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文档简介

激光雷达产业研究:渗透加速,核心元器件有望优先受益一、激光雷达为主动测距装置,自动驾驶发展推动产业到达新高度激光雷达是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置。激光雷达通过激光器和

探测器组成的收发阵列,结合光束扫描,每秒发出成千上万个脉冲,通过收集这些激光反映的距离测量值,可

以构建三维环境模型(点云)。激光雷达过去用于工业测绘、气象监测等领域,未来车载领域将成为最重要细分。气象监测、地形测绘与

车载、机器人领域对激光雷达的技术要求不同,分属不同细分市场。根据

Yole预测,2021-2026

年激光雷达在

ADAS和无人驾驶(Roboticcars)市场的

CAGR分别达到

94%和

33%,2026

年合计份额达到

50%,成为激光

雷达规模最大的应用市场。本报告将聚焦于车载激光雷达。1.1

多传感器融合感知大势所趋,高等级自动驾驶中激光雷达不可或缺自动驾驶智能化程度随等级提高,L3

处于分水岭。无人驾驶与高级辅助驾驶领域通常将自动驾驶技术按照

国际汽车工程师协会(SAEInternational)发布的工程建议

J3016

进行分类。从

L0

级(纯由驾驶员控制)至

L5

级(完全自动驾驶),级别越高,车辆的自动化程度越高,驾驶员参与越小,驾驶员的信息输入交由更多车载

传感器的获取与处理来替代。据禾赛科技招股书,L3

级是自动驾驶等级中的分水岭,其驾驶责任的界定最为复

杂:在自动驾驶功能开启的场景中,环境监控主体从驾驶员变成了传感器系统,驾驶决策责任方由驾驶员过渡

到了汽车系统。车企主打

ADAS渐进发展,互联网企业着手无人驾驶。车企主要将产品卖给个人消费者,基于安全第一、

产品量产等理念,技术路线较为保守,大多通过

ADAS功能的拓展和完善,渐进式地实现无人驾驶。互联网企

业(Waymo、百度等)商业模式以售卖无人驾驶解决方案为主,且由于互联网企业人才储备完善、算法实力强,

技术路线相对激进,直接着手于

L4/L5

的无人驾驶技术研发。多传感器融合大势所趋。虽然

Tesla已取消毫米波雷达,迈向纯视觉方案,但从安全性角度,基于摄像头的

视觉方案在暗光、环境大光比以及雨水遮挡的情况下容易失效,难以用算法解决,同时深度学习算法难以避免

长尾效应。从商业的角度,大多数主机厂缺乏

Tesla的数据和算法积累,跟随

Tesla方案难以在同一时期达到相

同水平。目前绝大多数厂商均使用多传感器融合技术(包括主打视觉方案的

Mobileye也开始自研激光雷达),

即通过不同种类的传感器遍布车身,实现

360

度无死角和远中近扫描,获取海量数据,融合分析后形成驾驶决

策辅助驾驶员或控制汽车。各传感器应对不同场景,实现优势互补。高等级自动驾驶系统内激光雷达不可或缺。摄像头受环境光照影响大,距离测算依赖算法。毫米波雷达角

分辨能力很差,对金属的探测灵敏度远高于非金属材料,导致其在人、车混杂的场景下对行人的探测效果不佳。

超声波雷达测距短,主要用于倒车雷达。激光雷达兼具测距远、角度分辨率优、受环境光照影响小的特点,且

无需深度学习算法,可显著提升自动驾驶系统可靠性,被众多车厂、Tier1

认为是

L3

及以上自动驾驶必备的传

感器。激光雷达单车搭载量将随自动驾驶等级上升,Yole预计

L3

等级汽车至少需要

1

台激光雷达,L4

L5

则分别需要

2

台和

4

台;麦肯锡预计

L3

等级汽车需要

2

台(长距)激光雷达,L4/L5

等级需要

8

台激光雷达(4

台长距,4

台短距);Frost&Sullivan预计

L3

等级需要

1

台激光雷达,L4

等级需要

2/4

台,L5

等级需要

4

台。车载激光雷达性能评价包括显性参数与隐性指标。显性参数指列示在产品参数表中的信息,主要包含测远

能力、点频、角分辨率、视场角范围、测距精准度、功耗、集成度(体积及重量)等。隐性指标包含激光雷达

产品的可靠性、安全性、使用寿命、成本控制、可量产性等,这些指标更加难以量化,也缺乏公开信息,只能

通过产品是否应用于行业领先企业的测试车队或量产项目中得以体现。二、技术路线多元化发展,集成化为演进核心思路2.1

扫描系统趋势:半固态式为当前乘用车搭载首选,固态式为最终发展方向

从扫描系统角度,激光雷达主要可以分为机械式、半固态式和固态式三大类。机械式技术发展最为成熟,乘用车搭载面临成本及车规挑战。机械式激光雷达通过电机带动光机结构整体

360

度旋转,是激光雷达最经典且发展最为成熟的机械架构,其技术发展的创新点体现在系统通道数目的增加、

测距范围的拓展、空间角度分辨率的提高、系统集成度与可靠性的提升等方面。机械式的优势在于水平方向上

的扫描视野(HFOV)可以达到

360

度,并且视场范围内测距能力的均匀性好;缺陷在于价格昂贵(N线机械

式需要

N组收发模组,对应的人工调试成本也将大幅上升)、体积较大(通常安置于车顶)且机械部件寿命较

短,因此难以通过车规,主要于

RoboTaxi/RoboTruck场景上应用。半固态式技术逐步成熟,预期为近几年乘用车落地应用主流方案。半固态式指收发模块静止、仅扫描器发

生机械运动,可分为转镜和

MEMS振镜两大类。目前技术发展逐步成熟,且体积大幅缩小,成本得到控制,预

计是固态式激光雷达实现规模量产前的主流应用方案。半固态-转镜式为车规进展最快的激光雷达,内部仍存在细分技术路线。2018

Ibeo与法雷奥合作开发的

转镜式激光雷达

SCALA便是第一款通过车规认证并在量产车型(AudiA8)上使用的激光雷达。该结构内部仍

存在一个转动的扫描镜,法雷奥第三代

SCALA已转向使用

MEMS方案。转镜式内部仍存在众多细分技术路线,

例如大疆

Livox采用双楔形旋转棱镜结构,图达通(Innovusion)则使用了振镜+多边形旋转棱镜结构,不同的

技术路线也将带来差别化的技术特征。半固态-MEMS有利于体积及成本控制,微振镜是系统核心。MEMS方案采用高速振动的微振镜代替传统

的机械旋转装置,激光发射器和接收器数量最低仅需一组,从而有利于激光雷达小型化与成本降低。MEMS方

案未来的技术改进点在于开发口径更大、频率更高、可靠性更好的微振镜,以适用于激光雷达的技术方案。MEMS方案缺陷为车载环境下的振动和冲击会影响微振镜的使用寿命,且微振镜的振动幅度小,扫描视野受到限制。固态式激光雷达为车载激光雷达终极方向,主要包括

OPA和

Flash两大类,核心是取消机械运动部件,并

以集成芯片化结构替代传统机械式激光雷达发射端和接收端的分立器件。

OPA为固态式扫描方案,芯片化应用潜力十足。OPA(OpticalPhaseArray)即光学相控阵技术,通过施加电

压调节每个相控单元的相位关系,利用相干原理,实现发射光束的偏转,从而完成系统对空间一定范围的扫描

测量。OPA实现方式大体上可以分为两类,一类是波导类

OPA,比如硅波导

OPA和化合物波导

OPA等;另一

类的空间光调制,比如最早的液晶空间光、化合物单元阵列、还有新兴的超材料空间光调制等。硅波导可大规

模集成,且硅基芯片的制作工艺与

CMOS工艺兼容,因此制作成本低,可将激光雷达的成本降到几百美元。OPA在大规模应用前仍有许多技术问题需要克服,宝马曾与

OPA厂商

QUANEGRY达成合作,后因效果不理想转向

使用

Innoviz的

MEMS方案。Flash为固态式非扫描成像,体积紧凑,主要缺陷为探测距离。与其他激光雷达扫描场景的方式不同,Flash激光雷达类似照相机的工作模式,工作时激光脉冲经过光束扩散器形成宽发散激光束照亮整个视野,无运动扫

描部件,信号接收端包含一维或二维传感器阵列,每个像素收集

3D信息。得益于紧凑型激光器阵列、探测器

阵列的发展,Flash激光雷达逐步小型化,同时成本得到控制,Ouster表示其

Flash激光雷达单价低于

200

美元。

目前车载

Flash激光雷达的主要缺陷在于探测距离较短(数十米),因此多用于短距或者盲区探测。2.2

激光器技术趋势:EEL和

905nm为当前主流选择,平面化及

1550nm有望成为趋势车载激光雷达激光器技术路线包含

EEL(边发射激光器)、VCSEL(垂直腔面发射器)和光纤激光器。

按照增益介质的不同,激光器可以分为气体激光器、固态激光器、光纤激光器、半导体激光器(激光二极管)

和液体激光器五大类。EEL与

VCSEL均属于半导体激光器,光纤激光器主要用半导体激光器做泵浦源。EEL功率密度高适合远距探测;VCSEL易于集成降本,功率密度提升是技术升级关键。EEL具有功率密

度高的性能优势,但其发光面位于半导体晶圆的侧面,使用过程中需要进行切割、翻转、镀膜、再切割的工艺

步骤,极其依赖产线工人的手工装调技术,生产成本高且一致性难以保障。此外

EEL只有切割晶圆后才能完全

产生激光,在生产过程中无法进行测试。VCSEL的发光面与半导体晶圆平行,具有面上发光的特性,发射光束

窄且圆,所形成的激光器阵列易于与平面化的电路芯片键合,在精度层面由半导体加工设备保障,且易于和面

上工艺的硅材料微型透镜进行整合,提升光束质量。近年来国内外多家

VCSEL激光器公司纷纷开发了多层结

VCSEL激光器,将其发光功率密度提升了

5~10

倍,这为应用

VCSEL开发长距激光雷达提供了可能。根据艾迈斯欧司朗分析,结合激光雷达测距要求和扫描系统技术路线,通常情况下机械式激光雷达和半固

态激光雷达的光源以

EEL为主,而

Flash激光雷达可选择

VCSEL和

EEL。激光器的波长选择主要分为

905nm和

1550nm两种,905nm是目前主流选择。Yole统计的

29

项激光雷达

设计大奖结果显示,905nm占比

69%,1550nm占比

14%。905nm光波一般使用半导体激光器产生,EEL和

VCSEL

(GaAS基底)均可,整体实施成本低,缺陷是容易损害视网膜,因此功率受限,进而影响到远距离探测效果。1550nm主要由光纤激光器提供,人眼安全性高,但成本高昂。EEL和

VCSEL(InP基底)均可产生

1550nm光波,但由于

1550nm光波比

905nm光波更容易受到大气中水滴的散射,因此常用更高功率的光纤激光器来克

服散射以加强探测距离。1550nm方案的优势在于同样的光斑大小和脉宽条件下,对人眼更安全,功率限制小,

可以通过加大功率来克服环境影响以提高探测范围,缺陷包括激光器和探测器(需用

InGaAs制造)成本高昂,

体积大,散射系统复杂。2.3

探测器技术趋势:从

APD到

SPAD/SPPC与

SiPM探测器逐步采取高增益阵列结构加强远距探测能力。PD(光电二极管)成本低,是激光雷达探测器的常用

选择,缺点是灵敏度低,仅适合短距离探测,对于远距离探测需要使用高增益的

APD

(雪崩二极管)。APD又分为线性工作模式和盖格工作模式,盖格工作模式增益最高,只输出

1

0

的电平信号,灵敏度很高,称为

SPAD(单光子雪崩二极管)。SPAD可以单点独立运行,也可以组成阵列(为表区分,后文以

SPPC代指

SPAD阵列),SPPC中的各个

SPAD独立工作。SiPM(SiliconPhotomultiplier,另称

MPPC)是另一种形式的

SPAD阵列,由多个独立的

SPAD传感器并联组成,输出的信号会有幅度级别的区分。安森美资料显示,目前激光雷

达市场上,PD和

APD的使用率存在不同程度的下降,而

SPAD、SPPC和

SiPM的使用率在持续提升。SPPC优势为分辨率,SiPM优势为帧速和信号提取速度。SPPC阵列下每个单元的信号独立输出,输出信

号只有一个幅度,为减少噪声影响,需要根据空间和时间相关度确认是否为信号,因而抗噪能力相对较差。SiPM阵列的每一个输出端对应多个并联的单元,输出电流是所有并联单元的总和,因而输出的信号有幅度区分,可

以通过设定阈值直接提取信号,提取简单速度快。若两种阵列达到同样的分辨率,SiPM阵列比

SPPC阵列需要

更多的

SPAD单元,面积更大,所以相同面积下,SPPC阵列的分辨率显然要高于

SiPM阵列。2.4

测距技术趋势:ToF为当前主流,FMCW潜力巨大,期待车规级量产测距原理角度,ToF是目前车载激光雷达主流。车载激光雷达测距方法主要为

ToF(飞行时间)、FMCW

(调频连续波),能够实现室外阳光下较远的测程(>100m)。ToF原理是通过测量发射激光脉冲信号和反射信号的时间差来计算距离,在车载激光雷达上发展相当成熟,是多数厂商的选择。FMCW发射连续激光而非脉冲,

其原理是将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差,从而间接获得飞

行时间反推目标物距。FMCW性能理论优势明显,车规量产尚待时日。FMCW能够解决

ToF对背景辐射的抵抗力低,多用户干

扰以及缺乏瞬时速度信息的缺点。FMCW的信噪比高于

ToF,相同最大探测距离下所需激光的峰值功率约为

ToF的

1/10000,因此对人眼更加安全。当前市场

FMCW激光雷达大多处于概念机的阶段,且根据

Innoviz路演说

明,FMCW需用

1300nm-1550nm波长,虽然可以使用低成本的

PD探测器,但需用

InGaAs材料制作,再考虑

到较

ToF复杂的信号处理电路,接收系统整体成本较高;发射端低成本、大批量低相位噪声的激光器制造也是

当下难题,目前

Aeva、Mobileye等公司在研发

FMCW激光雷达,Mobileye预计需要等到

2025

年以后才能量产。2.5

各核心组件技术路线存在一定组合趋势激光雷达作为一项系统级的产品,尽管内部每一个核心元器件有多种路线,但并不意味着可以简单地排列

组合,而是存在某些特定组合趋势。以最受关注的扫描系统为划分,我们预计技术路线组合发展趋势如下:半固态+EEL+SPPC/SiPM是近期量产激光雷达主要方案,未来或将采用

1550nm光纤激光器+FMCW的技术组合,但将取决于光纤激光器成本及体积控制进展、FMCW的技术进展,并考虑固态式激光雷达的替代进程。半固态往固态式发展几乎已成行业共识,Flash+VCSEL+SPPC/SiPM与

OPA+FMCW具有较大发展前景。

Flash激光雷达方面,VCSEL阵列+SPPC/SiPM阵列的发展契合

Flash需要,易阵列化有利于小型化、降低成本,

通过选用高增益

SPPC/SiPM探测器与增大

VCSEL功率有望改善探测距离短的缺陷。大陆正开发以自研

Flash激光雷达作副探测器加

Aeye的

MEMS+1550nm激光雷达作为主探测器的整体解决方案,雷克萨斯

LS已经采取

转镜(主)+Flash(副)的组合。因此综合考虑

Flash较低的成本预期与产业动向,即使

Flash测距较短,其落

地确定性与上量可能性也获得增强。OPA方面,根据华为《智能汽车解决方案

2030》,1550nm+FMCW适合

OPA技术路线发展,同时从产业布局来看,目前更多的

OPA企业选择了该项技术组合。三、自动驾驶渗透率提升,激光雷达市场处于爆发前夕3.1

自动驾驶渗透加速,激光雷达降本、量产、前装上车进程已启动奔驰搭载激光雷达的

L3

自动驾驶系统已在德国获得许可,其余车厂暂定

L2+/L2++方案搭载激光雷达。2021

12

10

日,德国联邦汽车运输管理局(KBA)根据技术批准条例

UN-R157,允许奔驰

L3

级自动驾驶汽车

上路。带有

DRIVEPILOT的奔驰

S级轿车或者奔驰电动旗舰轿车

EQS,将在明年的德国高速公路上行驶,速

度不高于

60km/h,可解放双手但不允许睡觉,必要时人类接管车辆。其他大部分国家和地区的厂商,出于法规

和安全性的考虑,定义搭载激光雷达的自动驾驶等级接近

L3

的车型为

L2+/L2++,例如小鹏、华为。价格持续下探,半固态式跨越车规考验,激光雷达上车步伐加快。Velodyne最早推出的车载激光雷达售价

高达数万美元(HDL-64

售价约

7.5

万美元),Innoviz路演说明书预计激光雷达均价有望在

2025

年降至

1000

美元,2030

年降至

500

美元,价格下沉将进一步推动激光雷达渗透率提升。同时,半固态式激光雷达符合车规

具备上车条件,各车企为提升产品在智能化、安全性能上的竞争力,正加速激光雷达上车步伐,据不完全统计,

目前小鹏

P5、北汽新能源

ARCFOX等超过

20

款车型已确定搭载激光雷达。3.2

激光雷达市场将迎来爆发,多家国产厂商势头强劲全球乘用车领域激光雷达需求量有望快速增长,预计

2028

年中国市场占比

30%。StrategyAnalytic预测全

ADAS领域的激光雷达需求量将从

2020

年的

4.8

万台增长到

2028

年的

970.7

万台,2020-2028

CAGR达到

94.2%,其中国内市场需求量占比将从

2020

年的

2%增长至

2028

年的

30%,位居全球第一。根据

Frost&Sullivan预测,2025

年全球车载激光雷达市场规模超过

80

亿美元。各整车厂正不断推出

L2+、

L2++、L3

ADAS量产车型,Frost&Sullivan预计

2025

年全球

ADAS激光雷达市场规模达

46.1

亿美元,2019-2025

年复合增长率为

83.7%。全球无人驾驶测试项目及车队规模处于快速扩张之中:Waymo建立无人汽车制造工厂,

改造购置车辆用于规模扩张;Amazon旗下

Zoox位于加州弗里蒙特工厂的无人驾驶电动汽车年产能可达

1

万至

1.5

万辆;图森未来计划在

2024

年底前把无人驾驶货运拓展到美国

48

个州的主要运输路线。据

ReportLinker估计,2025

年全球包括运送乘客货物在内的

L4、L5

无人驾驶车辆数目将达到

53.5

万辆。Frost&Sullivan预计

2025

年全球无人驾驶激光雷达市场规模达

35

亿美元,2019-2025

年复合增长率为

80.9%。根据

Frost&Sullivan预测,2025

年中国车载激光雷达市场规模超过

20

亿美元。从无人驾驶领域来看,国

内企业如百度、滴滴、小马智行、文远知行等已在多个城市开展无人驾驶出租车业务的试运营,预计商业化应

用后对激光雷达的需求将进一步增长。从

ADAS领域来看,中国是全球最大的新车销售市场,2020

11

月发

布的《智能网联汽车技术路线图(2.0

版)》明确指出到

2030

年我国

L2

L3

级渗透率要超过

70%,这将对激

光雷达产生巨大的需求。Frost&Sullivan预计

2025

年中国激光雷达市场规模将达到

43.1

亿美元,较

2019

年实现

63.1%的年均复合增长率,其中

ADAS与无人驾驶领域的激光雷达合计市场规模超过

20

亿美元。保守预计

2025

年中国

ADAS领域激光雷达市场规模为

19

亿美元,乐观估计可达

45

亿美元。国内自动驾

驶及细分激光雷达市场热度高涨,已有多家车厂推出单车激光雷达搭载量超过

1

台的车型,可以合理预期国内

ADAS领域的激光雷达市场发展速度有望超过早先预期。当然也不能忽视目前搭载激光雷达的车型普遍为高端

车型,车厂的持续投入意愿及市场接受度仍需持续关注。因此我们对国内激光雷达市场规模做出保守和乐观两

种测算,以供参考。核心假设如下:1)参考工信部《智能网联汽车技术路线图(2.0

版)》对我国自动驾驶渗透率发展指引,

2025

L2

L3

超过

50%;2030

L2

L3

超过

70%,L4

达到

20%。2)预计国内新车年产量从

2025

年的

2500

万辆增至

2030

年的

3000

万辆;3)预计激光雷达平均价格从

2025

年的

1000

美元降至

2030

年的

500

美元;

4)L3

及以上汽车搭载激光雷达,将市场上搭载激光雷达标榜为

L2+、L2++的车型归入

L3

范畴,L5

暂未进入

市场。车载激光雷达厂商份额占比低且无明显差距,国内头部厂商呈上升趋势。根据

Yole的激光雷达总体市场份

额数据,2018-2020

年期间全球激光雷达市场份额主要集中于测绘(Trimble,HexagonAB,Topcon)、工业(SickAG)等传统领域的激光雷达厂商手中,大部分车载激光雷达厂商份额较低,之间无明显差距,其中

Velodyne和

Waymo呈逐年下降趋势,Valeo和国内厂商禾赛科技、速腾聚创逐步上升,而

Aeye,Aeva,Luminar,Innoviz等厂商市占率较低,归入其他类别。市场群雄逐鹿,技术布局、车规量产、商业化合作进展决定是否能够突破重围。总体来看,目前车载激光

雷达市场仍处于发展初期,不断有新厂商崭露头角。据不完全统计,全球已有超过

70

家激光雷达厂商,未来市

场将在激烈竞争中大浪淘沙,商用车应用将成为激光雷达厂商试金石,决定未来市场地位的关键在于技术布局、

车规量产能力、商业化合作进展,目前国内厂商华为、禾赛科技、速腾聚创具有领先优势。技术终局方案仍未显现,短中期半固态技术推动商业落地实现,固态技术储备决定未来竞争实力。从目前

已发布/量产的车型搭载的激光雷达技术方案来看,半固态式占据主流,具有半固态式产品的厂商在短中期更容

易获取量产应用机会,而固态式作为激光雷达的发展方向,相应的技术布局将影响厂商未来的产品竞争力。市

场中华为、禾赛科技、速腾聚创技术布局较为全面,已有半固态式产品,同时加紧研发固态式方案;传统

Tier1

Valeo、大陆、ZF等技术布局各有侧重;Mobileye/Intel、Aurora、Cruise等科技公司则直接押注前沿技术领域。软硬件系统整合将成为激光雷达厂商技术核心竞争力。随着未来技术路线定型,激光雷达硬件会逐步趋向

标准化,能提供软硬件结合的系统解决方案的激光雷达能满足客户多元化需求,有望在市场中占据主动。目前

Velodyne基于其

Velarray传感器开发

ADAS解决方案

VellaFamliy,并预计在

2024

VellaFamily将成为占比最

高的营收来源,且软件部分占公司总营收比例超过

20%;Luminar提供专有软件解锁其激光雷达全部功能,并

可通过

OTA进行升级,预计

2025

年软件营收超过

4

成;速腾聚创推出专为自动驾驶环境感知开发的

AI软件

RS-LiDAR-Perception以及面向自动驾驶、无人物流等多项场景的激光雷达解决方案。高车规要求和价格敏感度的特点将筛选供应商。车企要求激光雷达通过电磁兼容、可靠性(包括振动及冲

击、防水防尘)等一系列严格的车规测试。由于面向消费者的乘用车采购激光雷达数量大,该领域客户对激光

雷达的价格敏感度相较于无人驾驶领域也更高。在技术路线以外,激光雷达价格与供应量负相关,Velodyne曾

披露其

64

线激光雷达的成本高昂原因之一便是人工调试复杂,生产周期以周来计算导致产能低。目前多家激光雷达供应商正以代工、自建产线等方式提高其规模化量产能力,进而建立成本竞争优势。与车企合作紧密的厂商获取先发优势的同时将通过持续工程迭代构建商业、技术壁垒。考虑到汽车市场本

身具备产品认证周期长的特点,且搭载激光雷达的车型需要定制装配设计方案、传感器融合算法等方案,因此

当下和车企合作密切并有商业化落地项目的厂商有望对竞争对手建立进入壁垒,与车企客户建立粘性。同时可

以预见与车企的深度合作也将反哺激光雷达厂商在技术、量产交付能力上进行迭代提升。四、激光雷达渗透加速,上游核心元器件有望优先受益激光雷达产业的上游主要包括激光器、光学部件、光电探测器和信号处理电路(前端处理:放大器、ADC、

TDC等,主控单元:SoC、FPGA)。元器件影响激光雷达产品技术性能与成本控制。产业中游为激光雷达整机

厂商,主要负责整合与算法。产业下游主要包括

ADAS、无人驾驶、车联网和服务机器人四大应用领域。4.1

激光器和光学组件是当前规模应用的机械及半固态激光雷达

BOM核心三款经典激光雷达

BOM拆解,激光器件与光学组件

BOM合计占比

40%以上。该

16

线机械式激光雷达拥有

16

905nm激光发射器,单价约

20-25

美元,可以得到

VLP-16

中激光器成本约占

32%-40%。此外光学镜头、滤光片和保

护罩等一系列光学器件也需要

100

美元以上,即占比超过

10%。根据

SystemplusConsulting数据,4

线转镜式激

光雷达

SCALA(4

905nm激光)的激光源

BOM占比

23%,转镜机械单元

BOM占比

13%;双楔形旋转棱镜

激光雷达

Livox的激光源

BOM占比

7%,光学组件

BOM占比

54%。因此,尽管激光雷达的

BOM构成会随着

技术细节产生差异,但可以确定激光源和光学组件是机械式和半固态式激光雷达

BOM的核心组成。4.1.1

车载激光雷达激光器市场规模将快速增长,半固态占主流背景下EEL市场空间最广阔激光雷达为

EEL增速最快的细分市场之一,预计

2026

年市场规模超过

4

亿美元。根据

Yole数据,EEL整

体市场规模在

2020

年为

28.74

亿美元,预计

2026

年达到

66.13

亿美元,2020-2026

CAGR为

15%。从市场构

成来看,光通信领域是

EEL主要应用市场,2020

年占比

60%,未来仍将保持

15%的高复合增速。EEL增长最

快的领域包括传感、医疗和照明,预计

2026

年市场规模达到

7.78

亿美元,CAGR为

25%。EEL在传感领域的

增长将主要由激光雷达市场驱动,预计到

2026

年出货量接近

1

亿,市场规模将超过

4

亿美元,2020-2026

年市

场规模

CAGR约为

72%。未来

5

VCSEL在激光雷达和

DMS组成的领域

CAGR达到

121.9%,预计

2026

年市场规模

5700

万美元。

根据

Yole数据,VCSEL整体市场规模在

2021

年为

12

亿美元,预计

2026

年达到

24

亿美元,2021-2026

CAGR为

13.6%。从市场构成来看,消费电子领域是

VCSEL主要应用市场,2021

年占比

66%,未来仍将保持

16.4%

的高复合增速。2021

VCSEL在自动驾驶领域(含激光雷达和驾驶员监控)市场规模仅为

110

万美元,预计

2026

年将以

121.9%的高复合增长率增长至

5700

万美元。VCSEL海外头部厂商优势主要于消费电子领域建立,车载市场萌芽为国内厂商带来发展机遇。根据

Yole数据,2019

VCSEL市场海外厂商占据份额超过

92%,国内厂商纵慧芯光(Vertilite)市场份额

2%。由于

VCSEL市场主要集中于消费电子领域,因此作为苹果

VCSEL主要供应商的

Lumentum份额领先优势明显,ams和

Trumpf紧随其后,分别占据

15%和

7%的市场份

额。目前

VCSEL的车载市场仍

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