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1、1/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告行業研究報告慧博智能投研智能汽車系列二:終端需求快速增長,激光智能汽車系列二:終端需求快速增長,激光雷達市場加速成長雷達市場加速成長隨著高階智能駕駛功能逐步落地,以及頭部汽車廠商高階智駕功能規模量產實現標桿效應,高階智駕功能已初步占領用戶心智。行業市場規模持續擴張疊加終端用戶需求快速增長,為激光雷達市場高質量發展帶來了新活力。激光雷達市場在此背景下迎來加速成長機遇,據相關數據,2026 年全球車用激光雷達市場規模有望達到 247 億美元,2030 年全球車用激光雷達市場規模有望進一步增長到 872 億美元。沿著以上
2、發展態勢,本篇內容我們將聚焦激光雷達市場,針對相關問題展開具體梳理。當前激光雷達行業呈現怎樣的市場現狀?驅動該行業發展的因素有哪些?市場上供需格局如何?以及相關產業鏈呈現怎樣的發展態勢?相關公司有怎樣的發展和布局?未來激光雷達行業的市場空間有多大?以下內容我們為大家一一解析,以期幫助大家更為具體的了解激光雷達行業的發展面貌。目錄目錄一、行業概述.1二、市場現狀.5三、驅動因素.9四、供需格局.12五、產業鏈分析.14六、相關公司.18七、市場空間.24八、參考研報.28一、一、行業概述行業概述1、激光雷達是、激光雷達是一種優秀的測距傳感器一種優秀的測距傳感器激光雷達(激光雷達(LightLig
3、ht DetectionDetection AndAnd RangingRanging,簡稱,簡稱 LiDARLiDAR)是一種利用激光束來計算物體到目標表面距)是一種利用激光束來計算物體到目標表面距離的傳感器離的傳感器。其通過向目標發射激光束,再接收反射回來的信號,測量激光束往返的時間差,計算出目標物體的距離、速度和位置信息。2/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告激光雷達應用從科研、地形測繪等場景,向無人駕駛、機器人等領域延伸激光雷達應用從科研、地形測繪等場景,向無人駕駛、機器人等領域延伸。1960197019601970 年年,隨著激光器的誕生,使
4、用激光進行探測的激光雷達在科研及測繪項目上開始得到應用;1980199019801990 年年,激光雷達商業化技術起步,Sick 與 Hokuyo 等激光雷達廠商推出單線掃描式 2D 激光雷達產品,應用領域擴展到工業探測及早期無人駕駛領域;2000201020002010 年年,高線數激光雷達開始用于無人駕駛的避障和導航,2010 年Ibeo 與法國 Tier1 公司 Valeo 開始合作開發面向量產車的激光雷達產品 SCALA;2016201820162018 年年,國內激光雷達廠商入局,激光雷達在無人駕駛、高級輔助駕駛、服務機器人等領域開始有商用化項目落地;20192019 年至今年至今,
5、激光雷達市場發展迅速,在無人駕駛、高級輔助駕駛、服務機器人、車聯網等市場加速應用,行業內公司迎來上市潮。2、雷達是高級駕駛輔助系統的核心,激光雷達憑借優異綜合性能作用凸雷達是高級駕駛輔助系統的核心,激光雷達憑借優異綜合性能作用凸顯顯雷達是智能駕駛感知系統的核心雷達是智能駕駛感知系統的核心。高級輔助駕駛系統(ADAS)主要包括感知系統(感知層)、計算分析(決策層)、控制執行(執行層)三大模塊,其中感知是智能駕駛的先決條件,其探測的精度、廣度與rVnWxOrRwPaYdXbRbP9PtRmMoMnRlOpPwPiNrQmQ6MnNyRuOqRtPNZsPmN3/282024 年年 9 月月 13
6、日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告速度直接影響智能駕駛的行駛安全。以各類傳感器為主的感知系統采集的信息會經由決策層處理分析后給出動力供給、方向控制等操作,最終實現自動駕駛。激光雷達的主要優點在于探測精度高、探測范圍廣激光雷達的主要優點在于探測精度高、探測范圍廣。攝像頭方案商用普及較早,能夠獲取到豐富的色彩和細節信息,但成像受制于環境光線。而超聲波方案雖然成本較低,但由于感知距離較近且易受環境影響,因此主要用于停車輔助。而毫米波雷達雖有更強的抗干擾能力,但感知精度并不理想,不具備圖像級的成像能力。綜合來看,激光雷達探測精度高、范圍廣、穩定性強,并能夠對周圍環境進行實時 3D建模,因此成為當
7、前重要的感知方案。激光雷達憑借優異綜合性能,作用逐步凸顯激光雷達憑借優異綜合性能,作用逐步凸顯。感知系統路線有攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達以及近年來應用逐漸呈增長趨勢的的激光雷達,從信通院給出的方案對比來看,激光雷達具有更強的綜合性能,且隨著智能駕駛技術的發展,車載激光雷達已被認為是 L3 級以上自動駕駛必備傳感器。3、激光雷達運作方式及核心性能指標激光雷達運作方式及核心性能指標工作原理工作原理。激光雷達的原理是利用 ToF(Time of Flight,飛行時間測距法),通過發射接受激光束,分析激光遇到目標對象后的折返時間,從而得到物體表面與探測主體的精確距離,進而在空間坐標系中為這束光線
8、賦予角度信息,就能得到這個點的三維定位。隨著光束的增多,探測主體便可利用所得各點的相對位置,勾勒出三維空間中的物體細節,即點云激光雷達的三維視覺。激光雷達的視場角(激光雷達的視場角(FoVFoV)和角分辨率,是決定其性能的關鍵指標)和角分辨率,是決定其性能的關鍵指標。視場角的大小決定了光學儀器的視野范圍,也就是說這個數值決定了激光雷達的視野有多廣/多寬。激光雷達的視場角越大,探測到的視野就越大。角分辨率,指的是相鄰兩個激光掃描點之間的角度間隔,雷達在水平和垂直方向掃射時,角4/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告分辨率越小,單位空間角內分布的激光點數就越
9、多,其對于物體的分辨能力就會越強。通俗來講,視場角決定了激光雷達的探測范圍有多大,而角分辨率則決定了激光雷達對細節的把控程度。4、多技術路線并行,固態和混合固態路線或成為未來主流多技術路線并行,固態和混合固態路線或成為未來主流ToFToF 和和 FMCWFMCW 技術有望并存技術有望并存。按照測距方法,激光雷達可以分為飛行時間(Time of Flight,ToF)測距法、基于相干探測的調頻連續波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)測距法以及三角測距法。其中,ToF 和 FMCW 方法在室外陽光下能夠實現 100250 米的測程,被廣泛認為是車載
10、激光雷達的優選方案。目前市場上,ToF 是車載中長距激光雷達的主流方案,隨著 FMCW 激光雷達技術的成熟,未來市場上可能會出現 ToF 和 FMCW 激光雷達并存的情況,為自動駕駛技術的發展提供更加全面的解決方案。固態和混合固態激光雷達未來有望成為主流固態和混合固態激光雷達未來有望成為主流。根據掃描方式的不同,激光雷達可以分為固態激光雷達、混合固態激光雷達、機械式激光雷達。其中,混合固態激光雷達包括轉鏡式、色散棱鏡式、MEMS,固態式激光雷達包括 Flash、光學相控陣(OPA)式激光雷達。相比機械式激光雷達結構復雜、體積龐大、價格昂貴、在極端的環境中可靠性較低等特點,固態和混合固態激光雷達
11、更可靠、尺寸更小、更經濟,更能滿足客戶對感知性能的需求。根據灼識咨詢報告,固態(Flash)和混合固態(轉鏡式、MEMS)激光雷達預期在許多應用場景中會逐步取代機械式激光雷達,成為未來的主流。5/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告二、二、市場現狀市場現狀1、國外企業發展較早,國內廠商加碼布局崛起可期國外企業發展較早,國內廠商加碼布局崛起可期外國廠商如法雷奧、Velodyne、Luminar、Innoviz 起步較早,在技術和產品具備一定的先發優勢。過去兩年通過特殊目的并購公司(Special Purpose Acquisition Compony,SP
12、AC)完成了上市,有望借助資本力量加速業務發展。國內廠商在近幾年投入了大量研發后,逐步完成了技術的追趕甚至在一定范圍內實現超越。禾賽科技禾賽科技、速騰聚創速騰聚創、圖達通圖達通等企業的產品在行業內具備較強的競爭力,各方勢力百花齊放,共同推動我國激光雷達產業持續繁榮,縮小與國外差距。6/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告激光雷達遵循激光雷達遵循“性能優化性能優化+降本增效降本增效+下游需求旺盛下游需求旺盛”三大邏輯,前裝量產指日可待三大邏輯,前裝量產指日可待。隨著廠商不斷加大研發投入和技術升級,激光雷達產品性能不斷提升。華為華為、大疆大疆跨界入局轉鏡/棱
13、鏡式半固態方案推動了整個產業的發展,為激光雷達持續加碼。隨著制造工藝的升級和規模經濟逐步顯現,未來激光雷達有望下探至商業化量產水平。2、華為引領,高線束激光雷達快速上車華為引領,高線束激光雷達快速上車華為問界華為問界 M9M9 和智界和智界 S7S7 上市,上市,192192 線束激光雷達上車線束激光雷達上車。華為“四界”車型在高階智能輔助駕駛硬件配置領先,車端首發搭載 192 線束激光雷達,檢測速度、精度和廣度均實現行業領先。問界 M9 和智界 S7 搭載的華為 192 線束激光雷達具備 250 米超遠精確識別能力,可探測的距離更遠;184 萬點每秒的超高成像能力,垂直分辨率達 0.1,更精
14、準的還原物理世界;幀率高于同行水平達到 20Hz,更快速完成目標檢測。華為引領,高階智能駕駛功能 2024 年有望加速,帶動車端激光雷達出貨量提升。受益于高階智能駕駛功能滲透加速,2024 年激光雷達有望迎來銷量的快速提升,疊加產品性價比提升有望帶動市場規模的持續擴容。3、模塊升級,固態激光雷達或有望落地模塊升級,固態激光雷達或有望落地激光雷達包括發射模塊、接收模塊、掃描模塊和信號處理模塊激光雷達包括發射模塊、接收模塊、掃描模塊和信號處理模塊。工作原理來看,激光雷達發射模塊通過激光器生成并發射激光脈沖。在感知到物體后激光脈沖反射并由接收模塊捕獲信號,將其輸送至信號處理模塊,進行模擬信號預處理并
15、轉換為數字信號。依據數據信號提取關鍵測量信息,完成對周圍環境的感知。7/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告發射模塊:激光雷達系統的光源,其核心組件為激光器發射模塊:激光雷達系統的光源,其核心組件為激光器。發射模塊中主要包括激光器和發射光學系統,其中激光器用于產生照射目標的光脈沖,為激光雷達的核心光源。激光器發出少線束光后通過能源激勵在發射光學系統中完成線束的增加,根據激勵物質的不同分為半導體激光器和光纖激光器。半導體激光器通過激勵砷化鎵(GaAs)等其他半導體材料發出 905nm 波長的光,而光纖激光器則通過摻雜稀土元素的光纖介質發出 1550nm 波
16、長的光。受成本影響,905nm 波長激光器商業化落地進度領先。光纖激光器通常由泵浦源、合束器、光纖光柵、聲光 Q 開關、有源光纖、隔離器等部件構成。泵浦源是光纖激光器的核心部件之一,光纖激光器用半導體激光器作為泵浦源,對有源光纖進行泵浦,形成激光振蕩或激光放大。泵浦源中的主要元器件有半導體激光芯片,以及快軸準直鏡、慢軸準直鏡、偏振分束/合束器、反射鏡、聚焦透鏡、濾光片、光纖頭等光學元器件。接收模塊:核心組件為光電探測器,其性能是影響激光雷達的測量距離、幀率和分辨率的關鍵接收模塊:核心組件為光電探測器,其性能是影響激光雷達的測量距離、幀率和分辨率的關鍵。光電探測器通過在光電二極管中加大反向偏壓從
17、而實現光電流成倍數增長,即“雪崩現象”。光電探測器主要包括雪崩光電二極管(APD),單光子雪崩二極管(SPAD)和硅光電倍增管(SiPM)。性能來看,APD 憑借適中的靈敏度使其適用于處理多光子事件,適合中等距離測量;SPAD 對單光子極為靈敏,適用于高分辨率和長距離測量;SiPM 是由多個微型 SPAD 單元組成的陣列,在信號提取過程中可按照閾值完成信號提取,并充分提升在極端環境下的穩定性。8/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告信號處理模塊:將探測器接收的光信號轉化為數字信號信號處理模塊:將探測器接收的光信號轉化為數字信號。由放大器、濾波器、模數轉換
18、器(ADC)和數字信號處理器(DSP)組成。通過 ADC 將模擬信號轉換為數字形式后,DSP 執行算法以提高信噪比并精確計算目標位置。掃描模塊是各方案結構差別的核心點掃描模塊是各方案結構差別的核心點。根據掃描系統是否具有機械轉動部件,激光雷達可分為機械式、半固態式以及固態式三類。機械式激光雷達:掃描覆蓋依靠主機整體實現轉動,通過不斷旋轉實現一維動態掃描。半固態式激光雷達以二維掃描為主。轉鏡、棱鏡、MEMS 方案均通過內部光學元器件轉換/旋轉等方式實現多維度光學信號接收。固態式激光雷達則利用硅光子學、光學相控陣等光學技術,擺脫了掃描模組,不需要活動部件,實現低成本、高精度掃描。激光雷達性能持續向
19、上,國內供應商實現產品性能和迭代速度的反超激光雷達性能持續向上,國內供應商實現產品性能和迭代速度的反超。發展歷程來看,車載激光雷達線束持續提升,從早期的 4/8 線束產品提升至 2013 年的 16/32 線束產品。2018 年后迭代速度加快,激光雷達線束數量提升至 40/64 線束,車端應用加速。2022 年前后性能提升至 120 線束以上,激光雷達可以實現對現實世界更清晰、更精準、更快速的還原,逐步成為車端智能駕駛的核心傳感器之一。格局來看,以華為華為、禾賽科技禾賽科技、速騰聚創速騰聚創、圖達通圖達通為代表的國內供應商 2018 年后開始加速布局,保持每年更新迭代產品的速度,產品迭代效率領
20、先;同時國內供應商在產品線束上實現反超,目前華為華為激光雷達和圖達圖達通通靈雀 W 均實現 192 線束的落地。產品類型來看,高線束固態激光雷達自 2022 年開始上市,由于自身不需要掃描模塊,尺寸變小的同時實現性能提升。2024-20252024-2025 年高線束固態激光雷達進程加速,有望落年高線束固態激光雷達進程加速,有望落地高性價比車端激光雷達方案地高性價比車端激光雷達方案。9/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告三、三、驅動因素驅動因素1、伴隨技術升級,智能駕駛邁入伴隨技術升級,智能駕駛邁入 L3 關鍵節點,激光雷達價值量分水嶺到關鍵節點,激光
21、雷達價值量分水嶺到來來(1)技術落地,智能駕駛邁入技術落地,智能駕駛邁入 L3 關鍵節點關鍵節點L3L3 是區分輔助駕駛與智能駕駛的關鍵節點,是區分輔助駕駛與智能駕駛的關鍵節點,L0-L2L0-L2“人為主、車為輔人為主、車為輔”,L3L3 之后之后“車為主、人為輔車為主、人為輔”。隨著技術持續升級,智能駕駛功能有望持續落地。跟據汽車駕 駛自動化分級標準,智能駕駛技術可劃分為 L0-L5 共六個級別。從實現功能來看,L0 級別主要完成向駕駛員發出警告信息的任務;L1 實現了行駛過程中可以完成定速巡航等功能;L2 方案的主要功能是自適應巡航、自動緊急制動、自動泊車輔助等;L3 方案可以完成高速引
22、導駕駛和自動變道輔助等功能;L4 的代表功能是領航駕駛輔助和自主代客泊車,實現更多智能駕駛場景的覆蓋;L5 可以實現完全智能駕駛。10/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告(2)技術成熟推動政策落地,高級別智駕方案法規逐步細化技術成熟推動政策落地,高級別智駕方案法規逐步細化技術成熟后,國家進行投入,頒布支持政策,指明產業方向技術成熟后,國家進行投入,頒布支持政策,指明產業方向。政策法規的持續迭代保證智能駕駛行業快速發展,目前已對高級別方案的車輛要求、人員要求、安全要求等方面做出明確規定,未來全國性法規的持續完善有望推動智能駕駛的全面升級。未來未來 2-3
23、2-3 年內技術逐漸成熟落地,年內技術逐漸成熟落地,L3L3 級別車輛或可面世級別車輛或可面世。截至 2023 年 8 月,全國累計開放測試道路超過 2 萬公里,已具備一定的量產條件。(3)L3 車規落地在即,激光雷達價值量分水嶺到來車規落地在即,激光雷達價值量分水嶺到來L2+L2+及以上硬件方案及以上硬件方案 BOMBOM 成本中,決策層(自動駕駛芯片、域控制器)與感知層(車載攝像頭、激光雷成本中,決策層(自動駕駛芯片、域控制器)與感知層(車載攝像頭、激光雷達等)成本最高,未來有望進一步降本達等)成本最高,未來有望進一步降本。20212021 年年:據 IHS Markit,2021Q1 新
24、車 L2 搭載率為 13.1%,2022 年 L2 全年滲透率超過 25%,2025 年達近 60%。20252025 年年:車規 L3 級別 2024 年落地,明確責任劃分機制,2025 年車企技術上逼近 L4 級別。據 IHSMarkit,2025 年 L3 滲透率有望達 8.5%。20302030 年年:據 IHS Markit,L2 搭載方案有望下沉至 5-15w 價格區間,2030 年 L2 滲透率有望逼近 60%;規模效應驅動硬件成本下降,L3 及以上 2030 年滲透率有望達 20%。RoboTaxi 商用化落地快速推進,2030年 L4 滲透率有望達到 11%。11/28202
25、4 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告激光雷達迅速降本激光雷達迅速降本。傳感器以毫米波雷達和超聲波雷達為主,用以解決 ACC 等較低級別的輔助駕駛功能。而為了進一步實現汽車自動駕駛,車載攝像頭、激光雷達等傳感器相繼加速上車。特斯拉采用純視覺方案,聰明的大腦更關鍵。相比較于有激光雷達的方案,純視覺方案最大的優勢就是成本更優,攝像頭的成本只有幾十美元,這意味著大部分價格區間的車型都可以覆蓋這一成本,為智能駕駛的快速推廣奠定了硬件基礎。另一方面,與激光雷達相比,攝像頭收集到的數據更加豐富,更適合喂養智能駕駛系統來實現數據驅動,實現聰明的大腦。(4)持續降本趨勢下,激光雷達
26、上車可以保持經濟性優勢持續降本趨勢下,激光雷達上車可以保持經濟性優勢未來整車現有部件降本空間仍大未來整車現有部件降本空間仍大。新能源車電池及上游原材料持續降價,疊加一體化壓鑄技術落地,新能源車未來降價空間大,降價趨勢明顯。由于鋰礦開采成本大幅低于現價,鋰鹽價格將隨著供給釋放而下跌,碳酸鋰、電芯價格降幅可達 50%。智能化部件降本趨勢同樣明顯,激光雷達上車可以保持經濟性優勢智能化部件降本趨勢同樣明顯,激光雷達上車可以保持經濟性優勢。激光雷達等智能化部件進入拐點放量期,帶動價格快速下行,未來有望成為 20 萬元以下汽車標配。2020 年至 2023 年,攝像頭、激光雷達降幅分別達 80%、95%。
27、2023 年至 2028 年,激光雷達價格有望降幅達 30%,域控制器價格降幅接近 30%。2、智駕需求驅動,激光雷達滲透率提升智駕需求驅動,激光雷達滲透率提升自 2021 年小鵬 P5 作為第一款大規模搭載激光雷達的車型上市后,激光雷達上車速度明顯提升。目前新勢力車型已經基本做到激光雷達在高配車型上的標配,傳統車企新車型激光雷達搭載量也在逐步提升。根據浙商證券研究所基于懂車帝、乘聯會等車輛銷售數據統計,2023 年國內乘用車激光雷達裝車量超過74 萬臺,相較 2022 年激光雷達當年裝車量提升 370%。其中 2023 年 12 月裝車量達到了 9.66 萬臺,在整體乘用車中滲透率達到 4.
28、09%,相較 22 年 12 月滲透率提升 2.41%。同時隨著裝車量的提升,車企對于激光雷達理解加深,感知融合方案逐漸固定,平均單車激光雷達數量趨勢趨于穩定,目前平均單車激光雷達搭載量在 1.3 個,即大部分單車搭載 1 個激光雷達,少部分搭載 2-4 個激光雷達。12/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告3、車聯網車聯網+機器人多應用場景探索,釋放市場更多增量機器人多應用場景探索,釋放市場更多增量智慧城市、車聯網等場景有助于催生路側激光雷達市場成長智慧城市、車聯網等場景有助于催生路側激光雷達市場成長。世界范圍來看,中國車聯網發展速度最快,戰略化程度最
29、高。2020 年 2 月,國家發展改革委、工信部、科技部等 11 個部委聯合印發智能汽車創新發展戰略,提出到 2025 年,車用無線通信網絡(LTE-V2X 等)實現區域覆蓋,新一代車用無線通信網絡(5G-V2X)逐步開展應用,高精度時空基準服務網絡實現全覆蓋。激光雷達結合智能算法,能夠提供高精度的位置、形狀、姿態等信息,實現對交通狀況進行全局性的精確把控,對車路協同功能的實現至關重要。隨著智能城市、智能交通項目的落地,未來該市場對激光雷達的需求將呈現穩定增長態勢。伴隨伴隨服務型機器人市場發展,服務型機器人市場發展,20302030 年激光雷達該領域規模預計達到年激光雷達該領域規模預計達到 1
30、6.716.7 億美元億美元。服務型機器人主要應用范圍包括無人配送、無人清掃、無人倉儲、無人巡檢等。面對新冠疫情,無人配送能夠避免人與人的不必要接觸,減少交叉感染概率。2019 年 12 月,美國自動駕駛送貨科技公司 Nuro 宣布與零售巨頭Kroger 合作,在休斯頓為顧客提供無人送貨服務。2020 年 7 月,京東物流無人配送研究院項目落戶常熟高新區,其無人配送車也正式上線。2020 年 10 月,美團正式發布位于北京首鋼園區的智慧門店MAIShop,集成了無人微倉與無人配送服務。根據禾賽科技禾賽科技公開招股書援引沙利文研究預測,伴隨全球服務型機器人出貨量的增長以及激光雷達在服務型機器人領
31、域滲透率的提升,至 2026 年激光雷達在該細分市場預計達到 4.7 億美元市場規模,2021 年至 2030 年的復合增長率可達 71.5%。四、四、供需格局供需格局1、需求:國內車企高階智能駕駛功能領跑,短期內無法完成去激光雷達需求:國內車企高階智能駕駛功能領跑,短期內無法完成去激光雷達化進展化進展高階功能進展來看,國內整車廠落地城市 NOA 的時間領先外資整車廠。城市 NOA 功能落地進度可以分為三擋,特斯拉及國內新勢力車企預計 2023 年底落地城市 NOA 功能,自主品牌預計 2025 年落地城市 NOA功能,外資品牌預計 2025 年后完成功能落地。算法端來看,短期內無法完成去激光
32、雷達化進展,AI 算法在車端應用仍需要較長開發時間和驗證周期,2024 年內仍保持對激光雷達的確定性需求。13/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告2、供給:國內供應商產品迭代加速,多技術路線支持多平臺開發充分適供給:國內供應商產品迭代加速,多技術路線支持多平臺開發充分適配需求配需求產品矩陣來看,國內供應商如禾賽科技禾賽科技、速騰聚創速騰聚創等公司均保持多技術方案的開發模式,產品迭代速度和整車廠需求響應能力充分適配功能和銷量結構的持續變化,國內激光雷達廠商有望進一步擴大領先優勢。禾賽科技(禾賽科技(HSAIHSAI):全球激光雷達的領軍企業):全球激光雷
33、達的領軍企業。研發方面在光學、機械、電子、軟件等領域具備強大積累,具備自研芯片、主動抗干擾等技術能力。產品端來看,禾賽的 AT 系列采用芯片化激光器技術落地半固態方案,FT120 采用 Flash 固態方案,Pandar 系列采用機械式方案??蛻舳藖砜?,禾賽配套理想 L平臺 Max 版本車型、路特斯 ELETRE、極石 01、飛凡汽車全新車型、長城系列車型、哪吒新車型、一汽紅旗新車型。禾賽科技產品持續迭代,產品力穩步向上,客戶持續拓展,未來或保持出貨量的快速增長。速騰聚創:全球領先的激光雷達企業速騰聚創:全球領先的激光雷達企業。公司主要收入來源于 ADAS 和機器人業務的激光雷達硬件。產品端來
34、看,速騰聚創 R 系列采用機械式方案,M 系列采用 MEMS 半固態方案,E1 采用 Flash 固態方案??蛻舳藖砜?,速騰聚創配套了小鵬汽車 Max 版本車型、吉利睿藍 7、廣汽埃安系列車型、智己系列車型、14/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告騰勢 N7、仰望 U8、問界 M5 和 M7。機器人業務和高階智能駕駛功能雙端發力,未來有望帶動速騰聚創銷量的快速提升。光庫科技:激光雷達光源模塊進入量產階段光庫科技:激光雷達光源模塊進入量產階段。公司依托其在合束器、隔離器、光纖光柵等高功率無源光器件的優勢,為國內外多家激光雷達公司提供用于 1550nm 激
35、光雷達的光纖元器件,自主開發了基于鉺鐿共摻光纖放大器的 1550nm 發射光源模塊。公司的“無人駕駛汽車 LIDAR 激光光源及其核心單元技術研究”項目主要用于研發、設計、制造適用于自動駕駛激光雷達基于 EYDF 的光源模塊,截至 2023H1,已進入批量生產階段。睿創微納:軍工產品反轉,積極布局車端激光雷達睿創微納:軍工產品反轉,積極布局車端激光雷達。軍工業務困境反轉,紅外制導產品已接近步入批產交付階段。海外業務持續擴張,海外打獵紅外整機產品需求激增,營收有望持續上行。同時,2023 年開始布局系列化激光雷達的研制,主要是面向車載的自動輔助駕駛,公司整體目標是完成傳感器產業鏈上下游的布局。永
36、新光學:國內光學精密儀器及核心光學部件供應商,積極拓展激光雷達等新業務永新光學:國內光學精密儀器及核心光學部件供應商,積極拓展激光雷達等新業務。在激光雷達領域,公司與禾賽、Innoviz、Innovusion、北醒光子、麥格納等激光雷達領域國內外知名企業保持深度的合作關系。目前,公司已將激光雷達客戶群體從乘用車、商用車領域擴展至車聯網、機器人等領域,將產品從以零部件為主擴展至激光雷達整機代工。隨著多款搭載激光雷達的車型陸續量產上市,該業務已步入快速增長通道。五、五、產業鏈分析產業鏈分析1、激光雷達激光雷達產業鏈梳理產業鏈梳理激光雷達產業鏈可以分為上游(光學和電子元器件)、中游(集成激光雷達)、
37、下游(不同應用場景)。其中上游為激光發射、激光接收、掃描系統和信息處理四大部分,包含大量的光學和電子元器件。中游為集成的激光雷達產品,下游包括軍事、測繪、無人駕駛汽車、高精度地圖、服務機器人、無人機等眾多應用領域。15/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告2、上游激光器探測器壁壘高上游激光器探測器壁壘高激光雷達上游主要包含發射、接收、信息處理和掃描等四大模塊激光雷達上游主要包含發射、接收、信息處理和掃描等四大模塊。發射端的發射光學系統包括光束控制器、激勵源、激光器;不同光源成本差距較大,發射端是激光雷達重要成本構成,占 30%-50%。接收端將光信號轉換
38、成電信號,主要有光電探測器以及處理芯片,最后放大信號并使用芯片進行處理。光束控制需要掃描系統,不同掃描方式會有不同結構設計。具體來看,產業鏈上游可分為四個部分,整體海外廠商占據市場主要份額,但近年國產替代以成本優勢快速占據市場:激光器和探測器激光器和探測器:以海外為主,包括艾邁斯歐司朗、Lumentum、HAMAMATSU、II-VI 等;國內的供應商有縱慧芯光縱慧芯光、瑞波光電瑞波光電、華芯半導體華芯半導體、長江華芯長江華芯等。而光纖激光器主要供應商有海外的 Luminar、Lumibird、IPG 光電、昂納、以及國內的鐳神智能鐳神智能等。探測器方面,海外供應商主要有艾邁斯歐司朗、安森美、
39、Firstsensor、HAMAMATSU、索尼等;國內主要為量芯集成量芯集成、靈明光子靈明光子、芯視界微電子芯視界微電子、光迅科光迅科技技、阜時科技阜時科技等。FPGAFPGA:FPGA 通常被用作激光雷達的主控芯片,海外主流的供應商有賽靈思(AMD 收購)、Altera(英特爾收購)、Lattice 等;國內主要的供應商有紫光同創紫光同創、智多晶微電子智多晶微電子、復旦微電子復旦微電子、安路科技安路科技、高云高云半導體半導體等。從性能上來說,國內目前發展仍大幅落后于海外,但國內產品的邏輯資源規模和高速接口性能,也能夠滿足激光雷達的需求。FPGA 雖然是目前主流方案,但隨著對性能及整體系統需
40、求的提升,集成度更高的 SoC 可能會在未來激光雷達上受到廣泛應用,比如集成了光電探測器、前端電路、波形數字化、波形算法處理、激光脈沖控制等功能模塊的 SoC。模擬芯片模擬芯片:主要是高精度 ADC,在發光控制、光電信號轉換,以及電信號實時處理等關鍵子系統上都需要用到。海外主流的供應商有 TI、ADI 等,國內矽力杰矽力杰、圣邦微圣邦微、芯??萍夹竞?萍嫉榷伎梢怨嚓P芯片,但與海外龍頭產品在性能上有一些差距。16/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告光學部件光學部件:包括 MEMS 振鏡、各種光學鏡片、OPA 硅光芯片等。MEMS 振鏡主要由海外廠商供
41、應,HAMAMTSU、英飛凌、ST 等;國內波弗光電波弗光電、知微傳感知微傳感、英唐智控英唐智控、鐳神智能鐳神智能等都有相關產品布局或已經被應用。光學鏡片方面,國內主要廠商已有成熟技術,國內供應鏈在光學部件已經達到國際領先水平,且在成本方面具備競爭優勢,基本可替代國外供應鏈并滿足產品加工的需求。3、中游系國內優先突破口中游系國內優先突破口,國內廠商實力出眾,國內廠商實力出眾中游企業競爭充分,國內廠商實力出眾中游企業競爭充分,國內廠商實力出眾。產業鏈中游主要為激光雷達集成品制造商,參與者眾多,競爭較激烈。激光雷達目前尚處在量產初期,隨著技術路徑的發展性能和成本優勢在各家廠商存在轉移的可能性,整體
42、競爭格局尚未成型,也是國產廠商能較好發展的切入點。當前激光雷達市場競爭力較強的廠商主要集中在中國、美國歐洲。國內來看,速騰聚創速騰聚創、禾賽科技禾賽科技、鐳神智能鐳神智能、華為華為等企業發展迅猛,相關產品市場份額占比較前,根據 Yole 數據,2021 年速騰聚創在全球激光雷達市場份額占比已達 10%,超過 Luminar 排名第二。17/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告4、下游產業鏈按照應用領域主要分為無人駕駛、高級輔助駕駛下游產業鏈按照應用領域主要分為無人駕駛、高級輔助駕駛等行業等行業激光雷達下游產業鏈按照應用領域主要分為無人駕駛、高級輔助駕駛、
43、服務機器人和車聯網行業:無人駕駛行業無人駕駛行業:國外無人駕駛技術研究起步較早,從車隊規模、技術水平以及落地速度來看,相比國內仍具有一定的領先優勢。國內無人駕駛技術研究發展迅速,不斷有應用試點和項目落地,與國外公司的差距在不斷縮小。高級輔助駕駛行業高級輔助駕駛行業:該行業下游企業主要包括世界各地的整車廠、Tier1 公司及新勢力造車企業。激光雷達用于量產車項目,通常需要激光雷達公司與車廠或 Tier1 公司達成長期合作,一般項目的周期較長。機器人行業機器人行業:國內快遞和即時配送行業相比國外市場容量更大,服務機器人國內技術發展水平與國外相當,從機器人種類的豐富度和落地場景的多樣性而言,國內企業
44、更具優勢。車聯網行業車聯網行業:該行業下游企業主要為車聯網方案提供商。通過這些公司將包括激光雷達在內的車聯網服務整合銷售給各地政府和科技園區,也存在激光雷達公司政府和科技園區直接對接的情況。得益于“新基建”等國家政策的大力推動,國內車聯網領域發展較國外更加迅速。18/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告六、六、相關公司相關公司1、禾賽科技禾賽科技禾賽科技于 2014 年創立于上海,致力于做“機器人的眼睛”,是全球自動駕駛及高級輔助駕駛(ADAS)激光雷達的領軍企業。公司依靠 500 多人的團隊打造出一系列創新型傳感器解決方案,兼顧業內頂尖的產品性能、可量
45、產的設計以及出眾的可靠性。從 2016 年初開始自主研發激光雷達,經過多年深耕,公司陸續發布了多款激光雷達產品,布局 500 多項專利,客戶遍布全球 23 個國家和地區的 70 座城市。2023 年 2 月 9 日,激光雷達獨角獸禾賽科技在美國納斯達克上市,成為中國激光雷達第一股。19/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告產品快速更新迭代,深度布局汽車領域產品快速更新迭代,深度布局汽車領域。公司憑借在無人駕駛領域激光雷達的技術積累,針對不同場景的特點與需求,陸續開發了多個產品線,如適用于無人駕駛領域的 Pandar128、PandarQT 等,適用于AD
46、AS 領域的 PandarGT 等,適用于機器人領域的 PandarXT,適用于車聯網領域的 PandarMind,不斷豐富產品類型和應用場景。技術儲備充足,多款產品性能領先技術儲備充足,多款產品性能領先。公司以實際問題為出發點,注重通過技術創新解決業內難題,在多項產品和技術類別中實現了行業內領先的技術水平。在技術方面,公司積極發展 FMCW 激光雷達技術,為未來推出該方案產品做好準備。此外,產品設計通用技術、量產化通用技術、以及算法技術是公司產品設計開發、迭代優化、以及功能拓展的共同支撐。在產品方面,Pandar128 是當前市場性能和集成度領先的旗艦級激光雷達,2021 年 9 月,Pan
47、dar128 成為全球首款獲得 ISO26262ASILB 功能安全產品認證的激光雷達;PandarQT 是當前市場垂直視場范圍廣、功耗低的近距盲區激光雷達,Pandar64 是無人駕駛市場占有率最高的高線數激光雷達之一;AT128 是市場上唯一同時滿足遠距和超高點頻的車規級前裝量產激光雷達。發布的車規級混合固體激光雷達發布的車規級混合固體激光雷達 AT128AT128 吸引眾多戰略合作伙伴吸引眾多戰略合作伙伴。2021 年 8 月 13 日,禾賽正式公布面向ADAS 前裝量產的長距混合固態激光雷達AT128,根據公司官網介紹,AT128 是 ADAS 激光雷達的各項核心指標一次質的飛躍,也是
48、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?;谠摽罡咝阅苘囈幖壆a品,公司與理想汽車理想汽車、文遠知行文遠知行、地平線地平線等知名車企和全球領先的邊緣人工智能企業達成戰略合作,加速推動自動駕駛激光雷達前裝量產落地。2、速騰聚創速騰聚創20/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告速騰聚創(RoboSense)2014 年成立于深圳,是全球領先的智能激光雷達系統科技企業。速騰聚創通過激光雷達硬件、感知軟件與芯片三大核心技術閉環,為市場提供具有信息理解能力的智能激光雷達系統,顛覆傳統激光雷達硬件純信息收集
49、的定義。截止 2020 年,公司全球布局激光雷達相關專利超過 600 項。合作伙伴覆蓋全球各大自動駕駛科技公司、車企、一級供應商等,產品技術已廣泛應用于自動/輔助駕駛乘用車&商業車,無人物流車,機器人,RoboTaxi,RoboTruck,RoboBus,智慧交通新基建等細分領域,其中前裝定點量產項目覆蓋超跑、轎跑、SUV、重卡等各類車型。MEMSMEMS 激光雷達技術沉淀深厚,量產裝車數目行業領先激光雷達技術沉淀深厚,量產裝車數目行業領先。速騰聚創通過五年多的投入,在智能激光雷達項目上完成了五個大版本與數十個小版本的迭代。截止 2020 年 12 月,第二代智能激光雷達 RS-LiDAR-M
50、1已完成全氣候/全工況測試,路測累計近 100 萬公里,運行最長樣機連續工作超過 700 天。RS-LiDAR-M1自 2020 年 7 月起連續獲得全球多個量產車型的定點合作訂單,包括 LucidAir、小鵬 G9、威馬 M7 等,并于 2021 年 6 月開啟車規量產。3、圖達通圖達通nnovusion(圖達通)成立于 2016 年,專注于 300 線激光雷達的研發與生產。公司在硅谷以及蘇州和上海設有研發中心,在寧波和武漢擁有制造基地。2018 年、2019 年陸續發布捷豹 Cheetah 圖像級激光雷達和捷豹 Jaguar 一體式激光雷達,2020 年與蔚來緊密合作開發獵鷹 Falcon
51、500 米激光雷達將成為蔚來ET7 自動駕駛超感系統的量產標配。依托產品技術的先進性和成本的可控性,公司在國內還與多家車聯網、軌道交通、智慧高速、無人礦卡以及安防等行業龍頭企業開展積極合作。高性能激光雷達產品適應眾多應用場景高性能激光雷達產品適應眾多應用場景。公司發布的捷豹精英系列激光雷達最遠探測距離可達 400 米,可實現 120-140 米范圍內路面拋灑物的檢測,廣泛應用于城市、高速等智慧交通場景,感知并協助管理路況。公司通過正向開發打造的車規級激光獵鷹激光雷達是 2022 年第一季度交付的蔚來 ET7 的量產標配。獵鷹的仿生設計可以采集全視野高分辨率數據,最遠探測距離可達 500 米,1
52、0%反射率下標準探測距離為 250 米,可有效保障 L3+自動駕駛對安全的要求。除了硬件產品,公司還積極開發針對智慧交通行業的軟件解決方案OmniSense。它不僅能提供高質量的 3D 點云圖像和先進的目標感知算法,同時它配備了界面友好的可擴展開發平臺,能夠滿足各種智慧交通的應用場景實現。21/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告積極開展合作,推動量產落地積極開展合作,推動量產落地。公司在 2021 年獲得均勝電子的戰略投資,并通過其子公司均聯智行開展合作,向蔚來首款智能電動轎車 ET7 提供超遠距離高精度激光雷達,實現從輔助駕駛到自動駕駛的跨越。該車定
53、于 2022 年第一季度交付,為蔚來 NAD 全棧自動駕駛技術的持續進化做好準備。4、長光華芯長光華芯長光華芯主要產品圍繞半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器四大類展開,為半導體激光行長光華芯主要產品圍繞半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器四大類展開,為半導體激光行業垂直產業鏈公司業垂直產業鏈公司。公司成立于 2012 年,聚焦半導體激光行業,始終專注于半導體激光芯片的研發、設計及制造公司緊跟下游市場發展趨勢,不斷開發具有領先性的產品、創新優化生產制造工藝、布局建設生產線,已形成由半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器構成的四大類、多系列產品矩陣,為半導體激光行業的垂直產
54、業鏈公司。公司主要產品包括高功率單管系列產品、高功率巴條系列產品、高效率 VCSEL 系列產品及光通信芯片系列產品等,逐步實現高功率半導體激光芯片的國產化。公司專注于高功率半導體激光芯片的研發生產,在國內市場占有率第一公司專注于高功率半導體激光芯片的研發生產,在國內市場占有率第一。公司目前商業化單管芯片輸出功率達到 30W,巴條芯片連續輸出功率達到 250W(CW),準連續輸出 1000W(QCW),VCSEL 芯片的最高轉換效率 60%以上,產品性能指標與國外先進水平同步。公司擁有 9 年以上高功率半導體激光芯片研發及規?;a經驗,并具備從芯片設計、外延、光刻、解理/鍍膜、封裝測試及光纖耦
55、合、直接半導體激光器等完整工藝平臺,成功實現各系列半導體激光芯片的量產,且質量控制能力較強。2020 年公司高功率半導體激光芯片在國內市場的占有率為 13.41%,在全球市場的占有率為 3.88%,為國內市場占有率第一。VCSELVCSEL 激光器前景廣闊,公司擁有出色的制造能力和完善的服務流程激光器前景廣闊,公司擁有出色的制造能力和完善的服務流程。根據 Yole 預測,2020 年,VCSEL激光器全球市場規模約為 11 億美元,預計到 2025 年將增長至 27 億美元,年復合增長率達到 19.67%。公司已建立了 VCSEL 及光通信芯片的包含外延生長、條形刻蝕、端面鍍膜、劃片裂片、特性
56、測試、封裝篩選和芯片老化的完整工藝線,具備相應產品的制造能力,并且公司已為相關客戶提供 VCSEL 芯片的技術開發服務,產品工藝已得到相關客戶驗證。5、永新光學永新光學22/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告永新光學主營光電行業的中游光學元件組件和下游光學整機服務,光學元件組件中新興業務帶動公司營永新光學主營光電行業的中游光學元件組件和下游光學整機服務,光學元件組件中新興業務帶動公司營收利潤大幅增長收利潤大幅增長。公司成立于 1997 年,主導產品包括光學顯微鏡、條碼掃描儀鏡頭、平面光學元件、專業成像光學部組件。受益于條碼鏡頭及機器視覺客戶新品量產、物
57、流過程管控需求增加、工業自動化趨勢的加強,公司近年積極把握自動駕駛、激光雷達等領域的市場機遇,光學元組件業務中的條碼掃描及機器視覺鏡頭、車載光學、激光雷達業務有顯著發展。公司近年主營業務有大幅增長,主要得益于光學組件和顯微鏡產品在其細分領域的發展公司近年主營業務有大幅增長,主要得益于光學組件和顯微鏡產品在其細分領域的發展。公司 2021 年營業收入同比增長 37.94%。其中,顯微鏡產品同比增長 18.82%,占公司營業收入的 37.23%;光學元件組件業務同比增長 55.33%,占公司營業收入的 60.73%。公司常年為日本尼康、徠卡顯微系統等國際一流顯微鏡品牌提供 OEM 服務,自主研發的
58、產品重點為生命科學、智慧醫療和工業檢測領域的專業精密儀器應用,并且公司是光電行業多個細分領域國際知名企業的關鍵光學部件核心供應商,除條碼掃描、專業影像等基礎業務外,近年來不斷拓展車載光學、機器視覺、激光雷達、人工智能等新興業務領域。公司激光雷達業務客戶持續拓展,未來若實現整機代工將擁有廣闊成長空間公司激光雷達業務客戶持續拓展,未來若實現整機代工將擁有廣闊成長空間。公司積極把握激光雷達車載應用的行業機遇,基于技術積累,公司先后與 Quanergy、禾賽、Innoviz、麥格納、Innovusion、北醒光子等激光雷達領域國內外知名企業建立合作,2021 年獲得定點合作項目超 10 家。2021
59、年度,公司激光雷達業務收入超千萬元;隨著新客戶的開發合作、客戶業務進度的穩步推進,預計該業務將保持快速增長。此外,公司已將激光雷達客戶群體從乘用車、商用車領域擴展至軌道交通、工業自動化、智能安防、車聯網等領域,將產品從以零部件為主擴展至激光雷達整機代工。6、一徑科技一徑科技國內領先的車規國內領先的車規 MEMSMEMS 激光雷達供應商激光雷達供應商。一徑科技成立于 2017 年 11 月,是業界領先的車規 MEMS 激光雷達供應商,研發總部位于北京,在江蘇常熟擁有生產基地。公司持續致力于提供國際領先的全固態激光雷達解決方案,以先進的技術出發,緊密結合市場需求,提供高性能、小型集成化、可量產的車
60、規級全固態激光雷達產品,賦予無人駕駛汽車、機器人等人工智能應用可靠穩定、寬視角、遠距離及高分辨率的三維深度視覺能力。人才儲備深厚,技術研發能力強人才儲備深厚,技術研發能力強。一徑科技是國內較早做面向車載應用的固態激光雷達的團隊。公司從成立之初以 CEO 石拓為首的三位具有國際頂尖技術實力的創始人,發展到現在已擁有近 400 人的團隊,平均年齡 31 歲,研發人員比例接近三分之二,博士比例高達 15%。核心團隊來自清華大學、復旦大學、馬德里理工、加州理工、康奈爾大學、魯汶大學等國內外知名高校,以及博世、Autoliv、歐司朗、愛立信、索尼等國際知名 Tier1、光電半導體企業。一徑科技獲得國家高
61、新技術企業、北京市中關村高新技術企業、北京市“專精特新”企業等稱號,擁有多項專利。聚焦面向前裝量產的聚焦面向前裝量產的 MEMSMEMS 半固態激光雷達半固態激光雷達。一徑科技現已推出兩款 MEMS 激光雷達產品,分別是短距補盲雷達 MEMS 激光雷達 ML-30s 和長距前向 MEMS 激光雷達 ML-Xs,長短覆蓋兩款產品組合可滿足不同行業應用需求。ML-30s 短距補盲雷達,面向 L4 級高度自動駕駛,采用 905nm 半導體激光器,視場角為 14070,等效線束 160 線,角度分辨率小于 0.5,主要提供超寬視場角,實現高分辨率 3D 覆蓋,僅需 3-6 個激光雷達即可實現 360覆
62、蓋,而市面其他激光雷達方案則至少需要 5-8 個激光雷達才能實現同等覆蓋。目前已經量產并裝配在京東物流車、嬴徹無人重卡、Mobileye 和元戎啟行的 Robotaxi 等;23/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告ML-Xs 長距前向主雷達,面向 L2 級以上的自動駕駛系統,采用 1550nm 光纖激光器,具有 200 米探測距離,等效線束達 200 線,角分辨率為 0.1,定位乘用車前裝量產,準備 SOP。目前客戶主要集中在商用車,未來將面向更多乘用車企實現上車目前客戶主要集中在商用車,未來將面向更多乘用車企實現上車。一徑科技重點服務汽車主機廠、自動
63、駕駛公司。標桿客戶有京東物流京東物流、元戎啟行元戎啟行、嬴徹嬴徹,和三一重工三一重工等公司,目前量產落地的主攻方向為向特定區域的各種場景的相關車輛提供整體激光雷達解決方案,如 L3+ADAS、高速物流、智慧礦區、智慧港口、智慧園區、智能公交、Robotaxi 等,其中廣汽在 2021 年 12 月 14 日宣布將推進 Robotaxi 前裝量產車型的研發制造,計劃未來幾年內逐步建立起一支數萬輛規模的 Robotaxi 車隊。未來公司有望通過長距前向雷達,以及短距補盲雷達的迭代升級產品 ML-30s+,面向更多乘用車企實現上車。2022 年 1 月,公司宣布完成了由小鵬汽車領投的 Pre-C 輪
64、融資。7、炬光科技炬光科技激光雷達發射端除光源外,也有廠商提供集成度較高的模組激光雷達發射端除光源外,也有廠商提供集成度較高的模組。激光雷達發射端按照技術路線可分為點光源二維掃描、線光斑一維掃描、面光斑固態三種。點光源二維掃描是常見的技術方案,其中點光源較容易獲取,但掃描系統較為復雜,通常需要轉鏡、棱鏡、MEMS 振鏡等一種或兩種光學件搭配使用,復雜的光學掃描系統在提高成本的同時其可靠性也面臨挑戰。線光斑一維掃描的方案減少了掃描系統的復雜度,但增加了接收端及軟件算法處理的難度。面光斑零掃描的方案徹底擺脫了對掃描系統的依賴,是真正意義的純固態方案,但目前其探測距離較短或需要較高成本,還未能大范圍
65、使用。炬光科技可為多種技術路線的激光雷達廠商提供對應產品,其中對于點光源二維掃描技術路線,炬光科技可以提供微光學元器件;對于線光斑一維掃描技術路線,炬光科技可以提供基于 EEL 的線光斑發射模組及基于 VCSEL 的線光斑發射模組,已經與 B 客戶簽訂合作框架協議,預計 2022 年 Q4 量產出貨;對于面光斑固態技術路線,炬光科技可以提供面光斑發射模組,已經與大陸集團簽訂 4 億元合作協議,正在穩定出貨。24/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告炬光科技在激光雷達領域產品重點布局于線光斑一維掃描和面光斑固態技術路線,核心原因在于一方面線光斑一維掃描方案
66、是短期半固態類激光雷達里極具競爭力的方案,面光斑固態方案是未來固態類激光雷達的典型代表,目前半固態激光雷達最為成熟,是車企搭載的主流選擇,而全固態是激光雷達演進的最終方向;另一方面炬光科技在線、面光斑發射模組方面具有不可替代的優勢,這主要是由于公司掌握了包括光場勻化、線光斑整形等在內的多項世界領先的微光學整形技術,而國內鮮有公司擁有此類技術,其原理是點光源發出激光經過特制微光學件后被整形成為特定的線、面光斑。憑借領先的線、面光斑發射模組技術,炬光科技有望在激光雷達發射端領域獲得更快成長。七、七、市場空間市場空間1、城市城市 NOA 面臨工況復雜問題,激光雷達為面臨工況復雜問題,激光雷達為“優選
67、項優選項”感知層是實現自動駕駛的前提感知層是實現自動駕駛的前提。自動駕駛系統由感知層、決策層和執行層三個層級構成。具體來看,感知層是實現自動駕駛的前提,起著類似人類“眼睛”的作用,通過攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達等傳感器來感知外部環境,實時檢測周圍環境變化,對環境信息和車內信息進行采集和處理。決策層則承擔著承上啟下的作用,起著類似人類“大腦”的作用,依據環境感知的結果進行數據融合和決策判斷,制定出安全合理的路徑規劃。最終,執行層起到類似人類“手腳”的作用,負責控制車輛加速、剎車和轉向,沿著規劃好的路徑完成駕駛。25/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報
68、告研究報告實現高速實現高速 NOANOA 功能所需硬件水平有限,激光雷達非必選項功能所需硬件水平有限,激光雷達非必選項。高速 NOA 因結構化封閉道路的特性,面臨的場景較為單一、復雜程度較低,因此,實現該功能所需要搭載的硬件水平有限,基本上只需要攝像頭與部分超聲波雷達或毫米波雷達即可。此外,在目前具備高速 NOA 功能的車型當中,除了特斯拉以外,均采用高精地圖的方案。高精地圖包含了道路的寬窄、坡度、交通標識等詳細信息,可以提前為車輛獲取大量信息數據,降低車輛運行時的負擔。并且,高精地圖不受距離、環境影響,能夠有效彌補傳感器性能邊界,助力高速 NOA 功能順暢實現。因此,在實現高速 NOA 功能
69、的硬件需求中,激光雷達并非必要選項。城市工況復雜,激光雷達成推動城市城市工況復雜,激光雷達成推動城市 NOANOA 落地的關鍵感知設備落地的關鍵感知設備。與高速 NOA 相比,城市 NOA 面臨的工況復雜得多,可能會面臨人車不分流、道路標識不清晰、鬼探頭等多種不確定性挑戰。在夜晚場景中,還要面臨光線不足帶來能見度降低的問題,造成行車危險的 cornercase 數量急劇上升。因此,從高速 NOA拓展至城市 NOA 的所需要的技術難度大幅增長,對車輛的感知能力也提出了更高的要求,具備強感知能力的激光雷達成為推動城市 NOA 功能落地的關鍵感知設備。自動駕駛汽車中搭載激光雷達,一方面可以實現對長尾
70、場景的覆蓋,解決城市 NOA 場景中面臨工況復雜的問題。例如在面臨夜間行駛視野差、進入隧道光線突變等情況會對攝像頭帶來挑戰,但是對于主動發光的激光雷達來說,外界光線變化并不會影響其感知成像能力,激光雷達能夠輔助汽車做出穩定的行駛決策。另一方面,激光雷達的搭載可以降低感知算法的開發難度,使高階智能駕駛功能更易實現。感知算法的一個重要任務是進行語義目標檢測跟蹤,其中,衡量評價目標檢測有一個重要指標是“平均精準度”(mAP),用以評估感知算法對目標位置、尺寸、姿態的檢測水平。根據行業權威數據集 Nuscenes 感知算法評測顯示,“激光雷達+攝像頭”的組合方案 mAP(平均精準度)分數相比純視覺算法
71、的數值平均從 57%提升至 73%,增加了 16 個百分點。2、激光雷達成本下探,加速滲透至更多車型激光雷達成本下探,加速滲透至更多車型國外激光雷達廠商式微,國內廠商快速崛起國外激光雷達廠商式微,國內廠商快速崛起。北美和歐洲地區激光雷達產業起步較早,發展過程中涌現一批領先的激光雷達制造廠商,包括 Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster、Valeo、Innoviz、Ibeo 等。伴隨著激烈的市場競爭,部分海外激光雷達廠商面臨衰退,2022 年,曾經的全球激光雷達巨頭Velodyne 和 Ouster 確認合并,Ibeo、Quanergy 相繼宣布破產。而國內激光雷達廠商在政策支
72、持和市場需求雙重驅動下快速發展,代表企業包括禾賽科技、圖達通、速騰科技、大疆覽沃、萬集科技等。伴隨著國內智能駕駛行業快速發展,國內頭部廠商加大布局力度,產品性能和價格優勢逐漸凸顯,帶動國內車載激光雷達在全球市占率不斷攀升。根據 YoleIntelligence 數據統計,2022 年中國車載激光雷達企26/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告業占據全球市場份額突破 75%。其中,2022 年禾賽科技以 47%的市占率穩居全球車載激光雷達總營收榜首,同比提升 5 個百分點;圖達通依靠著蔚來汽車持續出貨,以 15%的市占率奪得第二位;Valeo、速騰聚創、大
73、疆覽沃分別以 13%、9%、5%市占率位列第三、四、五位。2022 年全球營收前五的激光雷達廠商中,中國廠商占據四席,國內激光雷達產業高歌猛進。頭部廠商加速迭代高線束激光雷達,產品性能不斷提升頭部廠商加速迭代高線束激光雷達,產品性能不斷提升。衡量激光雷達核心性能的參數包括線束、分辨率、視場角 FOV、點頻等,各參數之間的差異將會直接影響激光雷達的測距能力和感知精準度。其中,線束是最為直觀衡量激光雷達性能的指標之一,激光雷達線束越多,可以更清晰完整收集到各類物體的3D 輪廓,即測量精準度越高,能夠有效提升智能駕駛的安全性。2017 年,激光雷達首次被搭載在量產車型奧迪 A8 上,選裝的是由 Va
74、leo 提供的 4 線轉鏡掃描激光雷達;到 2021 年底,小鵬 P5 成為首選搭載激光雷達的量產電動車型,搭載的是由覽沃提供的等效 144 線激光雷達。此后速騰聚創推出 125 線的M1 和禾賽科技推出的 128 線的 AT128 幾乎平分車載激光雷達市場。2023 年底,華為發布的問界 M9 搭載行業首顆量產 192 線激光雷達遙遙領先于同行。不久之后,北醒光子就官宣旗下 256 線激光雷達投產;2024 年 1 月,CES2024 大會上,禾賽科技更是推出了 512 線激光雷達AT512,該款雷達可實現 300米標準測遠,最遠測距能力可達 400 米,為系統安全決策增加了 40%以上反應
75、時間,樹立了行業性能標桿。高線束激光雷達市場發展進程加速,有望助力車企打造更安全的智能駕乘體驗。27/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告激光雷達成本下探,有望滲透到更多車型中激光雷達成本下探,有望滲透到更多車型中。近年來,在激光雷達加速規?;慨a主導下,激光雷達成本快速降低。從 2021 年單顆售價 1 萬元左右,到 2022 年降至 6000 元以下,2023 年更是已進一步壓縮至 3000 元以下。根據 Frost&Sullivan 報告,車載激光雷達成本預計將在 2021 年至 2030 年間每年下降約 9%。國內頭部激光雷達廠商圖達通亦表示,預
76、計未來 3-5 年內,激光雷達成本將下降 20%-30%,在 5-10 年左右降至 1000 元以下。根據灼識咨詢報告,以往因激光雷達價格高昂,僅建議售價超過 40 萬元的車型選擇搭載激光雷達產品,受益于激光雷達快速降本,2023 年,建議售價約 20 萬元的車型可考慮將激光雷達作為可選配置或標準配置。根據佐思汽研統計,2023 年國內有超過 20 款新車型搭載激光雷達上市;2024 年后,寶馬、奔馳、沃爾沃等外資品牌也將加入到上車潮中。此外,近期比亞迪宣布,將在2024 年推出多達 10 余款搭載激光雷達的智駕車型,未來將為 20 萬元以上車型提供高階智能駕駛系統選裝服務,而 30 萬元以上
77、車型將全面標配高階智能駕駛系統。伴隨著激光雷達成本持續下探,激光雷達有望加速滲透到不同價格區間、不同品牌的車型中,并逐漸成為標配。28/282024 年年 9 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告3、2030 年全球車用激光雷達市場有望增至年全球車用激光雷達市場有望增至 872 億美元規模億美元規模自動駕駛汽車滲透率提升推動激光雷達市場規模持續擴大自動駕駛汽車滲透率提升推動激光雷達市場規模持續擴大。Frost&Sullivan 數據顯示,中國 ADAS 滲透率預計從 2023 年的 6.3%增長到 2030 年的 87.9%;美國 ADAS 滲透率有望從 2023 年的 4.9
78、%上升到 2030年的 69.9%。ADAS 和自動駕駛汽車的快速滲透,預計將提升單車激光雷達搭載數量。中國信通院發布的車載激光雷達技術與應用研究報告認為,L3、L4 和 L5 級別自動駕駛分別需要平均搭載 1 顆、2-3顆和 4-6 顆激光雷達。Frost&Sullivan 預計,2026 年全球車用激光雷達市場規模有望達到 247 億美元,其中,ADAS(L3 以下)預計 129 億美元規模,自動駕駛(L4、L5)預計 118 億美元規模。2030 年全球車用激光雷達市場規模有望進一步增長到 872 億美元,其中 ADAS649 億美元,自動駕駛 223 億美元規模。八、參考研報八、參考研
79、報1.東莞證券-激光雷達行業專題報告:成本下探+智駕升級,激光雷達有望加速放量2.國聯證券-汽車行業:從華為看智能汽車(三),激光雷達性價比提升,關注細分賽道投資機會3.山西證券-電子行業激光雷達深度報告:產業化加速,國產供應鏈迎來投資機遇4.上海證券-電子行業激光雷達專題研究:邁向高階智能化關鍵,前瞻布局把握行業脈搏5.國泰君安-智能汽車行業產業研究系列(一):傳感器為智能化基礎,L3 車規落地打開激光雷達新空間6.浙商證券-汽車零部件行業激光雷達產業梳理:再看汽車智能駕駛之眼7.安信證券-電子行業激光雷達報告:開啟百億級市場藍海,為自動駕駛“畫龍點睛”8.中信建投-電子行業激光雷達系列之二:交付潮來臨,國內產業鏈方興未艾免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議。