电子行业激光雷达报告：开启百亿级市场蓝海为自动驾驶“画龙点睛”

1行业深度分析证券研究报告为自动驾驶“画龙点睛”R行业深度分析证券研究报告为自动驾驶“画龙点睛”R等其他传感器具有“精准、快速、高效作业”的的传感设备。相较纯视觉路线，多传感器融合方壁垒和更好成像质量，成为自动驾驶与高阶辅助伴随半固态式、固态式等技术不断革新，看好其未来作为自动驾从短期看，产品是否符合车规级要求，能否稳定量产是下游车企普遍关注的问题，机械式较难通过车规级认证，半固态MEMS/转续，随着资本市场不断投资为激光雷达厂商积攒动能，激光雷达下探，下游应用实现多点开花，激光雷达产业发展有望提速。激光雷达产业链可以分为上游(光学和电子元器件)、中游(集成激光雷达)、下游(不同应用场景)。上游为激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分，包含大量的光学和电子元服务机器人、无人机、高精度地图等众多场景。国内整机厂商龙头包括禾赛科技、图达通、速腾聚创、万集科技、奥比中光、欧菲光等，伴随国产替代浪潮近年来市场占比不断提高；上游零部富信科技、茂莱光学等主要面向激光器及光学模组，市场积淀深厚、技术优势突出；长光华芯、仕佳光子、光迅科技等聚焦国内激光雷达报告：开启百亿级市场蓝海，投资评级投资评级领先大市-A维持评级技术优势：激光雷达是自动驾驶传感的核心器件：目标价(元目标价(元)首选股票评级行行业表现电子沪深30033%23%13%3%-7%-17%-27%2022-032022-072022-112023-0升幅%相对收益绝对收益M-1.03M12M-12.3马良分析师相关报告LED，半划发展AI望加速铺开ChatGPTAIGC商用时全面电动化试点带动充电发展03-0502-262023-02-192023-02-1202-05行业深度分析/电子2芯片或布局下一代技术。伴随激光雷达整机逐步进入量产与行业深度分析/电子3内容目录 原理看激光雷达 14 26 车联网+机器人多应用场景探索，释放市场更多增量....29 ：群雄逐鹿，百花齐放 32 图表目录 RAngle!未定义书签。Scala误!未定义书签。错误!未定义书签。AIONLXM错误!未定义书签。错误!未定义书签。.....错误!未定义书签。.....错误!未定义书签。...错误!未定义书签。dTOF........错误!未定义书签。 图23：LS21G混合固态激光雷达(1550nm)资料 17 D 图46：棱镜雷达在ROI区域(感兴趣区域)的实测点云 24 图56：全球激光雷达在高阶辅助驾驶(ADAS)领域的市场规模及预测 27图57：全球激光雷达在自动驾驶(ADS)领域的市场规模及预测 28 。 6 表2：主流造车新势力感知系统对比，多传感器融合+激光雷达上车是普遍趋势错误!未定义书 Velodyne阵..................................错误!未定义书签。Velodyne................................错误!未定义书签。Luminar...................................错误!未定义书签。..................................错误!未定义书签。部件相关技术....................错误!未定义书签。.......................................错误!未定义书签。..................................错误!未定义书签。....................................错误!未定义书签。..................................错误!未定义书签。...................................错误!未定义书签。LTOF71.从发展历程看激光雷达球定位系统(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit，惯性测量装置)三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM(数字高程模型)。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑，测距精度可达厘米级，激光雷达最大的优势就是"精准""快速、高效作业"。攻克的核心技术”系列专栏，列举了35项对于中国而言“卡脖子”的核心技术，包含光刻雷达位列第十项。以用于探测跟车距离的激光雷达。可以显示跟车距离，并在距离过近时发出预警。但是，当时恶劣天气可靠性更高、技术更为成熟的毫米波雷达更适应这一功能，很快便取而代之发尔却从此意识到了激光雷达的巨大潜力，以及当时单线式固定视距激光雷达的局限性。比赛雷达仅扫描单一固定视线的思路。第二届比赛中，开始有队伍在车辆顶端装载激光雷达，但由于车体机械故障未能完成比赛。至第三届比赛时，霍尔的激光雷达开始大放光彩，几乎被第三届DAPRA结束后的几年里，霍尔不断改进产品，在2009年开始正式售卖日后闻名天旋转式激光雷达鼻祖HDL-64E，与原型机相比体积显著减小。同年，谷歌创始人拉cs光雷达领域默默耕耘了11年的北科天绘发布了国内首款激光雷达产品。万集科技、镭神智能、北醒光子等数十家激光雷达企业，如今已经成为全球车载激光类额达领域中，不容忽视RAngleWaymo光雷达为满足安全性、稳定性和寿命的保障，激光雷达使用的软硬件都需要过车规认证。而机械旋转式激光雷达并不适用，其一是动辄上万美元的高昂单价使诸多车企难以承受；其二也是更难解决的问题，其内部使用了大量机械运动部件，在体积和寿命上有缺陷，几乎不可能通过车规认证。固态和混合固态(半固态)激光雷达成为了被看好的方向，其思路是改造激光雷达中的激光器，通过寻找其他工程实现方式减少激光器中的旋转部件，从而提升产品的稳定但目前难以实现。2014年成立于硅谷的Quanergy曾OPA(光学相控阵，固态激光雷达主流技术之一)技术受到广泛关注。但其并没有可产品问世，核心参数探测距离在2016年时是300m，2017年却变成了模糊不清yA首个搭载激光雷达的量产车型，它使用了由法国Tier1(汽车行业一级供应商)法雷奥推出的全球第一个完成车规量产认证的激光雷达Scala，其使用的判断并不是激光雷达尝鲜者的中国车企，后来居上成为了全球最积极搭载激光雷达的客群。这些车企选择的都是混合固态激光雷达。(张立辰，《激光雷达十年上车路》)图5.Scala4线混合固态激光雷达拆解图图6.Quanergy的OPA激光雷达产品目前，应用最广泛的混合固态方案是MEMS(微机电系统)，首个MEMS混合固态激光雷达是以色列公司Innoviz在2017年发布的InnovizOne；速腾紧跟其后，在同年推出了与InnovizOne相似的M1。另一个被看好的混合固态路线是单轴转镜，即Scala使用的方案。12月正式发布单轴转镜的96线激光雷达，并同步宣布了合作车型为北汽极狐阿尔法S。其准度和可靠性都大大超过奥迪搭载的4线激光雷达。禾赛在2021年第四季度推出了参数高于华为的128线激光雷达AT128，目前已拿下理想、集度、吉利旗下路特斯、高合等品牌的定点(指成为某品牌的指定供应商)。图7.华为基于激光雷达的智能驾驶测试图图8.广汽AIONLX搭载的速腾M1雷达10光雷达、GNSS(全球定位系统)等为发凸显。汽车环境监测类传感器主要包括：超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达、摄像头监测类传感器分布于车身内外，通过获取外界环境信息，将模拟信号转化为电信号后，性、可靠性。图9.不同类型传感器在汽车上的应用场景以对路面所有事物进行成像，也是唯一一个可以分辨出具体颜色和图形的感知硬件。特斯拉使用的就是单纯基于摄像头的纯视觉路线。但摄像头严重依赖数据训练，具有很高的行业壁垒。在一些特殊场景中也容易造成判断失误，例如特斯拉汽车将白色的货车识别成了白云或构建出点云图，从而实现诸如目标距离、方位、速度、姿态、形状等信息的探测和识别。除了传统的障碍物检测以外，激光雷达还可以应用于车道线检测。优点在于测距远、精度高，获取信息丰富，抗源干扰能力强。主要缺点是在一些极端天气条件下可能会有一定影响，目m目标物体的距离和速度，其价格和体积也相对适中，易于在车辆进行安装。缺点在于毫米波雷达分辨率有限，很难探测障碍物的具体形状。当需要探测行人这种反射界面较小的物体的速，不适用于高速运动的汽车。其本身探测距离较短，而且只能探测到一定范围内有无障碍物及障碍物的距离，无法判断障碍物的形状及具体的位置，目前超声波雷达主要用于停车等11图10.各类型传感器性能雷达图图11.北汽极狐阿尔法S的辅助驾驶配置中。功能。其精度可以精确到每个车道的具体导向，甚至弯道的曲率，坡度的斜率等毫米级信息。但地图测绘涉及国家安全，国内管理严格。中国高精度地图测绘需要甲级资质，仅有百度、高德、华为、四维图新等十余家公司表1：主流传感方式的优劣对比摄像头超声波雷达毫米波雷达激光雷达C-V2X精度地图原理相机成像，机器学习算法进行图像识别收发超声波信号并测距，根据景深构建实时画面收发毫米波信号并测距，根据景深构建实时画面收发激光信号并测距，根据景深构建实时画面基于蜂窝网络的车联网技术，实现车辆间的信息交互指相对于普通地图而言，服务于自动驾驶系统的专题地图优势对所有物体均可成像唯一一个可以分辨出具体颜色和图形的感知硬件价格便宜体积较小技术成熟抗恶劣天气兼具测距和测速功能价格和体积相对适中易于在车辆进行安装测距远、范围大精度、分辨率高信息量大，可探测目标距离、方位、速度、姿态、形状等信息环境光影响小可用于车道线检测从根源上杜绝了恶劣环境的影响增强对环境的感知能力降低车载传感器成本能使多车信息融合准确、全面地表征道路特征更高的实时性，可以提前规划自动驾驶路线减小传感器的误判风险劣势严重依赖数据训练，很高的行业壁垒受恶劣天气影响大需要大算力特殊场景容易误判响应慢，用于探测距离短无法判断障碍物的形状及具体位置分辨率有限，很难探测具体形对非金属识别效率低对行人识别效率低价格相对较贵极端天气时效果不稳定基础建设缺乏，网络覆度低需要周边车辆有同样设备投资周期长，成本地图测绘涉及国家安全、管理严格，从业者少覆盖道路有限，应用场景稀少车机存储和算力的需求增大探测距离<100m<10m>150m>100m--12探测精度一般，分辨高，>1mm-高，可达毫米级响应一般 (100ms)慢(1s左右)快(1ms)快(10ms)--温度适应性一般一般好好不受温度影响不受温度影响环境适应性恶劣天气适应性差穿透力差恶劣天气适应性差穿透力强恶劣天气适应性强穿透力强恶劣天气适应性差穿透力强不受环境影响不受环境影响成熟度技术成熟技术成熟技术较成熟技术发展快速尚不成熟尚不成熟整体成本一般低较高高高高应用场景车道偏离预警，碰撞预警，交通标志识别，驾驶员注意力测倒车雷达ACC自适应巡航，自动紧满足城市自动驾驶需要，实时建立周边环境三维模型车路协同的智能驾驶车路协同的智能驾驶1.2.2.纯视觉路线关山难越，多传感器融合是大势所趋达的“纯视觉路线”，具有全球领先的研发能力和最丰富的用户数据积累。自动驾驶的算法核心是卷积神经网络和深度学习，需要通过海量的数据训练，尤其是对于摄像头获取图像的识别和处理，因此测试里程收集的数据量成为决定公司实力最重要的因素之一。根据特斯拉2022年各季度生产和交付报告显示，2022年累计交付车辆高达131万辆，新能源汽车销争地位。而单一的传感器难以满足复杂的自动驾驶各类应用场景。多传感器信息融合(MSF)利用计算机技术，对多传感器或多源的信息和数据进行多层次、多空间的组合处理不同传感器优势互补，在不同使用场景中发挥各自功能，从而有效地提高系统的冗余度和容错性，最终帮助做图12.不同类型传感器在汽车上的应用场景行业深度分析/电子13表2：主流造车新势力感知系统对比，多传感器融合+激光雷达上车是普遍趋势系蔚来NIOPilotNADXpilot2.5Xpilot3.0Xpilot3.52020款理想One2021款理想One理想X01光雷达-1--2--155355155超声波感器，对于车规级自动驾驶产品，首先考虑就是所发射的激光是否安全，避免对周围的人员的文件。针对国内，激光雷达尚没有统一行业标准，厂商之间的所采用的标准也不尽相同。子与电磁兼容分技术委员会组织召开了《车载激光雷达性能要求及试验方法》标准起草组成表3：IEC60825-1对激光产品的安全性分级要求1M级暴露时间超过几分之一秒后对人眼不安全。这种激光是肉眼可见的。2M级模拟到1M，2M与光学仪器一起使用时不安全。最高允许辐射。处理时需要使用特殊的个人防护装备。距激光雷达至少达到100m@10%(在目标物体反射率m行业深度分析/电子14要通过电气特性、机械特性、物理化学特性和电磁兼容性特性四大模块共计数十项检测，包落试验、温度梯度试验、耐久性激活试验和高压冲洗试验等。表4：激光雷达上车要求标准要求安全探测距离精度和分辨率工作寿命总工作时长一般需要达到13000小时及以上。温度适应性在-10°C-60°C之间具有可靠的工作性能，高温下正常运行至少2100小时。图13.激光雷达车规级测试内容一览2.从工作原理看激光雷达激光雷达按测距原理分类可以分为飞行时间法(TOF)和连续调频波法(FMCW)。飞行时波波脉冲信号之间的时间间隔，即测量激光脉冲来回的往返时间T，即可得到目标距离波之间相位差来反推时间。其不会受到太阳光等干扰，抗干扰能力更强、激光峰值发射功率能够稳定在较低水平15 (100mW)，可以获得每个像素的径向速度。通过FMCW技术，激光雷达的视距可以扩展的要求非常高，同时其的信号解算又相当复杂，在技术上目前仍具有挑战。另外其作为测距，造成成本较高。预计在2024年左右可以实现量产。图14.dTOF工作原理图15.FMCW工作原理图17.FMCW系统架构图16.TOF激光雷达核心模块示意图又可分为边发射激光器(EEL)，垂直腔面发射激光器(VCSEL)和固体激光器。16图1：激光雷达依据发射端的分类全角度要选用一级的能量(只能实现150m)，近红外波段仅适用于乘用车。商用车至少需要的视网膜之后无法聚焦不会伤害眼睛晶体，可以在保证安全基础上人为增加能量，增大探测距离。但是，远波红外光源必须使用较为昂贵的铟镓砷(InGaAs)作为接收端，其具有生产工艺难，激光器价格高的缺陷。此外探测距离远意味着功率大，这也对芯片散热能力以及封表1：不同波长激光器的优劣势对比近红外(905nm)远波红外(1550nm)接收端材料硅基(Si)铟镓砷(InGaAs)发射端器件半导体激光器光纤激光器天气适应性受雨雪、粉尘、日光干扰较大，大气散射穿透率一般受天气因素干扰小，大气穿透率较强功率探测精度和距离受限增大功率情况下，可以提高探测距离和准度安全905nm容易造成视网膜灼伤，受车规级因素制约较大1550nm大部分被晶状体吸收，对人眼危害小，安全性高成本技术成熟，成本较低光纤激光器单价为数万元，需要外部电源和控制端。且接收材料成本同样昂贵。mEELVCSEL高到多通道结构400W甚至近千瓦。但其缺点是由于其发射口长宽尺寸不同，发出的光斑为光谱发散也更宽。EEL形温度敏感性低，在较宽的温度范围内保持稳定。在未来定制化后可以进EL17ELVCSELLEDEELVCSEL器需要很昂贵的激活介质(各种复杂的晶体)，在设计和工艺上具有很级点光源通过特殊的光场匀化技术进行匀化，在三维空间形成均匀照射大视场。其次，需要让固体激光器满足车规级高低温、震动、寿命等可靠性要求。目前市场公开报道能够提供车图6：LS21G混合固态激光雷达(1550nm)资料光纤激光器与半导体激光器不同的地方主要在谐振腔。半导体激光器使用不同介质的分界面作为反射面，从而形成谐振腔。而光纤激光器直接使用光纤作为谐振腔。大气穿透能力强，人眼安全性高，峰值功率可达上百甚至上千瓦，单色性好是激光光源的显著特点，但是激光雷达在光源及探测器成本、体积、温度稳定性以及供应链成熟度上还有明显的不足。其更新18905nm激光雷达光源模块(右)激光器产品、激光照射视场能量分布数据激光雷达激光雷达按照接收端可以分为雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)和光电是利用光生载流子在高电场区内的雪崩效应而获得光电增益，从而产生较大(大约100倍)的输出电流。一般来说，在不超过反向击穿电压时，反向电压越高，增益就越大。光电倍增19冲输出工作模式噪声水平，在原有的暗计数、后脉冲效应、串扰等不利因素的基础上，加剧性能的恶化。因，能够产生强度效果，可以获得更高的动态范围以应对强光场景。但像素单元较输出图像架构可以分为整体旋转的机械式激光雷达、收发模块静止的半固态激光雷达以及固态式激光雷达。其中，半固态激光雷达具有微机电系统(MEMS)、转镜和棱镜三种方案。固态激光雷达包括光学相控阵(OPA)和闪光激光雷达(FLASH)。行业深度分析/电子表6：机械式与固态式特点对比技术架构主要特点机械旋转式激光雷达半固态式激光雷达半固态方案的特点是收发单元与扫描部件解耦，收发单元(如激光器、探测器)不再进行机械运动，具体包括微振镜方案、转镜方案等。适用于实现部分视场角(如前向)的探测，体积相较于机械旋转式雷达更紧凑。固态式激光雷达固态式方案的特点是不再包含任何机械运动部件，具体包括相控阵(OpticalPhasedArray,OPA)方案、Flash方案、电子扫描方案等。适用于实现部分视场角(如前向)的探测，因为不含机械扫描器件，其体积相较于其他架构最为表7：激光雷达依据发射端的分类机械式转镜式棱镜式MEMSOPAFLASH体积大小小量产成本中低低成熟度高中低低使用寿命时高高高高探测范围方精度 (Luminar160线(一径科ML0s)高厂家e应用车型系统存在宏观意义上的转动，也就是通过不断旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光从“线”变成“面”，并在竖直方向上排布多束激光，形成多个面，达到动态扫描并动态接收信息的目的。在工作时竖直排列的激光发射器呈不同角度向外发射，实现垂直角度的覆盖，商行业深度分析/电子为市场主流机械激光雷达使用机械部件旋转来改变发射角度，这样导致体积过大，为激光器准直的难度且长时间使用电机损耗较大。此外为了实现360°的视野探测范围，不得不将硕大的激光雷达放置在车顶，影响美观。受限于高频转动和复杂机械结构，机械式平均000-3000小时，与车规级设备最低13000小时的要求相去甚远。此外，由于其结构较为复杂，成本压缩空间也逐步缩小。目前16线激光雷达的售价约为2.6万 神智能)人民币。达体积随线数直线上升.MEMS：单振镜实现小型化，未来主流方向之一微机电系统(MEMS)全称MicroElectromechanicalSystem，是指尺寸在几毫米乃至更小的振镜利用半导体工艺生产，不需要机械式旋转电机，而是以电的方式来控制光束。其核心是一个微米尺度的振镜，通过一个纤细的悬臂梁在横纵两轴高速周期震动，从而改变激光反射有单个光源而大大减小了器件体积和功耗。其光路结构简单，运动部件减少，可靠性相较机提升很多。同时减少了激光器和探测器数量，成本大幅降低。其寿命在10000镜的悬臂梁角度有限，覆盖面很小，所以需要多个雷达进行共同拼接才能实现大视角覆盖，这就会在每个激光雷达扫描的边缘出现不均匀的畸变与重叠，不利于算法处理。另外，悬臂梁很细，机械寿命也有待进一步提升。(电动生活).转镜/棱镜技术：结构简单相对低功耗，寿命长可靠性高旋转的多边形棱镜和纵轴转动的镜子组成，通过横轴棱镜不断旋转，使光源在目标平面上不断水平扫描，而纵轴摆镜可以不断改变光源的垂直方向。因此转镜激光雷达仅需一束光源就可以完成机械式几十个光源才能完成的扫描任务。相对于机械式激光雷达，其功耗较低，同时又具有满足车规级要求的寿命与可靠性。但其由于需要极高的转动频率需要成百上千次的转动，对机械部件的寿命构成了威胁。其单个光源需要等效机械式雷达几十线束的效果，也图25：禾赛科技AT-128转镜激光雷达实测点云棱镜技术代表玩家为大疆览沃。其原理为将两个有斜面的柱状镜头组合，可以利用光的折射控制激光的扫描方向，最终扫描出一个花瓣状的区域。调整两个棱镜的转速就可以控制扫描的区域，其扫描路径不会重复，理论上如果扫描时间足够久，棱镜激光雷达可以扫描出前方每一个点的距离，具有高于其他技术路径的视场覆盖率和等效线数。例如小鹏P5的配备两livoxHAP50m@10%，横向120°FOV，具备等效144路等场景下远处障碍物的检测，提升辅助驾驶行车安全。但是棱镜技术点云分布中央密集，现量产。ss内livox雷达Tele-15点云分布图图29：棱镜雷达ROI区域(感兴趣区域)实测点云.3.4.OPA：产品小型化，无需机械扫描光学相控阵原理类似干涉，通过改变发射阵列中每个单元的相位差，合成特定方向的光束。经过这样的控制，光束便可在固定位置即实现对不同方向进行扫描。雷达精度可以做到毫米级，且顺应了未来激光雷达固态化、小型化以及低成本化的趋势，但难点在于如何把单位时间内测量的点云数据提高以及投入成本巨大等问题。目前真正投入使用的主要是美国的.FLASH：类照相机模式，机遇与挑战并存FLASH达原理类似照相机，但感光元件与普通相机不同，每个像素点可以记录光子飞行时间信息。通过在短时间内直接向前方发射出一大片覆盖探测区域的激光，通过高度灵敏的接收器实现对环境周围图像的绘制。其具有结构简单、尺寸压缩空间较大和数据丰富的特点，是目前纯固态激光雷达最主流的技术方案。然而受限于需要在有限功率下发射大面积的激光，其不得不降低单位面积上激光的强度，势必会影响到探测精度和探测距离。因此还无法完成全路况的辅助驾驶，仅在较低速的无人外卖车、无人物流车等领域应用。代表品FLASHFOV激光雷达接收的信号需要在处理系统经过放大处理和数模转换，经由信息处理模块计算，获前端电路、算法处理电路、激光脉冲控制等几个不同模块集成在一块芯片内，能够同时进行或将逐步代替主控芯片FPGA。图34：激光雷达信息处理单元的组成和比较3.从产业进程看激光雷达器测，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在高级辅助驾驶中渗透率增加、以及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推场，也是高级辅助驾驶领域全球最大的新车销售市场。由于人口老龄化和产业升级的影响，需要在减少人力支出的情况下增加生产效率，通过无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人车项目当前处于快速开发之中。世界各地交通法规的修订为L3级自动驾驶技术商业化落地全球范围内第一个针对L3级自动驾驶具有约束力的国际法规。随着激光雷达成本下探至数图39：全球高阶辅助驾驶(ADAS)领域的市场规模及预测n与一汽红旗合作实现了中国首条L4级自动驾驶乘用车生产线建设，具备批量生产能力。根据n雷达是无人驾驶的“眼睛”，激光雷达上车是智能驾驶的点睛之笔。从自动驾驶技术发激光雷达称为推动智能驾驶发展的重要因素。就国内市场而言，中国拥有世界最大的高级辅激光雷达及各细分领域市场增速预测索，释放市场更多增量智慧城市、车联网等场景有助于催生路侧激光雷达市场成长。世界范围来看，中国车联网发EVX实现区域覆盖，新一代车用无线通信网络(5G-V2X)逐步开展应用，高精度时空基准服务网络实现全覆盖。激光雷达结合智能算法，能够提供高精度的位置、形状、姿态等信息，实现对交通状况进行全局性的精确把控，对车路协同功能的实现至关重要。随着智能城市、智能雷达的需求将呈现稳定增长态势。型机器人主要应用范围包括无人配送、无人清扫、无人仓储、无人巡检等。面对新冠疫情，务。根据禾赛科技公开招股书援引沙利文研究预测，伴随全球服务型机器人出货量的增长以及激光雷达在服务型机器人领域渗透率的提升，至2026年激光雷达在该细分市场预计达到3.2.产业链梳理激光雷达产业链可以分为上游(光学和电子元器件)、中游(集成激光雷达)、下游(不同应用场景)。其中上游为激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分，包含大量的光学和电子元器件。中游为集成的激光雷达产品，下游包括军事、测绘、无人驾驶汽车、高图64：激光雷达成本分布行业深度分析/电子表8：激光雷达产业链一览表产业链细分产品国内外产业链发展情况相关企业原材料及零部件激光发射边发射激光器(EEL)激光器和探测器是激光雷达的重要部件，激光器和探测器的性能、成本、可靠性与激光雷达产品的性能、成本、可靠性密切相关。国外厂商在激光器和探测器行业耕耘较久，产品的成熟度和可靠性上有更多的实践经验和优势，客户群体也更为广泛。国内厂商近些年发展迅速，产品性能已经基本接近国外供应链水平，并已经有通过车规认证(AEC-Q102)的国产激光器和探测器出现，元器件的车规化是车规级激光雷达实现的基础，国内厂商能够满足这一需求。相比国外厂商，国内厂商在产品的定制化上有较大的灵活性，价格也有一定优光学部件方面，激光雷达公司一般为自主研发设计，然后选择行业内的加工公司完成生产和加工工序。光学部件国内厂商的技术水平已经完全达到或超越国外供应链的水准，且有明显的成本优势，已经可以完全替代国外供应链和满足产品加工的需求。FPGA芯片通常被用作激光雷达的主控芯片，国外厂商的产品性能相比国内供应商大幅领先，但国内产品的逻辑资源规模和高速接口性能也能够满足激光雷OSRAM、瑞波光电、炬光科技、相干公司、LEONARDO、SemiNex、EXCELITAS垂直腔面发射激光器 (VCSEL)Lumentum、AMS、长光华芯、纵慧芯光光纤激光器瑞士FISBA、nlight、镭神智能、锐科激光、光库科技、海创光电格镭激光、炬光科技光电探测器滨松、安森美半导体、量芯集成、灵明光子、芯视界微电子旋转电机、扫描镜创微、微奥准直镜头带滤光片VIAVI、Alluxa、水晶光电、天孚通信、腾科技FPGA芯片/MCU/DSP赛灵思、英特尔、华微电子、智多晶、广东高云、紫光国微、瑞萨、英飞凌、德州仪器、亚德诺半导体、相干公司、华光光电模拟芯片模拟芯片用于搭建激光雷达系统中发光控制、光电信号转换，以及电信号实时处理等关键子系统。国外供应商在该领域积累已久，技术先进、产能充足、成熟度高，是行业的领导者。国内供应商产品丰富程度到技术水平还普遍存在着一定差距，尤其车规类产品差距会更大。TI、ADI、矽力杰半导体、圣邦股份放大器亚德诺、德州仪器、美信、安森美、思佳讯、微芯、盛邦微电子模数转换器CirrusLogic、美信、云鑫微、时代民芯光雷整机厂商机械旋转达机械旋转式激光雷达推动了无人驾驶技术的快速发展，视，激光雷达的车规化发展开始起步，国外厂商在技术和产品上积累了丰富的量研发后逐步完成了技术的追赶甚至在一定范围内实现超越，技术方案呈现多日益成熟，在无人驾驶方面项目规模不断扩大，并陆续进入商业化上车测试。潮，巨头企业布局激光雷达领域，市场VelodyneOuster万集科技、流深光电、数字绿土、欧镭激力策、未感科技、镭神智能混合固态激光雷达MEMS(微振式)激光雷达速腾聚创、禾赛科技、一径科技、a光科技、砝石雷达、探维科技、镭神智能转镜式激光雷达奥、华为、镭神智能、禾赛科技棱镜式激光雷达大疆LivoxFlashTetraVue、ASC、PrincetonLightwave、饮冰科技、洛伦兹、北科天绘、镭神智能OPAve芯、一径科技、镭神智能、深圳力策、速腾聚创、飞芯光电FWCMPhotonics、光勺科技行业深度分析/电子无人驾驶行业无人驾驶公司国外无人驾驶技术研究起步较早，从车队规模、技术水平以及落地速度来看，相比国内仍具有一定的领先优势。国内无人驾驶技术研究发展迅速，不断有应用试点和项目落地，与国外公司的差距断缩小。Aurora人工智能科技公司谷歌、百度、商汤科技出行服务提供商Uber(优步)、Lyft、滴滴驶行业ADAS重点供应商该行业下游企业主要包括世界各地的整需要激光雷达公司与车厂或Tier1公司达成长期合作，一般项目的周期较长。大陆、博世、奥托立夫、德尔福、采埃孚&高级智能驾驶北汽蓝谷精度地图百度、高德、四维图新应用领域及场景服务机器人行业机器人公司服务机器人国内技术发展水平与国外相当，从机器人种类的丰富度和落地场景的多样性而言，国内企业更具优势。车联网行业车联网方案商得益于“新基建”等国家政策的大力推动，国内车联网领域发展较国外更加迅百度、大唐、星云互联、金溢科技、高新兴4.重点整机厂商：群雄逐鹿，百花齐放Innoviz起步较早，在技术和产品具备一定的先发优势。过去两年通过特殊目的并购公司 发展。国内厂商在近几年投入了大量研发后，逐步完成了技术的追赶甚至在一定范围内实现超越。禾赛科技、速腾聚创、图达通等企业的产品在行业内具备较强的竞争力，各方势力百产业持续繁荣，缩小与国外差距。行业深度分析/电子图44：全球激光雷达厂商分布镜式半固态方案推动了整个产业的发展，为激光雷达持续加码。随着制造工艺的升级和规模经济逐步显现，未来激光雷达有望下探至商业化量产水平。下游主要应用领域为无人驾驶和表9：2021-2022年激光雷达“上车”信息汇总品牌/车型上市/信息公开时间车型售价激光雷达品牌激光雷达类型小鹏G92022年下半年-速腾聚创微振镜扫描式2长城铁甲龙48.8万元96线转镜扫描式4合众哪吒S2022年底-96线转镜扫描式3上汽飞凡R72022年下半年双轴转镜扫描式1月38.89-42.99万元96线转镜扫描式3小鹏P5元起大疆Livox转镜式半固态2蔚来ET75万元起微振镜式半固态1北汽极狐阿尔法S起速腾聚创微振镜式半固态3威马M7月-速腾聚创微振镜式半固态3智己L7月0万元起速腾聚创微振镜式半固态2广汽埃安新款LXplus月22.9-34.9万元速腾聚创微振镜式半固态3高合HiphiZ-禾赛科技转镜式半固态1长城摩卡2021年18.7-22.3万元beo态3奔驰EQS月66-81万元--1S2021年91-184万元Valeo-1本田Legend2021年指导价40万元Valeo-5LucidAir2022年-速腾聚创-1宝马iX2021年84.69万元Innoviz-1阿维塔112022年--3行业深度分析/电子4.1.Velodyne：全球激光雷达领军者DarGrafIndustrialCorp.宣布业务合并，组建第一家纯激光雷达技术公司并在纳斯达克上市，股票e图45：Velodyne发展历程决Velabit等多系列产品；软件方面,公司提供应用于ADAS领域的Vella、应用于智能交通领无人车配送)、智能城市&安全(包括智能十字路口、高级人员监控、停车和交通管理&无人机)等众多下游领域。表10：Velodyne激光雷达产品矩阵产品环视混合固态激光雷达固态激光雷达HDL-32EPuckPuckHi-ResAlphaPrimePuckLiteVelarrayM1600VelarrayM800Velabit推出时间200310.142%8/32103家电为主，涵盖工控身控制MCU激光波长20138.351%325107IoT为主(WiFiMCU)-线数20063-443%8/32115家电和消费电子为主有应用，正在研发电机/电池控制MCU测距能力20031.833%16/32646智能电表为主，进军IoT2021:11月首颗通过AEC-Q100视场角 (水平×垂直)2018 (2021)—32>10电子、将有数款进行车规AEC-Q100认证精度务开始时间2020年MCU营(亿)率位数产品系列产品型号应用领域U工作电压9V-18V9V-18V9V-18V9V-28V9V-18V---重量1.0kg0.83kg0.83kg3.5kg0.59kg--0.125kg应用领域驶、无人机无人出租域广泛用于低速驾驶、无人登录领域较大主要用于ADAS、机器人、无人机等性能较为优越，可广泛用于多种场所主要用于无最后一公里配送及低速机器人应用于ADAS领域 (商用车)应用于机器人、无人机ADAS领域表11：Velodyne软件方案概览品激光雷达软件基础设施VellaVDK智能基础设施解决方案描述larrayADAS决方案Velodyne感器的感知软件一项突破性的硬件+软件技术，旨在解决一些最具挑战性和普遍存在的基础设施问题。优势Vellam大大优于利用摄像改变目前市场上的高级驾驶辅助功能，例如车道保持辅助(LKA)、自动紧急制动(AEB)和自适应巡航控制(ACC)。能力，客户可以将Velodyne的激光雷达与现成的功能库相连接，从而推进解决方案的开发不断发展的应用程序和加速上市时间。Velodyne屡获殊荣的激光雷达传感器与Bluecity强大的人工智能软件，用户可以监控交通网络和公共空间，以生成实时数据分析和预测。这将提高交通和人群流动效率，促进可持续性并在所有天气和照明条件下保护弱势道路使用者。行业深度分析/电子图46：Velodyne激光雷达出货量预测4.2.Luminar:深度布局1550nm激光雷达Luminar在2012年由“光学神童”AustinRussell创立，专注车载激光雷达技术的突破性研究。2016-2017年陆续收购购光电公司OpenPhotonics与铟镓砷光电探测器设计公司BlackForestEngineering，布局1550nm激光雷达并使接收器成本不断下探；2018-2019年先后发布Iris和Hydra两款核心产品，并于2020年12月以SPAC方式成功登陆纳斯达克上市，成为继Velodyne全球第二家上市的激光雷达厂商。目前，Luminar获得了50个行业合作伙伴，其中包括全球10大汽车原始设备制造商(OEM)中的7个。inar系统、再到向OEM厂商提供完整的解决方案。目前公司的主要硬件产品为Iris和Hydra，都测距离表现更优秀，使得公司产品能够适应各种天气状况，在雨雪雾等恶劣天气也能达到200m的有效探测距离。激光雷达提供的软件产品可以覆盖高速公路上夜间或恶劣环境下的感知和识别，为自动驾驶的路径规划和决策提供额外的信息。公司为了完善产品结构，后推OEM表12：Luminar产品参数产品Hydra外观测距原理ToFToF光速操纵MEMSMEMS测距能力MAX500mMAX600m波长1550nm1550nm视场角(水平×垂直)120°×30°120°×26°分辨率>200pt/sqdeg>300pt/sqdeg功率55W25W图48：Luminar软硬化一体的解决方案家建立合作，包括丰田、戴姆勒集团等。公司还与英特尔自动驾驶子公司Mobileye签订合案中加入4颗Iris激光雷达。2021-2022年，公司未来仍有12个量产及研发项目(具体包雷达量产项目、9个其它激光雷达开发合同)，预计可带来15亿美元的营业收入。图49：Luminar与众多相关公司建立合作关系助驾案，兼顾业内顶尖的产品性能、可量产的设计以及出众的可靠性。从2016年初开始自主研国图50：禾赛科技发展历程不同场景的特点与需求，陆续开发了多个产品线，如适用于无人驾驶领域的Pandar128、PandarQTADASPandarGT等，适用于机器人领域的PandarXT，适用于表13：禾赛科技激光雷达产品矩阵应用领域品产品图例产品发布/对外销售时间测距范围视场角(水平×垂直)无人驾驶(机械旋转)Pandar40400.3-200m360°×23°布时，产品的测距范围、角度分辨率等性能指标领先Pandar40P40距0.3-200m360°×40°度时间同步协议Pandar40M40距0.3-120m360°×40°为客户提供了更经济的选择Pandar6464距0.3-200m360°×40°密的垂直线数分布，远距离物体检测性能更优、分辨能力更强Pandar128128距0.3-200m360°×40°系统紧凑，重量与体积QT6464距0.1-20m360°×40°能够对近距离物体进行精准感知，能对近距积小、安装便捷QT12812820m@10%反射率360°×105.2°玲珑小巧，嵌入自由(高仅83mm，重仅700g)；相比上一代架构，全面升级了反射率精准度；近距离的车辆、行人、小动物等细节清晰可见，实现盲区全覆盖。Pandors知套件1个40线激光雷达采集360°范围内的点云信息，4个广角摄像头覆盖车身周围360°的图像采集，1个前向彩色摄像头获取更远、更丰富的前向目业界普遍存在的传感器标定、多传感器同步等问题。一体式设计结构紧凑，即插即用，可降低用户的研发门槛，促进自动驾驶技术的快速普及。助驾驶 固态)PandarGT0.5-300m60°×20°垂直方向视场范围20°至5°动态可调，且能够实现±5°的整体偏置，适应不同场AT128200m@10%120×25.4°机器人 (机械旋转)PandarXT32距0.05-80m360°×31°零盲区，性价比高 (机械旋转)PandarMiind感知算法的机械式激光雷达在Pandar40P、Pandar40M、Pandar64的硬件基础上，增加目标识别与追踪模块。算法内部集成，无需额外软件和外接计算单元移植部署。同时输出点内，在多项产品和技术类别中实现了行业内领先的技术水平。在技术方面，公司积极发展用技术、以及算法技术是公司产品设计开发、迭代优化、以及功能拓展的共同支撑。在产品方面，Pandar128是当前市场性能和集成度领先的旗舰级激光雷达，2021年9月，表14：禾赛科技激光雷达整机及核心部件相关技术技术大类名称在主营业务记主要产品中应用和贡献情况成熟程度技术来源激光雷达整机及核心部件ToF测距整体旋转方案该方向获得的授权专利及申请的专利涉及整体旋转方案激光雷达的整体架构、集成、工作方式方面关键技术，是现有主要产品的核心技术及主营业务的成熟稳定微振镜方案该方向获得的授权专利及申请中的专利涉及微振镜方案激光雷达的整体架构、集成、工作方式方面以及其核心器件微振镜的关键技术，部分技术应用于现有主要产品，是现有主要产品的核心技术。另外部分技术作为未来产品的技术成熟稳定转镜方案该方向获得的授权专利及申请中的专利涉及转镜方案激光雷达的整体架构、集成、工作方式方面关键技术，是现有主要产品的核心技术。部分成熟电子扫描方案该方向获得的授权专利及申请中的专利涉及电子扫描相关方案激光雷达的整体架构、集成、工作方式方面关键技术，该方向技术主要作为未来产品的技术储发阶段相干测距FMCW方案该方向申请中的专利涉及FMCW方案激光雷达的整体架构、集成、工作方式方面以及其核心器件线性调频窄线宽激光器的关键技术，该方向技术主要作为未产品的技术储备。发阶段ADAS的飞跃，也是市场上唯一同时满足远距(200m@10%)和超高点频(153万每秒，单回波)的车规级前装量产激光雷达。基于该款高性能车规级产品，公司与理想汽车、文远知行、地平线等知名车企和全球领先的边缘人工智能企业达成战图51：车规级混合固态激光雷达AT128产品图例图52：禾赛科技自动驾驶生态伙伴部分展示4.4.图达通：全球图像级激光雷达领导者Innovusion(图达通)成立于2016年，专注于300线激光雷达的研发与生产。公司在硅谷FalconET自动驾驶超感系统的量产标配。依托产品技术的先进性和成本的可控性，公司在国内还与多家车联网、轨道交通、智慧高速、无人矿卡以及。图53：图达通发展历程公司发布的捷豹精英系列激光雷达最远探测距离可场景，感知并协助管理路况。公司通过正向开发打造的车规级激光猎鹰激光雷达是2022年全的要求。除了硬件产品，公司还积极开发针对智慧交通行业的软件解决方案——OmniSense。它不仅能提供高质量的3D点云图像和先进的目标感知算法，同时它配备了界场景实现。表15：图达通产品参数品捷豹精英系列猎鹰系列OmniSense(软件解决方案)外观激光波长1550nm1550nm种(90%)目标分类<10cmGPS定位<100ms数据延迟>7×24h数据回放探测距离280m/400m可达500m探测精度<3cm<2cm水平视场角100°/65°120°垂直视场角40°25°分辨率300线-角分辨率0.09°×0.13°0.08°×0.08°(ROI区域)0.16°×0.24°(非ROI区域)图54：图达通与均胜电子携手向蔚来提供激光雷达RoboSense(速腾聚创)是全球领先的智能激光雷达系统科技企业。速腾聚创于2014年成立，总部位于深圳。公司通过激光雷达硬件、感知软件与芯片三大核心技术闭环，为市场提图55：速腾聚创发展历程积累深厚，配合性能优越的激光雷达硬件产品可以为车路协同、中低速自动驾驶等应用场景表16：速腾聚创激光雷达产品参数品RS-LiDAR-16RS-LiDAR-32RS-RubyRS-HeliosRS-BpearlRS-Ruby-LiteRS-LiDAR-M1测距原理ToFToFToFToFToFToFToF激光波长905nm905nm905nm905nm905nm905nm905nm光束操纵机械式机械式机械式机械式机械式机械式MEMS线数32128-3280-测距能力150m200m250m150m100m230m200m视场角 (水平×垂直)360°×30°360°×40°360°×40°360°×70°/31°360°×90°360°×40°120°×25°角分辨率 (水平×垂直)/0.4°×2.0°/0.4°×0.33°0.2°/0.4°×0.1°0.2°/0.4°×1.33°/1°0.2°/0.4°×2.81°0.2°/0.4°×0.1°平均0.2°×平均0.2°精度3cm工作电压9-32V9-32V19-32V9-32V9-32V-9-36V盲区≤0.4m≤0.4m≤0.2m≤0.1m≤1.0m≤0.5m产品功率12W13.5W45W12W13W38W15W表17：速腾聚创感知方案概览品VXRSP1RS-LiDAR-PerceptionRS-ReferenceRS-Fusion-P5描述车路协同激光雷达解决方案成熟可靠的低速自动驾驶激光雷达感知方案技术积累深厚的AI感知软件面向高级自动驾驶感知系统的真值&测评工具链性能极致的L4+激光雷达感知融合方案优势RoboSense结合知软件RS-LiDAR-Perception和性能优越的激光雷达硬件，赋予鸟瞰路口的“上帝视角”，突破车端感知极限，助力智能交通新基感知软件单元RS-驶感知功能；采用的RS-LiDAR-16是市面上性能最出众16线激光雷达百米开外暗色物体依然能准确探专门为自动驾驶知软件,凝聚RoboSense超10年点云感知软件技术积累，获得众多合作伙伴在各类驾驶场景共大幅提升智能驾驶项开发效率，帮助自驾驶与ADAS应用的快速量产落地。RS-Ruby+近场补盲LiDAR，感知区域全。智能固态激光雷达车规量产交付的企业，引领激光雷达行业进入“量产元年”，带动智能固态激光雷达在众多汽车品牌的前装车规量产，涵盖比亚迪、广汽埃安、威马汽车、极氪、路光雷达产线，不断加速量产进程。据YoleDéveloppement发布报告显示，2021年，RoboSense光雷达研发制造商在汽车和工业市场应用的份额占比10%，图56：国内首条车规级固态激光雷达产线图57：速腾聚创部分合作伙伴展示5.1.炬光科技2007年，深耕激光行业上游领域十余年。近年来公司积极拓展汽车应用板AR舱内驾驶员监控系统(DMS)等汽车创新应用场景的车规级核心能力，并已通过IATF16949质量管理体系认证、德国汽车工业会VDA6.3过程审核，拥有车规级激光雷达发射模组设计、开发、可靠性验证、批量生产等核心能力，并通过首个量产项目积累了大量可靠性设计及验证经验。公司激光雷达业务收入主要系无人驾驶激光雷达(LiDAR)发射端激光雷达面光源、线光源和光源光学组件的相关产品销售收入，2018-2021年占主营业务收入的比重分别为0%、8.23%和10.88%，呈现稳步增长趋势。图58：炬光科技汽车应用主要产品5.2.长华光芯VCSELTOF可靠、调制速率快、可大量生产、PO表18：长华光芯VCSEL-TOF产品介绍产品类别产品图片产品介绍产品特性应用领域VCSEL-TOF系列过飞行时间传感技术 原光源照射物的3D形940nm电光转换效率：＞42%制5.3.万集科技一步完善。此外，除机械式激光雷达之外，在更加先进的MEMS激光雷达及硅基全固态激光雷达领域，公司同样具有深度的布局和积累。公司交通用激光雷达已经广泛在城市、高速、国省道等场景获得应用，智能装备激光雷达下游已经积累50余家机器人客户并量产交付，车载激光雷达产品已经在宇通商用车获得应用，路侧精准感知激光雷达已经在北京、雄安、苏州、重庆等多个城市智能网联示范区项目获得应用。未来，随着工业机器人及智能驾驶对表19：万集科技激光雷达产品参数品WLR-718WLR-711WLR-715WLR-712WLR-716WLR-713WLR-720WLR-732WLR-736线数2线激光波长905nm905nm905nm905nm905nm905nm905nm905nm905nm测量距离10m65m65m65m25m70-150m150m100-200m100-200m扫描角度270°Max180°Max270°360°270°106°360°×±15°360°×37°145°分辨率0.33°/1°(水平) (水平)0.05°/0.1° (水平)0.33° (水平)0.25°/0.5°×0.8°/0.4°×2°/0.2°/0.3°/0.4° (水平)/0.3°/0.4°/0.5 (水平)精度产品功率典型4WW最大60W (带加典型4W、最大15W(带加热)Max60W3W8W(加热24W)Max60W20W/50W<10W(加热30W)应用领域激光叉车及AGV的安全防调查、车辆检测器和车辆轮廓尺寸检测等系统激光轮轴 (驱动轴)识别、激光激光替代线激光叉车AGV定位导航SR(服务机器人)及AMR(自主移动机器人)的自然导航低速驾驶车辆及机器人的导航定位城市交通检测、地形勘测测绘、无人驾驶感知图59：万集科技新发布的128线车规级激光雷达5.4.仕佳光子块G设等应用领域，已形成良好的产品布局和核心技术积累。行业的主要增长动力之一。在数据中心内部互联以及数据中心互联需求的推动下，公司的数据中心AWG器件呈快速增长态势。此外，