激光雷達行業報告：激光雷達放量時代上游器件引領未來-220810（99頁）.pdf

1、-1-激光雷達放量時代，上游器件引領未來激光雷達放量時代，上游器件引領未來激光雷達行業報告（二）激光雷達行業報告（二）2022年年8月月10日日證券研究報告證券研究報告|行業深度行業深度通信通信|通信設備通信設備余俊余俊通信行業首席分析師通信行業首席分析師S1090518070002S1090518070002孫嘉擎孫嘉擎通信行業研究助理通信行業研究助理梁程加梁程加通信行業通信行業聯席首席分析師聯席首席分析師S1090522060001S1090522060001李哲瀚李哲瀚通信行業通信行業分析師分析師S1090522020002S1090522020002-2-2021年為激光雷達年為激光雷

2、達“上車上車”元年元年，2022年有望成為激光雷達的量產大年年有望成為激光雷達的量產大年，從從L2級別輔助駕駛到級別輔助駕駛到L3+自動駕駛跨進自動駕駛跨進。在2021年1月，蔚來在NIO day上宣布ET7全系搭載激光雷達，掀起了中國車企定點激光雷達的浪潮，隨后，小鵬、北汽極狐、上汽智己、上汽飛凡、廣汽埃安、理想、高合、威馬等造車新勢力和傳統車企新能源品牌，都紛紛宣布即將量產或交付的新車型將搭載激光雷達。這些車型最晚都是在2022年交付，2022年有望成為激光雷達的量產大年。激光雷達由發射模塊激光雷達由發射模塊、接收模塊接收模塊、主控模塊以及掃描模塊主控模塊以及掃描模塊（如有如有）構成構成。

3、激光雷達BOM 成本主要是三部分：（1）硬件、電子模塊；（2）光學模塊和（3）結構模塊。硬件模塊（50%60%）：發射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要負責運算；以及主控板和電源模組；光模塊（1015%）：以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；結構模塊（25%）：支撐光學模塊和硬件模塊內部的一些支架，包括電機、軸承、支架、殼體。激光發射器：激光發射器：VCSEL較較EEL成本優勢明顯成本優勢明顯，905、1550或將共存或將共存。從驅動方式來看，采用VCSEL激光器作為面光源的電光轉換效率、集成度和可制造性更高，將逐步取代EEL；從光源波長來

4、看，1550nm或將在海外及國產高端車型中使用，目前仍需解決成本問題；905nm基于價格優勢在中低端車型中將更受歡迎。光學系統：激光雷達中包含大量的光學和電子元器件光學系統：激光雷達中包含大量的光學和電子元器件。國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控&一致性。光學部分是以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；其中，轉鏡50%；窗口片：20%；透鏡、準直鏡、濾光片30%。上游的光學組件提供廠商較多，且廠商來自多個不同的領域，包括消費電子領域、光通信領域以及光纖激光器領域，我們認為，未來量產階段，擁有一定技術壁壘和充沛產能優勢的廠商有望成為市場主流玩家。探測器：國

5、內廠商走向車規探測器：國內廠商走向車規，從從APD向向SPAD、SiPM進階進階。SiPM和SPAD基于蓋革模式，具有高靈敏度、高增益、供電電壓低、一致性極好等優勢，有助于實現符合車規、高增益、低成本、尺寸緊湊的傳感器，適用于汽車長距離激光雷達的微光探測場景。投資建議：投資建議：激光雷達裝配率有望在2022-2025年之間出現明顯提速拐點，打開千億市場規模。建議關注：【速騰聚創速騰聚創】、【圖達通圖達通】、【禾賽科技禾賽科技】等整機廠；等整機廠；激光雷達上游光學組件率先受益激光雷達上量，光模塊產業鏈有望快速切入激光雷達領域，具備垂直一體化優勢的平臺型公司有望從光學組件切入主流市場，并逐步提供其

6、他重要的光學組件產品以及有源器件封裝服務，逐步增加單雷達的價值量，重點推薦重點推薦【天孚通信天孚通信】、【中際旭創中際旭創】；建議關注；建議關注【騰景科技騰景科技】、【光光庫科技庫科技】、【永新光學永新光學】（中小盤覆蓋中小盤覆蓋）、【福晶科技福晶科技】（電子組覆蓋電子組覆蓋）、【藍特光學藍特光學】（電子組覆蓋電子組覆蓋）等；等；激光發射器VCSEL芯片國產替代逐步興起，具備設計、外延、封裝及采購上游芯片集成光學組件提供發射模組的公司值得持續關注，建議關注建議關注【炬光科技炬光科技】（電子組覆蓋電子組覆蓋）、【長光華芯長光華芯】（電子組覆蓋電子組覆蓋）、蘇州長瑞蘇州長瑞。風險提示：技術路徑選擇

7、風險提示：技術路徑選擇風險風險、自動駕駛推進不及預期自動駕駛推進不及預期、市場競爭價格降幅加劇市場競爭價格降幅加劇。核心邏輯：核心邏輯：激光雷達放量時代，上游器件引領未來激光雷達放量時代，上游器件引領未來-3-行業：行業：2021為“上車”元年，為“上車”元年，2022或將成為量產大年或將成為量產大年 發射模塊：發射模塊：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或將共存或將共存 光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控&一致性一致性 接收模塊：國內廠商走向車規，從接收模塊：國內廠商走向車規，從APD向向SPAD、SiPM進階進階目錄

8、目錄-4-自動駕駛車型搭載激光雷達情況自動駕駛車型搭載激光雷達情況20212021年為激光雷達年為激光雷達“上車上車”元年元年，在2021年1月，蔚來在NIO day上宣布ET7全系搭載激光雷達，掀起了中國車企定點激光雷達的浪潮，隨后，小鵬、北汽極狐、上汽智己、上汽飛凡、廣汽埃安、長安阿維塔、長城沙龍、理想、高合、威馬等造車新勢力和傳統車企新能源品牌，都紛紛宣布即將量產或交付的新車型將搭載激光雷達。這些車型最晚都是在2022年交付，20222022年有望成為激光雷達的量年有望成為激光雷達的量產大年產大年，從從L L2 2級別輔助駕駛到級別輔助駕駛到L L3 3+自動駕駛跨進自動駕駛跨進。根據車

9、智數據庫顯示，這些宣布定點激光雷達的車型中，搭載一顆激光雷達的車型有蔚來et7（包括2022年12月上市的et5）、理想L9、高合HiPhi Z、上汽智己L7等，而小鵬G9、上汽智己LS7等車型是搭載兩顆激光雷達，廣汽埃安Aion LX Plus、阿維塔11、威馬M7等車型搭載了三顆激光雷達，沙龍機甲龍、路特斯搭載了4顆激光雷達。圖：圖：20212021年廣州車展激光雷達定點車型情況年廣州車展激光雷達定點車型情況數據來源：車智數據庫、招商證券速騰聚創速騰聚創46%46%華為華為15%15%禾賽禾賽15%15%圖達通圖達通8%8%大疆大疆LivoxLivox8%8%LuminarLuminar8

10、%8%其他其他16%16%速騰聚創華為禾賽圖達通大疆LivoxLuminar圖：路特斯搭載圖：路特斯搭載3434個駕駛輔助傳感器個駕駛輔助傳感器數據來源：公司官網、招商證券激光雷達：激光雷達：4 4顆顆毫米波雷達：毫米波雷達：6 6顆顆超聲波雷達：超聲波雷達：1212顆顆200200萬環視攝像頭：萬環視攝像頭：4 4顆顆內置攝像頭：內置攝像頭：1 1顆顆800800萬輔助駕駛攝像頭：萬輔助駕駛攝像頭：4 4顆顆-5-車載激光雷達將逐步成為車載雷達主力車載激光雷達將逐步成為車載雷達主力。根據Yole計算及預測，2021年車載雷達車載雷達市場規模為58億美元，2027年將達到128億美元（約合人民

11、幣856億元）,CAGR為14%。國際電聯(ITU)預測，2030年，歐洲的車載雷達滲透率將達到65%，美國將達到50%。其中，2021年車載激光雷達車載激光雷達（無人駕駛無人駕駛+ADAS+ADAS）市場規模為2億美元，2026年將超過28.75億美元（約合人民幣192億元），約占比整個車載雷達市場的26%，比2021年高出22個百分點，CAGR高達66%。乘用車和Robotaxi/Robotruck持續增長的需求成為車載激光雷達市場的驅動因素。無人駕駛及無人駕駛及ADASADAS將超過地圖測繪將超過地圖測繪，主導激光雷達市場主導激光雷達市場。根據Yole預測，激光雷達2021年的全球市場規

12、模為20.6億美元，2026年將達到57億美元，其中車載激光雷達的占比將從2021年的11%增長至2026年的50%。全球激光雷達千億市場亟待開啟全球激光雷達千億市場亟待開啟數據來源：Yole、招商證券20212021-20272027年全球車載年全球車載雷達雷達市場規模及分布情況市場規模及分布情況（美元）（美元）20202020-20262026年全球激光年全球激光雷達雷達市場規模及分布情況市場規模及分布情況（美元）（美元）-6-主流激光雷達廠商產品型號和性能對比主流激光雷達廠商產品型號和性能對比激光雷達型號激光雷達型號波長波長掃描方式掃描方式10%10%反射率下的探測反射率下的探測距離距離

13、角分辨率角分辨率0.060.060.060.06InnovizOneInnovizOneFalconFalcon15501550納米納米15501550納米納米905905納米納米905905納米納米905905納米納米905905納米納米I IrisrisM1M1AT128AT128H800H800微機電系統微機電系統（MEMSMEMS）雙軸鏡掃描雙軸鏡掃描雙軸鏡掃描雙軸鏡掃描微機電系統微機電系統（MEMSMEMS）單軸鏡掃描單軸鏡掃描微機電系統微機電系統（MEMSMEMS）180180米米250250米米250250米米180180米米200200米米170170米米0.10.10.10.

14、10.050.050.050.050.20.20.10.10.10.10.20.20.260.260.20.2車型車型激光雷達激光雷達供應商供應商激光雷激光雷達型號達型號激光雷達掃激光雷達掃描方式描方式波長波長10%10%反射率下的反射率下的探測距離探測距離角分辨率角分辨率視角范圍視角范圍搭載激光雷搭載激光雷達個數達個數搭載位置搭載位置北汽極狐阿爾法北汽極狐阿爾法S S全新全新HIHI版版華為華為96線混合固態-轉鏡式905納米150米0.250.26120253車前1、車側前2合眾哪吒合眾哪吒S S2-6顆（當前3顆）車頂1、車前2長城沙龍長城沙龍機甲龍機甲龍4車前1、車側前2、車后1上汽飛

15、凡上汽飛凡R7R7LuminarIris混合固態-轉鏡式1550納米250米0.060.06120301車頂1蔚來蔚來ET7ET7圖達通Falcon混合固態-轉鏡式1550納米250米0.030.03120301車頂1上汽智己上汽智己L7L7速騰聚創M1混合固態-MEMS905納米180米0.20.1120252車頂左右2小鵬小鵬G9G92車前2威馬威馬M7M73車頂1、車側前2數據來源：公司官網、新出行、招商證券整理-7-主流激光雷達廠商產品情況梳理主流激光雷達廠商產品情況梳理公司公司產品型號產品型號圖片圖片掃描方式掃描方式波長波長發射端發射端搭載車型搭載車型標配標配/選配激光雷達選配激光雷

16、達搭載車型上市時間搭載車型上市時間搭載車型銷量搭載車型銷量禾賽科技AT128半固態轉鏡905nm VCSEL理想L9標配2022.06.29路特斯ELETRE標配將于2022年三季度上市集度ROBO-01標配將于2023年上市高合 HiPhi Z標配2022.07.05開始預定圖達通獵鷹半固態MEMS 1550nm蔚來ET7標配2021.01.09首發2022年上半年銷量6912輛蔚來ET5標配2021.12.18速騰聚創RS-LiDAR-M1半固態MEMS 905nmEEL路特斯ELETRE標配2022年三季度廣汽埃安-AION LX Plus標配2022.01.052022年上半年銷量19

17、34輛威馬M7標配2021.10.22首發小鵬G9標配2022.09上汽智己L7選裝（后續還可升級加裝）2022.04.17預計7月底交付量突破1000臺一汽紅旗、Lucid Air、比亞迪、極氪等車型華為96線車規級中長距前裝激光雷達半固態轉鏡1550nm VCSEL北汽極狐阿爾法S全新HI版標配2022.05.072022年上半年銷量3883輛長城沙龍機甲龍標配2021.11.19目前全球限量101臺長安阿塔維11標配2022.08.08哪吒S標配2022年內LuminarIris半固態MEMS 1550nm上汽飛凡R7 標配（已發布車型）2022年下半年上市并交付沃爾沃 XC90 選配2

18、021.10上市（激光雷達將搭載于2022年制造的新一代XC90）2021年108200輛；2022上半年48900輛奔馳ValeoScala 1st Gen半固態轉鏡（4線）905nmEEL奧迪A8L標配2018.032021年23708輛本田 LegendHybrid EX標配2021.03目前限量100臺且僅供租賃，預計2023年第二季度開始量產Scala 2nd Gen半固態轉鏡（16線）905nmEEL奔馳新S級選配（選裝DRIVE PILOT有條件自動駕駛輔助系統）2021.03（選配系統DRIVE PILOT于2022年5月17日開放訂購）2021全年91100 輛（邁巴赫和AM

19、G 頂級車型）；2022年Q1-31896輛奔馳EQS 選配（選裝DRIVE PILOT有條件自動駕駛輔助系統）2021.08（選配系統DRIVE PILOT于2022年5月17日開放訂購）Scala 3rd Gen半固態MEMS 905nmStellantis2024NFL近場激光雷達固態Flash-大疆Livox HAP半固態棱鏡905nm小鵬P5選配（600P、550P兩款車型搭載激光雷達）2021.09.152021年7865輛；2022年Q110486輛數據來源：公司官網、招商證券-8-MEMS微振鏡微振鏡激光器激光器激光雷達的分類：從機械式到固態化激光雷達的分類：從機械式到固態化機

20、械式激光雷達技術成熟度較高，供應鏈成熟，但由于固有缺陷（機械部件壽命短、成本高、體積大、調試裝配復雜等），目前車企宣布的L3量產車項目均選用固態/混合固態激光雷達方案。目前混合固態激光雷達技術已初步成熟，各家廠商量產項目陸續落地。數據來源：科創中國、Innoluce、Velodyne、速騰聚創、招商證券原理：原理：將激光線束豎向排列形成一個面，通過械旋轉部件轉動這個面，掃描周圍環境呈現出三維立體圖形。16 線、32 線、64 線就是豎向排列線束的數量，數量越多-密度越大-精度越高-計算機處理信息量更大。優點：優點：環形掃描環形掃描，多線激光器設計，供應鏈成熟。缺點：缺點：體積大；調試、裝配工藝

21、復雜，生產周期長，成本高；機械部件壽命不長（約1000-3000小時），難以滿足車規級要求（至少1萬小時以上）。￥價格：價格：大幾千至十幾萬不等主要廠商：主要廠商：Velodyne、禾賽科技、速騰聚創等機械式機械式激光雷達激光雷達混合固態混合固態激光雷達激光雷達原理：原理：通過MEMS微鏡/轉鏡替代傳統機械式選準裝置，實現垂直方面的一維掃描。優點：優點：體積小、成本低體積小、成本低、裝調效率高、分辨率高。缺點：缺點：信噪比低、有效距離短、FOV 窄。￥價格：價格：部分廠商目標量產價格下探至千元人民幣級別主要廠商：主要廠商：Luminar、Innoviz、Valeo、速騰聚創、圖達通、禾賽科技、

22、華為等-9-激光雷達的分類：從機械式到固態化激光雷達的分類：從機械式到固態化固態激光雷達技術方案包括光相控陣（OPA）和FLASH兩種，具有數據采集速度快、分辨率高、成本低等特點，但目前技術成熟度較低。數據來源：汽車之心、Ouster、Quanergy、招商證券原理：原理：無須掃描，短時間內發射出一大片覆蓋探測區域的激光，再以高度靈敏的接收器來完成對于環境圖像的測繪。優點：優點：成本低缺點：缺點：有效距離短、分辨率低價格：價格：Ouster 的32線固態激光雷達起步在3500-16000美元不等。主要廠商：主要廠商：Ouster、大陸、Sense Photonics等固態固態激光雷達激光雷達（

23、FLASH）固態固態激光雷達激光雷達（OPA）原理：采用原理：采用FMCW測距方式，測距方式，激光器功率均分到多路相位調制器陣列，光場通過光學天線發射，在空間遠場相干疊加形成一個具有較強能量的光束。通過施加不同相位，可以獲得不同角度的光束形成掃描的效果，無需機械掃描。相控陣利用的是波的干涉效應，多個波相互疊加時，有的方向增強，有的方向抵消，通過天線的相位差控制主光束的角度，進而實現掃描的功能。優點：優點：尺寸小、指向靈活、掃描速度快、功耗低、成本低、精度高等缺點：缺點：技術難度大價格：價格：部分廠商目標量產價格下探至千元人民幣級別主要廠商：主要廠商：Quanergy等-10-激光雷達產業鏈激光

24、雷達產業鏈上游上游EELEEL數據來源：禾賽科技招股書、YOLE、各公司官網、招商證券整理（注：上市公司已標紅）上游（零部件）上游（零部件）激光器激光器OSRAM、Lumentum、Hamamatsu海創光電、華芯半導體Lumentum、II-VI、Hamamatsu長光華芯、縱慧芯光、炬光科技、蘇州長瑞（中際旭創投資）Lumentum、OEwaves、Lumibird、Bktel、海創光電、鐳神智能、光庫科技探測探測器器VCSELVCSEL光纖激光器光纖激光器掃描器掃描器及光學組件及光學組件芯片（信息處理）芯片（信息處理）激光雷達產業鏈上游包含激光發射激光雷達產業鏈上游包含激光發射、激光接收

25、激光接收、掃描系統和信息處理四大部分掃描系統和信息處理四大部分，分別對應激光器分別對應激光器、探測器探測器、掃描器掃描器(及其它光學組件及其它光學組件)、芯片等零部件芯片等零部件。常見激光器激光器包括邊發射激光器(EEL)、垂直腔面發射激光器(VCSEL)、光纖激光器等，由海外廠商主導,但國內廠商迅速發展。探測器探測器可選擇PD/APD(光電二極 管/雪 崩 二 極 管)或SPAD/SiPM(單光子雪崩二極管/硅光電倍增管)。海外廠商耕耘已久，但國內廠商也已走向車規化，且在實現產品定制上有較大靈活性，價格更優勢。掃描器及光學組件掃描器及光學組件一般由激光雷達公司自主研發設計，再選擇公司完成加工

26、。光學組件的國內供應鏈技術水平高且目前有明顯的成本優勢，可替代且幾乎超越國外供應鏈水準、滿足產品加工需求。激光雷達的信息處理激光雷達的信息處理多由芯片芯片實現，包括系統級芯片(SoC)、模擬數字轉換器(ADC)、現場可編程門陣列(FPGA)、放大器等。海外廠商生產的產品性能、豐富度、產能大幅領先國內廠商，在車規類產品上差距更大。Philips、Hamamatsu（濱松）、ON Semi、Sony(索尼）、阜時科技PD/APDPD/APDSPAD/SPAD/SiPMSiPMGPD、FirstSensor、Excelitas、Hamamatsu（濱松）、芯視界微電子MEMSMEMSInnoluce

27、、Schott、速騰聚創、Hamamatsu（濱松）騰景科技、天孚通信、中際旭創、舜宇光學、永新光學、炬光科技、福晶科技、藍特光學、光庫科技、II-VI光學系統光學系統SoCSoCLeddarTech、Renesas、云芯微電子ADCADCADI、TI、NECFPGAFPGAXilinx、Intel、Renesas、Infineon、TI、ADI放大器放大器Qorvo、Intersil-11-激光雷達工作原理和組成激光雷達工作原理和組成數據來源：禾賽科技招股書、招商證券主控模塊主控模塊時序控制、波形算法處理、激光雷達其它功能模塊控制、生成點云數據激光驅動激光驅動驅動激光器發射激光脈沖激光器激光

28、器如EEL、VCSEL等發射光學系統發射光學系統含透鏡、反射鏡、透光片等接收光學系統接收光學系統含透鏡、反射鏡、透光片等探測器探測器如APD、SiPM、SPAD等模擬前端模擬前端通道選通及模擬信號放大模數轉換模數轉換模擬信號轉換為數字信號掃描器掃描器如電機、微振鏡等掃描器驅動掃描器驅動驅動掃描器實現偏轉發射模塊發射模塊發射激光接收模塊接收模塊接收回波控制及處理模塊控制及處理模塊掃描模塊掃描模塊（如有如有）激光雷達由發射模塊激光雷達由發射模塊、接收模塊接收模塊、主控模塊以及掃描模塊主控模塊以及掃描模塊（如有如有）構成構成。主控模塊首先發射信號到發射模塊，激光驅動驅動激光器(如EEL、VCSEL等

29、)發射激光脈沖，再通過發射光學系統發射激光，到達物體返回后接收模塊接收回波，經由接收光學系統到達探測器(如APD、SiPM、SPAD等),最終傳至模擬前端，再進行模數轉換，到達主控模板。部分部分激光雷達擁有掃描模塊，則主控模塊可直接到達掃描器或激光器先經過掃描器再回到發射光學系統。圖：圖：ToFToF激光雷達核心模塊示意圖激光雷達核心模塊示意圖目標物體目標物體OROR（取決于是否有掃描模塊）-12-激光雷達革命性技術架構激光雷達革命性技術架構半固態半固態固態固態機械式機械式雙軸鏡面掃描雙軸鏡面掃描半軸鏡面掃描半軸鏡面掃描微機電系統微機電系統（MEMSMEMS）棱鏡旋轉棱鏡旋轉快閃快閃光學相控陣

30、光學相控陣（OPAOPA）圖示圖示描述描述振鏡用于垂直掃描旋轉鏡用于水平掃描多臺激光器垂直排列旋轉鏡用于水平掃描振鏡集成在微機電系統（MEMS）上實現二維掃描兩個旋轉楔形棱鏡折射改變激光的水平和垂直方向無移動部件一次照亮整個視場角無移動部件調整光波相位以產生定向光束360機械旋轉多個激光器和探測器主要廠主要廠商商激光激光器器多邊多邊鏡鏡振鏡振鏡旋轉旋轉鏡鏡激光陣激光陣列列固定固定鏡鏡激光激光器器微機電系統微機電系統振鏡振鏡由電子/電磁力控制激光激光源源棱鏡棱鏡1 1棱鏡棱鏡2 2激光源激光源擴散片擴散片探測器探測器陣列陣列(SPAD/(SPAD/S SiPMiPM)物物體體合成合成光束光束相位

31、控制發相位控制發射器射器360360激激光光根據產業調研和專家交流根據產業調研和專家交流，招商通信團隊認為：招商通信團隊認為：機械式激光雷達被普遍認為無法達到上車標準。短期內，以TOF方式為測距原理的半固態激光雷達仍將占據市場的主要份額，一維、二維或MEMS等掃描方式的技術路徑將會共存；長期來看，固態FMCW是未來的技術路徑。數據來源：各公司官網、招商證券整理圖：激光雷達技術路徑梳理圖：激光雷達技術路徑梳理3 3代代-13-激光雷達市場規模激光雷達市場規模&原材料原材料BOMBOM拆分拆分激光雷達出貨量激光雷達出貨量&市場規模：市場規模：根據沙利文預測，受無人駕駛車隊規模擴張、激光雷達在ADA

32、S中滲透率增加等因素推動，激光雷達整體市場預計將呈現高速發展態勢，至2025年全球市場規模為135.4億美元（約合914億元）；其中，中國激光雷達市場規模將達到43.1億美元（約合291億元）；基于蔚來ET7、小鵬G9等熱款車型的交付，預計22年車載激光雷達出貨量為15萬臺，23年激光雷達出貨量規模在3060萬臺。Flash 的成本結構按發射模組的成本結構按發射模組、接受模組接受模組、光學系統光學系統、核心核心 IC 分類；根據產業調研分類；根據產業調研，如果整個雷達如果整個雷達$1000：(1)發射模組即 VCSEL 加驅動$100-$200,占比 20%；(2)接收端占 30%，對應$30

33、0；(3)光學系統占比15-20%，對應$150$200；(4)剩下的一些 IC 部分成本，像 FPGA、跨阻放大器、AD 芯片、點云管理、memory 等加起來占比 30%，對應$300。020406080100120140160ADASRobotaxi/Robotruck智慧城市和測繪移動機器人34%26%35%5%2020年市場規模12億美元2025年市場規模135億美元年均復合增速（年均復合增速（2020-2025）64%圖：圖：20172017-20252025全球激光雷達市場規模（億美元）全球激光雷達市場規模（億美元）數據來源：沙利文、招商證券0510152025303540455

34、0ADASRobotaxi/Robotruck智慧城市和測繪移動機器人27%28%40%5%2020年市場規模4億美元2025年市場規模43億美元年均復合增速（年均復合增速（2020-2025）61%圖：圖：20172017-20252025中國中國激光雷達市場規模（億美元）激光雷達市場規模（億美元）數據來源：沙利文、招商證券-14-激光雷達原材料激光雷達原材料BOMBOM拆分拆分激光雷達激光雷達BOM 成本主要是三部分：成本主要是三部分：（1）硬件硬件、電子模塊；電子模塊；（2）光學模塊和光學模塊和（3）結構模塊結構模塊硬件模塊硬件模塊（50%60%）：發射器和接收器都需要各自配套PCB板；

35、FPGA板主要負責運算；以及主控板和電源模組；光學模塊光學模塊（1015%）：以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；結構模塊結構模塊（25%）：支撐光學模塊和硬件模塊內部的一些支架，包括電機、軸承、支架、殼體。機械式機械雷達：機械式機械雷達：Velodyne Puck VLP-16 16線36%39%5%10%10%發射二極管接收二極管電機和外殼電路板光學器件半固態半固態-轉鏡激光雷達：轉鏡激光雷達：Valeo SCALA 1/SCALE 2(16線）45%23%10%13%9%主板激光單元板激光機械部件光學元件封裝殼、電機微振鏡微振鏡MEMS激光雷達：激

36、光雷達：速騰半固態：棱鏡式激光雷達：半固態：棱鏡式激光雷達：Livox Horizon54%7%4%25%10%光學部件發射模塊接收模塊主板其他20%30%25%25%收發芯片光學模組信號處理模塊內驅電路板數據來源：汽車之家、產業調研、招商證券光學模組（5個模組，每個2個反射器，MEMS的振鏡）占30%-15-規?；慨a規?；慨a:當激光雷達規模達到 10 萬的量級，價格將遠低于 1000 美元。據Valeo公布的 2021 年度財報顯示：法雷奧激光雷達目前已出貨 16 萬只。其價格也已經遠低于 1000 美元。隨著激光雷達量產上車，行業對未來激光雷達的預期從最開始千元美金級別，下降為 400

37、-600 美元。降本主要有三個方式：降本主要有三個方式：(1)邊際收益；(2)信號處理模塊ADC、FPGA、千兆塊、驅動芯片占到整個BOM20-30%，高度ASIC化可以降低60-70%成本；(3)國產供應鏈替代。禾賽、速騰、華為、大疆收發芯片都用的進口的。按照每年小幾十萬，每年double的增長，這一塊空間空間較大。如何降低成本？如何降低成本？Scala激光雷達拆解激光雷達拆解Scala結構示意圖結構示意圖激光單元激光單元主控板主控板發射發射接收接收電源電源連接器連接器數據來源：汽車電子設計、SystemPlus、招商證券激光板激光板核心器件核心器件主控板主控板功能結構功能結構圖：圖：Sca

38、laScala激光雷達拆解（激光雷達拆解（Flash Flash 轉鏡式）轉鏡式）-16-行業：行業：2021為“上車”元年，為“上車”元年，2022或將成為量產大年或將成為量產大年 發射模塊：發射模塊：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或將共存或將共存 光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控&一致性一致性 接收模塊：國內廠商走向車規，從接收模塊：國內廠商走向車規，從APD向向SPAD、SiPM進階進階目錄目錄-17-發射模塊發射模塊ONE PAGE SLIDESONE PAGE SLIDESToF方式下方式下，905、15

39、50或將共存或將共存，搭載于不同價位的車型：搭載于不同價位的車型：圖達通圖達通InnovusionLuminar速騰聚創速騰聚創禾賽科技禾賽科技1550nm905nm￥7000￥9000￥30003500￥40004500光纖激光器光纖激光器Lumentum光纖激光器光纖激光器LumentumEEL128線線 VCSELLumentum未來國產未來國產VCSEL可以做到可以做到Lumentum30%預計華芯、縱慧、瑞識預計華芯、縱慧、瑞識等有機會切入等有機會切入（目前（目前5結性能待提升）結性能待提升）波長波長廠商廠商激光發射器激光發射器售價售價&BOM國內蔚來、海外沃爾沃國內蔚來、海外沃爾沃

40、&奔馳等廠商基于性能奔馳等廠商基于性能考量會選擇考量會選擇1550預計后續國產預計后續國產30w以上以上高端車型會考慮高端車型會考慮1550中低端中低端車型車型5顆顆EEL（歐司朗）（歐司朗）$23/顆，顆，SiPM（安森美）（安森美）$23/顆顆數據來源：產業調研、專家訪談、招商證券預測（該預測具備一定主觀性，具體路徑仍需以實際情況為準）圖：激光發射器匯總梳理圖：激光發射器匯總梳理探測距離：最遠探測距離：最遠450500米米10%反射率反射率 250米米價格貴價格貴激光器：磷化銦（激光器：磷化銦（lnp）探測器：銦鎵砷探測器：銦鎵砷探測距離：探測距離：150200米米性價比高性價比高激光器：

41、砷化鎵激光器：砷化鎵探測器：硅材料探測器：硅材料圖達通有望通過圖達通有望通過價格優勢進入海外市場價格優勢進入海外市場128顆顆VCSEL（LUMENTUM）$1.5/顆，顆，128個個SiPM（濱松）（濱松）$23/顆顆華為華為￥30003500VCSELExpected 192線96線，線，16顆顆LD（歐司朗），（歐司朗），1個個SPAD（索尼）（索尼）通過堆疊芯片提升性能通過堆疊芯片提升性能性能對標禾賽；價格對標速騰性能對標禾賽；價格對標速騰理想、高合等中高端車型理想、高合等中高端車型-18-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統激光發射系統：激光發射系統：系激勵源激勵源周期性地驅

42、動激光器激光器，發射激光脈沖，激光調制器激光調制器通過光束控制器光束控制器控制發射激光的方向和線數，最后通過發射光學系統發射光學系統，將激光發射至目標物體。激光雷達發激光雷達發射模組：射模組：包含激光雷達面光源和激光雷達線光源，以激光光源和光學整形元器件為主要組成部分，負責產生激光雷達探測所需要的特定形態和功率的激光光斑。激光雷達發射模組激光雷達發射模組激光驅動激勵激光驅動激勵激光器（激光光源）激光器（激光光源）光束控制器光束控制器發射光學系統發射光學系統激光激光二極管芯片二極管芯片熱沉、結構熱沉、結構材料材料電子器件電子器件光學微光學微透鏡透鏡光束光束擴散器擴散器準直鏡準直鏡光纖光纖耦合器耦

43、合器激勵源激光器光束控制器發射光學系統激光調制器激光發射工作原理圖：激光雷達發射端組成圖：激光雷達發射端組成數據來源：炬光科技招股書、汽車人參考、招商證券整理驅動方向&線數-19-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器激光的產生來自于激光發射器激光的產生來自于激光發射器，有半導體激光器半導體激光器、固體激光器固體激光器、光纖激光器光纖激光器和二氧化碳氣體激光器二氧化碳氣體激光器四種類型。激光雷達的光源選擇需要關注人眼安全問題、穩定性和可靠性、成本、量產的可能性。無人駕駛大多采用半導體激光器無人駕駛大多采用半導體激光器，從驅動方式來看主要包括：邊緣發出的邊緣發射激光器（EEL

44、）和激光垂直于頂面的垂直腔面發射激光器（VCSEL）；從光源波長來看主要包括：905nm光源和1550nm光源。不同光源及發射形式的選擇影響射出光的能量大小，繼而影響光源可達到的探測范圍深度。目前1550nm激光器一般配備光纖激光器，EEL和VCSEL適合的波長仍為905nm。光源光源類型類型典型波長典型波長（nm)人眼安全人眼安全的峰值功的峰值功率（率（W）人眼人眼安全性安全性短脈沖短脈沖光束光束質量質量可靠性可靠性體積體積價格價格適合應用的適合應用的Lidar固體固體激光器激光器106412差中大高百米內短距離/無人區光纖光纖激光器激光器15506*106好較高較大較高百米以上中遠距離10

45、64194012差較高較大較高百米內短距離/無人區氣體氣體激光器激光器632.80.6差較高很大很高百米內短距離/無人區115215差較高很大很高百米內短距離/無人區半導體半導體激光器激光器9055差高小低百米內短距離探測15506*106好高小高百米以上中遠距離表：激光雷達光源對比表：激光雷達光源對比數據來源：知網、公開資料、招商證券整理-20-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動目前常見的幾種光源主要包括目前常見的幾種光源主要包括邊發射激光器邊發射激光器(EEL)、垂直腔面發射激光器垂直腔面發射激光器(VCSEL)、以及光纖以及光纖激光器等激光器等，主要由海

46、外廠商主導主要由海外廠商主導。EEL：1）優勢：高發光功率密度；2）劣勢：往往只能通過單顆一一貼裝的方式和電路板整合，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。VCSEL（未來有望逐漸取代未來有望逐漸取代EEL）：1）優勢：其所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，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無需再進行每個激光器的單獨裝調，且易于和硅材料微型透鏡進行整合，提升光束質量；2）劣勢：傳統VCSEL激光器存在發光密度功率低的缺陷。光纖激光器：光纖激光器：1）優勢：發光功率高；2）劣勢：成本和功耗高，目前應用范圍較窄。技術類型技術類型圖示圖示應用應用激光雷達

47、技術激光雷達技術路徑路徑主要供應商主要供應商激光雷達激光雷達廠商廠商邊發射激光器(EEL)波長以905nm為主脈沖激光二極管(PLD)機械旋轉式和MEMS混合固態激光雷達歐司朗、ExcelitasTechnologies、Laser Components、Wavespectrum Laser Group、瑞波光電等Velodyne、速騰垂直腔面發射激光器(VCSEL)850940 nm波長固態激光雷達(Flash and OPA type)Lumentum、歐司朗、-等Ouster、禾賽光纖激光器1550nm波長MEMS混合固態激光雷達Lumentum、Lumibird、昂納等Luminar、

48、圖達通數據來源：光電產品與資訊、炬光科技、長光華芯、招商證券表：激光雷達激光器的三種主要類型表：激光雷達激光器的三種主要類型-21-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動半導體激光芯片根據諧振腔制造工藝的不同分為邊發射激光芯片半導體激光芯片根據諧振腔制造工藝的不同分為邊發射激光芯片（EEL：Edge Emitting Lasers）和和面發射激光芯片面發射激光芯片（VCSEL：Vertical Cavity Surface EmittingLaser）兩種兩種。EEL-邊發射激光芯片：是在芯片的兩側鍍光學膜形成諧振腔，沿平行于襯底表面發射激光；VCSEL-面發射激

49、光芯片：是在芯片的上下兩面鍍光學膜，形成諧振腔，由于光學諧振腔與襯底垂直，能夠實現垂直于芯片表面發射激光。從VCSEL結構看，它和普通邊發射激光器（EEL）的最大區別在于，在腔體內其光場振蕩是沿垂直方向，電流注入方向也是垂直的，所以電流注入和光場振蕩方向平行，而邊發射結構的振蕩和電流是垂直的。圖：邊發射激光芯片（左）和面發射激光片（右）圖：邊發射激光芯片（左）和面發射激光片（右）數據來源：長光華芯招股書、老鷹半導體、招商證券-22-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動垂 直 腔 面 發 射 激 光 器垂 直 腔 面 發 射 激 光 器（VCSEL，Vertica

50、l-CavitySurface-EmittingLaser）：的激光發射方向垂直于半導體襯底表面，激光束呈圓形對稱。VCSEL主要結構由p型和n型兩個分布式布拉格反射鏡（DBR）及中間的有源區構成。VCSEL腔長量級與波長相近，容易實現單縱模激射，并具有出色的光束質量，適用于數據通信及各種傳感領域。圖：廣泛的圖：廣泛的VCSELVCSEL傳感應用傳感應用2004VCSEL首次進入消費電子產品首次進入消費電子產品羅技（Logitech）MX1000激光無線鼠標，成為激光導航（定位）傳感器的光源。2016VCSEL借助借助ToF接近接近/測距傳感器進入測距傳感器進入1、iPhone 7系列手機，實

51、現人臉接近感測、自動對焦等功能；2、AirPods耳機，實現佩戴監測功能。VCSEL陣列首次進入蘋果陣列首次進入蘋果iPhone X成為3D人臉識別的光源，帶火了整個VCSEL產業，市場規模迅速擴大，創業公司層出不窮。2017安卓（安卓（Android）陣營跟隨蘋果）陣營跟隨蘋果推出多款集成3D傳感技術的手機，但是并沒有讓3D人臉識別成為剛需，2020年被屏下指紋識別擠占市場份額。20182019可尋址可尋址VCSEL陣列首次進入蘋果陣列首次進入蘋果新款iPad Pro平板電腦和iPhone 12 Pro系列智能手機，成為消費類激光雷達的光源。也促使安卓陣營布局直接飛行時間（也促使安卓陣營布局

52、直接飛行時間（dToF）技術，積極為增強現實（技術，積極為增強現實（AR）應用做好準備。）應用做好準備。展望未來，在手機手機和汽車汽車兩大終端產品的智能化需求之下，VCSEL市場規模將繼續保持高速增長勢頭。數據來源：MEMS、蘋果公司官網、招商證券整理圖：圖：VCSELVCSEL發展歷程發展歷程-23-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動激光雷達廠商有轉向激光雷達廠商有轉向VCSEL激光器的優勢：激光器的優勢：VCSEL 相較于傳統的IRLED、EEL半導體芯片而言，它具有窄光譜、低功耗、低溫漂等特點；采用VCSEL激光器作為面光源的電光轉換效率、集成度和可制造

53、性更高。VCSEL封裝與封裝與LED一樣簡單一樣簡單，成本優勢明顯成本優勢明顯。綜合上述優勢綜合上述優勢，VCSEL定會成為定會成為3D傳感市場潛力最大的產品傳感市場潛力最大的產品。性能參數性能參數EELVCSEL光纖激光器光纖激光器增益介質增益介質InGaAs/GaAsGaAs980nm或1480nm泵浦/摻鉺光纖輸出波長輸出波長905nm905nm/940nm1550nm大規模生產大規模生產分離芯片級晶圓級-發射結構發射結構邊發射垂直表面發射-光功率光功率由腔體長度調節由面積調節-泵浦方式泵浦方式電流電流泵浦源驅動電路（通過光纖耦合進入光纖）運轉方式運轉方式連續、脈沖連續、脈沖連續、脈沖優

54、點優點峰值功率高，功率密度高、損傷閾值高，較高的調制頻率，穩定的單模工作，配套技術成熟光束垂直襯底發射，易于二維集成，較高的調制頻率，穩定單模工作，易于實現溫漂系數小發光功率高（人眼安全峰值功率高）缺點缺點單點發光，橢圓光斑不利于光束整形；生產成本高，難以保證一致性（機械化生產水平低）器件未成熟，距離受限，功率密度需進一步提升成本高，功耗高數據來源：頭豹研究院、老鷹半導體、長光華芯、歐司朗、招商證券表：主要激光器類別及性能參數對比表：主要激光器類別及性能參數對比-24-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動VCSEL激光器激光器集合了紅外邊發射激光器的很多優點，采

55、用更優質的激光源，既像紅外LED非常適合大規模晶圓級生產，工藝和封裝成本較低，又有邊發射激光器非常好的光譜和較高的光密度特性；它還有溫度漂移非常低的特征，從低溫到高溫每組VCSEL的典型漂移僅為0.07nm/K。這是其他光源很難做到的，這也是被蘋果選中作為Face ID光源的重要原因。這是用于VCSEL的架構決定了它可以在許多光源的選擇中勝出。VCSEL芯片具有光電轉換效率高、發散角小、光束質量好、波長穩定性好、可靠性高、閾值電流小、功耗低等優點，且易于與光纖耦合，易于單縱模發射和實現高調制頻率，加上易于制備二維發光陣列，大批量生產成本可控，但輸出功率及電光效率較邊發射激光芯片低。對比指標對比

56、指標IRLEDVCSELEEL類型類型LED激光器激光器激光器激光器大規模生產晶圓級晶圓級分離級芯片光功率密度低中高輸出功率4.5W10W120W光束質量發散角大高散度對稱圓形/發散角小低散度非對稱橢圓形發散角大中等散度溫漂系數0.25 nm/K0.07 nm/K0.25 nm/K頻譜寬度20-30 nm1-2 nm1-2 nm光斑密度低低，有序高轉換時間低速高速高速封裝難易程度簡單簡單難成本最低較低較高表：表：VCSELVCSEL技術優勢技術優勢數據來源：維科網激光、老鷹半導體、招商證券-25-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動隨著汽車激光雷達的市場需求增長

57、隨著汽車激光雷達的市場需求增長，多結多結VCSEL陣列成為全球領先廠商的重點布局產品陣列成為全球領先廠商的重點布局產品。相比單結VCSEL，多結VCSEL可以：（1）提升PCE（電光轉換效率），降低功耗；（2）提供更高的功率密度，對光學系統設計更加友好；（3）提高斜率效率，對激光驅動器更加友好；（4）提供更高的峰值功率，擴大測距工作范圍；（5）降低激光器的“每瓦成本（Cost per Watt）”。20202021年，全球主要廠商陸續發布了雙結和三結VCSEL產品，Lumentum更是在2021年3月首發五結和六結VCSEL陣列，每個發射孔的光功率超過2W，從而使得1平方毫米VCSEL陣列的峰

58、值功率超過800W。綜上所述，多結、可尋址VCSEL陣列是實現高性能全固態中遠程激光雷達的關鍵底層技術。數據來源：麥姆斯咨詢、招商證券圖：多結圖：多結VCSELVCSEL利于利于dToFdToF模式模式數據來源：Lumentum、招商證券圖：傳感應用的圖：傳感應用的VCSELVCSEL發展趨勢發展趨勢-26-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動簡單來講簡單來講，多結VCSEL的工作原理就是將多個PN結串聯，帶來的結果則是用同樣的電流獲得相應倍數的光功率，或者說要獲得同樣的光功率，只需要N分之一的電流即可，這樣節省了功耗，降低了對電流的壓力。多結VCSEL的功率密

59、度高，因此芯片可以做得很緊湊。歐司朗紅外與傳感器市場經理總認為，通過電流和驅動能夠有效解決通過電流和驅動能夠有效解決“VCSEL功率做不大的功率做不大的”的業內難的業內難題題，以及多結以及多結（兩結兩結、三結三結）VCSEL出光形狀出現中間越來越暗的趨勢出光形狀出現中間越來越暗的趨勢。歐司朗通過特殊的設計實現小山峰型的出光光型，不管是兩結還是三結，不僅四周有亮度，中間也有亮度，從而獲得更均勻的配光效果。從單孔1/2/3結VCSEL性能數據看到：功率幾乎呈線性增長；電壓增長速度小于功率增長速度，PCE相應地提升；陣列1/2/3結VCSEL也表現出同樣的趨勢。DesignPCEPower(mW)V

60、ottage(V)Slope Eff(nmW/mA)Single52%5.01.91.1Double59%103.32.10Triple60%174.63.15Peak performance comparison圖：圖：1550nm1550nm波長的光比波長的光比905nm905nm的光可發射更大功率的光可發射更大功率數據來源：歐司朗、MEMS、招商證券整理-27-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動VCSEL市場當前規模偏小市場當前規模偏小，但呈現快速增長趨勢但呈現快速增長趨勢。根據Yole發表的VCSEL-2021年技術和市場趨勢報告顯示，在手機消費、通信

61、設備、汽車工業等多產業的推動下，全球全球VCSEL市場預計將從市場預計將從2021年的年的12億億美元美元增長到增長到2026年的年的24億美元億美元（VCSEL市場規模市場規模5年內或將翻倍年內或將翻倍），期間復合年增長率為期間復合年增長率為13.6%。其中：手機消費手機消費市場預計將增長到17億美元，復合年增長率為16.4%；電信和其設施電信和其設施市場將增長至5.66億美元，復合年增長率為5.6%；工業應用市場預計將增長至2100萬美元，復合年增長率為6.3%；安防市場預計將增長至700萬美元，復合年增長率為17.1%；醫療市場預計將增長至200萬美元，復合年增長率為32.4%；汽車和其

62、通信設備汽車和其通信設備市場預計將增長至5700萬美元，復合年增長率為121.9%，主要應用于激光雷達和駕駛員監控等汽車場景。圖：全球圖：全球VCSELVCSEL市場規模及分布情況市場規模及分布情況數據來源：Yole、招商證券圖：傳感應用的圖：傳感應用的VCSELVCSEL芯片代表廠商芯片代表廠商數據來源：麥姆斯咨詢、招商證券-28-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動根據麥姆斯咨詢，2020年全球VCSEL市場規模達到11.5億美元，“傳感應用重塑傳感應用重塑VCSEL產業產業”占據最大市場份額：75%；通信應用占據第二大市場份額：24%。其他應用還包括制造領

63、域的工業熱處理、激光打印，以及計時領域的原子鐘。傳感應用的傳感應用的VCSEL供應商主要有供應商主要有Lumentum、II-VI、ams&Osram、縱慧芯光縱慧芯光、TRUMPF、華立捷等華立捷等。中國中國VCSEL產業蓬勃發展產業蓬勃發展。作為蘋果VCSEL的主要供應商，Lumentum和II-VI占據了市場主要份額。但是，近些年，中國VCSEL供應商層出不窮眾多國際大廠海歸專家與本土人才共同掀起創業熱潮，造出自主可控的“中國芯”。這種蓬勃發展的趨勢吸引眾多資本方對VCSEL產業鏈各個環節進行投資，涉及芯片設計和制造公司、外延和晶圓制造代工廠、設備和材料供應商、傳感模組/系統廠商等。圖：

64、傳感應用的圖：傳感應用的VCSELVCSEL產業鏈產業鏈數據來源：麥姆斯咨詢、招商證券（以上僅為代表廠商，未列舉全部）圖：圖：20202020年各種應用的年各種應用的VCSELVCSEL市場份額市場份額數據來源：麥姆斯咨詢、招商證券以VCSEL、射頻器件為代表的III-V族化合物半導體市場的強勁需求和蓬勃發展，因此越來越來越多的中國越多的中國GaAs外延外延及晶圓制造廠應運而生及晶圓制造廠應運而生，既包括純外延及晶圓代純外延及晶圓代工廠工廠（例如唐晶量子、中科芯電、三安集成電路、全磊光電、海威華芯），又包括內部擁有內部擁有外延及晶圓制造廠的外延及晶圓制造廠的IDM廠商廠商（例如長光華芯）。-2

65、9-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動國內國內VCSEL行業起步較晚行業起步較晚，此前能夠大規模生產此前能夠大規模生產VCSEL的廠家大部分集中于歐美日的廠家大部分集中于歐美日。國外國外歐司朗歐司朗已布局了豐富的VCSEL芯片產品線：不同封裝方式（QFN封裝、陶瓷封裝）、不同波段（850 nm、940 nm等）、是否集成光電探測器（PD）監測選項、不同功率段、不同視場角（FOV）。在封裝成品和裸芯片領域，歐司朗都可以提供非常完整的產品選型。隨著中美貿易摩擦，以及工信部等相關部門頒布多個行業相關指導文件，并將光芯片上升為國家戰略，國內涌現出一批初創企業和部分老牌

66、廠商進入VCSEL芯片市場，但總體上以芯片設計為主、由中國臺灣公司代工，而較少有自己的工廠和產線。中國中國VCSEL廠商以創業型為主廠商以創業型為主。長三角地區包括縱慧芯光、睿熙科技、長光華芯、度亙激光、老鷹半導體、長瑞光電（中際旭創投資）；珠三角地區包括博升光電、檸檬光子、瑞識科技、新亮智能；此外還有總部位于武漢的仟目激光。此外，中國LED上市廠商（例如三安光電、乾照光電、華燦光電）也積極投身于VCSEL熱潮之中。國內國內蘇州長光華芯蘇州長光華芯建成投產了國內首條具有完整生產工藝的VCSEL芯片生產線，提供850940 nm波段的VCSEL產品，適用于飛行時間（ToF）和結構光（Struct

67、ured light）的方案。光通信領域VCSEL芯片廠商同消費級有較強的技術延展性。圖：長光華芯完整圖：長光華芯完整6 6寸線工藝平臺和量產產線概況寸線工藝平臺和量產產線概況數據來源：長光華芯訪談、招商證券-30-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-驅動驅動VCSEL的制造難度高的制造難度高，我國的高功率半導體激光芯片一直受外延生長技術、腔面鈍化技術以及器件制作工藝水平的限制，導致國產芯片的功率、壽命方面較國外先進水平尚有較大差距。其中其中，外延外延工藝工藝、氧化工藝氧化工藝、保護絕緣等工藝均等需要深厚的技術積累保護絕緣等工藝均等需要深厚的技術積累，尤其外延生長技術為

68、其生產的核心壁尤其外延生長技術為其生產的核心壁壘壘，該良率水平直接影響企業生產成本該良率水平直接影響企業生產成本。VCSEL是通過金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）或分子束外延（MBE）工藝在襯底上沉積復雜的多層膜結構而形成的。外延層主要由產生光子的有源層和分布布拉格反射鏡（DBR）組成，有源層夾在上、下兩個分布布拉格反射鏡之間，形成類三明治型結構，由于每個分布布拉格反射鏡由許多外延層構成，每個外延層的折射率和厚度需定制化，對外延生長質量要求很高。目前目前，VCSEL外延技術基本被國際外延技術基本被國際及中國臺灣及中國臺灣廠商壟斷廠商壟斷，國內國內VCSEL企業主要以芯片設計企業主要以芯片設計

69、、委托中委托中國臺灣國臺灣廠商制造為主廠商制造為主，國內長光華芯已自主建設產線國內長光華芯已自主建設產線。圖：圖：VCSELVCSEL外延生長層示意圖外延生長層示意圖數據來源：MEMS、招商證券圖：圖：VCSELVCSEL芯片關鍵制造工藝芯片關鍵制造工藝數據來源：長光華芯、招商證券-31-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-波長波長激光最關鍵指標在于波長激光最關鍵指標在于波長，一般會考量四個因素：人眼安全、與大氣相互作用、可選用的激光器以及可選用的光電探測器。由于要避免可見光對人眼的傷害，激光雷達選用的激光波長有兩種選擇：傳統激光雷達以傳統激光雷達以905nm波長波長（

70、近紅外激光近紅外激光）為主為主，該波長激光器件相對成熟，成本較低，但考慮到人眼安全要求，激光功率受到明顯限制，同時太陽光中存在較多近紅外背景光，傳感器信噪比物理上受限，以當前市面主流半固態激光雷達為例，最大探測距離限制在150200米左右。1550nm波長背景光干擾問題相對較小波長背景光干擾問題相對較小，可以實現遠距離探測；可以實現遠距離探測；同時采用相干技術，探測器只對自身發射的激光回波響應，信噪比遠高于905nm-ToF激光雷達，Falcon10%反射率探測250米，最遠探測距離可以達到450500米。但該波段硅沒有辦法探測，需要用InGaAs（砷化鎵銦）探測器，成本會更高；此外，波長越長

71、，濾片的難度越大，因為需要膜層太厚比較難鍍，良率會下降，所以1550nm價格會上升很多。圖：圖：1550nm1550nm波長的光比波長的光比905nm905nm的光可發射更大功率的光可發射更大功率數據來源：智能汽車俱樂部、招商證券圖：傳感器頻譜分布圖：傳感器頻譜分布數據來源：華為智能汽車解決方案2030、招商證券-32-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-波長波長基于1550nm人眼安全及探測距離長的優點，沃爾沃、奧迪等車企都計劃用Luminar基于1550的TOF激光雷達，但1550納米激光器也存在缺點及爭議：成本太高成本太高，且短期內很難降下來且短期內很難降下來。1

72、550nm激光器使用的材料不是硅基CMOS，而是磷化銦（lnp）；并且它還需要外部電源和復雜的電子控制裝置，因此，成本居高不下。此外，1550納米激光器還需要跟昂貴的銦鎵砷（GaAs）APD配對使用。容易被水霧吸收容易被水霧吸收，在雨天無法正常工作在雨天無法正常工作。多數激光雷達廠商在跟九章智駕交流的過程中都提到，1550納米激光器很容易被水霧吸收（幾毫米厚的水層就可以把1550納米激光的能量全部吸收，在光通信領域中的專業名詞是“水空吸收”），難以被反射回來，因而在雨天難以正常工作。圖：各模型衰減系數與降雨率的變化關系圖：各模型衰減系數與降雨率的變化關系指標指標要求要求905nm1550nm安

73、規安規波長越短，光子能量越高，對人眼傷害越大，安規限制越嚴格限制大限制小傳感器傳感器傳感器材料決定了光譜響應靈敏度，InGaAs材料價格遠高于SiSiInGaAs光源器件光源器件主要考慮成本、體積、光束質量和功率，目前光纖激光器的單價約數萬元半導體激光器光纖激光器日光干擾日光干擾地面日光光譜受多個因素影響，影響背光水平干擾大干擾小大氣散射大氣散射波長越長，穿透能力越強穿透能力弱穿透能力強圖：激光雷達波長：圖：激光雷達波長：905nm VS 1550nm905nm VS 1550nm數據來源：Low-cost Retina-like Robotic Lidars Based on Incomme

74、nsurable Scanning、知網、招商證券-33-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-波長波長目前，TOF激光雷達的激光器以905nm為主（有成本優勢），Luminar、圖達通及一徑科技等用的是1550nm，而而FMCW激光雷達激光雷達的激光器的激光器，則全部都是則全部都是1550nm。FMCW采用采用1550nm主要系主要系“供應鏈成熟度供應鏈成熟度”。在光通信領域，同FMCW搭配的都是基于1550nm波段的器件，這些器件的供應鏈相對成熟，成本也可控；此外，在FMCW的相干放大原理下，理論上1550nm可以比905nm測試40倍遠的距離；FMCW要保證回光能和

75、本地光進行干涉，現階段，窄線寬激光器（相干性較好）只有基于1550nm的。FMCW 1550nm激光器價格遠低于激光器價格遠低于TOF 1550nm激光器激光器。FMCW信噪比與傳輸光子總數正相關，而非峰值功率，因此FMCW模式所需的光源功率可由TOF所需的100W降至100-150mW，從而降低1550nm激光器的成本。激光波長激光波長探測距離探測距離（m)精度精度測點速率測點速率（點（點/秒）秒）水平水平/垂直垂直視場角視場角掃描頻率掃描頻率（Hz)抗干擾抗干擾性能性能功耗（功耗（W）尺寸尺寸(mm)LS21G1550nm250m5%5cm200萬/800萬120。10-30完全抗干擾40

76、/45270*170*50LS21F1550nm250m5%5cm100萬/400萬60。10-30完全抗干擾30/35170*130*50LS21E1550nm250m5%5cm100萬/400萬60。10-30完全抗干擾30/35160*130*76圖：鐳神智能最新發布自研圖：鐳神智能最新發布自研1550nm1550nm光纖激光器（光纖激光器（MEMSMEMS固態激光雷達）固態激光雷達）數據來源：鐳神智能、招商證券-34-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-產業鏈產業鏈競爭格局：國外制造商在激光器領域領先競爭格局：國外制造商在激光器領域領先，國內制造商加速追趕國內制

77、造商加速追趕國外：國外：AMS（收購Osram)、Lumentum等美國和歐洲公司起步較早，技術上具備領先優勢，半導體激光芯片及器件廠商仍以國外企業為主，占據國內大部分市場份額（EEL、VCSEL均在2/3以上份額），對下游的激光雷達廠商議價能力較強。II-VI目前業務集中在消費電子領域，未來或將加入汽車領域的競爭。此外，國外龍頭加快產業鏈縱向整合，Lumentum收購上游Oclaro和NeoPhotonies；AMS收購Osram；II-VI收購Finisar。國內：國內：炬光科技、長光華芯、縱慧芯光等國內企業起步較晚，大部分直接布局VCSEL業務，推動國產化替代進程。其中，長光華芯、縱慧芯

78、光等聚焦芯片技術（掌握外延、封裝等），向半導體激光器件成品延伸；炬光科技向上游供應商外采激光芯片，自研激光光學組件，直接提供發射模組。半導體器件與模組相比，模組的附加價值更高。圖：激光器行業主要玩家匯總情況圖：激光器行業主要玩家匯總情況數據來源：各公司官網、招商證券VCSEL芯片研發及設計激光光學業務+對外采購高功率半導體進行封裝生產模塊對外采購高功率半導體進行封裝生產模塊高功率半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體的生產星漢激光凱普林半導體激光芯片、器件及模塊等激光行業核心元器件的研 發、生產（IDM）二極管激光器產品組合芯片+激光器成品包括激光器+芯片+傳感器在內的LIDAR產品組合齊全的

79、激光雷達產品矩陣半導體電光器件、模塊及系統設計、制造 LiDAR 和激光測距儀激光器+傳感器+相應光學器件-35-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈發射系統發射系統-激光器激光器-主流廠商主流廠商激光雷達激光器部分企業如下圖所示：激光雷達激光器部分企業如下圖所示：LUMENTUMLUMENTUM:。擁有全球領先的 EEL 技術和VCSEL 技術，同時收購了上游Oclaro和NeoPhotonies。是芯片設計、外延生長、晶圓制造、封裝測試等環節覆蓋公司。針對汽車激光雷達和工業部署首發五結和六結 VCSEL陣列。與禾塞科技合作的激光雷達已拿下多家主機廠訂單，長光華芯長光華芯:專注于VCSEL芯片，是國

80、內少數采取IDM模式設計制造芯片的公司。車載激光雷達屬于其下游發展的產業之一，目前逐步提升產量?？v慧芯光：縱慧芯光：專注于VCSEL芯片研發設計。采取fabless外延生產模式。目前已通過AEC-Q102以及IATF16949認證，由消費級向車規級邁進，獲得大疆，華為、小米等知名企業投資。鐳神智能鐳神智能:打造了國內首個、全世界第二個獲車規認證的激光雷達。全球唯一擁有1550nm光纖激光器及其核心高功率元器件自研自產能力的激光雷達公司。已經與金龍、五菱、東風悅享、陜汽等知名車企達成合作。-（高意高意）：主業包括高功率半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體的生產。在VCSEL高功率芯片生產中是唯

81、一可以襯底的產業鏈全覆蓋公司。以往主要集中在車內感應，目前正在積極探索激光雷達。AMSAMS-OSMAROSMAR:2020年ams完成對 OSRAM的收購。VCSEL技術包括外延結構和芯片設計、外延生長、前/后端處理、封裝以及高級測試和仿真。905nm激光器已經和Cepton達成合作，擁有量產訂單。CoherentCoherent:是全球最大的激光器生產廠商，于2021年被高意收購。目前其主要激光業務集中于醫療切割，3C治療等工業用途。LumibirdLumibird:由光纖激光器公司Keopsys和固體激光器公司Quantel于2017年10月合并組建而成。主要業務為設計、制造 LiDAR

82、 和激光測距儀。為自動駕駛板塊提供光纖放大器和固體激光器。凱普林：凱普林：控制從半導體激光器芯片貼片到光纖光纖耦合的每個工藝環節，閃電系列光纖激光器在同類產品中達領先水平，體積減小90%以上。炬光科技炬光科技:持續交付量產的 Flash LiDAR 面光源模組產品及激光雷達光學整形器件，千瓦級VCSEL線光斑激光雷達發射模組LX02，已與多家國內外知名的車載激光雷達行業頭部客戶開展了合作。博升光電：博升光電：擁有豐富的VCSEL光芯片技術積累和儲備、以及下一代核心專利技術高對比度光柵(HCG)，具備VCSEL芯片設計、外延、氧化等核心工藝環節能力。瑞波光電：瑞波光電：最早進入半導體激光芯片領域

83、的公司之一，國內唯一能提供638nm1700nm全波段的大功率半導體激光芯片的供應商。Xiton PhotonicsXiton Photonics：專注于將小眾產品作精，作穩，滿足特定客戶群體的應用要求，提供全固態激光器，廣泛應用于激光雷達領域，處于小批量出貨階段。檸檬光子：檸檬光子：具備全功率等級的VCSEL芯片系列產品目錄：領先業界的高性能大功率808nm、850nm和940nmVCSEL芯片系列產品，以及獨家創新專利HCSEL激光芯片。已與多家上市公司簽訂戰略合作協議。長瑞光電長瑞光電:原公司主營業務包括光收發模塊組裝，工藝生產內容主要為二極管、集成電路等部件和PCB板的SMT業務?，F公

84、司目前專注于高速光芯片的設計、制造和銷售。公司針對傳統數通市場，面向光模塊制造企業。目前研發并應用在包括25Gb/s-NRZ和50Gb/s-PAM4在內的850nm砷化鎵基高速多模VCSEL芯片產品，并已具備擴展到GaAs制程產線。-36-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器LUMENTUMLUMENTUM公司在中國公司在中國3D傳感市場已達成一定市場規模傳感市場已達成一定市場規模。Lumentum 自 2010 年開始布局 3D 傳感市場。截止2020年已累計發貨超8.5億顆3D傳感激光器，其中VCSEL超8億顆，自2018年至2020年在中國市場3D傳感VCSEL發貨量已經超過 6 千

85、萬顆。公司面向車載激光雷達提供多種公司面向車載激光雷達提供多種VSCEL產品產品。公司面向iToF、dToF、結構光、汽車In-cabin及汽車激光雷達等多種應用提供VCSEL產品：（1）用于遠程調頻連續波(FMCW)相干 LiDAR 的1550 nm 窄線寬DBR 二極管激光器；（2）用于短程 LiDAR 和艙內監控的高功率 905 nm 和 940 nm VCSEL 陣列照明器。Lumentum 還為短程、中程和遠程 LiDAR 應用提供極高峰值功率的多結 VCSEL 陣列，并于2022年3月發布了針對汽車開發的高性能車規級M系列多結VCSEL陣列。與知名車企共同開發激光雷達解決方案與知名

86、車企共同開發激光雷達解決方案。目前公司與禾塞科技共同打造面向自動駕駛的車規級長距半固態激光雷達AT128，該雷達在10%反射率情況下探測距離可達200米，目前已經拿到了多家主機廠總計數百萬臺的定點，并將在2022年開始大規模量產交付。圖：圖：LumentumLumentum高性能高性能M M系列系列數據來源：公司新聞、招商證券M51-100 905nm 70W多結VCSEL陣列汽車級高性能M系列：是公司新開發，具有峰值功率，適用于短距離和遠程高級移動性的工業LiDAR應用。M系列可輕松集成到客戶平臺中，可替代現有機械掃描系統中的邊緣發射激光器，或陣列成可配置的照明源，用于可尋址的固態電子掃描激

87、光雷達系統。目前發布了符合AEC-Q102標準的M51-100。預計于2022年第二季度發布：（1）M52-100-專為行掃描LiDAR解決方案設計的100 W多結VCSEL陣列，（2）M53-100-專為閃存LiDAR系統量身定做的400 W器件，具有前所未有的VCSEL產品功率。多結多區產品設計經驗豐富：2021 年 3 月lumentum針對汽車激光雷達和工業部署首發M系列五結和六結 VCSEL 陣列，其中單個VCSEL 發射器的光功率超過 2W，1 平方毫米 VCSEL 陣列的峰值功率超過 800W。VCSEL的光功率密度已大幅提升到1000 W/mm，能夠順利替換EEL，成為激光雷達

88、系統設計的首選光源。-37-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-II-VI具有幾十年的晶體生長和材料加工的經驗具有幾十年的晶體生長和材料加工的經驗，能使激光雷達傳感器和廣泛的組件、模塊進行組合，為客戶提供多樣化定制服務。在芯片領域在芯片領域，II-VI是世面上唯一一家從襯底、外延、晶圓制造、到封裝測試，覆蓋高功率半導體芯片全產業鏈上下游的公司。在襯底流程，II-VI能為客戶提供全系列的襯底直徑，包括世界第一的200毫米的襯底。在車載雷達領域逐步擴張在車載雷達領域逐步擴張，積極籌備積極籌備。據21年財報顯示，II-VI 在2020年收購 Finisar 后，在 3D 傳感領域的 VCSEL

89、 市場份額實現巨幅增長；同時，II-IV 也為汽車市場的車內傳感、自動駕駛等應用提供VCSEL 陣列產品，并積極參與車載激光雷達項目。目前已經與福特汽車公司達成合作。公司于公司于2021年年3月月，推出用于汽車激光雷達固態激光器的陶瓷推出用于汽車激光雷達固態激光器的陶瓷YAG光學材料光學材料。II-VI的新型陶瓷YAG基于專有的生產工藝，比晶體YAG更具可擴展性。能夠擴大生產規模以滿足客戶需求的同時，保持非常嚴格的摻雜均勻性公差，增強固態激光器在長距離汽車激光雷達中的競爭力。圖：圖：-用于激光雷達用于激光雷達VSCELVSCEL傳感產品矩陣傳感產品矩陣數據來源：公司官網、招商證券主要的VSCE

90、L系列產品為：(1)符合AEC-Q102標準的940nmVCSEL泛光照明模塊;(2)940nm多模雙結VCSEL陣列-適用于短程激光雷達；(3)940nm高功率MM VCSEL芯片,適用于Tof;(4)高功率VCSEL陣列，能夠滿足廣泛的光學3D傳感和汽車應用。圖：陶瓷圖：陶瓷YAGYAG光學材料光學材料II-VI 利用其垂直整合的制造工藝，生產出最高質量的陶瓷YAG激光光學器件，尺寸可達100毫米，約為晶體YAG的4倍，也使高能固態激光應用于衛星通信和定向能源。-38-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器AMSAMS-OSRAMOSRAMAMS通過合并收購通過合并收購，布局傳感器市場布

91、局傳感器市場。AMS在17 年收購業內領先的 VCSEL 供應商 Princeton Optronics后，于20年收購歐司朗。歐司朗作為汽車照明領域全球市場和技術的領導者，在研發生產激光雷達系統專用紅外激光器方面具有多年的經驗。在2020年2月，推出了專為激光雷達系統的高分辨率近場探測而開發的SPL DP90_3新型單通道脈沖激光器，適用于探測汽車周邊環境。AMS收購歐司朗，進一步強化了公司的傳感器產業戰略，有助于公司進軍自動駕駛汽車市場。AMS-OSRAM已經成為已經成為905nm激光器領跑者：激光器領跑者：艾邁斯歐司朗是市場上唯一同時提供 EEL 和 VCSEL 解決方案的廠商。并向市場

92、推出了第一款905nm邊緣發射激光器，由于其低成本和可靠性，成為激光雷達解決方案中最常用的波長；同時歐司朗的905nm激光器是市場上效率最高的激光器之一，能提供自動駕駛汽車在雨/雪/霧等任何天氣條件下運行所需的遠程測量數據。目前目前905nm激光發射器已經被應激光發射器已經被應用于和用于和Cepton合作合作，將配置在將配置在OEM的大規模量產合同上的大規模量產合同上。在未來，歐司朗將繼續投資推進905nm激光技術，使其更高效、更易于集成。圖：圖：SPL DP90_3SPL DP90_3脈沖激光器脈沖激光器數據來源：公司新聞、招商證券圖：自動駕駛解決方案圖：自動駕駛解決方案數據來源：公司新聞、

93、招商證券產品特征：光束質量得到大幅提升，尺寸只有0.3毫米x 0.6毫米，有利于系統制造商的緊湊設計。該組件的輸出功率為65瓦，輸出功率為20a，效率約達30%，有助于降低系統運行總體成本。該組件適用于中短型車載雷達，用于拍攝汽車周邊環境，為后續系統分析提供高分辨率圖像。納米堆疊脈沖激光二極管（EEL）：采用可靠的應變InGaAs 材料，大功率大光腔激光器結構以及納米堆疊激光技術。VCSEL（垂直腔面發射激光器）：用于短程、中程和遠程測量的高功率密度。目前ams OSRAM的VCSEL 照明器已經和 Melexis 汽車達成合作，用于車內傳感。-39-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-

94、長光華芯長光華芯長光華芯長光華芯:主要致力于高功率半導體激光器芯片主要致力于高功率半導體激光器芯片、高速光通信半導體激光芯片高速光通信半導體激光芯片、高效率半導體激光高效率半導體激光雷達雷達3D傳感芯片及相關光電器件和應用系統的研發生產和銷售傳感芯片及相關光電器件和應用系統的研發生產和銷售。產品廣泛應用于：工業激光器泵浦、激光先進制裝備、生物醫學及美容、高速光通信、機器視覺與傳感等。2021年公司營收達4.29億人民幣，主要為高功率單管系列、高功率巴條系列、高效率VCSEL系列等產品的銷售收入。高功率單管系列產品為公司主營業務收入最主要的組成部分，占主營業務收入的比重始終在70%以上，具有較強

95、的市場競爭力；高效率VCSEL系列產品是近年來公司著力布局的業務領域，收入主要是為相關客戶的集中采購商開展的VCSEL芯片設計開發服務，具有較高的技術附加值，毛利率相對較高，2020年和2021年1-6月相關產品毛利率為67.32%和61.40%，毛利占比為2.96%和1.16%。圖：長光華芯圖：長光華芯20182018-20212021營收、凈利潤（億元）營收、凈利潤（億元）產品產品2021年1-6月2020年2019年2018年高功率單管系列高功率單管系列44.84 25.84 23.58 22.88 高功率巴條系列高功率巴條系列77.81 72.90 72.19 63.05 高效率高效率

96、VCSEL系列系列61.40 67.32-其他其他69.14 51.94 25.11 2.52 主營業務毛利率主營業務毛利率52.78 31.34 35.52 30.97 表：長光華芯表：長光華芯20182018-20212021主營業務毛利率（主營業務毛利率（%）數據來源：長光華芯招股書、招商證券數據來源：長光華芯招股書、招商證券2020年高功率單管系列高功率巴條系列高功率VCSEL系列2021年1-6月圖：長光華芯圖：長光華芯20202020、20212021上半年主營業務收入拆分上半年主營業務收入拆分數據來源：長光華芯招股書、招商證券0.921.392.474.29-0.14-1.290

97、.261.15(2)(1)0123452018年2019年2020年2021年總營收凈利潤-40-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-長光華芯長光華芯在車載激光雷達發射芯片部分在車載激光雷達發射芯片部分，公司目前生產的940/905nm多結VCSEL芯片，PCE（光電轉換效率）達62%，功率密度可達1200W/mm2。目前預投資3.05億元建設VCSEL及光通訊激光芯片產業化項目，建設完成后VCSEL芯片產能達7000萬顆，提高車用芯片的產量。公司研發的面發射高效率VCSEL系列產品目前已獲得相關客戶量產訂單。VCSEL目前主要應用于消費電子、激光雷達、光通訊。消費電子方面包括手機、AR

98、、VR等終端應用，公司目前主要為華為供手機的VCSEL芯片；無人駕駛汽車激光雷達方面無人駕駛汽車激光雷達方面，VCSEL芯片目前處于研發和樣品認證階段，預計今年年內會通過客戶認證以及車規IATF16949和AECQ認證，當前主要抓兩個頭部企業做驗證，后期會全面推廣到其他激光雷達方案公司；光通訊方面，目前只服務戰略股東華為。圖：公司主要產品及下游應用場景圖：公司主要產品及下游應用場景VCSEL雷達模組數據來源：長光華芯招股書、招商證券圖：公司所處產業鏈情況圖：公司所處產業鏈情況數據來源：長光華芯招股書、招商證券-41-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-長光華芯長光華芯長光華芯目前已建成從

99、芯片設計長光華芯目前已建成從芯片設計、MOCVD（外延外延）、光刻光刻、解理解理/鍍膜鍍膜、封裝測試封裝測試、光纖耦合等完整的工光纖耦合等完整的工藝平臺和量產線藝平臺和量產線，是全球少數幾家研發和量產高功率半導體激光器芯片的公司，整個工藝平臺擁有完全自主知識產權。Lumentum、II-VI、AMS等都擁有完整的芯片生產工藝平臺，能夠高效地控制工藝流程，縮短芯片研發和改良周期。我國高功率半導體激光芯片一直受外延生長、腔面鈍化技術以及器件制造水平等限制。當前國內在超高功率邊發射激光器芯片和VCSEL芯片方面具備量產化制造能力的只有長光華芯。在在器件設計及外延生器件設計及外延生環節環節，公司通過非

100、對稱的波導結構設計非對稱的波導結構設計，在不改變光場模式曲線的情況下，實現對有源層光場限制因子及內部損耗的獨立優化，采用大光腔結構改善了近場模式和遠場輸出特性，增大發光面積，相對減小輸出光功率密度，在增加輸出功率的同時保證器件壽命。在腔面鈍化方面在腔面鈍化方面，公司采用腔面鈍化處理技術率先提出自主創新的腔面鈍化及窗口制備方案腔面鈍化及窗口制備方案，制備高穩定性及高重復性的寬帶隙腔面無吸收窗口結構，大幅降低了激光器腔面的激光吸收從而減少熱量產生，提高芯片抗損傷閾值，最終實現芯片輸出功率及可靠性的提升。技術類別技術類別核心技術名稱核心技術名稱技術來源技術來源產品應用情況產品應用情況腔面鈍化腔面鈍化

101、處理技術處理技術高功率芯片腔面技術/高 COMD 閾值的腔面保護技術自主研發高功率激光單管/巴條芯片、光通信芯片器件設計器件設計及外延生及外延生長技術長技術高功率高效率高亮度芯片結構設計自主研發高功率激光單管/巴條芯片、VCSEL 芯片、光通信芯片分布式載流子注入技術自主研發高功率激光單管/巴條芯片MOCVD 外延生長技術自主研發高功率激光單管/巴條芯片、VCSEL 芯片、光通信芯片多有源區級聯的垂直腔面發射（VCSEL）半導體激光器的設計自主研發VCSEL 芯片數據來源：長光華芯招股書、招商證券表：長光華芯外延生長、腔面鈍化核心技術情況表：長光華芯外延生長、腔面鈍化核心技術情況-42-激光雷

102、達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器縱慧芯光縱慧芯光縱慧芯光縱慧芯光:提供高功率和高速提供高功率和高速VCSEL解決方案解決方案，擁有專門的晶圓代工廠，用于芯片鍵合、引線鍵合、光學封裝和測試，可滿足批量訂購和需求服務的內部包裝和測試技術。建立了6英寸GaAs制造基礎設施和供應鏈，提供消費、醫療、汽車應用所需的最大批量生產，靈活定制芯片或封裝配置。在常州自建外延產線和封測產線，產品研發迭代速度遠快于采用無晶圓廠（Fabless）模式的VCSEL廠商，且品質可控。公司于2020年完成AEC-Q102第三方車規認證，是國內第一家通過該認證的廠商。認證的VCSEL產品直接采用裸芯片方式，展現出縱慧芯光的

103、VCSEL器件強足的實力。正在積極與國內外多家一線激光雷達（LiDAR）廠商合作開發下一代混合固態和固態LiDAR方案。圖：縱慧芯光融資事件圖：縱慧芯光融資事件數據來源：同花順iFinD、招商證券融資時間融資時間投資機構投資機構輪次輪次金額金額2022-03-04深圳市大疆創新科技有限公司PreD2021-09-02CPE源峰，天津長安樹企，管常州嵩芯實業投資，比亞迪，江蘇疌泉華杰信諾基金，深圳前海盛浩股權投資，深圳市創啟開盈商務咨詢合伙企業(有限合伙)，高榕資本C+1億人民幣2020-12-07小米集團戰略投資2020-12-05長江小米基金C+2020-06-11哈勃投資戰略投資2020-

104、06-09哈勃投資C2019-02-18前海母基金，華業天成(華諾創投)，武岳峰資本，追遠創投B+2億人民幣2019-01-31上海武岳峰集成電路信息產業基金，上海鍇晏，不公開的投資者，前海母基金，華業天成投資，華盈開泰，追遠創投，高榕資本B+1.13億人民幣2018-01-16華業天成(華諾創投)，耀途資本，追遠創投，青島智慧產業股權投資基金，高榕資本B2018-01-01不公開的投資者BVCSEL具有以下優點：高效率、低能耗高效率、低能耗低波長低波長-溫度靈敏度溫度靈敏度（0.07nm/C）低斑點低斑點波長范圍廣，從波長范圍廣，從800nm到到1064nm產品范圍從低功耗（幾產品范圍從低功

105、耗（幾mW）單發射器到）單發射器到10W的的高功率陣列高功率陣列高可靠性高可靠性定制包裝可用性定制包裝可用性技術：技術：擁有世界一流的核心MOCVD技術，通過專有的晶圓加工，芯片封裝和測試以及集成的光學功能進行增強，使公司能夠確保在全球擁有強大的市場地位。設施：設施：專用的6“晶圓代工廠擁有尖端技術和高端設施，維護多種標準工藝來源，可靈活地定制芯片或封裝配置，支持并適應以客戶為中心的鑄造服務。人才：人才：團隊由業內最具創新性的技術專家、戰略風險投資家和在光電器件設計、生產、封裝和應用業務方面經驗豐富的高管組成。專業知識和嚴格的質量控制確保以最高的精度和過程可重復性獲得設計的外延結構。圖：縱慧芯

106、光核心優勢圖：縱慧芯光核心優勢數據來源：縱慧芯光官網、招商證券-43-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器鐳神智能鐳神智能數據來源：天眼查、招商證券數據來源：iFinD、招商證券圖：鐳神智能股權架構圖：鐳神智能股權架構表：鐳神智能融資事件表：鐳神智能融資事件鐳神智能鐳神智能:是全球唯一一家是全球唯一一家同時掌握了TOF時間飛行法、相位法、三角法和調頻連續波等四種測量原理的激光雷達公司;是國內唯一一家是國內唯一一家自主研發出激光雷達專用16通道TIA芯片、激光雷達自動化及半自動化生產線、1550nm光纖激光器的激光雷達公司。在徐州自建有全自動激光雷達生產基地，工廠導入SMT標準產線，產線囊括

107、從激光雷達組裝、SMT貼片，到激光器、半導體、探測器的封裝，再到光纖器件、光纖激光器生產，同時具備激光雷達元器件的研發和生產能力。2021年公司出貨2萬臺，2019年和2020年出貨超過1萬臺，針對車規級產品主要為905nm混合固態激光雷達和1550nm光纖激光混合固態激光雷達。公司已完成近3億元C輪融資，主要用于車規混合固態激光雷達的研發和產業化、全自動化產線升級、自研核心驅動集成芯片和接收端集成芯片、以及1550nm光纖激光雷達及核心高功率光纖元器件的研發布局。融資時間融資時間事件名稱事件名稱事件輪次事件輪次 融資金額融資金額最新估值最新估值2021/7/29鐳神智能獲國聯通寶資本、投控東

108、海、正奇金融等機構3.00億元人民幣C輪投資。C3億人民幣2020/3/25鐳神智能獲同威創投B+輪投資。B+1.5億人民幣2018/4/10鐳神智能獲達晨創投/達晨財智、信業基金、天津仁愛智匯等機構1.00億元人民幣B輪投資。B1億人民幣2017/12/26 鐳神智能獲達晨創投A+輪投資。A+2017/12/25鐳神智能獲達晨創投/達晨財智1.00億元人民幣A+輪投資。A+1億人民幣2016/7/28鐳神智能獲招商致遠資本、如山資本、北極光創投9999.0000萬元人民幣A輪投資。A1億人民幣2015/7/17鐳神智能獲北極光創投1000.0000萬元人民幣天使輪投資。天使輪0.1億人民幣2

109、015/7/1鐳神智能獲北極光人民幣基金II期天使輪投資。天使輪-44-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器鐳神智能鐳神智能鐳神智能是全球唯一擁有1550nm光纖激光器及其核心高功率元器件自研自產能力的激光雷達公司，針對汽車前裝市場開發了LS21G混合固態激光雷達和LS27X車規級混合固態激光雷達，250米處可探測到5%反射率的目標。公司依靠自研的核心零部件和自動化的生產線，具備成本優勢。與Luminar計劃到2025年量產63萬臺后的價格可降到約1310美元相比，公司預計其1550nm光纖激光混合固態激光雷達的價格在達到1000臺量級時僅需約1000美元。目前905nm的128線混合固態

110、激光雷達面向主機廠的價格已低于數百美元。公司推出的國內首個、全球第二個獲車規認證的激光雷達CH32混合固態激光雷達，目前已經規?；桓稏|風悅享量產前裝車型生產，并已與金龍、五菱、東風悅享、陜汽等多個行業主流客戶達成深度合作并獲得重要訂單。指標指標參數參數激光波長1550nm探測距離(m)250m10%測點速率(萬點/秒)145幀刷新率FPS10水平視場角120垂直視場角25水平分辨率0.15(ROI).0.3垂直分辨率0.1工作溫度-40C85C數據來源：公司新聞、招商證券表：鐳神智能表：鐳神智能LS27XLS27X產品參數產品參數技術積累深厚，自研打造產品性價比：技術積累深厚，自研打造產品性

111、價比：公司努力實現三項環節的自研工作：半導體封裝工藝、核心器件和自動化產線，包括LD和APD自動化封裝工藝、一體化激光發射和探測陣列、接收端TIA跨阻放大器芯片、1550nm光纖激光器及光纖器件、收發和信號處理ASIC芯片、車規級微振鏡等，核心激光器技術和光學器件技術。圖：鐳神智能核心優勢圖：鐳神智能核心優勢技術路線與產品矩陣豐富：技術路線與產品矩陣豐富：公司同時在ToF、FMCW、相位法以及三角法四種測量原理布局，建立了全面的激光雷達產品研發矩陣。905nm混合固態激光雷達包括車規級CH128X、已向東風悅享出貨的CH64/32、大視場補盲雷達CH64W等；1550nm光纖激光混合固態激光雷

112、達于近期發布，分為128、256和512線。數據來源：公司新聞、招商證券-45-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器炬光科技炬光科技炬光科技炬光科技:主要從事激光行業上游的高功率半導體激光元器件主要從事激光行業上游的高功率半導體激光元器件、激光光學元器件的研發激光光學元器件的研發、生產和銷生產和銷售售，產品應用于先進制造、醫療健康、科學研究、汽車應用、消費電子五大領域，在激光雷達、光纖激光器（FAC 快軸準直鏡、預制金錫薄膜陶瓷熱沉）、泛半導體制程和醫療健康等關鍵市場的主要客戶方面取得了積極進展。公司自2016年起開始研發的高峰值功率固態激光雷達光源模塊，2020年完成自動化產線建設、產品

113、可靠性驗證等開發工作，同時具備激光雷達光源模組產品的研發和生產能力，持續向汽車行業客戶交付量產的 Flash LiDAR 面光源模組產品及激光雷達光學整形器件，基于 EEL 和 VCSEL 激光器發布了多款線光斑激光雷達發射模組產品，為多家激光雷達客戶送樣。圖：炬光科技股權架構圖：炬光科技股權架構數據來源：炬光科技招股書、招商證券圖：炬光科技主營業務在產業鏈中所處位置圖：炬光科技主營業務在產業鏈中所處位置數據來源：炬光科技招股書、招商證券-46-2019年激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器炬光科技炬光科技圖：炬光科技圖：炬光科技20182018年年-20202020年主營業務收入構成年主

114、營業務收入構成2019年年受下游 OLED 全球產線建設影響，及下游光纖激光器行業銷售收入下降影響，公司整體利潤下降；2021年年公司營業收入 47,580.46 萬元，較上年同期增長 32.21%，凈利潤 6,776.16 萬元，較上年同期增長 94.33%，主要系（1）公司收入增長帶動利潤同步增長；（2）隨著公司戰略性重組的持續推進，在東莞炬光新建激光光學元器件后端產線和光學鍍膜研發導入生產，大幅提升了激光光學元器件產品的生產效率，使得公司綜合毛利率提高。公司主要收入來源于半導體激光、激光光學業務領域，目前正在拓展汽車應用和光學系統業務領域。半導體激光半導體激光業務業務在醫療健康、先進制造

115、等應用領域取得增長；激光光學業務激光光學業務得益于光束準直轉換系列產品出貨量大幅提升；汽車應用業務汽車應用業務主要包括激光雷達面光源、激光雷達線光源、激光雷達光源光學組件等，激光雷達面光源、激光雷達線光源分別于于2018、2021年開始投產，前者已經進入批量生產階段。2018年2021年半導體激光業務激光光學業務汽車應用業務（激光雷達）光學系統業務2020年數據來源：炬光科技招股說明書、招商證券數據來源：炬光科技招股說明書、招商證券35,480.9633,498.0035,987.7847,580.461,866.61-8,043.053,487.006,776.16-10,000010,00

116、020,00030,00040,00050,0002018年2019年2020年2021年營業收入凈利潤圖：炬光科技圖：炬光科技20182018-20212021營收、凈利潤（萬元）及其增速（營收、凈利潤（萬元）及其增速（%）-47-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器炬光科技炬光科技圍繞“產生光子、調控光子和提供光子技術應用解決方案”，炬光科技具備九大核心技術優勢，并基于獨特的微光學設計與制造技術以及多年經驗，提供超越客戶期待的發射端一站式解決方案。汽車智能駕駛領域汽車智能駕駛領域，現有的BeamRazor系列產品使用EEL半導體激光器產生線光斑，已在市場上獲得廣泛認可；AX01模塊采用

117、多結高峰值功率VCSEL芯片+車規級diffuser，集成了短脈沖電源易于客戶測試使用，是dToF閃光式短距雷達的首選光源；千瓦級VCSEL線光斑激光雷達發射模組LX02應對了VCSEL產生線光斑相應的技術挑戰，顯著提高了峰值功率，在寬溫度范圍內無需借助額外的控溫元件就可以實現小幅功率衰減和低波長漂移系數，取代EEL激光發射方案實現更高可靠性、更低量產成本。已與北美、歐洲、亞洲多家知名的車載激光雷達行業頭部客戶開展了項目合作。產品線產品線產品名稱產品名稱產品圖片產品圖片結構功能結構功能應用領域應用領域優勢優勢激光雷達激光雷達面光源面光源AL01 系列系列光源模組光源模組采用固體激光技術產生高峰

118、值功率紅外激光光束，通過光束擴散器實現 120 x20探測視場角，能夠滿足在-40至110環境溫度下正常工作，采用氣密殼體封裝技術實現車規級高可靠性。模塊尺寸為：42mm38mm20mm用于智能駕駛閃光式激光雷達采用高能量固體激光結合光束擴散器實現純固態閃光式激光雷達，不包含任何運動組件，相比機械旋轉式激光雷達和混合固態激光雷達有效提高了系統的可靠性和可制造性AT01/02 系系列列VCSEL 光源模組光源模組采用 VCSEL 激光器與車規級光束擴散器集成封裝而成，實現60 x45等應用所需的 FOV 探測視場角。模塊尺寸約為：3.45mm3.45mm1.8mm用于智能艙內駕駛員監控系統、夜視

119、安防監控、機器視覺等取代 LED 作為智能艙內駕駛員監控系統照明光源，光斑更均勻、功率更高、所需要的光源數量更少，能更有效和精確地識別、監控駕駛員行為?；诖斯庠茨＝M的駕駛員監控系統可識別并警示駕駛員的危險駕駛動作，提高駕駛過程中的安全性激光雷達激光雷達線光源線光源LE01 905nm EEL 線光線光斑光源模組斑光源模組采用邊發射 905nm 激光器、長焦光束準直器、寬發散角度光束勻化器、短脈沖驅動電路板集成封裝而成，可實現脈沖峰值功率大于 300W、快軸發散角小于 0.2、慢軸發散角25或根據客戶需求定制用于智能駕駛線掃描式長距激光雷達、工業檢測、機器視覺等形成極窄的線光斑激光，通過光束掃

120、描器進行寬視場角掃描實現激光雷達探測。相比其他技術路線，擁有較高的模組集成度，結合新型陣列探測技術可大幅增加分辨率的同時保持較低成本，能量利用效率較高，有效提高了探測距離和探測精度數據來源：炬光科技官網、招商證券表：炬光科技表：炬光科技汽車應用業務產品汽車應用業務產品-48-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-檸檬光子檸檬光子檸檬光子檸檬光子:致力于高端半導體電光器件致力于高端半導體電光器件、模塊及系統的研發模塊及系統的研發，銷售和產業化銷售和產業化，產品線涉及垂直腔面發射激光器(VCSEL)、水平腔面發射激光器(HCSEL)以及邊發射激光器(EEL)三條產品線，主要瞄準3D傳感、消費電

121、子、AR/VR、機器人、激光雷達、智能制造、物聯網、數據中心和醫美等領域。公司搭建了全面激光芯片技術平臺，傳感類垂直腔面發射激光器（VCSEL）芯片產品已經全面進入量產狀態，大功率EEL產品性能也達到了國際同類產品水平，逐步進入量產，具備獨家的水平腔面發射激光器（HCSEL）技術。已實現30余家客戶的試樣和銷售，并與多家上市公司簽訂戰略合作協議。截至2021年8月24日，檸檬光子最大股東持股20%，公司創始人兼CEO肖巖持股15.57%。公司于2018年完成愉悅資本獨投的A輪融資；2019年8月宣布獲得了德聯資本領投，愉悅資本加注的5000萬元A輪融資；在2020年完成來自飛圖創投的融資，主要

122、用于更多產品線的開發和建立等。圖：檸檬光子股權架構圖：檸檬光子股權架構數據來源：愛企查、招商證券發布日期發布日期融資輪次融資輪次融資金額融資金額投資方投資方2021/5/26Pre-B輪未知飛圖創投2019/8/5A+輪5000萬元 德聯資本，愉悅資本2018/7/6A輪金額未知愉悅資本數據來源：愛企查、招商證券表：檸檬光子融資信息表：檸檬光子融資信息-49-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈激光器激光器-檸檬光子檸檬光子公司具有全功率等級的公司具有全功率等級的VCSEL芯片系列產品目錄芯片系列產品目錄：領先業界的高性能大功率808nm、850nm和940nmVCSEL芯片系列產品。該系列VCSEL

123、產品適于大規模量產，完全采用6英寸外延及流片，結合了優化的外延和晶圓加工技術，已在多家國內外成熟的6英寸芯片代工廠得到驗證；具有優異的可靠性，已通過50C熱沉溫度下2000h以上連續出光的加速老化壽命測試。公司獨家創新專利公司獨家創新專利HCSEL激光芯片激光芯片具有特殊優勢。HCSEL激光芯片憑借其一個方向近乎準直的出光發散角，可以大大提高經diffuser整形過后的光場銳利度和均勻度，實現理想的線光斑，兼容了EEL高功率輸出和VCSEL更適合大規模量產的優勢，可同時滿足遠距離汽車激光雷達對激光光源的需求：高峰值功率、低激光波長溫度漂移和面向人眼安全的激光波段，從而實現更長的3D感測距離、更

124、高信噪比和人眼安全防護。目前檸檬光子可提供250W峰值功率的線光斑HCSEL激光投射ToF光源，已有多家國際知名廠商采用HCSEL芯片方案并正在進行測試。目前市場上尚無同類芯片及模組產品。數據來源：檸檬光子官網、招商證券圖：圖：HCSELHCSEL芯片技術相比其他激光芯片的優勢芯片技術相比其他激光芯片的優勢輸出功率輸出功率輸出功率從幾毫瓦，幾百毫瓦，通用的1W、2W，到高功率4-10W（連續輸出）或更高（脈沖輸出）轉換效率轉換效率在連續輸出(CW)模式下取得領先業界的電光轉換效率，PCE48%（1W芯片），PCE46%（8W芯片）性能性能高溫下保持良好的性能，即使在熱沉溫度120C的情況下，8

125、50nmVCSEL芯片的電光轉換效率也超過25%發散角發散角為了滿足不同客戶需求，采用多個設計以達到不同的發散角表：表：檸檬光子檸檬光子808nm808nm和和850nmVCSEL850nmVCSEL芯片特點芯片特點數據來源：檸檬光子官網、招商證券-50-行業：行業：2021為“上車”元年，為“上車”元年，2022或將成為量產大年或將成為量產大年 發射模塊：發射模塊：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或將共存或將共存 光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控光學系統：國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控&一致性一致性 接收模塊：國內廠商走向車規，從接收模塊：國內廠商走向車

126、規，從APD向向SPAD、SiPM進階進階目錄目錄-51-光學部分光學部分ONE PAGE SLIDESONE PAGE SLIDES國內供應鏈優勢顯著國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控壁壘在于質量管控&一致性一致性。光學部分是以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等。光學部分在整個激光雷達光學部分在整個激光雷達BOM成本的占比在成本的占比在10%15%左右左右。其中，轉鏡50%；窗口片：20%；透鏡、準直鏡、濾光片30%。光學部分供應商主要有兩類玩家：光學部分供應商主要有兩類玩家：（1）一類是消費電子光學廠商（舜宇光學、永新光學等），在部分精度和壁壘不高的

127、光學元件的量產控本方面有一定優勢；（2）另一類是光通信領域的廠商（天孚通信、中際旭創、騰景科技等），更擅長波的控制，濾光片、窗口片等產品更具性能優勢；并且在光電封裝及光路設計方面優勢更強，產線和技術均可復用。準直鏡準直鏡濾光片濾光片透鏡透鏡精度精度/壁壘不高壁壘不高轉鏡轉鏡準直鏡準直鏡+濾光片濾光片+透鏡透鏡=30%窗口片窗口片窗口片窗口片 20%轉鏡轉鏡 50%核心元器件核心元器件分束器、擴束器、準直鏡分束器、擴束器、準直鏡1、光通信廠商擅長波的控制光通信廠商擅長波的控制，濾光片濾光片、窗窗口片等產品具備性能優勢；口片等產品具備性能優勢；2、光器件與車載激光雷達高度相似光器件與車載激光雷達高

128、度相似，光通光通信廠商具備封裝能力優勢和產線復用優勢信廠商具備封裝能力優勢和產線復用優勢激光雷達：以代工為主激光雷達：以代工為主，參與光學部參與光學部分設計分設計+制造；具備優秀的封裝能力制造；具備優秀的封裝能力激光雷達：鍍膜激光雷達：鍍膜、玻璃冷加工玻璃冷加工、光纖陣列光纖陣列（光學連接器光學連接器），未未來預計向封裝環節拓展來預計向封裝環節拓展光學部分光學部分主要供應商主要供應商價格敏感價格敏感數據來源：產業調研、招商證券整理（該梳理具備一定主觀性，具體路徑仍需以實際情況為準）圖：光學部分情況梳理圖：光學部分情況梳理-52-激光雷達光子傳輸原理激光雷達光子傳輸原理數據來源：Rapid,Hi

129、gh-Resolution Forest Structure and Terrain Mapping over Large Areas using Single Photon Lidar、招商證券激光雷達激光雷達(含掃描模塊含掃描模塊)光子傳輸原理為：光子傳輸原理為：發射單元激光器發射激光束，通過發射光學系統-激光擴束器改變光斑的空間形狀分布，分束鏡通過折射分出多束光束，經過反光鏡和準直鏡到達窗口片并傳輸光束到目標物體上；光束到達物體返回后由窗口片接收回波，通過掃描器后再次途經準直鏡維持光束的準直性，由環形鏡傳輸到濾光片(允許特定光纖通過）并進入到光闌，通過長焦鏡頭聚焦光束至光電探測器，最終可

130、由模擬前端芯片或其它主控模塊硬件處理信息。濾光片濾光片光闌光闌*綠色箭頭代表光子的傳輸（T(x)）、接收（R(x)）的運動方向長焦長焦鏡頭鏡頭激光器激光器(如如EELEEL、VCSELVCSEL等等)傳輸光束傳輸光束/發射激光發射激光接收回波接收回波光電探測器光電探測器（如（如APDAPD、SiPMSiPM等）等）探測器驅動探測器驅動（如有）掃描器（如機械式、（如有）掃描器（如機械式、MEMSMEMS、棱鏡式等）、棱鏡式等）激光激光脈沖脈沖探測器探測器激光激光擴束器擴束器窗口片窗口片環形鏡環形鏡波片波片準直鏡準直鏡衍射光學元件衍射光學元件分束鏡分束鏡反光鏡反光鏡圖：高分辨率量子激光雷達（圖：高

131、分辨率量子激光雷達（HRQLSHRQLS）系統）系統目標物體目標物體發射端：發射端：需要一套發射光學系統，需要一套發射光學系統，對激光器的輸出光束進行準直整形對激光器的輸出光束進行準直整形接收端：接收端：收集經目標反射后的光能量，收集經目標反射后的光能量，將其匯集到探測器的光敏面上將其匯集到探測器的光敏面上-53-車載激光雷達和光通信車載激光雷達和光通信-光器件實際上有很多相似之處光器件實際上有很多相似之處。激光雷達中的激光器、探測器和光學組件等核心器件與光通信領域中的器件非常相似，除了各自的性能要求和可靠性要求存在一定的差異外，產品的基本形態及功能基本一致。根據產業調研，目前從事激光雷達領域

132、的研發人員有一半來自于光通信領域。通過對表現、封裝、可靠性標準、量價等多維度對比，我們認為車載激光雷達同早期的光器件比較類似，但發展前景廣闊。車載激光雷達車載激光雷達光器件光器件表現表現激光雷達的輻射范圍、分辨率等速率、傳輸距離封裝封裝沒有統一標準，跟隨車廠需求有很多行業封裝標準（機械尺寸、光/電接口等）：SFP/QSFP/CFP等可靠性可靠性標準標準DIN,AUTOSAR,車規AEC-Q（更嚴苛）傳統Telcordia GR-468溫度溫度Reliability(AEC-Q100-Rev-H)Grade0:400+1500；Grade1:400+1250；Grade2:400+1050；Gr

133、ade3:400+850；（車規標準最低也要達到85度）Reliability(AEC-Q100-Rev-H)使用溫度:50+750；存儲溫度:400+850；量量/價價L4、L5量較小，價值較高，價格不敏感L1L3量較大，價值略低電信側量不大，價值較高；數據中心側量比較大，價值相對便宜一些壽命壽命10k-100k hrs/10年20years（數據中心側3-5年）制造制造暫無成熟標準，封裝和測試仍處于初級階段光器件有非常成熟的封裝和檢測標準表：車載激光雷達表：車載激光雷達VSVS光器件光器件數據來源：MRSI、ATC汽車技術云平臺、招商證券激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-54-

134、激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件光學組件是激光雷達中關鍵的基礎元件之一光學組件是激光雷達中關鍵的基礎元件之一。BOM：轉鏡：轉鏡50%；窗口片：；窗口片：20%；透鏡；透鏡、準直鏡準直鏡、濾光片濾光片30%激光器發射部分包含了激光器發射部分包含了激光器激光器和和光學發射系統光學發射系統。半導體激光器具有光斑形狀不規則、發散角度大等缺點，因此，需要一套發射光學系統，對激光器的輸出光束進行準直整形，改善輸出光束質量。發射光學系統主要由透鏡、反射器件、衍射器件等光學元器件組成，主要包含了準直鏡、分束器、擴散片等。激光接收部分包含了激光接收部分包含了光電探測器光電探測器和和接收光學系統接收

135、光學系統。接收光學系統主要作用是盡可能收集經目標反射后的光能量，將其匯集到探測器的光敏面上，主要由透鏡、分束器、窄帶濾光片等組成。激光掃描部分包含傳統激光掃描部分包含傳統旋轉電機和掃描鏡旋轉電機和掃描鏡，核心是核心是MEMS微鏡微鏡，指采用MEMS制造技術，把微光反射鏡與MEMS驅動器集成在一起的光學器件。擴散器（擴散器（DOE）：）：允許將單?；蚨嗄］斎牍馐D換成明確定義的輸出光束，即具有想要的任意形狀以及均勻的強度分布。分束器：分束器：把一束入射激光分多束激光，且分束后的每束光都保持原始光束的特性，光束直徑、發散角和波前特點都不變，只有功率和傳播角度變化。準直鏡：準直鏡：從聚焦鏡(實際上是

136、反向使用聚焦鏡)的焦點發出的光，經過準直鏡后會變成平行光。圖：激光器發射部分光學系統（準直鏡、分束器、擴散片、隔離器）、接收部分光學系統（透鏡、濾光片）等工作原理圖：激光器發射部分光學系統（準直鏡、分束器、擴散片、隔離器）、接收部分光學系統（透鏡、濾光片）等工作原理數據來源：瑞誠光電、維爾克斯光電、聯合光科、激光制造網、Union Optic、招商證券整理透鏡：透鏡：在光路中有會聚光線、發散光線、光束整形等作用。平凸透鏡平凸透鏡（光線匯聚）（光線匯聚）非球面透鏡非球面透鏡（透鏡組）（透鏡組）球面透鏡球面透鏡窄帶濾光片：窄帶濾光片：在特定的波段允許光信號通過，而偏離這個波段以外的兩側光信號被阻止

137、，一般為中心波長值的5%以下。光隔離器：光隔離器：只允許光沿一個方向通過而在反方向阻擋光通過的光無源器件，在半導體激光器等中應用廣泛，阻止因反射光導致的性能惡化和損壞。-55-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件激光雷達產業鏈上游包含激光發射激光雷達產業鏈上游包含激光發射、激光接收激光接收、掃描系統和信息處理四大部分掃描系統和信息處理四大部分，其中包含大量的其中包含大量的光學和電子元器件光學和電子元器件。光學系統中一般都有非球面透鏡光學系統中一般都有非球面透鏡、鍍膜器件鍍膜器件、平面光器件等光學元器件平面光器件等光學元器件。光學元器件是光學系統的基本組成單元，大部分光學元器件起成像的作

138、用，如透鏡、棱鏡、反射鏡等；還有一些在光學系統中起特殊作用（如分光、傳像、濾波等）的元件，如分劃板、濾光片、光柵用以光學纖維件等。大部分光學組件適用于不同激光雷達方案大部分光學組件適用于不同激光雷達方案。雖然激光雷達目前存在多種不同的方案雖然激光雷達目前存在多種不同的方案，但是像但是像透鏡透鏡、濾光片和隔離器濾光片和隔離器等產品是基礎的光學組件等產品是基礎的光學組件，可以適用于不同的激光雷達方案中可以適用于不同的激光雷達方案中?；诨贔MCWFMCW原理的激光雷達中光學系統示意圖原理的激光雷達中光學系統示意圖數據來源：公開資料、招商證券-56-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件透鏡

139、和棱鏡等傳統光學元器件透鏡和棱鏡等傳統光學元器件，定制化加規?；型麕硇袠I新增量定制化加規?；型麕硇袠I新增量。作為傳統的光學器件，透鏡和棱鏡等產品工藝相對成熟。但是客戶側定制化的需求旺盛，將顯著增加產品附加值，同時大客戶帶來的出貨規?；獙⑦M一步降低產品成本，提升競爭力。光學元件的精密光學元件的精密、超精密光學加工關鍵技術不斷突破超精密光學加工關鍵技術不斷突破。光學元件的加工精度主要包含兩個方面，即形狀精度、表面光滑程度。加工精度的不足會降低光束質量，增加無用信號甚至產生錯誤信號，隨著激光、光通信等技術的發展，光學元件的精密、超精密加工技術快速提升。球面和非球面形控制技術：球面

140、和非球面形控制技術：浴法拋光、浮法拋光、離子束拋光等先進的拋光技術控制元件表面的面型精度；模壓技術：模壓技術：使光學儀器縮小了體積和重量，節約材料，降低成本，且改善了光學儀器設備的性能，提高了光束質量。模壓玻璃非球面透鏡的模壓成型技術綜合了玻璃材料、超精密模芯加工、鍍膜、模壓成型工藝及成型仿真等，技術壁壘較高；鍵合技術：鍵合技術：在光學元件組合中出現了不使用任何膠水而達到光學元件牢固結合的鍵合技術，進一步提升了光學元件的抗損傷閾值和激光器的功率水平；核心技術核心技術技術指標技術指標球面和柱面面形控制技術球面和柱面面形控制技術行業主流企業的公開披露產品信息，可穩定量產的光學元件面形精度最高指標未

141、超過/10模壓模壓技術技術直徑直徑1.0mm模壓玻模壓玻璃非球面透鏡璃非球面透鏡僅少數企業可穩定量產直徑1.5mm的模壓玻璃非球面透鏡，目前未見國內同行業企業量產的模壓玻璃非球面透鏡直徑小于1.5mm制作陣列非球面透鏡制作陣列非球面透鏡多數國內企業尚未量產陣列非球面透鏡、方形非球面透鏡產品鍵合技術鍵合技術國內外同行業企業產品鍵合面積不超過900mm2（30mm*30mm），鍵合層數不超過5層表：光學元件核心技術表：光學元件核心技術數據來源：騰景科技、公開資料、招商證券整理-57-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件光學元件的精密光學元件的精密、超精密光學加工關鍵技術不斷突破超精密光學加

142、工關鍵技術不斷突破。鍍膜技術：鍍膜技術：光學元件的膜系設計日趨復雜化，對光譜控制能力和精度越來越高。光學元件在控制光束過程中，需要在光學元件表面鍍制不同材料、不同膜層的薄膜，光學薄膜主要由介質或者金屬分子蒸發形成。精密光學元件向復雜膜系發展，對光譜控制能力和加工精度越來越高，有力支撐了下游光電系統技術的創新；Evaporative蒸發沉積蒸發沉積Evaporative with IAD離子輔助沉積離子輔助沉積Plasma Sputtering等離子濺射等離子濺射IBS離子束濺射離子束濺射ALD原子層沉積原子層沉積Spectral Performance光譜性能光譜性能LowMediumHigh

143、High-Very HighVery HighCoating Stress涂層應力涂層應力LowMediumHighVery HighHighRepeatabilityMediumMediumHighVery HighVery HighProcess Time加工時長加工時長SlowSlowIntermediateVery SlowVery SlowNon-Flat Geometry CapabilitiesBetterBetterGoodBadBestRelative Price$表：鍍膜技術對比表：鍍膜技術對比數據來源：Edmund、招商證券-58-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學

144、組件光學鍍膜器件應用廣泛光學鍍膜器件應用廣泛，門檻相對較高門檻相對較高。在材料表面通過真空濺射或氣相沉積的方式鍍上多層膜，可以實現各種不同的功能。利用光的干涉原理，光在不同膜層之間的反射和透射從而達到干涉相長相消的效果。根據不同應用場景，可以制作不同鍍膜器件。增透膜、增反膜等鍍膜器件，可以增強光的反射和折射，廣泛應用于各種光學器件中：（1）濾波片可以濾掉不同波長的光濾波片可以濾掉不同波長的光，廣泛應用于廣泛應用于通信通信、AR和和激光雷達激光雷達等領域；等領域；（2）PBS，偏振分光器件，廣泛應用于通信、醫療檢測等領域。膜層的厚度和層數對最終性能的影響非常大，因此對鍍膜工藝的高精度控制具有較高

145、的門檻。濾光片是光學組件中重要的元件之一濾光片是光學組件中重要的元件之一，具備較高技術壁壘具備較高技術壁壘。濾光片作為接收端光學系統的重要元件之一，可以濾掉摻雜反射光中的自然光，保證接收端信號的準確性。濾光片即在玻璃等襯底上進行鍍膜，從而實現波長選擇性的增透和增反等光學性能。產品對光學鍍膜工藝要求較高產品對光學鍍膜工藝要求較高，技術門檻較技術門檻較高高，我們看好在該領域深耕多年的騰景科技和天孚通信等公司我們看好在該領域深耕多年的騰景科技和天孚通信等公司。圖：濾光片原理示意圖及透鏡等光學組件示意圖圖：濾光片原理示意圖及透鏡等光學組件示意圖數據來源：騰景科技、招商證券可見光可見光激光雷達905/1

146、050nm波長激光雷達905/1050nm波長濾光片-59-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件光學組件的上游公司集中度將逐步提升光學組件的上游公司集中度將逐步提升。目前激光雷達還未達到量產階段，單個光學組件存在多家供應商，同時激光雷達的方案眾多，定制化需求較豐富，因此上游的光學組件提供廠商較多，且廠商來自多個不同的領域，包括消費電子領域、光通信領域以及光纖激光器領域，我們認為，未來量產階段，擁有一定技術壁壘和充沛產能優勢的廠商有望成為市場主流玩家。光學平臺型光學平臺型公司未來可以提供完整的一體化解決方案公司未來可以提供完整的一體化解決方案。激光雷達中包含多種元器件，而具備垂直一體化優

147、勢的平臺型公司有望從個別光學組件切入主流市場，并逐步提供其他重要的光學組件產品，以及有源器件封裝服務，大幅增加單雷達的價值量，進一步打開業績空間。光學組件公司未來演進趨勢光學組件公司未來演進趨勢數據來源：公開資料、招商證券激光器探測器透鏡棱鏡轉鏡濾光片分束器合束器無源光器件平臺有源封裝平臺垂直一體化解決方案提供商-60-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件激光雷達光學部件企業如下圖所示：激光雷達光學部件企業如下圖所示：舜宇光學舜宇光學:在車載激光雷達鏡頭領域，公司提供玻璃球面鏡片、塑料非球面鏡片、玻璃球非面鏡片、柱面鏡&非球面柱面鏡、外罩及鏡頭等產品。永新光學：永新光學：公司在車載激光

148、雷達中主要配套的是光學相關產品，包括濾光片、鏡頭、鏡片、轉鏡等。與禾賽、Innoviz等國內外多家激光雷達方案商建立合作，并已進入麥格納制定產品供應商名單。藍特光學：藍特光學：玻璃非球面鏡片產品，目前已有部分供應給下游企業，應用于激光雷達制造。福特科光電：福特科光電：公司精密光學元件包含透鏡、棱鏡、窗片、濾光片、反射鏡、分光鏡、柱面鏡、光學組件等產品。公司具備精準獨特的精密薄膜鍍制與膜厚控制技術。福晶科技：福晶科技：公司與華為合作開發激光雷達產品，主要配合開發激光雷達用光學元件，目前向部分客戶小批量供貨，業務占比小。水晶光電：水晶光電：2021年國內率先量產車載激光雷達罩（玻璃基）的廠家。據披

149、露，公司目前和多家行業前列的激光雷達廠商已進行業務溝通。騰景科技：騰景科技：公司在模壓非球面透鏡、光學鍍膜等方面擁有核心技術，目前公司已經與禾賽、Lumentum等多家主流激光雷達廠商進行合作。天孚通信：天孚通信：公司依托現有成熟的光通信行業光器件研發平臺，利用團隊在基礎材料和元器件、光學設計、集成封裝等多個領域的專業積累目前已為部分激光雷達廠商提供小批量產品交付。鳳凰光學鳳凰光學:公司具有車載行業豐富的光學設計經驗，專利持有水平業內領先，提供柱面鏡、透鏡、棱鏡等光學元件。百合光電百合光電:公司提供HUD平面反射鏡、窗口片、分光鏡、寬帶增透膜等光學元件，已成功成為多家品牌汽車供應商。光明光電光

150、明光電:基于成熟光學玻璃制作和配套能力，公司為車載激光雷達配套球面透鏡、成像非球面透鏡等不同形態的光學制品?？仆」鈱W科汀光學:公司以浙江大學光學薄膜研究中心為技術依托，生產低角漂窄帶濾光片等激光雷達常用光學器件，已成為各大公司首選的光學元器件供應商之一。新兆光電新兆光電:公司激光光學鍍膜產品包括反射鏡、窗口片、合束鏡、振鏡鏡片等。富蘭光學富蘭光學:依托強大的光學開發能力和精密制造經驗，研發出激光雷達光學視窗、掃描反射鏡、旋轉反射鏡、發射透鏡、接收透鏡等光學元件，客戶均為國內外知名廠商，目前已在多個領域建立了綜合競爭力。鑫巨宏科技鑫巨宏科技:公司提供光學元件包括光學鍍膜、透鏡等產品，取得了多項新

151、材料光學透鏡國內首家成功制造。波長光電波長光電:公司生產反射鏡、分光鏡、柱面鏡、窗口片、光學鍍膜等，擁有國內先進的鍍膜機，深耕激光鏡頭市場。光閏光學：光閏光學：光學元件覆蓋濾光片，棱鏡，反射鏡，窗口片等，提供定制激光鏡頭，是國際領先的光學元器件產品供應商。-61-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-天孚通信天孚通信天孚通信天孚通信:定位光器件整體解決方案提供商定位光器件整體解決方案提供商，產品應用領域包括骨干網、城域網、接入網、企業網及全球數據中心。公司無源器件及ODM有源封裝下游主要客戶覆蓋光纖連接、光收發模塊和激光雷達等廠商。2020年公司以自有資金9900萬收購北極光電（100

152、%股權），北極光電主營業務包括高端鍍膜、光學濾波片、光學濾波片組件、玻璃冷加工、光線陣列和波分復用器件。公司依托現有成熟的光通信行業光器件研發平臺，利用團隊在基礎材料和元器件、光學設計、集成封裝等多個領域的專業積累，擴展為下游激光雷達客戶提供配套新產品。公司目前已為部分激光雷達廠商提供小批量產品交付。激光雷達板塊在2021年處于前期研發試產階段，對公司業績未產生重大影響；預計未來2-3年會帶來較大收益。標的公司標的公司時間時間交易金額交易金額（萬元）（萬元）持股持股比例比例主營業務主營業務光谷光電子創新中心201710006.25%核心光電子芯片和器件的研發珠海AiDi產線2018-擁有AWG

153、 wafer資源天孚精密20209600100%Lens高精密模具產品北極光電20209900100%高端鍍膜光學器件天孚永聯20211445.5100%光纖連接器餐品表：天孚通信合資并購史表：天孚通信合資并購史數據來源：公司公告、招商證券圖：天孚通信十三大產品線圖：天孚通信十三大產品線數據來源：公司官網、招商證券-62-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-中際旭創中際旭創中際旭創中際旭創從四個方面為激光雷達整機廠賦能：從四個方面為激光雷達整機廠賦能：（1）工藝：發揮公司在光電封裝、耦合、測試以及生產制造良率和制費的優勢；（2）制造：旭創有5個生產基地（產能較大），目前產能沒有充分利

154、用起來；（3）技術：在激光器、探測器、相干光源、硅光技術以及光電共封具備二十年在光模塊的技術積累；（4）供應鏈：供應鏈方面激光雷達和光模塊是相通的（索尼、Lumentum、濱松等電子芯片廠商，本來就是公司的供應商）。圖：中際旭創激光雷達業務布局圖：中際旭創激光雷達業務布局當前進展當前進展目前接洽了目前接洽了11家客戶家客戶對接材料、工藝、設計和產能對接材料、工藝、設計和產能技術研發技術研發激光雷達激光雷達整機廠整機廠乘用車、自動駕駛、Robotaxi、Robotruck、商用車、無人駕駛、路端的智慧城市、智慧道路1、發射系統：發射系統：TO、BOX或者COB的封裝2、接收系統：接收系統：封裝和

155、測試3、核心器件：核心器件：相干光源4、掃描：掃描：硅光OPA光學相控陣5、光電共封的設計和整體解決方案光電共封的設計和整體解決方案此外，參與“十四五”科技部項目：光電混合集成的激光雷達芯片技術投資布局投資布局投資建立生態，為客戶降本投資建立生態，為客戶降本激光雷達產業鏈、汽車電子其他環節激光雷達產業鏈、汽車電子其他環節體系認證體系認證22年主要做質量體系認證年主要做質量體系認證IATF認證周期久；后面如果做芯片，需要做AECQ認證；可靠性認證可靠性認證已經在做數據來源：公司公告、產業調研、招商證券整理-63-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-騰景科技騰景科技騰景科技騰景科技:精密

156、光學元件和光纖器件的主要提供商之一精密光學元件和光纖器件的主要提供商之一。廣泛應用于下游多個應用領域，包括通信、AR、激光雷達、HUD、生物醫療和量子通信等。公司的光學鍍膜和模壓非球面透鏡技術具有比較高的壁壘，光學平臺優勢顯著，有望隨下游應用領域的逐步大規模商用，迅速切入市場。公司在模壓非球面透鏡、光學鍍膜等方面擁有核心技術，可以為雷達廠商提供多款核心光電子器件，且已經通過16949車規認證。在布局方面，目前公司已經與禾賽、Lumentum等多家主流激光雷達廠商進行合作。配套的雷達罩方面配套的雷達罩方面，其技術壁壘在于反射層和透射層的鍍膜能力，公司擁有的鍍膜技術既能夠滿足透射激光時的高損傷閾值

157、要求，又能滿足鍍膜的高加工精度要求，壁壘較高。圖：公司四大核心技術及部分光學元件產品圖：公司四大核心技術及部分光學元件產品數據來源：公司官網、招股說明書、招商證券先進的鍍膜鍍膜設施、領先的鍍膜開發能力公司精密光學加工精密光學加工技術覆蓋平面光學、球面光學和柱面光學。公司擁有業界領先水平的深化光膠技術（diffusion bonding)模壓玻璃非球面模壓玻璃非球面類技術目前該技術的全球領先廠商包括蔡司、康寧、飛利浦等公司光纖器件類技術光纖器件類技術包括了高功率鍍膜光纖線制作技術、聲光器件制作技術、準直器制作技術等核心技術-64-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-舜宇光學舜宇光學舜宇

158、光學舜宇光學:舜宇車載光學致力于提供基于自動駕駛和智能駕駛的光學解決方案舜宇車載光學致力于提供基于自動駕駛和智能駕駛的光學解決方案。舜宇車載光學擁有30+年的光學經驗和14年的車載鏡頭經驗，車載鏡頭已經連續8年全球市占率第一。公司專業從事光學及光電相關產品設計、研發、生產及銷售，主要產品包括：（1）光學零組件；（2）光電產品；（3）光學儀器；目前公司主要產品應用領域包括車載鏡頭、激光雷達、HUD抬頭顯示器以及智能大燈。在車載激光雷達鏡頭領域在車載激光雷達鏡頭領域，公司提供玻璃球面鏡片、塑料非球面鏡片、玻璃球非面鏡片、柱面鏡&非球面柱面鏡、外罩及鏡頭等產品，用于機械式、MEMS、3D Flash

159、以及相控陣激光雷達的光學解決方案，具備前裝車規級品質保證。在激光雷達視窗領域在激光雷達視窗領域，公司提供圓柱形及平板罩子，具備可見光不可透、高硬度、高透過率、加熱除霧除霜、電磁屏蔽等特性。圖：舜宇光學無人駕駛激光雷達相關產品布局及應用方案圖：舜宇光學無人駕駛激光雷達相關產品布局及應用方案數據來源：舜宇光學官網、招商證券圖：公司各產品應用收入分布圖：公司各產品應用收入分布數據來源：推介材料、招商證券舜宇光學舜宇光學:公司車載業務布局車載攝像頭、投顯以及激光雷達（收發模塊、核心光學元件及組件）相關產品，截至21年底車載部分營收規模為29.7億元，業務占比較低，不足8%。-65-激光雷達產業鏈激光雷

160、達產業鏈光學組件光學組件-永新光學永新光學永新光學永新光學:是是光學精密儀器及核心光學部件供應商光學精密儀器及核心光學部件供應商，涵蓋光學顯微鏡和光學元組件兩大業務體系涵蓋光學顯微鏡和光學元組件兩大業務體系。公司近年積極把握自動駕駛、激光雷達等領域的市場機遇，公司車載光學、激光雷達光學元組件業務快速放量。公司在車載激光雷達中配套的光學相關產品包括濾光片、鏡頭、鏡片、轉鏡等。近年來，公司開發多款應用于機械旋轉式、半固態式、固態式車載激光雷達光學元器件。2021年公司先后與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

161、年度，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。2015為美國為美國QuanergySystems試制生產試制生產激光雷達鏡頭激光雷達鏡頭2016試制固態試制固態激光雷達鏡頭激光雷達鏡頭2017取得取得QuanergySystems小批量生小批量生產訂單產訂單2018Quanergy Systems向向公司下達了公司下達了25000個激個激光測距鏡頭訂單光測距鏡頭訂單2021公司開發出多款應用于

162、機械旋轉式公司開發出多款應用于機械旋轉式、半固態式半固態式、固態式車載激光雷達光學鏡頭與固態式車載激光雷達光學鏡頭與光學元件光學元件，與禾賽與禾賽、Innoviz等國內外多家激光雷達方案商建立合作等國內外多家激光雷達方案商建立合作，并已進入并已進入麥格納制定產品供應商名單麥格納制定產品供應商名單車載激光雷達鏡頭車載激光雷達鏡頭濾光片：濾光片：通過平面研磨、切割、鍍膜等程序制造具有一定光學性能的濾光片，公司具備先進的鍍膜加工技術。玻璃球面鏡片：玻璃球面鏡片：20+年各種形狀及特殊材料的光學球面鏡片的加工經驗，從鏡片銑磨、精磨、拋光、磨邊、鍍膜、到膠合涂黑技術的生產企業圖：永新光學激光雷達發展歷程

163、及主要車載激光雷達光學元器件圖：永新光學激光雷達發展歷程及主要車載激光雷達光學元器件數據來源：永新光學官網、每財網、招商證券-66-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-藍特光學藍特光學藍特光學藍特光學:主要生產棱鏡主要生產棱鏡、透鏡透鏡、玻璃晶圓玻璃晶圓、玻璃非球面透鏡玻璃非球面透鏡，鍍膜以及鏡頭組裝鍍膜以及鏡頭組裝，為客戶提供包括光學設計、產品加工工藝和產品包裝設計等一站式服務。公司已通過IATF16949汽車質量管理體系認證。公司精密玻璃模壓類產品主要包括成像玻璃非球面鏡片公司精密玻璃模壓類產品主要包括成像玻璃非球面鏡片、激光準直鏡片等激光準直鏡片等，其中玻璃非球面鏡片產品，目前

164、已有部分供應給下游企業，應用于激光雷達制造。此外，公司在研項目包含激光雷達用柱面鏡制造工藝，目前國內尚無同類產品的制造和銷售，國內此類應用都為進口元件。非球替換球面在保持或提升性能的同時降低系統的成本和重量。單個非球面透鏡可以替代多個球面透鏡的復雜系統，球面透鏡替換成非球面透鏡可以減小系統的尺寸和重量；非球面制造的進步使得經過研磨和拋光生產的非球面更具成本效益（非球面研磨和拋光技術具備較高技術壁壘）。參數參數成像玻璃非球面鏡片成像玻璃非球面鏡片材料材料低熔點玻璃D-ZK3等外徑范圍外徑范圍1.5-120mm外徑公差外徑公差+/-0.003mm偏芯偏芯40-120PV0.2-3.5m外觀外觀20

165、-10鍍膜鍍膜增透膜、反射膜、分光膜等圖：藍特光學精密模壓玻璃圖：藍特光學精密模壓玻璃-玻璃非球面透鏡玻璃非球面透鏡數據來源：藍特光學官網、招商證券表：藍特光學精密模壓玻璃表：藍特光學精密模壓玻璃-玻璃非球面透鏡相關參數玻璃非球面透鏡相關參數數據來源：藍特光學官網、招商證券（注：該產品公司可根據客戶要求定制）-67-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-福晶科技福晶科技福晶科技福晶科技:公司主要產品包括：非線性光學晶體公司主要產品包括：非線性光學晶體、激光晶體激光晶體、精密光學元件和激光器件精密光學元件和激光器件。經過三十余年的發展，福晶科技在晶體生長、光學加工、器件合成等方面積累了豐

166、富的經驗，形成了晶體、精密光學和激光器件產品完善的加工鏈和供貨能力。公司與華為合作開發激光雷達產品，主要配合開發激光雷達用光學元件，目前向部分客戶小批量供貨，業務占比小。公司現有精密光學元件產品矩陣豐富，包括：膜系、窗口片、反射片、棱鏡、偏振器、柱面鏡、球面鏡、波片、分光鏡、衍射光柵以及特色光學元件等。圖：公司主要產品及其用途示意圖圖：公司主要產品及其用途示意圖數據來源：公司公告、招商證券圖：激光行業產業鏈示意圖圖：激光行業產業鏈示意圖數據來源：公司公告、招商證券-68-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-水晶光電水晶光電水晶光電水晶光電:深耕光學近二十年深耕光學近二十年，通過內生外

167、購通過內生外購，業務邊界逐漸從光學元器件業務邊界逐漸從光學元器件，拓展到薄膜光學面板拓展到薄膜光學面板、半導半導體光學體光學、汽車電子汽車電子（AR+）、反光材料等領域反光材料等領域。公司主導產品光學低通濾波器（OLPF）、紅外截止濾光片及組立件（IRCF）和窄帶濾光片（NBPF）產銷量居全球前列。公司在消費電子光學產品市場份額第一；并切向汽車電子賽道，快速成為市場為數不多的AR-HUD供貨商以及最早的激光雷達罩供應廠家。在汽車激光雷達中在汽車激光雷達中，激光雷達罩產品已經量產出貨。2021年水晶光電成為國內率先量產車載激光雷達罩（玻璃基）的廠家。據披露，公司目前和多家行業前列的激光雷達廠商已

168、進行業務溝通。除了激光雷達罩，棱鏡等其他光學零組件也有可能量產出貨。激光雷達罩屬于公司薄膜光學面板產品，工藝比較復雜，包括鍍膜、精密加工、半導體光學等工序（車載較手機環境更惡劣）。業務板塊業務板塊主要產品種類主要產品種類技術特點及優勢技術特點及優勢產品應用產品應用光學元器光學元器件業務件業務紅外截止濾光片（1）精密光學鍍膜：可根據不同應用需求，定制對應鍍膜產品（包含不同基底與鍍膜規格的定制化）；（2）高精度貼合：濾光片定制化高精度貼合組裝。手機、相機、車載、PC、平板電腦、安防監控等成像攝像頭核心光學元器件應用。紅外截止濾光片組立件（1）高精度圖形化設備：尺寸公差0.03mm；（2）全自動組立

169、設備：精度25um(最終產品受結構件結構影響)。手機、相機、車載、PC、平板電腦、安防監控等成像攝像頭核心光學元器件應用。微棱鏡（1）具備冷加工、鍍膜、印刷等批量生產優勢；（2）產品面精度：PV0.1；（3）鍍膜及印刷一致性均達到業內領先水平。手機攝像頭；3D攝像頭發射端模組；AR；投影儀。OLPF（光學低通濾波器）及組合片光學級晶體與藍玻璃膠合品具有光學級晶體的雙折射功能和藍玻璃的抗角度功能；可根據客戶要求定制化產品滿足CCD或CMOS芯片的成像要求。數碼相機、攝像機、監控器。球面鏡具備生產超高直徑精度和超高面形精度的球面鏡，也可以按照客戶需求使用各種材料，生產直徑4.0mm至50mm的球面

170、鏡。AR、車載、安防、天文學、雷達系統、投影儀以及太陽能聚光系統等。薄膜光學薄膜光學面板業務面板業務激光雷達罩可穿透特定波長的材料選擇、激光增透膜的選擇及加工、疏水硬化涂層的應用、不同入射角度情況下，產品透過率、高效的表面加熱性能車載激光雷達智能手表表蓋高清晰度；抗臟污；抗劃傷。手表表蓋Lens Cover Glass多種紋路的轉印技術，不同金屬顏色的調試能力；藍寶石或玻璃材料全制程加工能力。高端手機攝像頭保護玻璃表：公司部分光學元器件、薄膜光學面板相關產品表：公司部分光學元器件、薄膜光學面板相關產品數據來源：公司官網、招商證券整理-69-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-鳳凰光學

171、鳳凰光學鳳凰光學鳳凰光學:擁有五十余年歷史的綜合光學元件及產品的生產商擁有五十余年歷史的綜合光學元件及產品的生產商，主要產品包括光學鏡片、光學鏡頭、光電模組等，提供柱面鏡、透鏡、棱鏡等光學元件及車載光學鏡頭。公司于 2019 年采用非公開發行股票方式向中電?？?、中電科投資發行人民幣普通股 4,410.14 萬股，實際募集資金凈額 3.89 億元，投向車用高端光學鏡片智能制造項目。在激光雷達光學元件領域在激光雷達光學元件領域，公司已經積累了豐富的經驗，產品形態越來越成熟，具有車規級的生產資質，主要生產用于半固態式車載激光雷達所需光學元件。其透鏡所采取的光學鍍膜技術具有較高技術壁壘，能加工寬帶增透

172、膜、IRCUT膜，車載類防水膜、UV膜，IR膜等。圖：鳳凰光學車載激光雷達光學元件圖：鳳凰光學車載激光雷達光學元件數據來源：鳳凰光學官網、招商證券表：鳳凰光學透鏡系列參數表：鳳凰光學透鏡系列參數數據來源：鳳凰光學官網、招商證券參數參數透鏡系列透鏡系列磨耗度在400以上的軟材質（FCD1、FCD100、FCD515)磨耗度小于100的硬材料（TAC8、NBFD11)月產能月產能500萬片以上研磨加工能力研磨加工能力外徑：2.5150R值：3面精度 1/20接合、涂墨接合、涂墨可接合口徑大于70以上的鏡片芯取芯取有高精度的中村留、鼎尖自動芯取機能加工異形鏡片、開臺階鏡片鍍膜鍍膜增透膜、IRCUT膜

173、車載類防水膜、UV膜，IR膜柱面鏡：柱面鏡：采用特殊的研磨設備，針對任意柱面鏡面進行產品治工具設計、工藝加工；軸偏精度可以確保在0.02mm以內；可以對任意柱面表面增鍍減反膜和高反膜。棱鏡系列：棱鏡系列：粘合工藝已成熟，每月可滿足上萬套棱鏡粘合品；面向投影顯示系統，數碼相機系統，生物識別系統，高端測量和醫療系統等領域，以上產品銷往德國、瑞士、韓國、日本、俄羅斯等國家和地區。-70-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈光學組件光學組件-富蘭光學富蘭光學富蘭光學富蘭光學:深耕光學超精密加工近深耕光學超精密加工近20年年，擁有成熟的專業技術和知識產權體系擁有成熟的專業技術和知識產權體系。自2015年以來，公

174、司以高精度自由曲面微納加工和表面鍍膜技術為核心競爭力，實現了激光雷達光學元件等先進光學關鍵元器件的自主研發與產業化，相繼成功研發出各類復雜面型激光雷達光學視窗、掃描反射鏡、旋轉反射鏡、發射透鏡、接收透鏡等光學元件，并可定制各類高精度光學元件?？蛻艟鶠閲鴥韧庵麖S商，目前已在多個領域建立了綜合競爭力。富蘭光學的高精度激光雷達光學元件可有效避免激光雷達系統信噪比降低，提高系統探測及識別物體的準確率。激光雷達光學視窗兼具高精度、高性能、輕量化、抗干擾等優勢，適用于機械、固態、FLASH等多種類型激光雷達，廣泛用于無人駕駛領域，實現精確有效的探測與測距。圖：富蘭光學激光雷達光學部件產品布局圖：富蘭光學

175、激光雷達光學部件產品布局數據來源：富蘭光學官網、招商證券圖：富蘭光學核心優勢圖：富蘭光學核心優勢數據來源：富蘭光學官網、招商證券量產經驗：量產經驗：通過IATF16949汽車質量體系認證，擁有豐富的車規產品量產經驗。精密加工：精密加工：依靠專業研發團隊，研發出高精度復雜面型激光雷達光學視窗。先進鍍膜：先進鍍膜：先進表面加工技術，可在激光雷達視窗表面加鍍各類膜層，適用于中心波長905nm/1550nm波長有效遮蔽可見光。-71-行業：行業：2021為“上車”元年，為“上車”元年，2022或將成為量產大年或將成為量產大年 發射模塊：國內廠商奮起，發射模塊：國內廠商奮起，VCSEL、1550逐步取代

176、逐步取代EEL、905 光學系統：國內供應鏈優勢顯著，鍍膜為核心壁壘光學系統：國內供應鏈優勢顯著，鍍膜為核心壁壘 接收模塊：國內廠商走向車規，從接收模塊：國內廠商走向車規，從APD向向SPAD、SiPM進階進階目錄目錄-72-數據來源：ednchina、Hamamatsu、ON Semiconductor、招商證券探測器探測器激光雷達光電探測器發展歷程激光雷達光電探測器發展歷程激光雷達激光雷達光電探測器類型及功能比較光電探測器類型及功能比較在激光接收層面在激光接收層面，根據光電探測器性能主要分為根據光電探測器性能主要分為PIN PD、APD、SPAD和和SiPM四類四類。1.PIN PD增益很

177、小、成本更低，適用于存在相干增益且不帶噪聲FMCW測距。2.APD技術較為成熟，是使用最為廣泛的光電探測器件。3.SPAD理論增益能力是APD的一百萬倍以上，探測器效率的提高直接提高了激光雷達的探測范圍和分辨率，適合面光源，能量較為發散，難以到達遠距離探測的Flash激光雷達。4.SiPM是多個SPAD的陣列形式，通過大尺寸陣列獲得更高的可探測范圍以及配合陣列光源使用，采用成熟CMOS半導體工藝制造，且電路結構簡單，工作電壓較低，用于高級激光雷達。-73-探測器探測器產業鏈產業鏈光電二極管（光電二極管（PDPD）產業鏈）產業鏈數據來源：招商證券上游原材料中游研發生產企業下游應用領域硅（Si）銦

178、鎵砷（InGaAs）氮化鎵（GaN）鍺（Ge）工業醫療汽車激光雷達航空航天上游的原材料上游的原材料，根據光電二極管波長從紫外區、可見光區直到近紅外光區的覆蓋范圍有元素半導體Si、Ge及-族和-族化合物半導體GaAs、InAs、InSb、InS、InGaAs、InGaAsP、PbSnTe、PbSnSe、HgCdTe等；中游為光電探測器研發及生產企業中游為光電探測器研發及生產企業，SPAD/SiPM有PHILIPS、ON Semiconductor、MicroPhoton Devices等國外企業和阜時科技等國內企業；下游為光電探測器應用領域下游為光電探測器應用領域，如工業、航空航天、國防、醫療行

179、業等，尤其在汽車激光雷達應用較為廣泛。-74-全球全球雪崩光電二極管市場預測（按區域劃分）雪崩光電二極管市場預測（按區域劃分）數據來源：Maximize Market Research、招商證券探測器探測器市場規模市場規模全球全球SiPMSiPM市場規模預測市場規模預測數據來源：kbvresearch、招商證券雪崩光電二極管雪崩光電二極管（APD）適用于激光測距儀、基于aid的控制算法的量子傳感、遠程光纖通信和正電子發射層析成像等，廣泛應用于工業廣泛應用于工業、航空航天航空航天、國防國防、商業商業、電信電信、醫療保健等下游領醫療保健等下游領域域。這些領域和技術的蓬勃發展，為APD行業創造了新的

180、增長空間。根據根據Maximize MarketResearch，2019年全球雪崩光電二極管年全球雪崩光電二極管（APD）市場估值為市場估值為13013萬美元萬美元，預計到預計到2027年將年將達到達到17598萬美元萬美元，年復合增長率為年復合增長率為3.85%。SiPM采用大批量CMOS工藝生產，成本較低。SiPM應用領域包括生物光子學、激光雷達和3D測距、高能物理、空氣粒子物理、分類和回收、危險和威脅檢測、熒光光譜、閃爍體、醫學成像等，尤其在汽車激光雷達和工業激光雷達領域的應用較為廣泛。根據根據kbvresearch，預計預計2027年全球年全球SiPM市場規模將達到市場規模將達到1億

181、億9080萬美元萬美元，年復合增長率為年復合增長率為7%。-75-LM模式GM模式光電二極管光電二極管（Photo Diode，PD），也稱為光電探測器也稱為光電探測器，是將光信號轉化為電信號是將光信號轉化為電信號，通過釋放導電載流通過釋放導電載流子子，把光能量轉變為電信號的半導體器件把光能量轉變為電信號的半導體器件。PD的工作模式分為兩類：零偏壓下的光電壓模式零偏壓下的光電壓模式（photovoltic mode）：具有最佳精密度和線性度特點反偏壓下的光電導模式反偏壓下的光電導模式（photoconductive mode）：能提供較高的速度，適合于檢測高速光脈沖，但是線性度不佳。雪崩光電二

182、極管雪崩光電二極管（Avalanche Photon Diode，APD）是一種高靈敏度是一種高靈敏度PD。其光生載流子在強電場的作用下加速獲得足夠的能量，與晶格原子發生碰撞，使晶格原子電離出電子-空穴對。這個過程不斷重復，產生大量電子-空穴對，并被兩端的電極收集，形成可被檢測的宏觀電流。APD的工作模式分為兩類：線性模式線性模式（Linear Mode，LM）：當偏置電壓低于其雪崩電壓時,對入射光電子起到線性放大作用。蓋革模式蓋革模式（Geiger Mode，GM）：當偏置電壓高于其雪崩電壓時，APD增益迅速增加，此時單個光子吸收即可使探測器輸出電流達到飽和，實現單光子量級的探測。此時會產生

183、持續不斷的雪崩電流，即使中止光照射，自由載流子數并不會隨著時間逐漸消失，碰撞電離仍將持續。類型簡介PN光電二極管PN 光電二極管非常小，性能較弱，靈敏度不高，但應用較為廣泛雪崩光電二極管（APD）具有輸出功率大、工作效率高、體積小等優點，常用在雷達、傳感、通信、儀器儀表等領域PIN光電二極管最常用的光電二極管類型，具有高靈敏度，低噪聲，寬帶寬，低實施成本，與PN光電二極管相比，收集光子能力更強肖特基勢壘光電二極管利用金屬與半導體接觸形成內建電場制備的光電二極管。適合用難摻雜的半導體材料制備光電探測器PDPD按結構和功能分類按結構和功能分類探測器探測器：光電二極管（：光電二極管（PDPD）及雪崩

184、光電二極管（）及雪崩光電二極管（APDAPD）APDAPD結構結構APDAPD反向偏壓與反偏電流的關系反向偏壓與反偏電流的關系APDAPD兩種工作模式兩種工作模式數據來源：ELPROCUS、雪崩光電二極管電流檢測電路設計SPAD單光子雪崩二極管測試系統的設計與實現、招商證券-76-探測器探測器單光子雪崩光電二極管（單光子雪崩光電二極管（SPADSPAD）SPADSPAD的產品圖的產品圖數據來源：濱松中國、招商證券SPADSPAD雪崩過程示意圖雪崩過程示意圖數據來源：SPAD單光子雪崩二極管測試系統的設計與實現、招商證券銦鎵砷（InGaAs）SPAD硅（Si）SPAD單光子雪崩光電二極管單光子雪

185、崩光電二極管（Single Photon Avalanche Diode，SPAD）是工作在蓋革模式下的是工作在蓋革模式下的APD，器件兩端的反向偏壓高于其擊穿電壓器件兩端的反向偏壓高于其擊穿電壓。此時器件內部電場極高此時器件內部電場極高，單個光子就可觸發雪單個光子就可觸發雪崩效應產生能被外部探測的雪崩電流崩效應產生能被外部探測的雪崩電流，因此被稱為單光子雪崩光電二極管因此被稱為單光子雪崩光電二極管。在雪崩倍增效應下在雪崩倍增效應下，電流隨著時間呈指數級增加電流隨著時間呈指數級增加，從而產生雪崩電流脈沖從而產生雪崩電流脈沖。理論上雪崩倍增過程一旦被觸發便不會停止，光生電流在納秒內被增加到毫安培

186、量級，因此需要在光生電流增大到損壞器件之前結束雪崩。SPAD以極快的響應速度和極高的靈敏度等特性以極快的響應速度和極高的靈敏度等特性，成為弱光探測和高速成像研究領域的熱點成為弱光探測和高速成像研究領域的熱點技術之一技術之一。但SPAD芯片技術難點較多，既包括器件物理層面的問題，如提升小像素的光子探測效率（PDE），也涵蓋電路設計和制造工藝方面的問題。-77-SPADSPAD與與APDAPD特點比較特點比較SPADSPAD國內外發展對比國內外發展對比資料來源：阜時科技、招商證券探測器探測器SPADSPAD與與APDAPD對比對比SPAD具備多個特點具備多個特點，受到雷達主機廠重點關注受到雷達主機

187、廠重點關注超高靈敏度，更適合遠距離場景，對微弱回波信號的探測硅基CMOS工藝，集成度高，成本比現有產品低一個數量級數字信號輸出，對比模擬接收，減少外圍元器件至少100 個系統簡潔，收發端的裝配成本大幅削減可靠性高，驗證周期縮短SPAD在國內的發展處于起步階段在國內的發展處于起步階段，以科研院所為主以科研院所為主，缺乏產業缺乏產業配套配套，開發難點在于器件研發開發難點在于器件研發、供應鏈開發供應鏈開發、規模產業化規模產業化。SPADSPAD與與APDAPD架構比較架構比較資料來源：、招商證券資料來源：阜時科技、招商證券對比事項對比事項國內國內國外國外理解SPAD器件、掌握核心工藝的團隊極少數模擬

188、龍頭大廠晶圓制程、工藝、封裝供應鏈缺乏成熟配套IDM模式為主，頂尖代工廠有相關經驗，如給蘋果lidar進行配套有相關芯片產業化能力的團隊極少數通訊、軍事、航天領域成熟多年，目前也開始進入消費電子、民用化領域成本高成本高靈敏度低靈敏度低可靠性差可靠性差體積大體積大采取光電探頭，如APD/SiPM，搭載多顆模擬芯片組成接收端，體積大整體成本上千/上萬美金內部元件眾多，可靠性下降傳感器靈敏度低目前技術：目前技術：APDAPD成本低成本低靈敏度高靈敏度高可靠性高可靠性高體積小體積小采取高集成度SPAD芯片代替原有復雜接收端，體積僅手機大小整體成本低于100美金外部器件大幅減小，可靠性高SPAD接收芯片

189、靈敏度高市場需求：市場需求：SPADSPADSPAD接收端接收端時數轉換器TDCSPAD Array一體集成芯片分立ASIC芯片APD接收端接收端跨導放大器TIA高速ADC放大器AMP高壓模塊比較器COM時數轉換器TDC傳感器分立APD分立APD 多組/多個分立器件資料來源：阜時科技、招商證券-78-探測器探測器硅光電倍增管（硅光電倍增管（SiPMSiPM）SiPMSiPM主要載體及性能要求主要載體及性能要求數據來源：靈眀光子、麥姆斯咨詢、招商證券應用領域應用領域內容內容汽車激光雷達在汽車領域，激光雷達與圖像傳感器、超聲波雷達等感知模式互補和提供冗余，將不同傳感器對某一目標或環境特征描述的信息

190、互相比對，綜合成統一的特征表達，提高感知的準確性和精度，從而提升先進駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛的安全性。工業激光雷達激光雷達在工業領域的應用也非常廣泛，如料位監控、存儲檢索、堆高控制、材料厚度測量、占用檢測、物體檢測和分類、空倉檢測、人數計算/檢測、安保等。SiPMSiPM在汽車和工業激光雷達領域的應用在汽車和工業激光雷達領域的應用數據來源：半導體芯科技、招商證券硅光電倍增管硅光電倍增管（Silicon photomultiplier，SiPM），也被稱為多像素光子計數器也被稱為多像素光子計數器（Multi-PixelPhoton Counter，MPPC），每一個像素都由每一個像素都

191、由SPAD及淬滅電阻串聯而成及淬滅電阻串聯而成，對單個光子非常敏對單個光子非常敏感感，能夠在陽光直射環境條件下工作能夠在陽光直射環境條件下工作，能在明亮陽光條件下長距離提供最佳信噪比能在明亮陽光條件下長距離提供最佳信噪比。其他優勢包括較低的電源偏置和較低的溫度變化敏感性。SiPM 對于APD的取代首先發端于車載雷達，隨后逐漸向經濟型雷達拓展。目前目前 SiPM 在汽車在汽車激光雷達和工業激光雷達領域的應用較為廣泛激光雷達和工業激光雷達領域的應用較為廣泛。-79-SIPMSIPM與與SPADSPAD的對比（上）、分辨率對比圖（左下）、信噪比對比圖的對比（上）、分辨率對比圖（左下）、信噪比對比圖（

192、右下）（右下）數據來源：麥姆斯咨詢、濱松中國、招商證券探測器探測器SPADSPAD與與SiPMSiPM對比對比SPAD和SiPM是LiDAR常用的探測器。在激光雷達設計上，如果更加關注分辨率，SPAD是更好地選擇。如果更加關注幀速和信號提取速度，則SiPM是更為可取。SPAD和SiPM存在諸多技術難題。雖然較之傳統光電二極管，SPAD和SiPM性能更優，但制造難度較高，供應商稀缺，產業鏈尚未成熟，技術方向選擇存在一定不確定性。指標指標SPADSiPM分辨率以單點探測器為例，SPAD是一個單像素蓋革模式的探測器，探測器尺寸較小，相同面積下的分辨率高SiPM是由多個蓋革模式的探測器同時信號輸出，相

193、對探測器尺寸較大信號提取方式輸出信號幅值相同，相當于只輸出1或0電平信號，以致于單次測量時無法直接得出真正的信號位置，需要從時間和空間兩個維度對信號進行相關度分析由于是多個蓋革模式探測器同時感光輸出，輸出的信號會有幅度級別的區分，可以按照閾值的設置完成信號的提取。在光強的識別能力、幀速、信號的提取方式上更有優勢性能環境光抑制好于SiPM能耗更低，系統可靠性更強，系統成本更低，對弱信號更靈敏技術難點背景光噪聲較強，由于頻繁的誤觸發而處于“疲勞”的狀態，點云噪點會明顯增多；在暗計數、后脈沖效應、串擾等因素基礎上，高溫會影響噪聲水平，加劇性能惡化同時提高填充系數（導致更高的PDE）和探測效率（導致更

194、長的恢復時間等）-80-探測器探測器激光雷達光電探測器技術趨勢激光雷達光電探測器技術趨勢數據來源：YOLE、招商證券20182018-20252025自動駕駛車載雷達技術路線圖自動駕駛車載雷達技術路線圖SPADSPAD應用路線應用路線數據來源：靈明光子、招商證券SPAD和和SiPM技術已成為實現激光雷達系統中接收器功能的關鍵技術已成為實現激光雷達系統中接收器功能的關鍵，這兩種光電探測器類型均基這兩種光電探測器類型均基于蓋革模式于蓋革模式，有助于實現符合車規有助于實現符合車規、高增益高增益、低成本低成本、尺寸緊湊的傳感器尺寸緊湊的傳感器，適用于汽車長距離適用于汽車長距離激光雷達的微光探測場景激光

195、雷達的微光探測場景。與傳統技術相比，SiPM和SPAD技術具有高靈敏度（2000倍）、高內部增益（1萬倍）、低供電電壓（約32V）及最佳一致性等優勢。SPAD和和SiPM技術主要為解決增益能力和大尺寸陣列的實現兩個問題技術主要為解決增益能力和大尺寸陣列的實現兩個問題：增益能力。目前應用最廣泛的APD產品典型增益為100倍，在遠距離測試時，需大幅提高光源光強才能確保APD信號，而SPAD理論增益是APD的一百萬倍以上；大尺寸陣列的實現。SiPM是多個SPAD的陣列形式，可通過多個SPAD獲得更高的可探測范圍及配合陣列光源使用，更容易集成CMOS技術。-81-索尼索尼IMX459 SPAD IMX

196、459 SPAD ToFToF深度傳感器深度傳感器數據來源：索尼中國、招商證券探測器探測器主流廠商主流廠商SIPMSIPM和和SPADSPAD技術路線技術路線安森美安森美SiPMSiPM陣列陣列ArrayRDMArrayRDM-0112A200112A20-QFNQFN數據來源：onsemi、招商證券激光雷達實現量產有三個標志：激光雷達實現量產有三個標志：半導體器件等級過車規半導體器件等級過車規，可靠性高；可靠性高；PDE（光子探測效率光子探測效率）值高；值高；一致性好一致性好，低功耗低功耗。濱松更青睞濱松更青睞SiPM。針對SiPM光子探測效率（PDE）提升問題，濱松計劃通過三步戰略逐步迭代

197、提升到30%。同時內置濱松SiPM的PET-MR或者PET-CT設備在高端醫療環境下使用廣泛，濱松的產品在該市場具備絕對占有率，并保持增長。另外在激光雷達探測遠距離的回波光是十分微弱的場景中，濱松憑借在PET對單光子計數的探測器、血液診斷裝置的弱光探測應用上積累的成功經驗，具備很大的產品優勢。安森美半導體更青睞安森美半導體更青睞SiPM。其技術繼承于其2018年收購的SenSL，并在2021年3月發布了全球首款車規認證SiPM陣列ArrayRDM-0112A20-QFN；基于在CMOS圖像傳感器領域的技術積累，索尼技術路線側重于SPAD。2021年9月，索尼半導體推出行業首創的直接飛行時間(d

198、ToF)堆疊式SPAD深度傳感器IMX459，可用于汽車激光雷達，助力高級駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛(AD)，預計于2022年樣品出貨。濱松單點濱松單點SISIPMPM（上）和（上）和SiPMSiPM陣列（下）陣列（下）數據來源：索尼中國、招商證券-82-SPADSPAD激光雷達測距原理圖激光雷達測距原理圖OPSYSOPSYS新款新款資料來源：阜時科技、招商證券探測器探測器采用采用SPADSPAD芯片的激光雷達或成未來發展方向芯片的激光雷達或成未來發展方向安全安全、精度精度、速度是激光雷達接收端的重要指標速度是激光雷達接收端的重要指標。安全：滿足激光安全人眼安全標準【IEC 60825

199、】，隨著智能化、電動化的發展，自帶激光雷達的汽車、機器人越來越多，對于激光安全的標準可以預見的，也越來越嚴格精度：對于空間的3D感知，精度是最重要標準，否則無法滿足場景需求速度：自身以及掃描對象都在快速移動，因此對于接收端的掃描速度也有很高要求接收端芯片成本占激光雷達總成本接收端芯片成本占激光雷達總成本2030%，采用采用SPAD芯片的激光雷達或成為未來發展方向芯片的激光雷達或成為未來發展方向。OUSTER、IBEO、OPSYS等公司均宣布采用SPAD陣列進行新一代激光雷達產品開發，更多公司在路上模擬巨頭全面布局，針對接收端芯片、以及上下游信號鏈芯片，開始新一輪的研發競賽。IBEOIBEO新款

200、新款資料來源：OPSYS、招商證券資料來源：IBEO、招商證券-83-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈探測器探測器-濱松濱松濱松：濱松：成立于成立于1953年年，是一個光科學是一個光科學、光產業大型跨國公司光產業大型跨國公司，產品有光電倍增管產品有光電倍增管、光電半導體光電半導體、光光源源、激光產品激光產品、光探測科學和醫療儀器等光探測科學和醫療儀器等。公司在激光雷達探測端在激光雷達探測端可提供PD（光電二極管）、PIN-PD（PIN光電二極管）、APD（雪崩光電二極管）、MPPC/SiPM以及基于上述探測器的陣列化產品。此外PD、APD產品上，還可以提供InGaAs（銦鎵砷）材料的產品。針對探測

201、器的集成化方向，目前可以提供內置TIA（跨阻放大器）、TDC（時間數字轉換器）等集成功能型器件。針對針對SiPM/MPPC，為解決為解決PDE（光子探測效率光子探測效率）的提升問題的提升問題，公司制定了三步戰略公司制定了三步戰略：第一步：實現從7%到10%的提高，第二步從10%提高到15%，第三步從15%提高到30%。并與用戶建立緊密聯系，從實際的產品應用中，不斷完善產品性能。濱松致力于InGaAs APD的性能和成本優化，配合其使用的光源在人眼安全、陽光背景噪聲等方面的優勢，在更遠距離的測量方面優勢更明顯。2018年，成立了專門的化合物材料中心，也在紅外材料的研發上進行了大量投入。圖：濱松圖

202、：濱松SPADSPAD與與MPPC/MPPC/SiPMSiPM相關產品介紹相關產品介紹數據來源：濱松中國官網、招商證券名稱名稱單點MPPCMPPC陣列單像素光子計數模塊InGaAs APD圖片圖片簡介簡介單點硅光電倍增管可提供不同類型的適用于精密測量，寬動態范圍要求的LiDAR和可見/近紅外測量。MPPC陣列通過平鋪多個MPPC實現大的光敏區域，使其能夠與閃爍體有效耦合。光子計數模塊集成了單像素光子計數器（SPPC），用于低水平光檢測。SPPC屬于單光子雪崩二極管（SPAD）。InGaAs 雪崩光電二極管在近紅外的低光檢測中具有高靈敏度的特點。-84-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈探測器探測器-

203、索尼索尼索尼：索尼：世界視聽世界視聽、電子游戲電子游戲、通訊產品制造商通訊產品制造商。面向汽車激光雷達面向汽車激光雷達，公司研發業界首款基于公司研發業界首款基于SPAD像素的堆疊式像素的堆疊式dToF傳感器傳感器。2021年年2月索尼在國際固態電路大會月索尼在國際固態電路大會（ISSCC）上發布了首款基于上發布了首款基于SPAD的的dToF汽車遠程激光雷達汽車遠程激光雷達方案方案。利用CMOS圖像傳感器開發的堆疊結構、銅-銅連接、MEMS（905nm波長）等技術，在上下兩層芯片上實現了SPAD時序和測距處理電路架構。通過技術創新實現了對于940nm近紅外光的PDE（光子檢測效率）提高到14.2

204、的水平，是傳統SPAD的3至4倍。2022年年9月月，公司宣布成功為汽車激光雷達開發出一款堆疊式激光傳感器公司宣布成功為汽車激光雷達開發出一款堆疊式激光傳感器IMX459，是全球首個是全球首個采用直接飛行時間采用直接飛行時間(dToF)方案設計的的堆疊激光傳感器方案設計的的堆疊激光傳感器。據日本經濟新聞報道，2023年公司將開始量產車載傳感器LiDAR零部件SPAD，將是該公司首次量產車載激光雷達零部件。索尼的目標是為眾多整車廠和Tier 1提供SPAD這一關鍵零部件，從“幕后”的角度主導LiDAR市場。圖：圖：SPAD SPAD ToFToF深度傳感器堆疊配置深度傳感器堆疊配置數據來源：索尼

205、官網、招商證券圖：索尼計劃量產的光接收元件圖：索尼計劃量產的光接收元件（SPADSPAD和測距處理電路已集成）和測距處理電路已集成）數據來源：日本經濟新聞、招商證券-85-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈探測器探測器-安森美安森美安森美：安森美：安森美半導體是是應用于高能效電子產品安森美半導體是是應用于高能效電子產品 的首要高性能硅方案供應商的首要高性能硅方案供應商，能提供完整的能提供完整的LiDAR方案方案，包括包括SiPM傳感器傳感器、SiPM陣列掃描陣列掃描LiDAR系統系統、融合融合SiPM閃光閃光LiDAR和圖像的和圖像的FUSEONE系統以及系統以及Pandion SPAD陣列陣列，具

206、有強固、性價比高、符合車規等優勢，并積極研發創新，同時為設計人員提供廣泛的現場應用支援、相關的應用注釋和視頻庫、產品演示系統、經驗證模型的仿真數據等，解決設計挑戰和推動創新。收購收購SiPM和和SPAD供應商供應商SensL擴展技術版圖擴展技術版圖。SensL基于領先的SiPM和SPAD深度傳感技術，為汽車LiDAR新興領域的市場領導者，擁有多個客戶和強大的產品規劃路線圖，在深度傳感技術的研發進行了大量投資，憑借核心的創新技術建立了市場領導地位。收購SensL幫助安森美擴展其成像、雷達和LiDAR（激光雷達）產品供應能力，致力于為下一代自動駕駛汽車提供全面的傳感器解決方案。從而擴大其ADAS（

207、高級駕駛輔助系統）和自動駕駛等汽車傳感應用的市場份額。圖：安森美圖：安森美SiPMSiPM產品產品數據來源：安森美官網、招商證券名稱名稱硅光電倍增傳感器，C 系列(SiPM)硅光電倍增傳感器，J 系列(SiPM)圖片圖片簡介簡介具有行業領先的 30 kHz/mm2 低暗計數率，以及卓越的 250 mV 擊穿電壓均勻性。高光子探測效率(PDE)使用大容量 CMOS 工藝延伸到了光譜藍色部分。C 系列傳感器提供 1 mm、3 mm 和 6 mm 尺寸以及多種微單元尺寸。此類器件封裝在可平鋪成型引線框架(MLP)封裝內，可兼容行業標準、無引線、回流焊接工藝。C 系列還具有獨特的快速輸出，適用于快速計

208、時應用。針對高性能計時應用進行了優化，如 ToF-PET（飛行時間正電子發射層析成像）。由于提高了微單元密度，J 系列傳感器可以實現 50%的光電檢測效率(PDE)，靈敏度可擴展到紫外線。該系列具有行業領先的低低暗計數率50kHz/mm2，并且因為此類傳感器是使用大容量 CMOS 硅工藝生產的，所以它們具有 250 mV 的卓越中斷電壓一致性。J 系列提供在 TSV 芯片級封裝中封裝的 3 mm、4 mm 和 6mm 尺寸，符合行業標準的無鉛回流焊接工藝。J 系列還具有安森美半導體獨特的快速輸出，適用于快速計時功能。-86-阜時科技是中國領先的阜時科技是中國領先的SPADSPAD芯片公司，其核

209、心競爭力包括高精技術、頂級團隊、創新實力、客戶認可芯片公司，其核心競爭力包括高精技術、頂級團隊、創新實力、客戶認可資料來源：阜時科技、招商證券激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈探測器探測器-阜時科技阜時科技阜時科技自研阜時科技自研SPADSPAD器件暗計數示波器圖像器件暗計數示波器圖像激光雷達激光雷達SPAD芯片芯片，實現從實現從1到到N的飛躍的飛躍聚焦SPAD、SiPM、OPA等技術，國內率先實現SPAD量產，同時量產SPAD芯片、結構光和雙目等3D視覺產品申請專利730項，已授權361項，全面覆蓋SPAD芯片及激光雷達領域領軍人才全面掌舵領軍人才全面掌舵，研發團隊實力雄厚研發團隊實力雄厚曾帶領團

210、隊在電容觸控和觸控顯示體化兩領域做到世界第。自主研發過百項發明專利，行業年產值過千億公司具備150+人研發團隊，其中激光雷達芯片資深研發80，深圳市地方級領軍人才1人，海外高層次人才5人與華科大成立聯合實驗室，與清華大學聯合技術開發，是廣東省人機交互傳感器工程技術研究中心持續研發開拓創新持續研發開拓創新，創造多項世界第一創造多項世界第一全球第一款屏下色溫芯片獨家量產于一線手機品牌旗艦機3D視覺產品在細分領域出貨量行業第一LCD屏下指紋芯片全球首發全球頂級客戶認可全球頂級客戶認可，銷售業績爆發增長銷售業績爆發增長客戶群體覆蓋多領域，服務全球知名廠商70余家多產品實現量產高精技術頂級團隊創新實力客

211、戶認可阜時自研阜時自研BSIBSI結構結構SPAD12SPAD12寸晶圓寸晶圓阜時科技自研阜時科技自研SPADSPAD器件光計數示波器圖像器件光計數示波器圖像資料來源：阜時科技、招商證券資料來源：阜時科技、招商證券資料來源：阜時科技、招商證券-87-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈探測器探測器-奧比中光奧比中光奧比中光奧比中光（電子組電子組）：以以AI3D傳感技術為核心的科技創新型企業傳感技術為核心的科技創新型企業，在在LiDAR領域布局領域布局VCSEL+SPAD的單光子面陣固態激光雷達的單光子面陣固態激光雷達。公司系少數獲得臺積電在公司系少數獲得臺積電在dToF感光芯片上先進的工藝節點支持的企

212、業感光芯片上先進的工藝節點支持的企業。公司公司dToF技術研發已克服技術研發已克服核心技術難題核心技術難題，正在加快研發推出相關產品正在加快研發推出相關產品。在芯片設計層，公司已于2021年5月份完成第一款應用于多點dToF系統的面陣SPAD感光芯片的流片第三款小像素面陣SPAD感光芯片正在開發，預計2022年第二季度流片，是對第一款SPAD感光芯片制造工藝升級，形成不同性能梯次的產品線。2021年6月，子公司奧銳達正式發布單光子面陣固態激光雷達技術方案，依托在結構光等技術方面已積累的研發經驗和供應鏈基礎，創新性地融合VCSEL與SPAD技術架構，實現了分辨率和探測距離的顯著突破，并在功耗、體

213、積等工程化特性上有突出表現。圖：基于單光子面陣技術的激光雷達（接收端采用圖：基于單光子面陣技術的激光雷達（接收端采用SPADSPAD傳感器）傳感器）數據來源：奧比中光官網、招商證券圖：圖：OrdarrayOrdarray 系列單光子面陣激光雷達系列單光子面陣激光雷達數據來源：奧比中光官網、招商證券-88-信號處理過程信號處理過程模數轉換模數轉換&FPGA&FPGA一個完整的激光雷達硬件可分為掃描模塊一個完整的激光雷達硬件可分為掃描模塊、發射模塊發射模塊、接收模塊及控制模塊接收模塊及控制模塊，控制模塊主要通過控制模塊主要通過算法處理生成最終的點云模型算法處理生成最終的點云模型，以供后續自動駕駛決

214、策算法參考生成后續行進策略以供后續自動駕駛決策算法參考生成后續行進策略。在控制模塊中在控制模塊中，信號鏈是連接真實世界和數字世界的橋梁信號鏈是連接真實世界和數字世界的橋梁。一個完整信號鏈的工作原理為：一個完整信號鏈的工作原理為：從傳感器探測到真實世界實際信號，如電磁波、聲音、圖像、溫度、光信號等并將這些自然信號轉化成模擬的電信號，通過放大器進行放大，然后通過 ADC 把模擬信號轉化為數字信號，經過FPGA等處理后，再經由 DAC還原為模擬信號。因此，信號鏈是電子設備實現感知和控制的基礎。放大器對輸入的直流、交流信號進行調理，緩沖或校準模擬信號，使其適合于ADC輸入。ADC的性能對數據采集的速度

215、和準確性有著舉足輕重的作用。FPGA在整個系統中起到了核心控制器的作用。放大器模數轉換器（ADC）中央處理芯片（FPGA）放大器數模轉換器（DAC）采集（輸入）采集（輸入）壓力、壓強溫度、濕度電壓、光強生物阻抗音頻、圖像控制（控制（輸入）輸入）馬達馬達溫度溫度功率功率音量音量亮度亮度完整信號鏈的工作流程完整信號鏈的工作流程數據來源：芯?？萍?、思瑞浦、招商證券器件器件功能功能放大器把輸入訊號的電壓或功率放大的裝置，用在通訊、廣播、雷達、電視、自動控制等各種裝置中ADC模擬/數字轉換器，將自然界的模擬信號轉換成數字信號，例如將溫度、壓力、聲音或者圖像等，轉換成更容易儲存、處理和傳輸的數字形式FPG

216、A專用集成電路領域中一種半定制化芯片，具有強大的數據處理能力和靈活的可重配置能力數據來源：互聯網、招商證券信號鏈中的關鍵電子元器件信號鏈中的關鍵電子元器件-89-FPGA指現場可編程門陣列指現場可編程門陣列（Field-Programmable GateArray），是基于通用邏輯電路陣列的集成電路是基于通用邏輯電路陣列的集成電路芯片芯片，其最大的特點是芯片的具體功能是在制造完成以后由用戶配置決定其最大的特點是芯片的具體功能是在制造完成以后由用戶配置決定。FPGA芯片屬于邏輯芯片大類芯片屬于邏輯芯片大類。邏輯芯片按功能可分為四大類芯片：通用處理器芯片（包含中央處理芯片CPU、圖形處理芯片GPU

217、，數字信號處理芯片DSP等）、存儲器芯片（Memory）、專用集成電路芯片（ASIC）和現場可編程邏輯陣列芯片（FPGA）。CPU、GPU、DSP、Memory或各類ASIC芯片，在制造完成之后，其芯片的功能就已被固定，FPGA芯芯片在制造完成后片在制造完成后，其功能并未固定其功能并未固定，用戶可以根據自己的實際需要進行功能配置用戶可以根據自己的實際需要進行功能配置。FPGA通過支持門級的硬件開發，在特定功能上可以實現比CPU和GPU更高的速度和能量效率。因此，FPGA是當前自動駕駛領域深度學習模型部署的最佳選擇之一。資料來源：智能車輛自動駕駛域控制器設計與實現、招商證券CPUCPU、GPUG

218、PU、FPGAFPGA和和ASICASIC的性能和特性對比的性能和特性對比信號處理過程信號處理過程現場可編程門陣列（現場可編程門陣列（FPGAFPGA）架構架構架構特點架構特點峰值算力峰值算力（TFLOPS）功耗功耗（W）功耗比功耗比優勢優勢劣勢劣勢CPU大部分為緩存、控制單元強大、計算單元較少、適用于復雜運算11656管理調度能力強（數據讀取、文件管理），應用范圍廣，開發方便靈活架構弱勢、數據處理能力弱，相對運算量較低，功耗高GPU大部分為計算單元、邏輯復雜度有限、適用大規模并行運算15.730052.3適合允許復雜的數學幾何運算并行運算執行效率高、數據吞吐量大線程間通訊速度快硬件結構固定，

219、運行深度學習算法能效遠低于FPGA，功耗極大，散熱要求高FPGA計算效率較高，通過冗余的晶體管和連線可實現用戶定制編程1012580存儲器帶寬需求低、流水處理響應迅速，可通過硬件編程能力實現功能，在密集處理和高并發能力上占優且功耗較低基本計算單元的能力有限，一次性成本較高ASIC算法定制、冗余少、功耗低、計算性能和效率高45401.1體積小、功耗低、計算性能高、計算效率高，定制芯片成本最低算法是固定的，若更換算法需要重新設計制作，研發成本高昂靈活性效率-90-FPGA芯片下游應用包括工業控制芯片下游應用包括工業控制、網絡通信網絡通信、消費電子消費電子、數據中心和汽車電子等領域數據中心和汽車電子

220、等領域。應用于自動駕駛場景下的算法需要滿足實時性應用于自動駕駛場景下的算法需要滿足實時性、低功耗和低成本等要求低功耗和低成本等要求。TDC（Time-to-DigitalConverters）是成像激光雷達系統的核心，其測量精度和測量準度決定著成像激光雷達系統的性能。目前TDC的實現方式主要包括兩大類，一類為通過專用集成電路實現（ASICs），另外一類為通過FPGA實現。采用ASICs實現的TDC設計成本高、制造成本高、開發周期長。FPGA可在滿足算法檢測性能的前提下同時滿足功耗和成本等要求可在滿足算法檢測性能的前提下同時滿足功耗和成本等要求。由于自動駕駛系統的性能由于自動駕駛系統的性能、標準

221、和算法時刻發生改變標準和算法時刻發生改變，激光雷達領域非常注重靈活性和靈活應變激光雷達領域非常注重靈活性和靈活應變能力能力。FPGA提供了靈活性提供了靈活性、差異化差異化、應變能力應變能力，以及低時延以及低時延、高吞吐量和快速上市進程高吞吐量和快速上市進程。資料來源：基于FPGA的超高速雷達信號實時采集存儲系統、招商證券信號處理過程信號處理過程FPGAFPGA與與ASICASIC對比對比D/A電源模塊A/DPROMSRAM晶振輸出信號輸入信號雷達系統時鐘同步主觸發天線方位、仰角基于基于FPGAFPGA的硬件電路結構與內部功能模塊示意圖的硬件電路結構與內部功能模塊示意圖采集控制模塊雙口RAWPC

222、I總線PCI接口邏輯模塊FPGA資料來源：頭豹研究院、招商證券FPGAFPGA方案及方案及ASICASIC方案成本比較方案成本比較處理器數量總成本ASICFPGAT代芯片成本交叉點T+1代芯片成本交叉點一次性工程費用（NRE）達到量產規模前，達到量產規模前，FPGA占據成本優勢占據成本優勢-91-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈FPGAFPGA-賽靈思賽靈思賽靈思：賽靈思：首創了現場可編程邏輯陣列首創了現場可編程邏輯陣列（FPGA）這一創新性的技術這一創新性的技術，并于并于1985年首次推出商業化產年首次推出商業化產品品，滿足了全世界對滿足了全世界對FPGA產品一半以上的需求產品一半以上的需求。憑

223、借 Virtex-7 2000T FPGA 和 VirtexUltraScale VU440 FPGA，賽 靈 思 一 直 是 最 大 容 量 FPGA 的 市 場 領 導 者。16nm VirtexUltraScale+系列現在包括世界上容量最大的 FPGA-Virtex UltraScale+VU19P FPGA，實現高端器件連續三代的持續領先。公司產品的強大數據信號處理（DSP）性能、靈活的輸入輸出（I/O）配置和可編程邏輯，匹配眾多激光雷達制造商的高算力需求。公司還可以提供可編程硬件，可適應激光雷達的不同配置，適合各類不斷變化發展的設計。公司FPGA解決方案可以滿足多重技術路線的4D毫

224、米波及激光雷達應用，包括機械式、固態、混合固態等，還可以滿足激光雷達不同的點云密度、激光線束的處理。公司的解決方案還非常適合解決成本和功耗問題。FPGA為多傳感器接收通道啟用真正的基于硬件的處理通道。這允許對不同目標進行同時或獨立的接收通道處理。圖：賽靈思在多工藝節點中的圖：賽靈思在多工藝節點中的 FPGA FPGA 領先地位領先地位數據來源：賽靈思官網、招商證券技術技術節點節點45nm28nm20nm16nm相關相關產品產品圖：賽靈思圖：賽靈思VIRTEXVIRTEX UltraScaleUltraScale+數據來源：賽靈思官網、招商證券-92-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈FPGAFPGA

225、-英特爾英特爾英特爾英特爾：半導體行業和計算機創新領域的全球領先廠商：半導體行業和計算機創新領域的全球領先廠商。英特爾英特爾 FPGA 提供各類可配置的嵌入式提供各類可配置的嵌入式SRAM、高速收發器高速收發器、高速高速 I/O、邏輯模塊和路由邏輯模塊和路由。目前，Intel FPGA主要分為Agilex、STRATIX、ARRIA、CYCLONE、MAX五大系列。外部并購與內部研發的雙核驅動下外部并購與內部研發的雙核驅動下，技術實力正在鑄就英特爾在技術實力正在鑄就英特爾在FPGA行業的高技術壁壘行業的高技術壁壘。2015年12月，公司以史上最大收購交易額167億美元收購Altera當時與Xi

226、linx齊名的FPGA供應商，Altera化身為英特爾可編程事業部(PSG)。2019年4月，英特爾完成對Omnitek的收購。Omnitek是一家領先的優化視頻和視覺FPGA IP解決方案提供商，助力英特爾贏得更多新客戶。英特爾通過收購FPGA廠商，可直接補強其FPGA支撐的并行和可編程計算技術，在新興異構計算架構時代時刻保持領先。在激光雷達領域，從邊緣的激光雷達傳感器中的基礎信號處理，到融合和機器學習等高級特性，各種不同的架構都可在激光雷達單元中實施。英特爾 FPGA具備靈活性和可擴展性，幫助實施信號處理、數據融合以及復雜的并行處理任務，從而滿足這類應用的要求。圖：英特爾圖：英特爾 FPG

227、A FPGA在激光雷達中的應用在激光雷達中的應用數據來源：英特爾官網、招商證券-93-激光雷達產業鏈激光雷達產業鏈ASIC/SoCASIC/SoC-禾賽科技禾賽科技禾賽科技：禾賽科技：禾賽在自研芯片禾賽在自研芯片、功能安全功能安全、主動抗干擾等技術打破了行業多項記錄主動抗干擾等技術打破了行業多項記錄。公司單光子公司單光子SoC芯片的開發正在進行中芯片的開發正在進行中，且取得初步成果且取得初步成果，未來在芯片化的發展戰略指導下未來在芯片化的發展戰略指導下，專用芯片的研究成果專用芯片的研究成果將應用到激光雷達產品中將應用到激光雷達產品中。SoC芯片能夠實現CMOS工藝下探測器和電路功能模塊的單片集

228、成，直接實時輸出激光雷達點云數據，具有集成度高、適合大規模量產、器件自主可控的優勢。公司于公司于2017年末成立了芯片部門年末成立了芯片部門，開展包括開展包括SoC芯片在內的激光雷達專用芯片的研發工作芯片在內的激光雷達專用芯片的研發工作，規劃了規劃了V1.0、V1.5、V2.0、V3.0多代核心收發單元芯片化的發展戰略多代核心收發單元芯片化的發展戰略。面向芯片化V2.0、V3.0的發展規劃，自2018年以來，公司持續投入研發激光雷達SoC芯片，目前第一代SoC芯片已經進行到回片測試階段。其中，V2.0中接收端由SiPM升級為SPAD陣列，實現在CMOS工藝下的探測器和電路功能模塊的集成，線陣式

229、SoC單片集成光電探測器、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，可以取代FPGA，進一步提升系統的性能和集成度。V3.0架構預計完成VCSEL面陣驅動芯片以及基于SPAD探測器的面陣式SoC芯片開發。數據來源：公司公告、招商證券數據來源：公司公告、招商證券圖：公司芯片圖：公司芯片化發展路線化發展路線圖：公司圖：公司 SoC SoC 芯片研究部分技術創新安排芯片研究部分技術創新安排名稱名稱主要特點主要特點片上系統單個芯片集成光電探測器、前端電路、波形數字化、算法處理、激光脈沖控制等功能模塊，能夠顯著降低系統復雜度和成本，適合大規模量產，有條件取代主控單元FPGA。高集成度對

230、于掃描式激光雷達架構(芯片化 V2.0)，線陣式 SoC 可集成數十到上百個通道(像素);對于面陣式激光雷達架構(芯片化V3.0)，面陣式 SoC 可集成上萬個通道(像素)。-94-2021年為激光雷達年為激光雷達“上車上車”元年元年，2022年有望成為激光雷達的量產大年年有望成為激光雷達的量產大年，從從L2級別輔助駕駛到級別輔助駕駛到L3+自動駕駛跨進自動駕駛跨進。在2021年1月，蔚來在NIO day上宣布ET7全系搭載激光雷達，掀起了中國車企定點激光雷達的浪潮，隨后，小鵬、北汽極狐、上汽智己、上汽飛凡、廣汽埃安、理想、高合、威馬等造車新勢力和傳統車企新能源品牌，都紛紛宣布即將量產或交付的

231、新車型將搭載激光雷達。這些車型最晚都是在2022年交付，2022年有望成為激光雷達的量產大年。激光雷達由發射模塊激光雷達由發射模塊、接收模塊接收模塊、主控模塊以及掃描模塊主控模塊以及掃描模塊（如有如有）構成構成。激光雷達BOM 成本主要是三部分：（1）硬件、電子模塊；（2）光學模塊和（3）結構模塊。硬件模塊（50%60%）：發射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要負責運算；以及主控板和電源模組；光模塊（1015%）：以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；結構模塊（25%）：支撐光學模塊和硬件模塊內部的一些支架，包括電機、軸承、支架、殼體。激光發

232、射器：激光發射器：VCSEL較較EEL成本優勢明顯成本優勢明顯，905、1550或將共存或將共存。從驅動方式來看，采用VCSEL激光器作為面光源的電光轉換效率、集成度和可制造性更高，將逐步取代EEL；從光源波長來看，1550nm或將在海外及國產高端車型中使用，目前仍需解決成本問題；905nm基于價格優勢在中低端車型中將更受歡迎。光學系統：激光雷達中包含大量的光學和電子元器件光學系統：激光雷達中包含大量的光學和電子元器件。國內供應鏈優勢顯著，壁壘在于質量管控&一致性。光學部分是以發射和接收這兩個二極管展開的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；其中，轉鏡50%；窗口片：20%；透鏡、準直

233、鏡、濾光片30%。上游的光學組件提供廠商較多，且廠商來自多個不同的領域，包括消費電子領域、光通信領域以及光纖激光器領域，我們認為，未來量產階段，擁有一定技術壁壘和充沛產能優勢的廠商有望成為市場主流玩家。探測器：國內廠商走向車規探測器：國內廠商走向車規，從從APD向向SPAD、SiPM進階進階。SiPM和SPAD基于蓋革模式，具有高靈敏度、高增益、供電電壓低、一致性極好等優勢，有助于實現符合車規、高增益、低成本、尺寸緊湊的傳感器，適用于汽車長距離激光雷達的微光探測場景。投資建議：投資建議：激光雷達裝配率有望在2022-2025年之間出現明顯提速拐點，打開千億市場規模。激光雷達上游光學組件率先受益

234、激光雷達上量，光模塊產業鏈有望快速切入激光雷達領域，具備垂直一體化優勢的平臺型公司有望從光學組件切入主流市場，并逐步提供其他重要的光學組件產品以及有源器件封裝服務，逐步增加單雷達的價值量，激光發射器VCSEL芯片國產替代逐步興起，具備設計、外延、封裝及采購上游芯片集成光學組件提供發射模組的公司值得持續關注.風險提示：技術路徑選擇風險提示：技術路徑選擇風險風險、自動駕駛推進不及預期自動駕駛推進不及預期、市場競爭價格降幅加劇市場競爭價格降幅加劇。核心邏輯：核心邏輯：激光雷達放量時代，上游器件引領未來激光雷達放量時代，上游器件引領未來-95-風險提示風險提示技術路徑選擇技術路徑選擇風險。風險。激光雷

235、達仍處于發展初期，技術路徑尚未定型，技術方案選擇的差異主要影響其商業化進度。目前主流的激光雷達廠商如禾賽科技、速騰聚創等均有機械式、固態式等產品布局，對OPA、FLASH等純固態式方案亦正在加緊研發；Lumianr則更加專注于混合固態式方案。自動駕駛推進不及預期自動駕駛推進不及預期。隨著自動駕駛等級提升，所需傳感器類型和數量有所差異。以L5級別自動駕駛為例，攝像頭個數在8-12個，超聲波雷達在8-12個，毫米波雷達為5-10個，激光雷達在3-6個。因此，自動駕駛推進進度對激光雷達整體市場規模具有直接影響。市場競爭價格降幅加劇市場競爭價格降幅加劇。目前激光雷達價格較高，隨著激光雷達量產項目逐步落

236、地，裝載量將明顯提升，預計穩態價格將快速下降。若激光雷達廠商不具備較強的成本控制能力，可能會出現較大的盈利壓力。-96-負責本研究報告的每一位證券分析師，在此申明，本報告清晰、準確地反映了分析師本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與，未來也將不會與本報告中的具體推薦或觀點直接或間接相關。余俊余俊 招商證券通信行業首席分析師 東南大學微電子學碩士，7年民航空管通信導航方向技術及管理經驗，民航局通信導航專家庫成員。曾分別獲得2020及2019年wind“金牌分析師”第一和第三名，2020年21世紀“金牌分析師”第三名，2020及2019年新浪金麒麟“新銳分析師”第一名和“最佳分析師

237、”第五名；2017年金牛獎第一名，新財富第四名，保險資管最佳分析師第二 重要團隊成員；2016年新財富第三，水晶球第二 重要團隊成員。梁程加梁程加 招商證券通信行業聯席首席分析師 北京郵電大學電路與系統碩士，曾就職于中國移動、長江證券、中信證券、紅杉資本，2022年加入招商證券。李哲瀚李哲瀚 招商證券通信行業分析師 中國科學技術大學理學學士，香港大學金融碩士，2022年初加入招商證券通信余俊團隊，專注于泛物聯網板塊等相關領域研究；曾任職于中國銀河國際，3.5年港股TMT行業研究經歷。孫嘉擎孫嘉擎 招商證券通信行業研究助理 倫敦大學國王學院金融學碩士，思克萊德大學學士，21年加入招商證券，專注于

238、運營商、IDC、云計算及云通信等相關領域研究。分析師承諾分析師承諾-97-報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系，基于報告發布日后6-12個月內公司股價（或行業指數）相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中，A股市場以滬深300指數為基準；香港市場以恒生指數為基準；美國市場以標普500指數為基準。具體標準如下：股票股票評級評級強烈推薦：預期公司股價漲幅超越基準指數20%以上增持：預期公司股價漲幅超越基準指數5-20%之間中性：預期公司股價變動幅度相對基準指數介于5%之間減持：預期公司股價表現弱于基準指數5%以上行業評級行業評級推薦：行業基本面向好，預期行業指數超越基準指數中性：行業基本面穩

239、定，預期行業指數跟隨基準指數回避：行業基本面轉弱，預期行業指數弱于基準指數評級說明評級說明-98-本報告由招商證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）編制。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告基于合法取得的信息，但本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告所包含的分析基于各種假設，不同假設可能導致分析結果出現重大不同。報告中的內容和意見僅供參考，并不構成對所述證券買賣的出價，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。除法律或規則規定必須承擔的責任外，本公司及其雇員不對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失負任何責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務服務?？蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突。本報告版權歸本公司所有。本公司保留所有權利。未經本公司事先書面許可，任何機構和個人均不得以任何形式翻版、復制、引用或轉載，否則，本公司將保留隨時追究其法律責任的權利。重要聲明重要聲明-99-感謝您寶貴的時間感謝您寶貴的時間Thank You