自動駕駛穩(wěn)步推進激光雷達迎發(fā)展機遇

行業(yè)動態(tài)10月新能源汽車銷繼續(xù)增，比亞迪單銷量環(huán)比仍長。據(jù)汽數(shù)據(jù)，我國10月新能源汽車產(chǎn)銷量繼續(xù)保持環(huán)比增長，單月銷量71.4萬輛(YoY86.,Mo+0.其，亞銷量2178輛(YoY1422,MM8.1，安售3.0輛(YoY14,MM+0吒1.80輛(oY122,oM0AITO1.20萬輛(Mo+1)，理想1.01萬輛(oY31,MM-1)，蔚來101萬輛(YoY17,MM-8)，極氪101萬輛(oY+495,oM22)，零跑0.70萬輛(YoY92,oM36，鵬0.51輛(Yo-50,o-40。圖21-02年全國新能源汽車產(chǎn)銷量情況（萬輛）理圖全國新能源汽車市場銷量（按動力，萬輛） 圖全國乘用車新能源汽車零售市場情按車型萬輛） 理 可為0、A0AB、C、D等別根軸距排、量等分A0級-距2.于1A0距2-4量1.。A級-軸距25.m，排量:6.;B級-軸距.25米，排量1-4C級-軸距2-8m，排量2LD級-軸距大于2m量3L）10月新能乘用車市場環(huán)比增放緩乘會計9純動發(fā)量67.6輛比長85.比增0.電動量17.3輛比續(xù)升至2410月B電車量132輛比長62比降8純動26。純電動A00A0占比加，其中A00級批銷量12.8萬輛占純電動25；A0級批發(fā)銷量10萬輛，占純電動20；A級電動車占純電動份額27；各級別電動車例對衡。9月新能乘用車電機控搭載量為59.9萬臺(YoY+69.3)OBC裝機量共52.80萬套(YoY+31.63)。在電控系統(tǒng)方面，三合一電驅(qū)動系統(tǒng)搭載量為37.8萬臺(YoY81.)，占比達63.，其中弗迪力、特斯占比均超20，中時代電氣增速最快，占比持續(xù)提升。OBC市場穩(wěn)步增長，其中華為進入OBC市場從無到，現(xiàn)120.6增，斯拉應快提。表222年9月全國新能源汽車電驅(qū)動\BC市場情況電控制配企業(yè)T10（月） 新源汽車乘用車OC裝量T1（月）市份額裝量（萬）同增加市份額裝量（萬）同增加弗動力263弗動力393特拉333威斯975英爾704特拉690日電產(chǎn)623富科技492聯(lián)電子926英爾217匯技術586欣科技502陽電動力126科達497中時代電氣162鐵科技340蔚驅(qū)動科技672HAEI330巨動力636力華872NE理2022年1-9月我國新能源上險乘用車IGBT功率模塊中國產(chǎn)供應商斯達半導、比亞迪半體、中車時代電合計占比超48.9。據(jù)NE時統(tǒng)1-9月國能源上險乘用功率模搭載量約34313萬套其中比亞半導體載約72.4萬占211達導約543占15.代氣約41.1（占12.）計產(chǎn)率隨家能放比升。表我國22年19月新能源上險乘用車功率模塊市場份額情況供商市份額配量（萬）同增長英凌768比迪半導體149斯達831中時代015意法205安美930博世373富電機550博華納487日立883E理供。自動駕駛穩(wěn)步推進，激光雷達迎發(fā)展機遇激光雷達：實現(xiàn)自動駕駛的進階傳感器激光雷（LightDetectionandRanging,LiDA）是一以激光作為射源的探測技術和系統(tǒng)，能通過光器探測組成收發(fā)列，射激光并接收波信號對所處境進行時感知結(jié)合測周圍物的位置距離、度等關數(shù)據(jù)直接獲被測物表面三坐標及確距離速度信，實現(xiàn)間維景建外過合先集高地實高度位導航。圖OserFah激光雷達示意圖Otr理激光雷通過激光探及點云技術現(xiàn)對被測物體主動精確測量云繪技術指通過量離散集合來示空間物體坐和分布一種技，點云常包有位置反射率時間戳信息。光雷達射端在勵源的用下，被測體發(fā)射光并在面引起射，其一部分反射回收模塊被光電測器收，經(jīng)信號調(diào)電路傳到信息理系統(tǒng)行處理算，實測距功。同，激光達在較時間內(nèi)被測物不斷掃所獲的維坐標以掃描形式映分布三維空中形成云，進通過數(shù)建模和像處理能夠得精的維體像。圖激光雷達測距原理示意圖 圖激光雷達點云示意圖 理 理當，應于能汽周圍境感的流傳器包括攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷和激光雷達。攝像頭是種畫面感器主要功是拍攝識別標物體提供覺信息攝像能夠通拍攝獲車輛周的實景面，提出形狀顏色等息，通深度習算法車輛、人、標等進行別。攝頭具有高的角分辨率但光影較，標別測準度面算有強賴。毫米波雷達采發(fā)射米波段磁波方式根據(jù)發(fā)頻率接收率之，對相距離、度、方等進行量。毫波雷達有同時距和測的功能有效探距離可達200米，是單顆度分辨力較弱對非金材料的測靈敏較，致人混場中行探效不。超聲波雷達采發(fā)射波脈沖方式根據(jù)射波和波之的時差，距離進測量。聲波經(jīng)障礙物射，通接收、大、轉(zhuǎn)數(shù)字信等步驟成測。超聲雷達成相對較，但其效探測離通常于5米無法對遠離體行量。較其傳器，激光雷具有測距、精度高角度分率高、受環(huán)境照影響小等特點，同可直獲得測物的位信息無需賴深學習法，夠著升動駛統(tǒng)可性。表不同傳感器優(yōu)缺點對比傳傳器 優(yōu)點 缺點攝頭毫波雷超波雷激雷達

本對低；像息富；識物屬性如色）天工，能定；屬面射良；速確分率高本對低；分殊體面能射如璃水等）。度，辨高測范大；干能較強夜環(huán)下能用；金表反性好。

依光，間逆下果佳；受劣氣響如雨濃等；以確距。分境受擾法測體性金表檢不（人紙等。測離短；風響大；被些體收如等。受劣氣響如雨暴等；穿透物（玻等；本貴。3do理技術路徑尚未收斂，固態(tài)VCSEL+SiPM成為發(fā)展趨勢激光雷核心模塊包發(fā)射模塊接收模掃描模機械式半固態(tài)式和主控模塊。其，發(fā)模塊包激光及驅(qū)、發(fā)射學系，用發(fā)射測激光；接收塊包括收光學統(tǒng)、探器及模前端，于探測射信號進行大；掃模塊包掃描器驅(qū)動，要用于械式和固態(tài)式光雷達，實發(fā)射光的偏轉(zhuǎn)描；主模塊涉時序控、波形法處理其他功模控、成云據(jù)功。圖激光雷達核心模塊示意圖理發(fā)射模中激光光是核心器件一半導體光器是常用源。導激光器用半導材料作工作物，采用導體工實現(xiàn)激輸出。導體激器根據(jù)振腔制造工的不同，為邊發(fā)射激器（EdgeEmitingLasr,EE）垂腔發(fā)激器（VericalCaitySuraceEmitingLaer,VCSL。EEL激光器激發(fā)方平于圓面芯的側(cè)光膜成振腔，激光平行于襯底表面發(fā)出。VCSEL激光器的激光發(fā)射方向垂直于晶圓表面，在芯的下面光膜成振，光直襯表發(fā)。圖EL芯片示意圖 圖VSL芯片示意圖理 理激光光選擇需綜合慮激光雷達技術方案實際應環(huán)境性能及本需求等因素。EEL激光器具有高發(fā)光功率密度和高脈沖峰值功率，芯片輸出功率及電效較高用于AP（崩光二管測器VCSL光器有閾值電、穩(wěn)定波長工、可調(diào)調(diào)制、長漂移等優(yōu)點生長結(jié)更易于成芯級維列造本低合規(guī)生用于SPA光雪二管）測陣。表不同激光器性能及參數(shù)對比激器ELVSL功率[s脈沖]WW發(fā)面積光源面積功密度高中光質(zhì)量對稱發(fā)度稱發(fā)度芯級稱可現(xiàn)裝不稱布）溫系數(shù)nKmK光寬度mm切時間納秒納秒發(fā)方向視視理常見的載激光雷達長為905nm或1550nm以905nm較為主據(jù)Yole據(jù)，在2021年汽與工業(yè)領激光雷達市份額中，90nm占69，150nm占14。905m源勢于收可使硅探器有成藝熟優(yōu)點；但其在10反射率下最大探測距離多為150200米，已接近人眼安全限制功率下極探距離而155nm源較人更安全波下以用大的功來現(xiàn)遠探距，成上對加貴。圖221年汽車與工業(yè)領域不同波長激光雷達市場份額Y理短期內(nèi)多數(shù)激光雷廠商選擇使用905nm波的EL激光器合ToF探測技，因其具有為現(xiàn)成可用性可為車激光雷大規(guī)模用提供高性價，時有分商近離Flah光達使用VCSL光來FMW探技不成將動155nm源態(tài)激雷推將動VCSL光成實高能光達產(chǎn)決案選。圖采用不同激光光源的激光雷達廠商Y理根技術構的異及描方的不，激雷達要為機械式激光雷達、半固態(tài)式光雷達以及態(tài)式激光雷達。機械式激光雷達又機械轉(zhuǎn)式光雷，通電機動收模塊掃描塊同時進行整體旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對空間視場360°范圍的覆蓋掃描。由于機械式激光雷達有械轉(zhuǎn)，此在理損壽較、積大缺。圖機械式激光雷達原理示意圖 圖禾賽科技Pna18機械式激光雷達 理 理半固態(tài)式激光雷達的發(fā)模靜止僅掃模塊生機運動掃描塊過轉(zhuǎn)鏡鏡或MEM振結(jié)的動成射束空偏而現(xiàn)掃和探測由于半態(tài)式激雷達收模塊與描模塊耦，體更為緊，用部視角如向的測。轉(zhuǎn)、棱鏡案中電機帶對應光部件進運動，而將光反射至間一范中現(xiàn)描MEMS案射在的械件用導工全集成單個芯上，通驅(qū)動信來控制射鏡的動或偏，實現(xiàn)發(fā)射光的制因具體小頻高振小可性等點。圖半固態(tài)式激光雷達原理示意圖 圖禾賽科技A18半固態(tài)式激光雷達理 理固態(tài)式激光雷達內(nèi)無任機械動模，不機械描器，體最為湊，適用于部分視場角（如前向）的探測。固態(tài)式激光雷達包括Flah方案、OPA（OptcalPhaeArry方等。Flah方案，即泛光面陣式方案，通過短時間內(nèi)直接發(fā)射出一大片激光覆蓋探測區(qū)，再利高靈敏探測器收反射，記錄個像素的飛行間并進成，而成距對境息采。OPA方案，即光學相控陣方案，由若干發(fā)射接收單元組成陣列，通過調(diào)節(jié)陣列移相中每個相器的位，利相干原，在特方向上生互相強的干光，而現(xiàn)射的轉(zhuǎn)一空范內(nèi)掃。圖固態(tài)式激光雷達原理示意圖 圖禾賽科技F10固態(tài)式激光雷達理 理據(jù)Yole數(shù)據(jù)在2021年汽車工業(yè)領域激雷達市場份中機械MEMS方案、Flash方案占比分別為66、17、10。雖然目前市場份額中仍以機械式為主其積命缺難滿車要MEMS案半態(tài)激雷產(chǎn)成度高易車，漸為企主選。FLah方案具有體積小、精度高、速度快等優(yōu)點，是目前固態(tài)式激光雷達的主流方案。OPA方案由于存在旁瓣效應，加工精度要求高，制造工藝難度大，進展相緩慢但OPA案合FMCW距具可接量測體度息干擾力、備規(guī)生潛等勢是來要發(fā)方。圖221年汽車與工業(yè)領域不同掃描模塊激光雷達市場份額Y理圖采用不同掃描模塊的激光雷達廠商Y理據(jù)距法不同光達距法要括三角測法飛行時（TimeofFlight,ToF）測距法以及基于相干探測的連續(xù)調(diào)頻（FrequencyModulatedContinuousWave,FMCW）測距。三角測距法以定角發(fā)射的光照在目物后，另一度對射光行成像位置傳器接收體表面射的成光斑，物體沿光方向動時，斑產(chǎn)移動，據(jù)物體攝像頭光面上位置通三角幾原理推出目標距。角距測精相較，具成低優(yōu)。圖三角測距法原理示意圖3dt理ToF測距法通過記錄發(fā)射一束激光脈沖與探測器接收到回波信號的時間差，基于光在空氣中的傳播速度，直接計算目標物與傳感器之間的距離。ToF法具有響應度、測度的勢。圖TF測距法原理示意圖3dt理FMCW測距法用干測術用頻續(xù)進相探成目的距及度多勒移的時測。FMCW將射光光進線調(diào)，通回波信與參考進行相拍頻得頻率差從而間獲得飛時間反目物離FMCW光達有直測速信以抗（括境和其激雷）優(yōu)。前ToF法市上載距光達主方而ToF與FMCW法能實室陽下100250的遠程較于ToF法FMW夠應測體運所引起多普勒移，提瞬時的向速度息，為動駕駛目標識算體了外判維，此與OPA案合未重的展向。圖FCW測距法原理示意圖3dt理根據(jù)選用光電探測器的不同，激光雷達接收模塊主要包括PD（PINDiode）光電二極管APAvalanchePhotoDiode雪崩式電二極管SPASinglePhotonAvalancheDiode）單光子雪崩二極管和SiPM（SiliconPhoto-Multiplier）硅光電倍管。與通二管反向止特不同，光電二極管在向電作用下作，光照時在弱電流光時速大光流光號化電號PAPD、SPAD是于PN的電極，作不的壓間。PIN在PN的P與N之摻濃很的I半體收輻而生光電流的一種光電探測器。PIN施加較小的反向偏置電壓后，耗盡區(qū)在本征層中展穩(wěn)后移的荷流。光進入I被收產(chǎn)電子-穴，耗區(qū)壘場用電載子相方移，而生流。APD作線模LinarMoe置壓高近低反擊電壓。通施加反電壓產(chǎn)內(nèi)部增，當光進入后二極管產(chǎn)生較電流，此以量水的信號時備好線性較于PIAPD有高噪、速應低電和靈度特。SPAD工作在蓋革模式（GegerMoe），偏置電壓高于擊穿電壓。即使僅一個光子入后，極管持處于反擊穿狀，產(chǎn)生定于元的飽和出電流表出窮的益因具單子測力。圖不同光電二極管伏安特性曲線電壓工作區(qū)間示意圖 圖不同探測器微觀原理示意圖 乎P理 乎PI理SiPM是由多個工作在蓋革模式下的SPAD傳感器陣列組成的新型光電探測器件。根據(jù)SiPM的電路結(jié)構圖顯示，其作為一個像素的基本單元是蓋革模式下的SPD與滅電阻組合，過排列連接進形成大的二維列。與能檢測個光子的SPD不同，SiPM通過基本單元克服單光子限制，具有在高動態(tài)范圍內(nèi)的光檢能。圖SPM簡化電路結(jié)構示意圖理APD是最用于車激光雷的光電測器之，已被多數(shù)廠商用。SPAD具有敏度高噪聲低時間分率高等勢，并能夠進單片集或封裝集成現(xiàn)上統(tǒng)SiM于藝度高暫大模用其備增益、高敏度、檢測效等優(yōu)點具備高能光子數(shù)能力能夠完從單個子數(shù)個子檢應用著來藝平提會為要發(fā)方向。圖采用不同接收模塊的激光雷達廠商Y理主控模中，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場編程邏輯門列）芯片是光雷達常用的控芯片，So片上系芯片是展趨勢實主模所及時控制形法處、其他能模塊制、生點云數(shù)等功能激光雷專用芯包括激驅(qū)芯、擬端片數(shù)化術片主芯等。激驅(qū)動芯片能驅(qū)動激器發(fā)射光脈沖模前端芯片實接收信通道選通以模擬信放大功；數(shù)字芯片實現(xiàn)擬信號數(shù)字信的轉(zhuǎn)化FPGA、MCU（單機）DSP（數(shù)信號處）芯等可為主控片，對他芯片行籌理外SoC片夠所模的片成一起片成測器、端路波數(shù)化算處、沖制功，來望代控片。圖激光雷達專用芯片及功能模塊示意圖理固態(tài)VCSEL+SiPM是未來激光雷達的發(fā)展趨勢。目前激光雷達各技術路徑尚未收斂各家廠均在探不同的展方向長期來，固態(tài)光雷達存在任運動置，性穩(wěn)定、靠性強因此激雷達未將會朝小型化高性能低成本的純固態(tài)方案演進。隨著半導體工藝在激光雷達模塊中的不斷應用，未VCSL與SPD/SPM等光電器件的成熟與配合將不斷促進激光雷達收發(fā)模塊向陣化集化展。圖20-05年車載激光雷達技術路線圖Y理激光雷達市場規(guī)模有望快速提升，上車進程提速據(jù)Yole數(shù)據(jù)2021年全球車與工業(yè)領的激光雷達場規(guī)模為21億美元同比增長18。Yole預測到2027年該領域市場規(guī)模將增長至63億美元，對應202-207年CAGR為22中汽車ADAS域應將增的要動力，領的場模計從2021的0.38美增至20美元為光雷行最的用域?qū)?02-227年CAR達73。圖22-07年全球激光雷達在汽車與工業(yè)領域市場規(guī)模及預測Y理隨著國自動駕駛新型的陸續(xù)上市激光雷有望加速上。為多車企的擇方案越來越的車企署激光達。據(jù)道咨詢計，目已經(jīng)裝或劃備光達車超過20款有城汽汽傳車有蔚來、想、小等造車勢力。同車型遍搭載1-4顆激雷達，應商多為賽技速聚、為大等產(chǎn)光達商。序號 車廠序號 車廠 車型 車狀態(tài)激雷達顆數(shù)激雷達廠商 激雷達配置來 7 付 1 un 鷹固態(tài)測離0向場可達0向場角5°來 5 售 1 un 鷹固，nm源來 7 付 1 un 鷹固，nm源想 9 售 1 賽技 8，8，維鏡案想 1 研 1 賽技 88線鵬 5 售 2 疆 x規(guī)激雷棱掃方案測離0向場可達0向場角°分率為8°3°鵬 9 售 2 騰創(chuàng) 1S城龍 甲龍 售 4 為 6混固態(tài)V場為向0°向°別布于輛周實現(xiàn)0°云蓋牌Y 卡HV 售 2 騰創(chuàng) 5線汽凡 7 售 1 nr 球發(fā)產(chǎn)的nrnm光達汽己 7 研 2 騰創(chuàng) 頂有汽安 NXs 售 3 騰創(chuàng) i-1能態(tài)光達兩眉+頂?shù)木S”局式汽祺 O酷 售 3 徑技 態(tài)度 o1 研 2 賽技 8，8，維鏡案分位前兩，且自動降馬 7 布 3 騰創(chuàng) 動焦精視態(tài)光達維塔 維塔1 售 3 為 6半態(tài)S振方，別車下以兩前子位置狐 爾法SI版 售 3 為 態(tài)吒 吒S 售 2 為 態(tài)集在保杠面9合iZ售1賽技88線款氪10氪氪9研1騰創(chuàng)頂置已略作未宣）1 利特斯 re 研 4 賽技 于擋玻頂（賽距光達及側(cè)前（速騰創(chuàng)聚短激雷）為縮激雷達2勢PN研2騰創(chuàng)杠方左兩側(cè)23米團-研顆賽技1混固主達數(shù)全態(tài)達理中國激光雷達產(chǎn)業(yè)動能強勁——以禾賽科技為例據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2018-2022年全球ADAS前裝量產(chǎn)定點數(shù)量中，中國激光雷達供應商占比達到50，居世界第一，大幅領先于法國、美國、德國、日本、以色列等擁激光雷企業(yè)的家和地。隨著內(nèi)乘用市場激雷達的速上車中激雷廠與車商作更緊密而一推激雷產(chǎn)發(fā)展。禾賽科獲得了全球27的ADAS前裝量定點數(shù)量居世界一供商看，賽技騰創(chuàng)為別全球ADAS裝產(chǎn)點量的27165，別居一名著國能汽行及能駛業(yè)強崛起，預以禾賽技為代的激光達