科技行業： 激光雷達序幕開啟掘金正當時-220126（24）.pdf

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1、 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 1 證券研究報告 科技科技 激光雷達：激光雷達：序幕開啟，掘金正當時序幕開啟，掘金正當時 華泰研究華泰研究 通信通信 增持增持 ( (維持維持) ) 通信設備制造通信設備制造 增持增持 ( (維持維持) ) 行業行業走勢圖走勢圖 資料來源：Wind，華泰研究 2022 年 1 月 26 日中國內地 專題研究專題研究 激光雷達：激光雷達：2022 年年有望邁入量產元年，關注上游放量機遇有望邁入量產元年，關注上游放量機遇 隨著技術持續迭代驅動成本端下行，以及自動駕駛落地應用場景逐漸明確，車載激光雷達有望于 2022 年迎來量產元年。

2、根據我們的測算， 2022 年國內車載激光雷達出貨金額有望達 15 億元，至 2025 年有望提升至 110 億元，對應 20232025 年 CAGR 為 94%。全球來看，中國的工程師紅利、完善的汽車上游零部件/光通信產業鏈為孕育激光雷達產業快速發展奠定基礎。目前我國激光雷達上游核心部件如發射端激光芯片、接收端探測器芯片、處理芯片仍主要依賴進口，建議關注國內廠商進口替代機遇；上游光學元件/組件國內產業鏈配套則較為齊全，有望率先受益于激光雷達市場的快速放量。 高階自動駕駛核心傳感器之一，多家整車廠積極布局高階自動駕駛核心傳感器之一，多家整車廠積極布局 激光雷達具備分辨率高、抗干擾能力強、獲取

3、信息量豐富、可全天時工作等優勢。相比于毫米波雷達，激光雷達可實現對人體的探測；相比于攝像頭，激光雷達的探測距離更遠，對弱勢環境以及非標準靜物探測效果更好?？紤]到市場各主機廠的算法能力積累程度不一， 且交通場景的復雜性和環境干擾對 L3L5 中高階自動駕駛系統的要求較高，我們認為激光雷達或將成為實現自動駕駛的關鍵傳感器之一。透過 2021 年底廣州車展以及 CES 2022 我們觀察到，長城、廣汽、蔚來、理想、小鵬等整車廠正積極布局以激光雷達為主傳感器的自動駕駛方案，2022 年激光雷達量產或迎來加速落地。 國內激光雷達市場規模國內激光雷達市場規模 2325 年年 CAGR 有望達有望達 94%

4、；競爭格局未分勝負；競爭格局未分勝負 我們測算 2022 年國內車載激光雷達出貨金額有望達 15 億元， 至 2025 年有望提升至 110 億元，對應 20232025 年 CAGR 為 94%。從競爭格局來看，隨著激光雷達應用的滲透， 整體激光雷達產業競爭格局呈現集中到分散的趨勢，目前全球激光雷達市場參與者較多，但具備核心競爭力的廠商主要集中在中美歐三地，百家爭鳴尚未定勝負。Velodyne、Luminar 等海外公司相繼通過 SPAC 方式上市， 有望借助資本市場力量加速自身業務發展； 國內方面，我們認為基于中國的工程師紅利、 完善的汽車上游零部件產業鏈和光通信產業鏈，為我國孕育全球激光

5、雷達龍頭公司奠定基礎。 部分核心部分核心上游上游部件部件進口替代空間廣闊；光通信板塊有望迎接新機遇進口替代空間廣闊；光通信板塊有望迎接新機遇 激光雷達主要由發射模塊、接收模塊、主控模塊以及掃描模塊構成，其中發射模塊、接收模塊為最大成本構成。根據汽車之心數據，傳統分立式激光雷達中分立收發模組占據整機成本的 60%。目前我國激光雷達上游核心部件如發射端激光芯片、接收端探測器芯片、處理芯片仍主要依賴進口，部分國內廠商具備國產化替代能力，建議關注國產替代機遇；上游光學元件與組件（如光學透鏡、棱鏡、濾光片等）國內產業鏈配套較為齊全，且該環節部分核心技術與激光/光通信產業同源，故而可以實現技術復用，相關廠

6、商有望順利切入激光雷達賽道，率先受益于激光雷達放量。 中國激光雷達產業鏈梳理中國激光雷達產業鏈梳理 激光雷達整機廠商：速騰聚創、禾賽科技、華為、一徑科技、大疆 Livox、鐳神智能、萬集科技、昂納科技等；收發模塊/激光器：炬光科技、縱慧芯光、深圳睿博光電；探測器：成都量芯集成、靈明光子、南京芯視界等；光學元件/器件：舜宇光學、藍特光學、騰景科技、天孚通信、福晶科技、光庫科技、永新光學、鳳凰光學等。 風險提示：激光雷達行業發展不及預期；自動駕駛技術路徑變更。 (15)(8)0815Jan-21May-21Sep-21Jan-22(%)通信通信設備制造滬深300 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告

7、的一部分，請務必一起閱讀。 2 科技科技 正文目錄正文目錄 激光雷達：自動駕駛之眼，多整車廠積極布局激光雷達：自動駕駛之眼，多整車廠積極布局 . 3 自動駕駛國家分級標準擬實施，奠定自動駕駛產業發展基礎 . 3 多主機廠積極采納以激光雷達為關鍵傳感器的自動駕駛方案 . 3 激光雷達性能評價：探測距離、FOV、角分辨率等為關鍵指標 . 5 激光雷達技術路徑：關注探測距離、集成度以及成本 . 5 收發系統：考慮探測距離、產業成熟度以及成本 . 6 掃描系統：半固態/固態預計為激光雷達重點演進方向 . 7 量產有望加速落地，預計量產有望加速落地，預計 2325 年國內市場規模年國內市場規模 CAGR

8、 達達 94% . 10 廣州車展激光雷達車型先行，2022 年或為激光雷達加速落地元年 . 10 CES 2022：多廠商激光雷達新品亮相 . 11 國內激光雷達市場規模定量測算 . 11 激光雷達競爭格局：群雄逐鹿，國產廠商加速布局激光雷達競爭格局：群雄逐鹿，國產廠商加速布局 . 14 群雄逐鹿，速騰、華為、禾賽等國產廠商亦具備競爭實力 . 14 海外激光雷達公司通過 SPAC 登陸美股，資本市場推動產業加速成熟 . 14 Velodyne（VLDR US） ：車載激光雷達的鼻祖 . 15 Luminar（LAZR US） ：車載激光雷達的創新者 . 15 Innoviz（INVZ US）

9、 ：MEMS 激光雷達領先者 . 16 Ouster（OUST US） ：Flash 激光雷達先驅 . 16 Aeva（AEVA US） ：FMCW 4D 激光雷達開拓者. 16 中國激光雷達公司快速發展，造車新勢力加速產業成熟 . 16 速騰聚創（未上市） . 16 禾賽科技（未上市） . 17 華為（未上市） . 18 大疆覽沃（未上市） . 18 一徑科技（未上市） . 19 激光雷達產業鏈拆解：激光雷達產業鏈拆解：激光器、探測器、驅動芯片等為核心激光器、探測器、驅動芯片等為核心 . 20 激光器：關注國內激光芯片廠商進口替代機遇. 21 發射光學系統：國內產業鏈配套完備，有望率先受益

10、. 22 接收模塊：探測器具備較高技術壁壘，目前供給端以海外廠商為主 . 23 風險提示. 24 iWxVoYpMoOnNmMbRbP9PtRqQtRsQkPpPrQeRnPrO6MpPxOxNoOsPwMrQmR 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 3 科技科技 激光雷達：自動駕駛之眼激光雷達：自動駕駛之眼，多整車廠積極布局，多整車廠積極布局 激光雷達是一種向被測目標發射探測信號，然后測量反射或散射信號的到達時間、強弱程度等參數，以確定目標的距離、方位、運動狀態及表面光學特征的雷達系統。激光雷達的優點包括：1）具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率；2）抗干擾能

11、力強；3）獲取的信息量豐富，可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標的多維度圖像；4）可全天時工作。相比于毫米波雷達，激光雷達可實現對人體的探測，相比于攝像頭，激光雷達的探測距離更遠，對弱勢環境以及非標準靜物探測效果更好。 自動駕駛自動駕駛國家分級標準擬實施，國家分級標準擬實施，奠定奠定自動駕駛產業發展自動駕駛產業發展基礎基礎 我國量產汽車自動駕駛等級正在我國量產汽車自動駕駛等級正在由由 L2 向向 L3 過渡過渡。我國汽車駕駛自動化分級于 2021年 8 月正式發布，擬于 2022 年 3 月起實施。 該標準根據在執行動態駕駛任務中的角色分配以及有無設計運行范圍限制，將駕駛

12、自動化分成 05 級：L0(應急輔助)、L1（部分駕駛輔助） 、L2(組合駕駛輔助)、L3(有條件自動駕駛)、L4(高度自動駕駛)、L5(完全自動駕駛)。其中 L3 是輔助駕駛和自動駕駛的分水嶺，其定義為系統在其設計運行條件內能夠持續地執行全部動態駕駛任務。L3 以下稱之為輔助駕駛，L3 以上稱之為自動駕駛。目前，我國量產汽車的自動駕駛等級正在從 L2 向 L3 過渡，此次汽車駕駛自動化分級的正式實施，也意味著中國將正式擁有自己的自動駕駛汽車分級標準，為我國自動駕駛行業的發展奠定基礎。 圖表圖表1： 汽車駕駛自動化分級汽車駕駛自動化分級 分級分級 名稱名稱 車輛橫向和縱向運動控制車輛橫向和縱向

13、運動控制 目標和目標和事件事件探測與探測與響響應應 動態駕駛任務動態駕駛任務后援后援 設計運行設計運行范圍范圍 0 級 應急輔助 駕駛員 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 1 級 部分駕駛輔助 駕駛員和系統 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 2 級 組合及時輔助 系統 駕駛員及系統 駕駛員 有限制 3 級 有條件自動駕駛 系統 系統 動態駕駛任務后援用戶 （執行接管后成為駕駛員） 有限制 4 級 高度自動駕駛 系統 系統 系統 有限制 5 級 完全自動駕駛 系統 系統 系統 無限制 資料來源： 汽車駕駛自動化分級 （市場監管總局） ，華泰研究 多主機廠積極采納以多主機廠積極采納以激光雷達激光雷達為關鍵

14、傳感器的自動駕駛方案為關鍵傳感器的自動駕駛方案 常見的車載傳感器包括：攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達常見的車載傳感器包括：攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達。感知、決策與控制是自動駕駛的三個環節，感知環節用來采集周圍環境的基本信息，是自動駕駛的基礎。自動駕駛汽車依托傳感器實現對于周圍環境的感知。 針對不同應用等級， 對于傳感器的需求不同，常見的傳感器包括：攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達。 圖表圖表2： 自動駕駛中常用的傳感器自動駕駛中常用的傳感器 資料來源：Yole，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 4 科技科技 相較于相較于攝像

15、頭、毫米波雷達攝像頭、毫米波雷達，激光雷達，激光雷達具有具有高分辨率、抗干擾能力強等高分辨率、抗干擾能力強等特定優勢特定優勢，市場主市場主流感知端方案為多傳感器融合。流感知端方案為多傳感器融合。激光雷達具有高分辨率、抗干擾能力強、獲取目標信息快等特點，可以應用于黑暗、強光、逆光等弱勢場景，同時有效感知攝像頭和毫米波雷達無法準確定位的障礙物和道路邊界等靜態目標，可以在感知上補齊毫米波雷達、攝像頭等方案的不足，有助于提升自動駕駛感知的精度。將多個傳感器獲取的數據、信息集中在一起綜合分析，可以使得不同傳感器在識別能力、抗惡劣/暗光環境、探測距離等不同方面的優勢相互補充，提高感知精度和系統決策的正確性

16、。 圖表圖表3： 自動駕駛三種主要傳感器特性比較自動駕駛三種主要傳感器特性比較 資料來源：Ofweek，華泰研究 圖表圖表4： 自動駕駛常見傳感器對比自動駕駛常見傳感器對比 傳感器傳感器 優勢優勢 劣勢劣勢 最遠距離最遠距離 攝像頭 技術成熟度高，價格便宜 受惡劣天氣影響，逆光和光影復雜環境下，效果較差，對非標準靜物識別上效果差。 250m 毫米波雷達 受天氣影響程度較小，可以探測遠距離的物體 對于行人的反射波較弱，難以探測 200m 激光雷達 測距精度高，方向性強，相應快，能快速復建出三維模型，抗干擾能力強 成本較高 500m 資料來源：Yole、華泰研究 多主機廠積極采納以激光雷達為主的自

17、動駕駛方案多主機廠積極采納以激光雷達為主的自動駕駛方案，激光雷達或將成為實現自動駕駛的關激光雷達或將成為實現自動駕駛的關鍵傳感器之一鍵傳感器之一。目前 L2 級輔助駕駛感知硬件主要包括超聲波雷達、毫米波雷達、攝像頭等車載傳感器， 伴隨駕駛自動化的等級越高， 對自動駕駛感知系統和車載傳感器的要求越高。當前除特斯拉外，各大主機廠正積極布局以激光雷達為主傳感器的自動駕駛方案。特斯拉FSD 系統 V9.0 版本采用“純視覺識別距離”的測距計算，具有很高的技術壁壘且對算法的要求很高，需要通過收集大量數據訓練算法。此外，攝像頭傳感器對路面狀況有較高要求，霧天、 夜晚等低照度環境將影響攝像頭的使用效果， 且

18、對非標準靜態物體的識別存在困難且對非標準靜態物體的識別存在困難，相比之下，激光雷達以上場景中的效果更好。 考慮到市場各主機廠的算法能力積累程度不一，且交通場景的復雜性和環境干擾對考慮到市場各主機廠的算法能力積累程度不一，且交通場景的復雜性和環境干擾對 L3L5中高階自動駕駛系統（探測與響應對象為駕駛系統）的要求較高，我們認為激光雷達或將中高階自動駕駛系統（探測與響應對象為駕駛系統）的要求較高，我們認為激光雷達或將成為實現自動駕駛的關鍵傳感器之一。成為實現自動駕駛的關鍵傳感器之一。 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 5 科技科技 圖表圖表5： 車載市場車載市場-自動駕

19、駛分級對應所需硬件（傳感器）自動駕駛分級對應所需硬件（傳感器） 分級分級 L0L1 L2 L3 L4 L5 自動駕駛等級 輔助駕駛 部分自動駕駛 有條件自動駕駛 高級自動駕駛 完全自動駕駛 時間 2015 年以前 2016 年起 2020 年起 2023 起 / 搭載硬件（傳感器） 4-8 超聲波雷達 0-3 毫米波雷達 0-1 攝像頭 8-12 超聲波雷達 3-5 亳米波雷達 1-3 攝像頭 8-12 超聲波雷達 4-8 毫米波雷達 3-8 攝像頭 0-1 激光雷達 8-12 超聲波雷達 6-12 毫米波雷達 8-12 攝像頭 1-3 激光雷達 8-12 超聲波雷達 6-12 毫米波雷達 8

20、-12 攝像頭 1-3 激光雷達 搭載硬件單車價值量 7 千元（2019 年） 1.5 萬元（2019 年） 2.5 萬元（2019 年） 4 萬元（2023 年） / 算力 10K 百萬條指令每秒 20K 百萬條指令每秒 1TOPS AI 算力 60K 百萬條指令每秒 -25 TOPS Al 算力 V2X 云 200K 百萬條指令每秒 - 100 TOPS Al 算力 4TB 存儲 / 資料來源： 汽車駕駛自動化分級 （市場監管總局） ，華泰研究 激光雷達性能評價：激光雷達性能評價：探測距離、探測距離、FOV、角分辨率、角分辨率等等為為關鍵指標關鍵指標 激光雷達的主要性能指標包括安全等級、

21、探測距離、FOV(垂直+水平)、 角分辨率、 出點數、線束、輸出參數、IP 防護等級、激光發射方式(機械/固態)、使用壽命、波長、功率、供電電壓等。探測距離是激光雷達最核心的指標之一，足夠遠的探測距離能夠允許車輛對道路條件變化作出相應反應；寬水平視野能夠獲取更詳細的當前行駛位置的視圖，幫助車輛評估相鄰車道的行駛條件， 一般機械式激光雷達水平視場角為 360， 垂直視野能夠幫助判斷車道上的物體、碎片；較高角分辨率的激光雷達能夠更精確地確定物體的大小、形狀、位置，提供更清晰的道路視覺。 圖表圖表6： 激光雷達性能指標激光雷達性能指標 激光雷達性能指標激光雷達性能指標 解釋說明解釋說明 安全等級 激

22、光雷達的安全等級是否滿足 Class 1，需要考慮特定波長的激光產品在完全工作時間內的激光輸出功率，即激光輻射的安全性是波長、輸出功率，和激光輻射時間的綜合作用的結果。 探測距離 激光雷達的測距與目標的反射率相關。目標的反射率越高則測量的距離越遠，目標的反射率越低則測量的距離越近。因此在查看激光雷達的探測距離時要知道該測量距離是目標反射率為多少時的探測距離。 FOV 激光雷達的視場角有水平視場角和垂直視場角。如果是機械旋轉激光雷達，則其水平視場角為 360 度。 角分辨率 一個是垂直分辨率，另一個是水平分辨率。水平方向上做到高分辨率其實不難，因為水平方向上是由電機帶動的， 所以水平分辨率可以做

23、得很高。 一般可以做到 0.01 度級別。 垂直分辨率是與發射器幾何大小相關，也與其排布有關系，就是相鄰兩個發射器間隔做得越小，垂直分辨率也就會越小。垂直分辨率為 0.11 度的級別。 出點數 每秒激光雷達發射的激光點數。激光雷達的點數一般從幾萬點至幾十萬點每秒左右。 線束 多線激光雷達，就是通過多個激光發射器在垂直方向上的分布，通過電機的旋轉形成多條線束的掃描。多少線的激光雷達合適，主要是說多少線的激光雷達掃出來的物體能夠適合算法的需求。理論上講，當然是線束越多、越密，對環境描述就更加充分，這樣還可以降低算法的要求。常見的激光雷達的線束有 輸出參數 障礙物的位置(三維)、速度(三維)、方向、

24、時間戳(某些激光雷達有)、反射率 使用壽命 機械旋轉的激光雷達的使用壽命一般在幾千小時；固態激光雷達的使用壽命可高達 10 萬小時。 激光發射方式 傳統的采用機械旋轉的結構，固態激光雷達主要由三類-Flash 、MEMS、OPA。Flash 激光雷達只要有光源，就能用脈沖一次覆蓋整個視場。隨后再用飛行時間（ToF）方法接收相關數據并繪制出激光雷達周圍的目標。MEMS 激光雷達其結構相當簡單，只要一束激光和一塊反光鏡 資料來源：佐思汽車研究，華泰研究 激光雷達技術路徑：關注探測距離、集成度以及成本激光雷達技術路徑：關注探測距離、集成度以及成本 總結來看，一個激光雷達包括四大要素：分別為測距原理、

25、光束操縱方法、光源以及探測器。在此基礎上，不同技術路線是以上相關元素的組合。 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 6 科技科技 圖表圖表7： 車載激車載激光雷達四大組成要素光雷達四大組成要素 資料來源：2020 智能駕駛激光雷達行業藍皮書麥姆斯咨詢，華泰研究 激光雷達的測距原理可以分為 ToF 和 FMCW，前者在產業鏈成熟度上更領先，成為當前市場上主要采用的方法。兩種方法具體的特點如下： 1) ToF：飛行時間法，通過直接測量發射激光與回波信號的時間差時間差，基于光在空氣中的傳播速度得到目標物的距離信息，具有相應速度快、探測精度高的優勢。該方式需要編碼抵抗干擾，根據

26、反射率判斷目標是否為偽目標，因此對算法層面有較高要求。 2) FMCW：相干測距法，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排頻得到頻率差頻率差，從而間接獲得飛行時間反推目標物距離，其中調頻連續波是相干法中面向無人駕駛應用的主要方法。FMCW 此前在毫米波雷達上已經有應用，優勢在于抗干擾性能較好，對環境強光和其他激光有抗干擾能力。 收發收發系統：系統：考慮探測距離、產業成熟度以及成本考慮探測距離、產業成熟度以及成本 波長方面，激光雷達光源的工作波長主要為波長方面，激光雷達光源的工作波長主要為 850nm、905nm、940nm、1550nm，目前已，目前已發布的激光雷達產品以

27、發布的激光雷達產品以 905nm 和和 1550nm 為主。為主。 905nm：技術和產業鏈相對成熟。：技術和產業鏈相對成熟?；?905nm 的激光雷達技術以及產業鏈相對成熟，成本較低，目前仍然是整車廠的首選波長。根據 Yole2021 年汽車與工業領域激光雷達應用報告 ，截至 2021 年 9 月，全球 905nm 激光雷達 design win 數量為 20 項，占比達 69%。905nm 激光雷達技術成熟、成本較低，為當前 OEM 主流激光器波長。 1550nm：具有更高的探測距離，人眼保護更為友好，：具有更高的探測距離，人眼保護更為友好，正逐步推廣正逐步推廣。人眼內部的晶狀體、眼角膜

28、等，隨著波長的增長，投射性能在減弱，其中波長大于 1400nm 的光無法投射在視網膜上，因此 1550nm 的激光雷達能夠不用擔心傷害到人眼而工作在更高的功率上，以獲得更遠的探測距離。目前車規級 905nm 激光雷達探測距離（10%反射率）約為 150m，而1550nm 激光器探測距離（10%反射率）約為 250m，探測距離更遠。由于采用 1550nm 激光雷達可以提供更多安全冗余，從而提高汽車安全性，正在逐步獲得市場認可。截至 2021年 9 月，基于 1550 納米的激光雷達方案 design win 為 4 項。 圖表圖表8： 不同波長半固態激光雷達的探測距離不同波長半固態激光雷達的探測

29、距離 波長波長 最遠探測距離最遠探測距離 10%反射率探測距離反射率探測距離 代表廠商產品代表廠商產品 905nm 200m 150m 速騰聚創（RS-LiDAR-M1）、法雷奧（Scala2） 200m 170m Velodyne（Velarray H800） - 200m 禾賽科技（AT128） 1550nm 500m 250m Luminar（Iris）、Innovusion（獵鷹） 注：各公司官網，華泰研究 光源測距原理探測器光束操縱EELVCSEL光纖激光器三角測距法飛行時間法直接飛行時間法間接飛行時間法PIN PDAPD/SPAD/SiPMCMOS圖像傳感器CCD圖像傳感器機械掃描

30、DOE（衍射式）微振鏡掃描OPA掃描Flash（閃光式）車載激光雷達四大組成要素 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 7 科技科技 圖表圖表9： 激光雷達方案：不同波長占比激光雷達方案：不同波長占比 資料來源：2021 年汽車與工業領域激光雷達應用報告，華泰研究 短期內短期內 905nm/1550nm 兩種兩種波長波長或共存?；蚬泊?。 我們認為相較于 905nm 激光雷達， 1550nm 激光雷達基于“人眼安全” 、對煙霧穿透力更強等特點，有望在探測距離方面獲得優勢；但另一方面，因目前 1550nm 激光雷達發射端光源仍主要采用光纖激光器，以及探測端須采用銦鎵砷等成本

31、相對高昂的器件，我們認為 1550nm 激光雷達產品大規模采用或仍需要一定時間的培育和發展，短期內 905nm、1550nm 技術路徑或保持共存。 激光器光源激光器光源方面，方面， 從從發射維度發射維度看看可以分為兩大類可以分為兩大類： 邊發射 （邊發射 （EEL） 和和垂直腔面發射 （垂直腔面發射 （VCSEL） 。 據禾賽科技招股書，EEL 作為探測光源具有高發光功率密度的優勢，但 EEL 激光器因為其發光面位于半導體晶圓的側面，使用過程中需要進行切割、翻轉、鍍膜、再切割的工藝步驟，往往只能通過單顆一一貼裝的方式和電路板整合，而且每顆激光器需要使用分立的光學器件進行光束發散角的壓縮和獨立手

32、工裝調，極大地依賴產線工人的手工裝調技術，生產成本高且一致性難以保障。生產成本高且一致性難以保障。 VCSEL 其發光面與半導體晶圓平行，具有面上發光的特性，其所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，在精度層面由半導體加工設備保障，無需再進行每個激光器的單獨裝調， 且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進行整合， 提升光束質量。 傳統的 VCSEL 激光器存在發光密度功率低的缺陷，導致只在對測距要求近的應用領域有相應的激光雷達產品（通常50 m） 。近年來國內外多家 VCSEL 激光器公司紛紛開發了多層結 VCSEL 激光器， 將其發光功率密度提升了 510 倍， 這為應用 VCSEL 開發長

33、距激光雷達提供了可能。結合 VCSEL 平面化所帶來的生產成本和產品可靠性方面的收益， 我們認為 VCSEL 未來有望迎來快速發展。 掃描系統：半固態掃描系統：半固態/固態預計為激光雷達重點演進方向固態預計為激光雷達重點演進方向 按照掃描方式劃分，激光雷達可分為機械式、半固態式 （包括轉鏡、 偏振鏡等） 、 固態式（按照掃描方式劃分，激光雷達可分為機械式、半固態式 （包括轉鏡、 偏振鏡等） 、 固態式（包包括括 OPA、Flash 等）等。等）等。 1）機械式：通過不斷旋轉發射頭，在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，達到動態掃描并動態接受信息的目的。根據豎直方向上發射單元的數量，機械式激光雷

34、達可以分為不同線束，常見的包括 16 線、32 線、64 線和 128 線。機械式發展較早，技術最為成熟，但由于其具有成本較高（與激光雷達線性成正比） 、無法過車規、組裝難度大、量產能力差等缺陷。 2）半固態：轉鏡式激光雷達通過一個可旋轉的鏡子能夠實現約 120范圍的掃描，降低機械式激光雷達成本，缺點是轉軸精密度難以控制；MEMS 式激光雷達通過半導體“微動”器件 MEMS（micro-electro-mechanical-system，微機電系統）將機械部件集成化至芯片級別，具有尺寸小、成本低等優勢，缺點是 MEMS 對車輛駕駛環境要求高。 69%14%7%7%3%905nm1550nm10

35、64nmUnknown855nm 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 8 科技科技 3）固態：激光雷達是指完全沒有移動部件的激光雷達，短期面臨較多工藝難點以至于其可靠性以及良率尚未能達到車規要求。OPA 仍處于研發階段，Flash 是目前純固態激光雷達最主流的技術方案，掃描速度快，但在探測精度和探測距離上效果較差。 圖表圖表10： 激光雷達分類（按掃描方式）激光雷達分類（按掃描方式） 激光雷達類型（按掃描方式劃分）激光雷達類型（按掃描方式劃分） 細分細分 優勢優勢 缺點缺點 機械式 / 掃描速度快、抗干擾力強，其技術最為成熟 成本較高（與激光雷達線數成正比）、組裝難度

36、大、機械部件壽命短 半固態 轉鏡 成本低、尺寸小，結構不易損壞，目前唯一通過車規并上路的方案 可量產性差、精度低、對光源功率要求高 偏振鏡 芯片化設計、集成度高，可靠性和分辨率具有顯著優勢 激光掃描范圍受偏振鏡面積顯示，視野FOV 相對較窄 固態 OPA 集成度高、信噪比低、適應性強 光信號覆蓋有限、容易受到環境光干擾 FLASH 低延遲、體積小、穩定性很高 可探測距離短、技術壁壘高、不易實現 資料來源：禾賽科技招股書，華泰研究 圖表圖表11： 全球車載激光雷達技術路徑全球車載激光雷達技術路徑 資料來源：2021 年汽車與工業領域激光雷達應用報告（Yole），華泰研究 不同技術路徑的應用場景不

37、同不同技術路徑的應用場景不同。需要指出的是，并不是每種應用場景都要用 Flash 或 OPA的固態激光雷達，當前固態雷達主要應用于乘用車的高級輔助駕駛。另一方面，機械式激光雷達也擁有很多應用場景。激光雷達的應用場景主要可從兩個維度來劃分：1）激光雷達需要感知的環境；2）載體行駛的速度。下面我們對 Robotaxi/Robotruck、ADAS、機器人、智慧城市等不同應用場景下對激光雷達所需性能做探討： 1、Robotaxi 和 Robotruck：針對 Robotaxi 和 Robotruck 等場景，由于其在城市道路上行駛場景復雜度比較高，對激光雷達的測距能力要求較高；另一方面，Robota

38、xi 和 Robotruck對外觀并無過高要求，故激光雷達的集成度要求可有放低，此外相較于乘用車要求成本優先，Robotaxi 和 Robotruck 對于價格敏感度較低，故目前高線束的機械式激光雷達可以滿足要求，例如滴滴、阿波羅等多采用機械旋轉式的激光雷達。 2、ADAS： L2/L3 級別的場景復雜度相對 L4/L5 較低，但對價格的敏感度較高，此外對外觀的集成度要求較高，需要結構緊湊、體積小、重量輕等，故衍生出對芯片化的半固態/固態激光雷達需求。 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 9 科技科技 3、機器人：由于機器人使用場景相對封閉、單一（如礦區、園區等） ，

39、且速度相對較慢，低線束機械式激光雷達已可以滿足目前要求，且價格敏感度相對于 ADAS 較低，故機械式低線數激光雷達在機器人領域有望較大應用空間。 4、車聯網（智慧城市） ：在車聯網領域，激光雷達主要安裝在路端，主要為：1）實現高精地圖的采集，2）對路面交通進行實時監控，對集成度要求相對較低，而對算法要求較高。作為一種路端感知器，需要對道路使用者進行監測感知。我們認為車聯網、智慧城市對于激光雷達市場需求廣闊，目前以機械旋轉式激光雷達需求為主。 半固態半固態/固態預計為激光雷達重點演進方向固態預計為激光雷達重點演進方向。盡管激光雷達的技術類型越來越多，傳統的機械激光雷達仍被整車廠廣泛使用， 方案數

40、量為 19項， 占方案總數的 66%。 同時， MEMS/Flash激光雷達正在興起，分別為 5/3 項，占方案總數的 17%/10%。和機械式相比，半固態激光雷達具有結構簡化、可靠性高、量產成本低、掃描速度快等特性，更適合車載，我們認為短期將成為主流搭載方案。根據 SAE International 數 據， 以 Velodyne 為例，HDL-64E/VLP-16 機械式激光雷達分別為 75000/4000 美元，而 Velarray H800 固態激光雷達不到 500 美元。雖然半固態/固態存在一定的工藝與技術難點，但國內外激光雷達廠商正陸續發布半固態量產產品。在 2022 CES 展上

41、，速騰聚創宣布其第一代半固態已于 1H21完成車規級量產并成功交付客戶，禾賽科技，Innovusion，Luminar 等在這次會上都發布了各自的半固態產品，并預計于 2022 年迎來量產。長期來看，我們認為半固態/固態激光雷達在技術成熟后易通過車規認證，有望實現前裝量產與規?；逃?。 圖表圖表12： 激光雷達方案：不同技術類型占比激光雷達方案：不同技術類型占比 資料來源：2021 年汽車與工業領域激光雷達應用報告，華泰研究 66%17%10%7%MechanicalMEMSFlashUnknown 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 10 科技科技 量產有望加速落地

42、，預計量產有望加速落地，預計 2325 年國內市場規模年國內市場規模 CAGR 達達 94% 廣州車展激光雷達車型先行，廣州車展激光雷達車型先行，2022 年年或或為激光雷達加速落地元年為激光雷達加速落地元年 2021 年年 11 月廣州車展上，多款車企發布了搭載激光雷達的車型月廣州車展上，多款車企發布了搭載激光雷達的車型：其中小鵬 G9 搭載 2 顆速騰聚創激光雷達；長城機甲龍搭載 4 顆華為 96 線混合固態激光雷達；極狐阿爾法 S 華為版搭載 3 顆華為激光雷達； 威馬 M7 搭載 3 顆速騰聚創半固態激光雷達； 智己 L7 搭載 2顆速騰聚創半固態激光雷達。 圖表圖表13： 搭載搭載

43、4 顆激光雷達的長城機甲龍顆激光雷達的長城機甲龍 圖表圖表14： 搭載速騰聚創激光雷達的威馬搭載速騰聚創激光雷達的威馬 M7 資料來源：佐思汽車研究，華泰研究 資料來源：佐思汽車研究，華泰研究 單車配置激光雷達顆數增長，單車配置激光雷達顆數增長，2022 年激光雷達行業有望迎來加速發展。年激光雷達行業有望迎來加速發展。目前國內外各大廠商紛紛布局激光雷達上車，速騰聚創、華為、圖達通、禾賽科技等國內激光雷達廠商有望在 2022 年迎來多個落地項目，我們認為車企加速引入激光雷達技術，對于產業鏈的成熟將產生重要的推動。此外，我們觀察到本次車展發布車型較此前 L2 級輔助駕駛汽車相比，激光雷達數量明顯增

44、長，出現多款 24 顆激光雷達車型。隨著技術持續迭代驅動激光雷達成本下行，2022 年激光雷達行業有望迎來加速發展。 圖表圖表15： 宣布宣布 2022 年量產的激光雷達車型年量產的激光雷達車型 品牌品牌/車型車型 上市上市/信息公開時間信息公開時間 車型售價車型售價 廠商廠商 技術類型技術類型 數量數量 小鵬 P5 2021 年 9 月 15 日 19.99-22.39 萬元 大疆 Livox 轉鏡式半固態 2 小鵬 G9 2022 年下半年 - 速騰聚創 微振鏡掃描式 2 理想 X01 2022 年 - 禾賽科技 - - 蔚來 ET7 2021 年 1 月 9 日 44.80-52.60

45、萬元 圖達通 微振鏡式半固態 1 高合 Hiphi Z 2022 年 4 月 - 禾賽科技 轉鏡式半固態 1 智己 L7 2021 年 11 月 40.88 萬元 速騰聚創 微振鏡式半固態 2 威馬 M7 2021 年 10 月 - 速騰聚創 徹振鏡式半固態 3 廣汽埃安新款 LX Plus 2021 年 11 月 22.9-34.9 萬元 速騰聚創 微振鏡式半固態 3 北汽極狐阿爾法 S 全新華為 Hi 版 2022 年 12 月 38.89-42.99 萬元 華為 轉鏡掃描式 3 北汽極狐阿爾法 S 2021 年 4 月 40 萬起 速騰聚創 微振鏡式半固態 3 長城機甲龍 2022 年

46、7 月底 48.8 萬元 華為 轉鏡掃描式 4 阿維塔 11 2022 年 - 華為 - 3 上汽飛凡 R7 2022 年下半年 30 萬元 Liminar-Iris 雙軸轉鏡掃描式 3 WEY 摩卡 2021 年 18.7-22.3 萬元 ibeo (ibeo next) 全固態 3 合眾哪吒 S 2022 年底 - 華為 轉鏡掃描式 3 奔馳 EQS 2021 年 12 月 66-81 萬 - - 1 Lucid Air 2022 年 - 速騰聚創 - 1 資料來源：公司官網、佐思汽車研究，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。 11 科技科技 CES 20

47、22：多廠商激光雷達新品亮相：多廠商激光雷達新品亮相 美國西部時間 1 月 5 日1 月 7 日，CES 2022（國際消費電子展）在美國內達華州拉斯維加斯會議中心舉辦，速騰聚創、禾賽科技、Innovusion 等國內激光雷達廠商，以及 Velodyne、Luminar、Ibeo 等海外廠商均攜帶最新激光雷達產品參展。根據各激光雷達廠商于本屆 CES展會中披露量產計劃， 速騰聚創宣布其發布的 RS-LiDAR-M1 型號激光雷達已于 2021 年上半年經過一系列嚴格的車規測試，完成了 SOP 版鎖定和車規級量產，并成功交付客戶，成為全球唯一實現車規前裝量產交付的第二代智能固態激光雷達；禾賽科技

48、發布的 AT128、Innovusion 發布的獵鷹、Luminar 發布的 Iris 等新品均預計于 2022 年迎來量產；此外禾賽科技發布的 QT128、法雷奧發布的 SCALA 3 也預計分別于 2023、2024 年迎來量產。 圖表圖表16： CES 2022 中各激光雷達廠商發中各激光雷達廠商發布主要新品匯總（表中僅列示部分新品）布主要新品匯總（表中僅列示部分新品） 廠商廠商 產品產品 波長（波長（nm） 掃描方式掃描方式 預計量產時間預計量產時間 下游客戶下游客戶 禾賽科技 AT128 905 半固態 2022 年下半年 理想、集度、高合、路特斯等 QT128 905 機械式 20

49、23 年第一季度 / Luminar Iris 1550 半固態 2022 年第三季度 沃爾沃等 法雷奧 SCALA 3 905 半固態 2024 年 / 速騰聚創 RS-Ruby Plus 905 機械式 / 享道 Robotaxi、元戎啟行等 RS-Helios-5515 905 半固態 / / RS-LiDAR-M1 905 半固態 2021 上半年 比亞迪、廣汽埃安、威馬汽車、極氪、路特斯等 Innovusion 獵鷹 1550 半固態 2022 年第一季度 蔚來 ET7 等 Velodyne H800 905 半固態 / 福特，FF 等 Cepton Nova / 半固態 / OEM

50、 客戶 資料來源：CES 2022，華泰研究 國內激光雷達國內激光雷達市場規模市場規模定量測算定量測算 乘用車方面，乘用車方面，預計預計 2022 年我國年我國乘用乘用車載激光雷達市場規模約為車載激光雷達市場規模約為 14.4 億元，預計至億元，預計至 2025年將達年將達 96.9 億元，對應億元，對應 20232025 年年 CAGR 為為 89%。我們基于如下假設： 1) 根據中汽協數據，2020 年我國乘用車銷量約 0.202 億輛，考慮到目前國內乘用車已步入穩定增長階段，因此我們預計 2021 年至 2025 年國內乘用車銷量將平穩增長，我們預計2022年國內乘用車銷量為0.229億