒上千美元的光達相比,確實經濟實惠了許多,再加上在許多不講求精細的ADAS 系統 (如上面防撞系統的例子)毫米波雷達就足以勝任任務,因此各大車廠在雷達領域目前都大量使用了毫米波雷達。
目前的車用毫米波雷達都是以開發多年、技術成熟、單位報價低廉僅 50~80 美元,經濟實惠的 24GHz 頻段的毫米波為主,然而放眼未來,整體業界都正朝向波長更短、解析度更高的77GHz 、79 GHz 毫米波雷達發展,藉以解決毫米波雷達解析度不夠的缺點,然而目前這兩者的單位價格仍在100~200 美元居高不下,生產良率也有待提升,有待更多廠商投入研究。
透過上述的分析理解以後,我們可以知道光達、毫米波雷達彼此之間都有無法取代的優點,光達的高精準度就算是77GHz 毫米波雷達也無法比擬;而毫米波雷達不受天氣限制的特性也非光達所能夠克服的問題。是故未來在 ADAS 的應用領域當中,兩者將會並存互補為使用者服務。
知道了 ADAS 系統中的雷達種類之後,我們接下來將雷達拆解開來,看看內部到底具有哪些技術、材料,藉以了解整個產業鏈是怎麼運作的。
基本上,雷達其實可以分為三大部分,並且分別具有以下功能:
1. 發射器:發射電磁波
2. 接收器:接收周圍物體反射波
3. 處理器:計算訊號轉化成資訊
從這當中不難發現,網通業者的電磁波技術、IC 晶片業者的運算能力,都在雷達的生產當中起了不可或缺的作用,接下來就讓我們深入探討這條價值鏈吧!
車用雷達的上游原料主要就是PCB、半導體 IC 晶片兩大領域。
由於車用的 PCB、半導體需要滿足汽車拔山涉水、長時間戶外停放接受豔陽曝曬、高緯度國家的酷寒室外環境、以及行駛途中的震動與高溫。車用相關領域的產品安全要求、故障率控管都比消費性電子更加嚴格,是個技術門檻更高的產業。
根據 Polaris、Cision 的研調數據指出,2019 年全球車用 PCB的產值約為 9.3 億美元,其實僅佔 2019 年全球 PCB,73 億美元產值的 13% 左右。但未來數年車用 PCB 的成長率卻預估將會來到 6.3%,遠遠優於整體 PCB 業的 4.3% 成長率。
目前國內外有涉足車用 PCB 領域的廠商包含了德聯、敬鵬 (2355 TW)、Roger (NYSE: ROG)、AT&S (VIE: ATS),對於概念股感興趣的讀者可以深入研究。
根據 WSTS、Mordor 的預測數據指出,2018 年全球車用半導體的產值約為 539 億美元,佔 2018 年全球半導體4690 億美元產值的 12% 左右,與通訊用半導體的 33% 相比確實不大,但未來數年車用半導體的成長率預估將會高達 18%,遠遠超過整體半導體業的 4.1% 成長率。
目前國內外有涉足車用半導體領域的廠商包含了英飛凌 (IFX.DE)、恩智浦 (NASDAQ: NXPI)、瑞薩 (TYO: 6723)、安森美 (NASDAQ: ON),對於相關概念股感興趣的讀者同樣可以深入研究。
有了上游原料廠商提供合用的材料後,接下來就要靠中游的廠商運用網通的天線技術、電磁波射頻技術等
將原料組裝製作成為 ADAS,各個系統中的毫米波雷達、光達了。
根據 Acumen 的估計,未來 5 年內車用毫米波光達的市場規模將會以 27% 的年複合成長率,從 2019 年的 5.4 億美元,到 2024 年翻揚 5 倍至 29 億美元。
儘管整體產業成長動能充沛,目前製作光達的主要公司Velodyne、LeddarTech、Luminar都未上市發行,有興趣投資的讀者還得在等等。
於此同時光達也不惶多讓,根據 Market Watch 的估計,未來 5 年內車用毫米波雷達的市場規模將會以 25% 的年複合成長率,從 2019 年的 50 億美元,到 2024 年成長 3 倍至 153 億美元。
不過這並不代表所有做毫米波雷達的廠商都將受惠,正如前面所提到的,毫米波雷達的產業趨勢正走向更高解析度的 77GHz 頻段,對於只有 24GHz 技術的廠商來說,是否真的食得這塊商機大餅,仍有待考驗。
目前涉足毫米波雷達的廠商不少,國外大廠如 Bosch (NSE: BOSCHLTD)、Continential (ETR: CTN)、Autoliv (NYSE: ALV)
國內雖也有一些如:啟碁、明泰、為升、同致 等跨足毫米波雷達的公司,但是產銷組合仍大多以24GHz 的佔比較高,77GHz 的話語權仍掌握在國外大廠手中,國內的相關廠商有待近一步的產業升級。
綜合了以上的總總分析之後,我們因此可以得到以下這個故事脈絡:ADAS 系統由於可以有效減少人員傷亡,而且是人類通往自駕車的鑰匙,絕對是未來產業的趨勢方向,在目前滲透率仍低的情況下,後續發展大有可為。
然而,在這場派對當中,上游的材料廠商並沒有因此享有太多的成長空間,無論是車用 PCB 、半導體產值的年複合成長率都不到 10%,真正受惠 ADAS 商機、享有 25%以上年成長率的,其實是那些製作高階77GHz 毫米波雷達、光達的廠商,也因此企業能否研發出相關技術,獲得未來在市場的話語權顯得至關重要。
下一篇文章當中,我們將深入介紹上述 ADAS 價值鏈當中的某間美股公司,看看他的股價究竟有甚麼能耐能夠在4 年內暴漲 3 倍驚豔全球投資者。
本文由主編的產業研究室授權轉載,原文在此