車半導體行業專題：自動駕駛穩步推進激光雷達迎發展機遇-221116（24頁）.pdf

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1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|20222022年年1111月月1616日日超配超配汽車半導體汽車半導體 1111 月專題月專題自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇核心觀點核心觀點行業研究行業研究行業專題行業專題電子電子超配超配維持評級維持評級證券分析師：胡劍證券分析師：胡劍證券分析師：胡慧證券分析師：胡慧021-60893306021-S0980521080001S0980521080002證券分析師：周靖翔證券分析師：周靖翔證券分析師：李梓澎證券分析師：李梓澎021-603754020755-S09805221000

2、01S0980522090001證券分析師：葉子證券分析師：葉子聯系人：詹瀏洋聯系人：詹瀏洋0755-81982153010-S0980522100003市場走勢資料來源：Wind、國信證券經濟研究所整理相關研究報告電子行業周報-備貨需求逐步恢復，靜待消費復蘇延續景氣上行 2022-11-14LCD 行業 11 月報-10 月、11 月面板價格止跌反彈 2022-11-14電子行業 2022 三季報業績綜述-消費電子景氣度筑底回升，悲觀情緒有所回暖 2022-11-12電子行業周報-景氣度領先財務數據筑底，關注消費電子產業鏈 2022-11-07電子行業周報-9 月國內智能機銷量同比下降 18

3、%，蘋果同比增長 26.8%2022-10-311010 月新能源月新能源乘用車乘用車環比增速放緩，前三季度電控功率模塊國產化率超環比增速放緩，前三季度電控功率模塊國產化率超49%49%。10月新能源汽車銷量71.4萬輛(YoY+86.1%,MoM+0.8%)；其中，比亞迪銷售21.78 萬輛(YoY+142.2%,MoM+8.1%)，單月銷量再次突破20萬輛；埃安銷售3.0萬輛(YoY+149%,MoM+0%)，持續領跑造車新勢力。隨著新能源汽車銷量持續走強，汽車零部件均同比提升：9 月電機電控搭載量為 59.9 萬臺(YoY+69.3%)，OBC 裝機量共52.80 萬套(YoY+131.

4、63%)；1-9 月我國新能源上險乘用車 IGBT 功率模塊國產化占比超 48.9%，其中比亞迪半導體搭載約72.4 萬套(占 21.1%)，斯達半導約 54.3 萬套(占15.8%)，時代電氣約41.1萬套(占12.0%)。激光雷達是實現自動駕駛的進階傳感器激光雷達是實現自動駕駛的進階傳感器。激光雷達是一種以激光作為輻射源的探測技術和系統，通過激光探測及點云技術實現對被測物體的主動精確測量，獲取其表面三維坐標及精確距離、速度信息，完成空間三維場景重建。相較于傳統車載傳感器，具有測距遠、精度高、角度分辨率高、受環境光照影響小等特點，能夠顯著提升自動駕駛系統的可靠性。技術路徑尚未收斂，固態技術路

5、徑尚未收斂，固態 VCSEL+SiPMVCSEL+SiPM 成為發展趨勢。成為發展趨勢。長期來看，激光雷達將會朝著小型化、高性能、低成本的純固態方案演進。固態式中，OPA 方案結合FMCW 測距法具有可直接測量待測物體速度信息、抗干擾能力強、具備大規模生產潛力等優勢，是未來重要的發展方向。發射模塊中，VCSEL 激光器生長結構更易于集成為芯片級二維陣列，制造成本低，適合大規模生產。VCSEL 與SPAD/SiPM 等光電器件的成熟與配合將不斷促進激光雷達收發模塊向陣列化、集成化發展。SoC芯片未來有望取代主控芯片。2022027 7 年全球汽車與工業領域激光雷達市場規模將增至年全球汽車與工業領

6、域激光雷達市場規模將增至 6363 億美元。億美元。據 Yole數據，21 年該領域激光雷達市場規模為21 億美元，同比增長18%；預計到27 年增至63 億美元（CAGR22-27=22%）。其中汽車ADAS 領域市場規模預計從21 年的0.38 億美元增長至 27 年的 20 億美元(CAGR22-27=73%)，成為增長的主要驅動力。國內目前已經裝備或籌劃裝備激光雷達的車型超過20 款，不同車型普遍搭載1-4顆激光雷達，隨著國產自動駕駛新車型的陸續上市，激光雷達有望上車加速。中國激光雷達產業動能強勁，國內廠商日益占據領先地位。中國激光雷達產業動能強勁，國內廠商日益占據領先地位。據Yole

7、 數據，18-22年全球ADAS前裝量產定點數量中，中國激光雷達供應商占比達到50%，居世界第一；其中禾賽科技獲得了全球27%的ADAS 前裝量產定點數量，居世界第一。在乘用車ADAS 領域，22 年預計將有超過20萬臺激光雷達交付上車，禾賽科技預計以20%出貨量占比排名第二；在L4 自動駕駛領域，21 年禾賽科技以58%的市場份額排名第一。汽車電子產業鏈相關公司：汽車電子產業鏈相關公司：斯達半導、時代電氣、聞泰科技、士蘭微、BYD半導(未上市)、東微半導、新潔能、揚杰科技、華潤微、北京君正、韋爾股份、兆易創新、峰岹科技、芯旺微(未上市)、云途半導體(未上市)、晶晨股份、芯擎科技(未上市)、芯

8、馳科技(未上市)、華為(未上市)、地平線(未上市)、長光華芯、炬光科技、永新光學、舜宇光學科技、藍特光學、奧比中光、阜時科技(未上市)、易德龍、禾賽科技(未上市)、速騰聚創(未上市)。風險提示：風險提示：自動駕駛推廣不及預期；激光雷達需求不及預期。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告2內容目錄內容目錄行業行業動態動態.5 5自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇.7 7激光雷達：實現自動駕駛的進階傳感器.7技術路徑尚未收斂，固態 VCSEL+SiPM 成為發展趨勢.8激光雷達市場規模有望快速提升，上車進程提速.18中國激光雷達產

9、業動能強勁以禾賽科技為例.19免責聲明免責聲明.2323VXdYmUiXeXgYmM1VmVvW7NbP9PoMpPsQnPeRoPqRkPmNpQ9PmMyRvPmPqMNZrNyR請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告3圖表圖表目錄目錄圖1：2019-2022 年全國新能源汽車產銷量情況（萬輛）.5圖2：全國新能源汽車市場銷量（按動力，萬輛）.5圖3：全國乘用車新能源汽車零售市場情況（按車型，萬輛）.5圖4：Ouster Flash 激光雷達示意圖.7圖5：激光雷達測距原理示意圖.7圖6：激光雷達點云示意圖.7圖7：激光雷達核心模塊示意圖.9圖8：EEL 芯片

10、示意圖.9圖9：VCSEL 芯片示意圖.9圖10：2021 年汽車與工業領域不同波長激光雷達市場份額.10圖11：采用不同激光光源的激光雷達廠商.11圖12：機械式激光雷達原理示意圖.11圖13：禾賽科技 Pandar128 機械式激光雷達.11圖14：半固態式激光雷達原理示意圖.12圖15：禾賽科技 AT128 半固態式激光雷達.12圖16：固態式激光雷達原理示意圖.12圖17：禾賽科技 FT120 固態式激光雷達.12圖18：2021 年汽車與工業領域不同掃描模塊激光雷達市場份額.13圖19：采用不同掃描模塊的激光雷達廠商.13圖20：三角測距法原理示意圖.14圖21：ToF 測距法原理示

11、意圖.14圖22：FMCW 測距法原理示意圖.15圖23：不同光電二極管伏安特性曲線電壓工作區間示意圖.16圖24：不同探測器微觀原理示意圖.16圖25：SiPM 簡化電路結構示意圖.16圖26：采用不同接收模塊的激光雷達廠商.17圖27：激光雷達專用芯片及功能模塊示意圖.17圖28：2005-2035 年車載激光雷達技術路線圖.18圖29：2021-2027 年全球激光雷達在汽車與工業領域市場規模及預測.18圖30：2018-2022 年全球 ADAS 前裝量產定點數量各國占比.20圖31：2018-2022 年全球 ADAS 前裝量產定點數量各廠商占比.20圖32：2022 年 ADAS

12、激光雷達出貨量預測及各廠商占比.20圖33：2021 年自動駕駛汽車領域激光雷達廠商市場份額.21圖34：不同 L4 自動駕駛汽車公司采用激光雷達情況.21圖35：禾賽科技 AT128 激光雷達關鍵參數.21圖36：禾賽科技 FT120 激光雷達爆炸示意圖.22請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告4表1：2022 年 9 月全國新能源汽車電驅動OBC 市場情況.6表2：我國 22 年 1-9 月新能源上險乘用車功率模塊市場份額情況.6表3：不同傳感器優缺點對比.8表4：不同激光器性能及參數對比.10表5：激光雷達上車計劃.19證券研究報告證券研究報告行業行業動態

13、動態1010 月新能源月新能源汽車銷量汽車銷量繼續增長，比亞迪單月銷量環比仍增長繼續增長，比亞迪單月銷量環比仍增長。根據中汽協數據，我國 10 月新能源汽車產銷量繼續保持環比增長，單月銷量 71.4 萬輛(YoY+86.1%,MoM+0.8%)。其中，比亞迪銷量 21.78 萬輛(YoY+142.2%,MoM+8.1%)，埃安銷售 3.0 萬輛(YoY+149%,MoM+0%)，哪吒 1.80 萬輛(YoY+122%,MoM+0%)，AITO1.20 萬輛(MoM+18%)，理想 1.01 萬輛(YoY+31%,MoM-13%)，蔚來 1.01 萬輛(YoY+174%,MoM-8%)，極氪 1

14、.01 萬輛(YoY+4985%,MoM+22%)，零跑 0.70 萬輛(YoY+92%,MoM-36%)，小鵬 0.51 萬輛(YoY-50%,MoM-40%)。圖1：2019-2022 年全國新能源汽車產銷量情況（萬輛）資料來源：中汽協、國信證券經濟研究所整理圖2：全國新能源汽車市場銷量（按動力，萬輛）圖3：全國乘用車新能源汽車零售市場情況（按車型，萬輛）資料來源：中汽協、國信證券經濟研究所整理資料來源：乘聯會，國信證券經濟研究所整理（汽車可分為 A00、A0、A、B、C、D 等級別，根據軸距、排量、重量等劃分：A00 級-軸距 2-2.2m，排量小于 1L；A0 級-軸距 2.3-2.4

15、5m，排量 1-1.6L。A 級-軸距:2.45-2.65m，排量:1.6-2.0L;B 級-軸距 2.6-2.75 米，排量 1.8-2.4L;C 級-軸距:2.7-2.8m，排量 2-3L;D 級-軸距大于2.8m，排量 3.0L 以上。）證券研究報告證券研究報告1010 月新能源乘用車市場月新能源乘用車市場環比增速放緩環比增速放緩。據乘聯會統計，9 月純電動批發銷量 67.6萬輛，同比增長 85.8%，環比增 0.4%；插電混動銷量 17.3 萬輛，占比繼續提升至24%。10 月 B 級電動車銷量 13.2 萬輛，同比增長 62%，環比下降 8%，占純電動 26%。純電動 A00+A0

16、占比增加，其中 A00 級批發銷量 12.8 萬輛，占純電動 25%；A0 級批發銷量 10 萬輛，占純電動 20%；A 級電動車占純電動份額 27%；各級別電動車比例相對均衡。9 9 月新能源乘用車電機電控搭載量為月新能源乘用車電機電控搭載量為 59.959.9 萬臺萬臺(YoY+69.3%)(YoY+69.3%)，OBCOBC 裝機量共裝機量共 52.852.80 0萬套萬套(YoY(YoY+1+131.63%)31.63%)。在電控系統方面，三合一電驅動系統搭載量為 37.98 萬臺(YoY+81.7%)，占比達 63.4%，其中弗迪動力、特斯拉占比均超 20%，中車時代電氣增速最快，占

17、比持續提升。OBC 市場穩步增長，其中華為進入 OBC 市場從無到有，實現 1202.6%的增幅，特斯拉供應量快速提升。表1：2022 年 9 月全國新能源汽車電驅動OBC 市場情況電機控制配套企業電機控制配套企業 TOPTOP1010（當月）（當月）新能源汽車乘新能源汽車乘用車用車 OBCOBC 裝機量裝機量 TOPTOP1010（當月）（當月）市場份額市場份額裝機量（萬臺）裝機量（萬臺）同比增加同比增加市場份額市場份額裝機量（萬套）裝機量（萬套）同比增加同比增加弗迪動力弗迪動力30.2%18.06174.3%弗迪動力弗迪動力29.3%15.49155.3%特斯拉特斯拉15.3%9.1369

18、.3%威邁斯威邁斯17.9%9.4769.5%英博爾英博爾5.7%3.40219.4%特斯拉特斯拉14.6%7.6948.0%日本電產日本電產5.6%3.3277.3%富特科技富特科技7.4%3.8919.2%聯合電子聯合電子4.9%2.9254.6%英搏爾英搏爾7.2%3.81140.7%匯川技術匯川技術4.5%2.68-3.6%欣悅科技欣悅科技5.5%2.9058.2%陽光電動力陽光電動力4.1%2.429.6%科世達科世達3.4%1.7950.7%中車時代電氣中車時代電氣4.1%2.26335.2%鐵城科技鐵城科技3.3%1.74-43.0%蔚來驅動科技蔚來驅動科技3.6%2.174.2

19、%HUAWEIHUAWEI3.3%1.73500%巨一動力巨一動力2.6%1.5319.6%力華力華2.8%1.47241.2%資料來源：NE 研究院、國信證券經濟研究所整理20222022 年年 1-91-9 月我國新能源上險乘用車月我國新能源上險乘用車 IGBTIGBT 功率模塊中國產供應商斯達半導、比功率模塊中國產供應商斯達半導、比亞迪半導體、中車時代電氣合計占比超亞迪半導體、中車時代電氣合計占比超 48.9%48.9%。據 NE 時代統計，1-9 月我國新能源上險乘用車功率模塊搭載量約 343.13 萬套，其中比亞迪半導體搭載約 72.4 萬套（占 21.1%），斯達半導約 54.3

20、萬套（占 15.8%），時代電氣約 41.1 萬套（占12.0%），預計國產化率將隨各家產能釋放環比提升。表2：我國 22 年 1-9 月新能源上險乘用車功率模塊市場份額情況供應商供應商市場份額市場份額配套量（萬套）配套量（萬套）同比增長同比增長英飛凌英飛凌25.7%88.655.8%比亞迪半導體比亞迪半導體21.1%72.4195.9%斯達斯達15.8%54.3108.1%中車時代中車時代12.0%41.1431.5%意法意法9.2%32.063.5%安森美安森美5.9%20.3255.0%博世博世4.3%14.7138.3%富士電機富士電機2.5%8.5400.0%博格華納博格華納1.4%

21、4.868.7%日立日立0.8%2.8-32.3%資料來源：NE 時代，國信證券經濟研究所整理注：該統計數據為上險數據，僅包含零售乘用車大批量供貨數據，不包含渠道批發、小批量供貨、物流車及大巴車等供貨情況。證券研究報告證券研究報告自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇自動駕駛穩步推進，激光雷達迎發展機遇激光雷達：實現自動駕駛的進階傳感器激光雷達：實現自動駕駛的進階傳感器激光雷達（激光雷達（LightLight DetectionDetection andand Ranging,Ranging,LiDARLiDAR）是一種以激光作為輻射源的）是一種以激光作為輻射源的探測技術和系統，探測技術和系統，

22、能夠通過激光器和探測器組成的收發陣列，發射激光光束并接收回波信號，對所處環境進行實時感知；結合測量周圍物體的位置、距離、角度等相關數據，直接獲取被測物體表面三維坐標及精確距離、速度信息，實現空間三維場景重建。此外，通過結合預先采集的高精地圖，可實現高精度定位與導航。圖4：Ouster Flash 激光雷達示意圖資料來源：Ouster 官網，艾瑞咨詢，國信證券經濟研究所整理激光雷達通過激光探測及點云技術實現對被測物體的主動精確測量激光雷達通過激光探測及點云技術實現對被測物體的主動精確測量。點云測繪技術是指通過大量離散點集合來表示空間內物體坐標和分布的一種技術，點云通常包含有位置、反射率、時間戳等

23、信息。激光雷達發射端在激勵源的作用下，向被測物體發射激光并在表面引起散射，其中一部分光反射回接收模塊并被光電探測器接收，經由信號調理電路傳輸到信息處理系統進行處理計算，實現測距功能。同時，激光雷達在較短時間內對被測物體不斷掃描所獲的三維坐標，以掃描點形式反映分布在三維空間中形成點云，進而通過數據建模和成像處理，能夠得到精確的三維立體圖像。圖5：激光雷達測距原理示意圖圖6：激光雷達點云示意圖資料來源：濱松官網，國信證券經濟研究所整理資料來源：速騰聚創官網，國信證券經濟研究所整理證券研究報告證券研究報告當前，應用于智能汽車周圍環境感知的主流傳感器包括攝像頭、毫米波雷達、超攝像頭、毫米波雷達、超聲波

24、雷達和激光雷達聲波雷達和激光雷達。攝像頭攝像頭是一種畫面傳感器，主要功能是拍攝、識別目標物體，提供視覺信息。攝像頭能夠通過拍攝獲取車輛周圍的實景畫面，提取出形狀、顏色等信息，通過深度學習算法對車輛、行人、標識等進行識別。攝像頭具有較高的角度分辨率，但受光照影響較大，目標識別與測距準確度方面對算法有較強依賴。毫米波雷達毫米波雷達采用發射毫米波段電磁波的方式，根據發射頻率與接收頻率之差，對相對距離、速度、方向等進行測量。毫米波雷達就有同時測距和測速的功能，有效探測距離可達 200 米，但是單顆角度分辨能力較弱，對非金屬材料的探測靈敏度較弱，導致在人車混雜場景中對行人探測效果不佳。超聲波雷達超聲波雷

25、達采用發射聲波脈沖的方式，根據發射波和回波之間的時間差，對距離進行測量。超聲波經由障礙物反射，通過接收、放大、轉換數字信號等步驟完成測距。超聲波雷達成本相對較低，但其有效探測距離通常小于 5 米，無法對中遠距離物體進行測量。相較于其他傳感器，激光雷達具有測距遠激光雷達具有測距遠、精度高精度高、角度分辨率高角度分辨率高、受環境光照受環境光照影響小等特點，影響小等特點，同時可直接獲得被測物體的位置信息，無需依賴深度學習算法，能夠顯著提升自動駕駛系統的可靠性。表3：不同傳感器優缺點對比傳感器傳感器優點優點缺點缺點攝像頭攝像頭成本相對較低；圖像信息豐富；可識別物體屬性（如顏色等）。極依賴光線，夜間及逆

26、光下效果不佳；易受惡劣天氣影響（如暴雨、濃霧等）；難以精確測距。毫米波雷達毫米波雷達全天候工作，性能穩定；金屬表面反射性良好；測速精確，分辨率較高。部分環境易受干擾；無法檢測物體屬性；非金屬表面檢測不佳（如人、紙箱等）。超聲波雷達超聲波雷達成本相對較低；部分特殊物體表面也能反射（如玻璃、水面等）。探測距離較短；受風影響較大；能被某些物體吸收（如雪等）。激光雷達激光雷達精度高，分辨率高，測距范圍大；抗干擾能力較強，夜間環境下也能使用；非金屬表面反射性良好。易受惡劣天氣影響（如暴雨、暴雪等）；能穿過透明物體（如玻璃等）；成本昂貴。資料來源：基于激光雷達和毫米波雷達融合的目標檢測方法研究，3d to

27、f，國信證券經濟研究所整理技術路徑尚未收斂，固態技術路徑尚未收斂，固態 VCSEL+SiPMVCSEL+SiPM 成為發展趨勢成為發展趨勢激光雷達核心模塊包括發射模塊激光雷達核心模塊包括發射模塊、接收模塊接收模塊、掃描模塊掃描模塊（機械式和半固態式機械式和半固態式）和和主控模塊。主控模塊。其中，發射模塊包括激光器及驅動、發射光學系統，用于發射探測激光束；接收模塊包括接收光學系統、探測器及模擬前端，用于探測反射信號并進行放大；掃描模塊包括掃描器及驅動，主要用于機械式和半固態式激光雷達中，實現發射光束的偏轉掃描；主控模塊涉及時序控制、波形算法處理、其他功能模塊控制、生成點云數據等功能。證券研究報告

28、證券研究報告圖7：激光雷達核心模塊示意圖資料來源：禾賽科技招股書，國信證券經濟研究所整理發射模塊中發射模塊中，激光光源是核心器件之一激光光源是核心器件之一，半導體激光器是常用光源半導體激光器是常用光源。半導體激光器使用半導體材料作為工作物質，采用半導體工藝實現激光輸出。半導體激光器根據諧振腔制造工藝的不同，分為邊發射激光器（Edge Emitting Laser,EEL）和垂直腔面發射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL）。EELEEL 激光器激光器的激光發射方向平行于晶圓表面，在芯片的兩側鍍光學膜形成諧振腔，激光平行于襯底表面發出。

29、VCSELVCSEL 激光器激光器的激光發射方向垂直于晶圓表面，在芯片的上下兩面鍍光學膜形成諧振腔，激光垂直于襯底表面發出。圖8：EEL 芯片示意圖圖9：VCSEL 芯片示意圖資料來源：長光華芯招股書，國信證券經濟研究所整理資料來源：長光華芯招股書，國信證券經濟研究所整理證券研究報告證券研究報告激光光源選擇需綜合考慮激光雷達的技術方案激光光源選擇需綜合考慮激光雷達的技術方案、實際應用環境實際應用環境、性能及成本需求性能及成本需求等因素。等因素。EEL 激光器具有高發光功率密度和高脈沖峰值功率，芯片輸出功率及電光效率較高，適用于 APD（雪崩式光電二極管）探測器。VCSEL 激光器具有低閾值電流

30、、穩定單波長工作、可調頻調制、波長漂移小等優點，生長結構更易于集成為芯片級二維陣列，制造成本低，適合大規模生產，適用于 SPAD（單光子雪崩二極管）探測器陣列。表4：不同激光器性能及參數對比激光器激光器EELEELVCSELVCSEL功率功率nsns 脈沖脈沖 120W120W發光面積發光面積點光源大面積功率密度功率密度高中光束質量光束質量非對稱/中發散度對稱/低發散度（芯片級對稱，可實現封裝級不對稱分布）溫漂系數溫漂系數0.25nm/K0.07nm/K光譜寬度光譜寬度3-8nm1-2nm切換時間切換時間幾納秒幾納秒發射方向發射方向側視頂視資料來源：歐司朗光電半導體，國信證券經濟研究所整理常見

31、的車載激光雷達波長為常見的車載激光雷達波長為 905nm905nm 或或 1550nm1550nm，以以 905nm905nm 較為主流較為主流。據 Yole 數據，在 2021 年汽車與工業領域激光雷達市場份額中，905nm 占 69%，1550nm 占 14%。905nm 光源優勢在于接收端可以使用硅基探測器，具有低成本、工藝成熟等優點；但其在 10%反射率下最大探測距離多為 150-200 米，已接近人眼安全限制功率下的極限探測距離。而 1550nm 光源相較于人眼更加安全，此波長下可以使用更大的光功率來實現更遠的探測距離，但成本上相對更加昂貴。圖10：2021 年汽車與工業領域不同波長

32、激光雷達市場份額資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理短期內大多數激光雷達廠商選擇使短期內大多數激光雷達廠商選擇使用用905n905nm m波長波長的的EEEEL L激光器結激光器結合合ToToF F探測技術探測技術，因為其具有較為現成的可用性，可為車載激光雷達大規模商用提供較高性價比，同時也有部分廠商在近距離 Flash 激光雷達中使用 VCSEL 激光器。未來，FMCW 探測技術不斷成熟將帶動 1550nm 光源、固態式激光雷達推進將帶動 VCSEL 激光器成為實現高性能激光雷達量產解決方案的選擇。證券研究報告證券研究報告圖11：采用不同激光光源的激光雷達廠商資料來源：Yole，國信證

33、券經濟研究所整理根據技術架構的差異及掃描方式的不同，激光雷達主要分為機械式激光雷達、半機械式激光雷達、半固態式激光雷達以及固態式激光雷達固態式激光雷達以及固態式激光雷達。機械式激光雷達機械式激光雷達又稱機械旋轉式激光雷達，通過電機帶動收發模塊、掃描模塊同時進行整體旋轉，實現對空間視場 360范圍的覆蓋掃描。由于機械式激光雷達帶有機械式轉臺，因此存在物理磨損、壽命較短、體積較大等缺點。圖12：機械式激光雷達原理示意圖圖13：禾賽科技 Pandar128 機械式激光雷達資料來源：艾瑞咨詢，國信證券經濟研究所整理資料來源：禾賽科技官網，國信證券經濟研究所整理半固態式激光雷達半固態式激光雷達的收發模塊

34、靜止，僅掃描模塊發生機械運動，掃描模塊通過轉鏡、棱鏡或 MEMS（微振鏡）等結構的運動，完成發射光束的空間偏轉，從而實現掃描和探測。由于半固態式激光雷達收發模塊與掃描模塊解耦，體積更為緊湊，適用于部分視場角（如前向）的探測。轉鏡、棱鏡方案中，電機帶動對應光學部件進行運動，從而將光束反射至空間一定范圍中實現掃描。MEMS 方案中，反射鏡在內的機械部件利用半導體工藝全部集成在單個芯片上，通過驅動信號來控制反射鏡的擺動或偏移，實現對發射光束的控制，因此具有體積小、頻率高、振幅小、可靠性強等優點。證券研究報告證券研究報告圖14：半固態式激光雷達原理示意圖圖15：禾賽科技 AT128 半固態式激光雷達資

35、料來源：艾瑞咨詢，國信證券經濟研究所整理資料來源：禾賽科技官網，國信證券經濟研究所整理固態式激光雷達固態式激光雷達內部無任何機械運動模塊，不含機械掃描器件，體積最為緊湊，適用于部分視場角（如前向）的探測。固態式激光雷達包括 Flash 方案、OPA（Optical Phase Array）方案等。Flash 方案，即泛光面陣式方案，通過短時間內直接發射出一大片激光覆蓋探測區域，再利用高靈敏度探測器接收反射光，記錄每個像素點的飛行時間并進行成像，從而完成測距及對環境信息的采集。OPA 方案，即光學相控陣方案，由若干發射接收單元組成陣列，通過調節陣列移相器中每個移相器的相位，利用相干原理，在特定方

36、向上產生互相加強的干涉光束，從而實現發射光的偏轉及一定空間范圍內的掃描。圖16：固態式激光雷達原理示意圖圖17：禾賽科技 FT120 固態式激光雷達資料來源：艾瑞咨詢，國信證券經濟研究所整理資料來源：禾賽科技官網，國信證券經濟研究所整理據據 YoleYole 數據數據，在在 20212021 年汽車與工業領域激光雷達市場份額中年汽車與工業領域激光雷達市場份額中，機械式機械式、MEMSMEMS 方方案、案、FlashFlash 方案占比分別為方案占比分別為 66%66%、17%17%、10%10%。雖然目前市場份額中仍以機械式為主，但其體積、壽命等缺點難以滿足車規要求。MEMS 方案等半固態式激

37、光雷達產品成熟度較高、易過車規，逐漸成為車企的主流選擇。FLash 方案具有體積小、精度高、速度快等優點，是目前固態式激光雷達的主流方案。OPA 方案由于存在旁瓣效應，加工精度要求高，制造工藝難度大，進展相證券研究報告證券研究報告對緩慢；但 OPA 方案結合 FMCW 測距法具有可直接測量待測物體速度信息、抗干擾能力強、具備大規模生產潛力等優勢，是未來重要的發展方向。圖18：2021 年汽車與工業領域不同掃描模塊激光雷達市場份額資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理圖19：采用不同掃描模塊的激光雷達廠商資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理根據測距方法的不同，激光雷達測距方法主要包括三

38、角測距法三角測距法、飛行時間飛行時間（TimeTime ofofFlight,Flight,ToFToF）測距法以及測距法以及基于相干探測的連續調頻（基于相干探測的連續調頻（FrequencyFrequency ModulatedModulatedContinuousContinuous Wave,Wave,FMCWFMCW）測距法。）測距法。三角測距法三角測距法以一定角度發射的激光照射在目標物后，在另一角度對反射光進行成像，位置傳感器接收物體表面反射的成像光斑，當物體沿激光方向移動時，光斑產生移動，根據物體在攝像頭感光面上的位置通過三角幾何原理推導出目標物距離。三角測距法測量精度相對較低，但

39、具有成本低的優勢。證券研究報告證券研究報告圖20：三角測距法原理示意圖資料來源：3d tof，國信證券經濟研究所整理ToFToF 測距法測距法通過記錄發射一束激光脈沖與探測器接收到回波信號的時間差，基于光在空氣中的傳播速度，直接計算目標物與傳感器之間的距離。ToF 法具有響應速度快、探測精度高的優勢。圖21：ToF 測距法原理示意圖資料來源：3d tof，國信證券經濟研究所整理FMCWFMCW 測距法測距法采用相干檢測技術，利用調頻連續波進行相干探測，完成對目標的距離及速度（多普勒頻移）的同時探測。FMCW 法將發射激光的光頻進行線性調制，通過回波信號與參考光進行相干拍頻得到頻率差，從而間接獲

40、得飛行時間反推目標物距離。FMCW 激光雷達具有可直接測量速度信息以及抗干擾（包括環境光和其他激光雷達）的優勢。證券研究報告證券研究報告目前，ToF 法是市場上車載長距激光雷達的主流方案；而 ToF 法與 FMCW 法均能實現室外陽光下 100-250 米的較遠測程。相較于 ToF 法，FMCW 法能夠響應被測物體運動所引起的多普勒頻移，提供瞬時的視向速度信息，為自動駕駛中目標識別算法體用了額外的判斷維度，因此與 OPA 方案結合是未來重要的發展方向。圖22：FMCW 測距法原理示意圖資料來源：3d tof，國信證券經濟研究所整理根據選用光電探測器的不同，激光雷達接收模塊主要包括 PDPD（P

41、INPIN DiodeDiode）光電）光電二極管二極管、APDAPD（AvalancheAvalanche PhotoPhoto DiodeDiode）雪崩式光電二極管雪崩式光電二極管、SPADSPAD（SingleSingle PhotonPhotonAvalancheAvalanche DiodeDiode）單光子雪崩二極管和）單光子雪崩二極管和 SiPMSiPM（SiliconSilicon Photo-MultiplierPhoto-Multiplier）硅）硅光電倍增管。光電倍增管。與普通二極管反向截止特性不同，光電二極管光電二極管在反向電壓作用下工作，無光照時存在微弱暗電流，有光

42、照時迅速增大為光電流，將光信號轉化為電信號。PD、APD、SPAD 均是基于 PN 結的光電二極管，工作在不同的電壓區間。PINPIN 是在 PN 結的 P 區與 N 區之間摻入濃度很低的 I 型半導體，吸收光輻射而產生光電流的一種光電探測器。PIN 施加較小的反向偏置電壓后，耗盡區在本征層中擴展，穩定后無移動的電荷載流子。當光子進入 I 區被吸收后產生電子-空穴對，在耗盡區勢壘電場作用下電荷載流子沿相反方向移動，從而產生電流。APDAPD 工作在線性模式（Linear Mode），偏置電壓較高，接近但低于反向擊穿電壓。通過施加反向電壓產生內部增益，當光子進入后，二極管將產生較大電流，因此可以

43、測量低水平的光信號，同時具備較好的線性。相較于 PIN，APD 具有更高信噪比、快速相應、低暗電流和高靈敏度的特點。SPADSPAD 工作在蓋革模式（Geiger Mode），偏置電壓高于擊穿電壓。即使僅一個光子進入后，二極管持續處于反向擊穿狀態，產生特定于元件的飽和輸出電流，表現出無窮大的增益，因此具備單光子探測能力。證券研究報告證券研究報告圖23：不同光電二極管伏安特性曲線電壓工作區間示意圖圖24：不同探測器微觀原理示意圖資料來源：知乎 PIPI，國信證券經濟研究所整理資料來源：知乎 PIPI，國信證券經濟研究所整理SiPMSiPM 是由多個工作在蓋革模式下的 SPAD 傳感器陣列組成的新

44、型光電探測器件。根據 SiPM 的電路結構圖顯示，其作為一個像素的基本單元是蓋革模式下的 SPAD與淬滅電阻的組合，通過排列和連接進而形成大量的二維陣列。與只能檢測單個光子的 SPAD 不同，SiPM 通過基本單元克服單光子限制，具有在高動態范圍內的多光子檢測能力。圖25：SiPM 簡化電路結構示意圖資料來源：安森美官網，國信證券經濟研究所整理APD 是最早用于車載激光雷達的光電探測器之一，已被大多數廠商采用。SPAD 具有靈敏度高、噪聲低、時間分辨率高等優勢，并且能夠進行單片集成或封裝級集成，實現片上系統。SiPM 由于工藝難度較高雖暫未大規模采用，但其具備高增益、高靈敏度、高檢測效率等優點

45、，具備高性能光子計數能力，能夠完成從單個光子到數千個光子的檢測應用，隨著未來工藝水平的提高，將會成為重要的發展方向。證券研究報告證券研究報告圖26：采用不同接收模塊的激光雷達廠商資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理主控模塊中，主控模塊中，FPGAFPGA（現場可編程邏輯門陣列）芯片是激光雷達常用的主控芯片（現場可編程邏輯門陣列）芯片是激光雷達常用的主控芯片，SoCSoC（片上系統片上系統）芯片是發展趨勢芯片是發展趨勢。為實現主控模塊所涉及的時序控制、波形算法處理、其他功能模塊控制、生成點云數據等功能，激光雷達專用芯片包括激光驅動芯片、模擬前端芯片、數字化技術芯片及主控芯片等。激光驅動芯片

46、能夠驅動激光器發射激光脈沖；模擬前端芯片實現接收信號通道選通以及模擬信號放大功能；數字化芯片實現模擬信號到數字信號的轉化；FPGA、MCU（單片機）、DSP（數字信號處理）芯片等可作為主控芯片，對其他芯片進行統籌處理。此外，SoC 芯片能夠將所有模塊的芯片集成到一起，單片集成探測器、前端電路、波形數字化、算法處理、脈沖控制等功能，未來有望取代主控芯片。圖27：激光雷達專用芯片及功能模塊示意圖資料來源：禾賽科技招股書，國信證券經濟研究所整理證券研究報告證券研究報告固態固態 VCSEL+SiPMVCSEL+SiPM 是未來激光雷達的發展趨勢。是未來激光雷達的發展趨勢。目前激光雷達各技術路徑尚未收斂

47、，各家廠商均在探索不同的發展方向。長期來看，固態激光雷達不存在任何運動裝置，性能穩定、可靠性強，因此激光雷達未來將會朝著小型化、高性能、低成本的純固態方案演進。隨著半導體工藝在激光雷達模塊中的不斷應用，未來VCSEL 與 SPAD/SiPM 等光電器件的成熟與配合將不斷促進激光雷達收發模塊向陣列化、集成化發展。圖28：2005-2035 年車載激光雷達技術路線圖資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理激光雷達市場規模有望快速提升，上車進程提速激光雷達市場規模有望快速提升，上車進程提速據據 YoleYole 數據數據，20212021 年全球汽車與工業領域的激光雷達市場規模為年全球汽車與工業領

48、域的激光雷達市場規模為 2121 億美元億美元，同同比增長比增長 18%18%。Yole 預測到 2027 年該領域市場規模將增長至 63 億美元，對應2022-2027 年 CAGR 為 22%。其中，在汽車 ADAS 領域的應用將是增長的主要驅動力，該領域的市場規模預計將從 2021 年的 0.38 億美元增長至 20 億美元，成為激光雷達行業最大的應用領域，對應 2022-2027 年 CAGR 將達 73%。圖29：2021-2027 年全球激光雷達在汽車與工業領域市場規模及預測資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理證券研究報告證券研究報告隨著國產自動駕駛新車型的陸續上市隨著國產自

49、動駕駛新車型的陸續上市，激光雷達有望加速上車激光雷達有望加速上車。作為大多數車企的選擇方案，越來越多的車企部署激光雷達。據創道咨詢統計，目前已經裝備或籌劃裝備激光雷達的車型超過 20 款，既有長城、上汽、廣汽等傳統車企，也有蔚來、理想、小鵬等造車新勢力。不同車型普遍搭載 1-4 顆激光雷達，供應商多為禾賽科技、速騰聚創、華為、大疆等國產激光雷達廠商。表5：激光雷達上車計劃序號序號車廠車廠車型車型車型狀態車型狀態 激光雷達顆數激光雷達顆數激光雷達廠商激光雷達廠商激光雷達配置激光雷達配置1蔚來ET7交付1Innovusion獵鷹半固態，探測距離 150 米，橫向視場角可達 120，縱向視場角 25

50、2蔚來ET5預售1Innovusion獵鷹半固態，1550nm 光源3蔚來ES7交付1Innovusion獵鷹半固態，1550nm 光源4理想L9在售1禾賽科技AT128，128 線，一維轉鏡方案5理想X01在研1禾賽科技AT128，128 線6小鵬P5在售2大疆Livox 車規級激光雷達，雙棱鏡掃描方案，探測距離 150 米，橫向視場角可達 120，縱向視場角 25，角分辨率為 0.18*0.237小鵬G9預售2速騰聚創M1，MEMS8長城沙龍機甲龍預售4華為96 線混合固態，FOV 視場角為橫向 120、縱向 25，分別分布于車輛四周，實現 360點云覆蓋9魏牌 WEY摩卡 DHT-PHE

51、V在售2速騰聚創125 線10上汽飛凡R7預售1Luminar全球首發量產的 Luminar 1550nm 激光雷達11上汽智己LS7在研2速騰聚創車頂配有12廣汽埃安AION LX Plus在售3速騰聚創RS-LiDAR-M1 智能固態激光雷達，兩輪眉+車頂端的“三維”布局方式13廣汽傳祺EMKOO 影酷預售3一徑科技固態14集度Robo 01在研2禾賽科技AT128，128 線，一維轉鏡方案，分別位于前艙兩側，并且會自動升降15威馬M7發布3速騰聚創自動變焦高精超視固態激光雷達16阿維塔阿維塔 11預售3華為96 線半固態，MEMS 微振鏡方案，分別在車頭下部以及兩側前翼子板位置17極狐阿

52、爾法 S HI 版在售3華為固態18哪吒哪吒 S預售2華為固態，集成在前保險杠里面19高合HiPhi Z預售1禾賽科技AT128，128 線20極氪新款極氪 001極氪 009在研1速騰聚創車頂位置（已戰略合作，未官宣）21吉利路特斯Eletre在研4禾賽科技速騰聚創位于前擋風玻璃頂部（禾賽長距激光雷達），以及兩側的前輪拱（速騰聚創短距激光雷達），為伸縮式激光雷達22騰勢INCEPTION在研2速騰聚創前杠下方的左右兩側23小米集團-在研數顆禾賽科技1 顆混合固態主雷達，數顆全固態雷達資料來源：創道咨詢，國信證券經濟研究所整理中國激光雷達產業動能強勁中國激光雷達產業動能強勁以禾賽科技為例以禾賽

53、科技為例據據 YoleYole 數據，數據，2018-20222018-2022 年全球年全球 ADASADAS 前裝量產定點數量中，中國激光雷達供應前裝量產定點數量中，中國激光雷達供應商占比達到商占比達到 50%50%，居世界第一，居世界第一，大幅領先于法國、美國、德國、日本、以色列等擁有激光雷達企業的國家和地區。隨著國內乘用車市場激光雷達的加速上車，中國激光雷達廠商與整車廠商合作將更加緊密，從而進一步推動激光雷達產業發展。禾賽科技獲得了全球禾賽科技獲得了全球 27%27%的的 ADASADAS 前裝量產定點數量前裝量產定點數量，居世界第一居世界第一。從供應商來看，禾賽科技、速騰聚創、華為分

54、別占全球 ADAS 前裝量產定點數量的 27%、16%、5%，分別位居第一、三、五名。隨著中國新能源汽車行業及智能駕駛行業的強勢崛起，預計以禾賽科技為代表的激光雷達廠商市場份額將持續擴大，在重塑全球激光雷達行業競爭格局的同時，不斷成長為該行業的領先企業。證券研究報告證券研究報告圖30：2018-2022 年全球 ADAS 前裝量產定點數量各國占比圖31：2018-2022 年全球 ADAS 前裝量產定點數量各廠商占比資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理在乘用車在乘用車 ADASADAS 領域領域，20222022 年預計將有超過年預計將有超過 2

55、020 萬臺激光雷達交付上車萬臺激光雷達交付上車，禾賽科技禾賽科技出貨量排名第二。出貨量排名第二。據 Yole 預測，2022 年 ADAS 激光雷達出貨量約 22.1 萬臺，前五名廠商占比達 84%，有三家來自中國。其中，禾賽科技占比約 20%，排名第二，僅次于占比約 29%的法雷奧。速騰聚創、華為等國內廠商出貨量亦居第三、四名。圖32：2022 年 ADAS 激光雷達出貨量預測及各廠商占比資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理在在 L4L4 自動駕駛領域自動駕駛領域，20212021 年禾賽科技激光雷達市場份額排名第一年禾賽科技激光雷達市場份額排名第一。據 Yole 數據，2021 年

56、激光雷達在 L4 自動駕駛領域市場規模達 1.2 億美元，同比增長 11%。其中，禾賽科技市場份額占比達 58%，排名第一，是第二名 Waymo 份額的兩倍以上。此外，幾乎所有頭部 L4 自動駕駛公司均選用禾賽科技相關產品，包括 Cruise、Apollo、Zoox 等國內外知名廠商。證券研究報告證券研究報告圖33：2021 年自動駕駛汽車領域激光雷達廠商市場份額圖34：不同 L4 自動駕駛汽車公司采用激光雷達情況資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理資料來源：Yole，國信證券經濟研究所整理20212021 年年 8 8 月月，禾賽科技發布面向禾賽科技發布面向 ADASADAS 前裝量產

57、的長距混合固態激光雷達前裝量產的長距混合固態激光雷達 AT128AT128。該款產品是當時市場上唯一同時滿足遠距（200m10%）和超高點頻（153 萬每秒，單回波）的車規級前裝量產激光雷達，推出時已獲得多家頂級汽車廠商總計超過150 萬臺的定點，合作伙伴包括理想、集度、高合、路特斯等著名汽車品牌，并已在 2022 年陸續進入量產和交付階段。圖35：禾賽科技 AT128 激光雷達關鍵參數資料來源：禾賽科技官網，國信證券經濟研究所整理20222022 年年 1111 月，禾賽科技發布面向月，禾賽科技發布面向 ADASADAS 前裝量產的純固態近距補盲激光雷前裝量產的純固態近距補盲激光雷達達FT1

58、20FT120。該款產品內部無運動部件，大幅提升產品的可靠性、生產效率及量產一致性。FT120 擁有 10075超廣角視場和零盲區的優勢，最大量程為 100 米，擁有 192,000 點/秒的點頻（單回波模式下）和 160(H)120(V)的全局分辨率，能夠探測周邊環境的豐富信息，與遠距 AT128 形成完整的車規級激光雷達解決方案。目前 FT120 已獲得多家主機廠總計超過 100 萬臺的定點，預計 2023 年下半年量產交付。證券研究報告證券研究報告圖36：禾賽科技 FT120 激光雷達爆炸示意圖資料來源：禾賽科技官網，國信證券經濟研究所整理證券研究報告證券研究報告免責聲明免責聲明分析師聲

59、明分析師聲明作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道；分析邏輯基于作者的職業理解，通過合理判斷并得出結論，力求獨立、客觀、公正，結論不受任何第三方的授意或影響；作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬，特此聲明。國信證券投資評級國信證券投資評級類別類別級別級別說明說明股票股票投資評級投資評級買入股價表現優于市場指數 20%以上增持股價表現優于市場指數 10%-20%之間中性股價表現介于市場指數 10%之間賣出股價表現弱于市場指數 10%以上行業行業投資評級投資評級超配行業指數表現優于市場指數 10%以上中性行業指數表現介于市場指數 10%之間低配行

60、業指數表現弱于市場指數 10%以上重要聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司（已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格）制作；報告版權歸國信證券股份有限公司（以下簡稱“我公司”）所有。，本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點，一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫，但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷，在不同時期，我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議

61、及推測不一致的報告。我公司不保證本報告所含信息及資料處于最新狀態；我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料，投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。本公司的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用，不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情況下，本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應

62、結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險，我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。證券投資咨詢，是指從事證券投資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動：接受投資人或者客戶委托，提供證券投資咨詢服務；舉辦有關證券投資咨詢的講座、報告會、分析會等；在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告，以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務；通過電話

63、、傳真、電腦網絡等電信設備系統，提供證券投資咨詢服務；中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式，指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析，形成證券估值、投資評級等投資分析意見，制作證券研究報告，并向客戶發布的行為。證券研究報告證券研究報告國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市福田區福華一路 125 號國信金融大廈 36 層郵編：518046總機：0755-82130833上海上海上海浦東民生路 1199 弄證大五道口廣場 1 號樓 12 層郵編：200135北京北京北京西城區金融大街興盛街 6 號國信證券 9 層郵編：100032