激光雷達行業(yè)專題研究

激光雷達行業(yè)專題研究1激光雷達：自動駕駛之眼，多整車廠積極布局激光雷達是一種向被測目標發(fā)射探測信號，然后測量反射或散射信號的到達時間、強弱程度等參數(shù)，以確定目標的距離、方位、運動狀態(tài)及表面光學(xué)特征的雷達系統(tǒng)。激光雷達的優(yōu)點包括：1）具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率；2）抗干擾能力強；3）獲取的信息量豐富，可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標的多維度圖像；4）可全天時工作。相比于毫米波雷達，激光雷達可實現(xiàn)對人體的探測，相比于攝像頭，激光雷達的探測距離更遠，對弱勢環(huán)境以及非標準靜物探測效果更好。自動駕駛國家分級標準擬實施，奠定自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)中國量產(chǎn)汽車自動駕駛等級正在由L2向L3過渡。中國汽車駕駛自動化分級于2021年8月正式發(fā)布，擬于2022年3月起實施。該標準根據(jù)在執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的角色分配以及有無設(shè)計運行范圍限制，將駕駛自動化分成0~5級：L0(應(yīng)急輔助)、L1（部分駕駛輔助）、L2(組合駕駛輔助)、L3(有條件自動駕駛)、L4(高度自動駕駛)、L5(完全自動駕駛)。其中L3是輔助駕駛和自動駕駛的分水嶺，其定義為系統(tǒng)在其設(shè)計運行條件內(nèi)能夠持續(xù)地執(zhí)行全部動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。L3以下稱之為輔助駕駛，L3以上稱之為自動駕駛。目前，中國量產(chǎn)汽車的自動駕駛等級正在從L2向L3過渡，此次汽車駕駛自動化分級的正式實施，也意味著中國將正式擁有自己的自動駕駛汽車分級標準，為中國自動駕駛行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。多主機廠積極采納以激光雷達為關(guān)鍵傳感器的自動駕駛方案常見的車載傳感器包括：攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達。感知、決策與控制是自動駕駛的三個環(huán)節(jié)，感知環(huán)節(jié)用來采集周圍環(huán)境的基本信息，是自動駕駛的基礎(chǔ)。自動駕駛汽車依托傳感器實現(xiàn)對于周圍環(huán)境的感知。針對不同應(yīng)用等級，對于傳感器的需求不同，常見的傳感器包括：攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達。相較于攝像頭、毫米波雷達，激光雷達具有高分辨率、抗干擾能力強等特定優(yōu)勢，市場主流感知端方案為多傳感器融合。激光雷達具有高分辨率、抗干擾能力強、獲取目標信息快等特點，可以應(yīng)用于黑暗、強光、逆光等弱勢場景，同時有效感知攝像頭和毫米波雷達無法準確定位的障礙物和道路邊界等靜態(tài)目標，可以在感知上補齊毫米波雷達、攝像頭等方案的不足，有助于提升自動駕駛感知的精度。將多個傳感器獲取的數(shù)據(jù)、信息集中在一起綜合分析，可以使得不同傳感器在識別能力、抗惡劣/暗光環(huán)境、探測距離等不同方面的優(yōu)勢相互補充，提高感知精度和系統(tǒng)決策的正確性。多主機廠積極采納以激光雷達為主的自動駕駛方案，激光雷達或?qū)⒊蔀閷崿F(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵傳感器之一。目前L2級輔助駕駛感知硬件主要包括超聲波雷達、毫米波雷達、攝像頭等車載傳感器，伴隨駕駛自動化的等級越高，對自動駕駛感知系統(tǒng)和車載傳感器的要求越高。當(dāng)前除特斯拉外，各大主機廠正積極布局以激光雷達為主傳感器的自動駕駛方案。特斯拉FSD系統(tǒng)V9.0版本采用“純視覺識別距離”的測距計算，具有很高的技術(shù)壁壘且對算法的要求很高，需要通過收集大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練算法。此外，攝像頭傳感器對路面狀況有較高要求，霧天、夜晚等低照度環(huán)境將影響攝像頭的使用效果，且對非標準靜態(tài)物體的識別存在困難，相比之下，激光雷達以上場景中的效果更好?？紤]到市場各主機廠的算法能力積累程度不一，且交通場景的復(fù)雜性和環(huán)境干擾對L3~L5中高階自動駕駛系統(tǒng)（探測與響應(yīng)對象為駕駛系統(tǒng)）的要求較高，我們認為激光雷達或?qū)⒊蔀閷崿F(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵傳感器之一。激光雷達性能評價：探測距離、FOV、角分辨率等為關(guān)鍵指標激光雷達的主要性能指標包括安全等級、探測距離、FOV(垂直+水平)、角分辨率、出點數(shù)、線束、輸出參數(shù)、IP防護等級、激光發(fā)射方式(機械/固態(tài))、使用壽命、波長、功率、供電電壓等。探測距離是激光雷達最核心的指標之一，足夠遠的探測距離能夠允許車輛對道路條件變化作出相應(yīng)反應(yīng)；寬水平視野能夠獲取更詳細的當(dāng)前行駛位置的視圖，幫助車輛評估相鄰車道的行駛條件，一般機械式激光雷達水平視場角為360°，垂直視野能夠幫助判斷車道上的物體、碎片；較高角分辨率的激光雷達能夠更精確地確定物體的大小、形狀、位置，提供更清晰的道路視覺。激光雷達技術(shù)路徑：關(guān)注探測距離、集成度以及成本總結(jié)來看，一個激光雷達包括四大要素：分別為測距原理、光束操縱方法、光源以及探測器。在此基礎(chǔ)上，不同技術(shù)路線是以上相關(guān)元素的組合。激光雷達的測距原理可以分為ToF和FMCW，前者在產(chǎn)業(yè)鏈成熟度上更領(lǐng)先，成為當(dāng)前市場上主要采用的方法。兩種方法具體的特點如下：1)ToF：飛行時間法，通過直接測量發(fā)射激光與回波信號的時間差，基于光在空氣中的傳播速度得到目標物的距離信息，具有相應(yīng)速度快、探測精度高的優(yōu)勢。該方式需要編碼抵抗干擾，根據(jù)反射率判斷目標是否為偽目標，因此對算法層面有較高要求。2)FMCW：相干測距法，將發(fā)射激光的光頻進行線性調(diào)制，通過回波信號與參考光進行相干排頻得到頻率差，從而間接獲得飛行時間反推目標物距離，其中調(diào)頻連續(xù)波是相干法中面向無人駕駛應(yīng)用的主要方法。FMCW此前在毫米波雷達上已經(jīng)有應(yīng)用，優(yōu)勢在于抗干擾性能較好，對環(huán)境強光和其他激光有抗干擾能力。收發(fā)系統(tǒng)：考慮探測距離、產(chǎn)業(yè)成熟度以及成本波長方面，激光雷達光源的工作波長主要為850nm、905nm、940nm、1550nm，目前已發(fā)布的激光雷達產(chǎn)品以905nm和1550nm為主。905nm：技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟。基于905nm的激光雷達技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，成本較低，目前仍然是整車廠的首選波長。根據(jù)Yole2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達應(yīng)用報告，截至2021年9月，全球905nm激光雷達designwin數(shù)量為20項，占比達69%。905nm激光雷達技術(shù)成熟、成本較低，為當(dāng)前OEM主流激光器波長。1550nm：具有更高的探測距離，人眼保護更為友好，正逐步推廣。人眼內(nèi)部的晶狀體、眼角膜等，隨著波長的增長，投射性能在減弱，其中波長大于1400nm的光無法投射在視網(wǎng)膜上，因此1550nm的激光雷達能夠不用擔(dān)心傷害到人眼而工作在更高的功率上，以獲得更遠的探測距離。目前車規(guī)級905nm激光雷達探測距離（10%反射率）約為150m，而1550nm激光器探測距離（10%反射率）約為250m，探測距離更遠。由于采用1550nm激光雷達可以提供更多安全冗余，從而提高汽車安全性，正在逐步獲得市場認可。截至2021年9月，基于1550納米的激光雷達方案designwin為4項。短期內(nèi)905nm/1550nm兩種波長或共存。我們認為相較于905nm激光雷達，1550nm激光雷達基于“人眼安全”、對煙霧穿透力更強等特點，有望在探測距離方面獲得優(yōu)勢；但另一方面，因目前1550nm激光雷達發(fā)射端光源仍主要采用光纖激光器，以及探測端須采用銦鎵砷等成本相對高昂的器件，我們認為1550nm激光雷達產(chǎn)品大規(guī)模采用或仍需要一定時間的培育和發(fā)展，短期內(nèi)905nm、1550nm技術(shù)路徑或保持共存。激光器光源方面，從發(fā)射維度看可以分為兩大類：邊發(fā)射（EEL）和垂直腔面發(fā)射（VCSEL）。據(jù)禾賽科技招股書，EEL作為探測光源具有高發(fā)光功率密度的優(yōu)勢，但EEL激光器因為其發(fā)光面位于半導(dǎo)體晶圓的側(cè)面，使用過程中需要進行切割、翻轉(zhuǎn)、鍍膜、再切割的工藝步驟，往往只能通過單顆一一貼裝的方式和電路板整合，而且每顆激光器需要使用分立的光學(xué)器件進行光束發(fā)散角的壓縮和獨立手工裝調(diào)，極大地依賴產(chǎn)線工人的手工裝調(diào)技術(shù)，生產(chǎn)成本高且一致性難以保障。VCSEL其發(fā)光面與半導(dǎo)體晶圓平行，具有面上發(fā)光的特性，其所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，在精度層面由半導(dǎo)體加工設(shè)備保障，無需再進行每個激光器的單獨裝調(diào)，且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進行整合，提升光束質(zhì)量。傳統(tǒng)的VCSEL激光器存在發(fā)光密度功率低的缺陷，導(dǎo)致只在對測距要求近的應(yīng)用領(lǐng)域有相應(yīng)的激光雷達產(chǎn)品（通常<50m）。近年來國內(nèi)外多家VCSEL激光器公司紛紛開發(fā)了多層結(jié)VCSEL激光器，將其發(fā)光功率密度提升了5~10倍，這為應(yīng)用VCSEL開發(fā)長距激光雷達提供了可能。結(jié)合VCSEL平面化所帶來的生產(chǎn)成本和產(chǎn)品可靠性方面的收益，我們認為VCSEL未來有望迎來快速發(fā)展。掃描系統(tǒng)：半固態(tài)/固態(tài)預(yù)計為激光雷達重點演進方向按照掃描方式劃分，激光雷達可分為機械式、半固態(tài)式（包括轉(zhuǎn)鏡、偏振鏡等）、固態(tài)式（包括OPA、Flash等）等。1）機械式：通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，達到動態(tài)掃描并動態(tài)接受信息的目的。根據(jù)豎直方向上發(fā)射單元的數(shù)量，機械式激光雷達可以分為不同線束，常見的包括16線、32線、64線和128線。機械式發(fā)展較早，技術(shù)最為成熟，但由于其具有成本較高（與激光雷達線性成正比）、無法過車規(guī)、組裝難度大、量產(chǎn)能力差等缺陷。2）半固態(tài)：轉(zhuǎn)鏡式激光雷達通過一個可旋轉(zhuǎn)的鏡子能夠?qū)崿F(xiàn)約120°范圍的掃描，降低機械式激光雷達成本，缺點是轉(zhuǎn)軸精密度難以控制；MEMS式激光雷達通過半導(dǎo)體“微動”

器件MEMS（

micro-electro-mechanical-system，微機電系統(tǒng)）將機械部件集成化至芯片級別，具有尺寸小、成本低等優(yōu)勢，缺點是MEMS對車輛駕駛環(huán)境要求高。3）固態(tài)：激光雷達是指完全沒有移動部件的激光雷達，短期面臨較多工藝難點以至于其可靠性以及良率尚未能達到車規(guī)要求。OPA仍處于研發(fā)階段，F(xiàn)lash是目前純固態(tài)激光雷達最主流的技術(shù)方案，掃描速度快，但在探測精度和探測距離上效果較差。不同技術(shù)路徑的應(yīng)用場景不同。需要指出的是，并不是每種應(yīng)用場景都要用Flash或OPA的固態(tài)激光雷達，當(dāng)前固態(tài)雷達主要應(yīng)用于乘用車的高級輔助駕駛。另一方面，機械式激光雷達也擁有很多應(yīng)用場景。激光雷達的應(yīng)用場景主要可從兩個維度來劃分：1）激光雷達需要感知的環(huán)境；2）載體行駛的速度。下面我們對Robotaxi/Robotruck、ADAS、機器人、智慧城市等不同應(yīng)用場景下對激光雷達所需性能做探討：1、Robotaxi和Robotruck：針對Robotaxi和Robotruck等場景，由于其在城市道路上行駛場景復(fù)雜度比較高，對激光雷達的測距能力要求較高；另一方面，Robotaxi和Robotruck對外觀并無過高要求，故激光雷達的集成度要求可有放低，此外相較于乘用車要求成本優(yōu)先，Robotaxi和Robotruck對于價格敏感度較低，故目前高線束的機械式激光雷達可以滿足要求，例如滴滴、阿波羅等多采用機械旋轉(zhuǎn)式的激光雷達。2、ADAS：

L2/L3級別的場景復(fù)雜度相對L4/L5較低，但對價格的敏感度較高，此外對外觀的集成度要求較高，需要結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等，故衍生出對芯片化的半固態(tài)/固態(tài)激光雷達需求。3、機器人：由于機器人使用場景相對封閉、單一（如礦區(qū)、園區(qū)等），且速度相對較慢，低線束機械式激光雷達已可以滿足目前要求，且價格敏感度相對于ADAS較低，故機械式低線數(shù)激光雷達在機器人領(lǐng)域有望較大應(yīng)用空間。4、車聯(lián)網(wǎng)（智慧城市）：在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，激光雷達主要安裝在路端，主要為：1）實現(xiàn)高精地圖的采集，2）對路面交通進行實時監(jiān)控，對集成度要求相對較低，而對算法要求較高。作為一種路端感知器，需要對道路使用者進行監(jiān)測感知。我們認為車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市對于激光雷達市場需求廣闊，目前以機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達需求為主。半固態(tài)/固態(tài)預(yù)計為激光雷達重點演進方向。盡管激光雷達的技術(shù)類型越來越多，傳統(tǒng)的機械激光雷達仍被整車廠廣泛使用，方案數(shù)量為19項，占方案總數(shù)的66%。同時，MEMS/Flash激光雷達正在興起，分別為5/3項，占方案總數(shù)的17%/10%。和機械式相比，半固態(tài)激光雷達具有結(jié)構(gòu)簡化、可靠性高、量產(chǎn)成本低、掃描速度快等特性，更適合車載，我們認為短期將成為主流搭載方案。根據(jù)SAEInternational數(shù)據(jù)，以Velodyne為例，HDL-64E/VLP-16機械式激光雷達分別為75000/4000美元，而VelarrayH800固態(tài)激光雷達不到500美元。雖然半固態(tài)/固態(tài)存在一定的工藝與技術(shù)難點，但國內(nèi)外激光雷達廠商正陸續(xù)發(fā)布半固態(tài)量產(chǎn)產(chǎn)品。在2022CES展上，速騰聚創(chuàng)宣布其第一代半固態(tài)已于1H21完成車規(guī)級量產(chǎn)并成功交付客戶，禾賽科技，Innovusion，Luminar等在這次會上都發(fā)布了各自的半固態(tài)產(chǎn)品，并預(yù)計于2022年迎來量產(chǎn)。長期來看，我們認為半固態(tài)/固態(tài)激光雷達在技術(shù)成熟后易通過車規(guī)認證，有望實現(xiàn)前裝量產(chǎn)與規(guī)?；逃?。2量產(chǎn)有望加速落地，預(yù)計23~25年國內(nèi)市場規(guī)模CAGR達94%廣州車展激光雷達車型先行，2022年或為激光雷達加速落地元年2021年11月廣州車展上，多款車企發(fā)布了搭載激光雷達的車型：其中小鵬G9搭載2顆速騰聚創(chuàng)激光雷達；長城機甲龍搭載4顆華為96線混合固態(tài)激光雷達；極狐阿爾法S華為版搭載3顆華為激光雷達；威馬M7搭載3顆速騰聚創(chuàng)半固態(tài)激光雷達；智己L7搭載2顆速騰聚創(chuàng)半固態(tài)激光雷達。單車配置激光雷達顆數(shù)增長，2022年激光雷達行業(yè)有望迎來加速發(fā)展。目前國內(nèi)外各大廠商紛紛布局激光雷達上車，速騰聚創(chuàng)、華為、圖達通、禾賽科技等國內(nèi)激光雷達廠商有望在2022年迎來多個落地項目，我們認為車企加速引入激光雷達技術(shù)，對于產(chǎn)業(yè)鏈的成熟將產(chǎn)生重要的推動。此外，我們觀察到本次車展發(fā)布車型較此前L2級輔助駕駛汽車相比，激光雷達數(shù)量明顯增長，出現(xiàn)多款2~4顆激光雷達車型。隨著技術(shù)持續(xù)迭代驅(qū)動激光雷達成本下行，2022年激光雷達行業(yè)有望迎來加速發(fā)展。CES2022：多廠商激光雷達新品亮相美國西部時間1月5日~1月7日，CES2022（國際消費電子展）在美國內(nèi)達華州拉斯維加斯會議中心舉辦，速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、Innovusion等國內(nèi)激光雷達廠商，以及Velodyne、Luminar、Ibeo等海外廠商均攜帶最新激光雷達產(chǎn)品參展。根據(jù)各激光雷達廠商于本屆CES展會中披露量產(chǎn)計劃，速騰聚創(chuàng)宣布其發(fā)布的RS-LiDAR-M1型號激光雷達已于2021年上半年經(jīng)過一系列嚴格的車規(guī)測試，完成了SOP版鎖定和車規(guī)級量產(chǎn)，并成功交付客戶，成為全球唯一實現(xiàn)車規(guī)前裝量產(chǎn)交付的第二代智能固態(tài)激光雷達；禾賽科技發(fā)布的AT128、Innovusion發(fā)布的獵鷹、Luminar發(fā)布的Iris等新品均預(yù)計于2022年迎來量產(chǎn)；此外禾賽科技發(fā)布的QT128、法雷奧發(fā)布的SCALA3也預(yù)計分別于2023、2024年迎來量產(chǎn)。國內(nèi)激光雷達市場規(guī)模定量測算乘用車方面，預(yù)計2022年中國乘用車載激光雷達市場規(guī)模約為14.4億元，預(yù)計至2025年將達96.9億元，對應(yīng)2023~2025年CAGR為89%。我們基于如下假設(shè)：1)根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2020年中國乘用車銷量約0.202億輛，考慮到目前國內(nèi)乘用車已步入穩(wěn)定增長階段，因此我們預(yù)計2021年至2025年國內(nèi)乘用車銷量將平穩(wěn)增長，我們預(yù)計2022年國內(nèi)乘用車銷量為0.229億輛，2025年有望達0.241億輛，對應(yīng)2023~2025年CAGR達到1.72%；2)在自動駕駛各等級滲透率方面，因目前L3級別尚未放量，而部分廠商（如特斯拉、蔚來、小鵬、理想等）陸續(xù)推出L2.5級別（高于L2級但低于L3級）車型，我們預(yù)計2022年國內(nèi)乘用車中L2.5/L3/L4及以上銷量占比分別為7%/0%/0%，隨著自動駕駛技術(shù)的不斷成熟以及相關(guān)法律法規(guī)的進一步完善，我們認為L2.5級別乘用車有望快速放量，在滲透率方面保持快速提升趨勢；但另一方面，由于高等級L4及以上級別自動駕駛技術(shù)仍待成熟且法律法規(guī)仍存在不確定性，我們預(yù)計到2025年較難進行規(guī)?；a(chǎn)，在此基礎(chǔ)上我們預(yù)計2025年L2.5/L3/L4及以上銷量占比分別為15%/7%/0%；3)在自動駕駛各等級乘用車搭載激光雷達數(shù)量方面，自動駕駛等級越高的車型有望搭載更多數(shù)量的激光雷達，以滿足高級別自動駕駛對于傳感器的要求，我們假設(shè)L3級車輛平均搭載2個激光雷達，L4及以上車輛平均搭載4個激光雷達；L2.5級方面，部分車輛搭載1個激光雷達，部分車輛（例如特斯拉等）則不會搭載激光雷達。隨著激光雷達技術(shù)不斷成熟以及成本的持續(xù)下探，我們認為將來L2.5中搭載激光雷達的乘用車占比有望逐步提升，而根據(jù)上文梳理，蔚來

ET7、小鵬P5等車型億宣布將搭載激光雷達并計劃于2022年量產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上我們預(yù)計2022年L2.5級別中搭載激光雷達車型的占比有望快速提升，假設(shè)2020~2025年該占比分別為0%/5%/30%/45%/55%/65%。4)激光雷達單價方面，考慮到半固態(tài)成本及性能或率先滿足乘用車規(guī)要求，我們假設(shè)搭載于乘用車上的激光雷達為半固態(tài)式，半固態(tài)激光雷達銷售單價目前為3000元，我們認為在未來規(guī)?；慨a(chǎn)、技術(shù)突破以及上游零部件供應(yīng)鏈成熟驅(qū)動下，價格有望持續(xù)下行，假設(shè)2023/2024/2025年價格年降為-20%/-17%/-15%，則對應(yīng)價格分別為2400/1992/1693元。基于以上數(shù)據(jù)及假設(shè)測算，2022年中國乘用車載激光雷達銷量有望達48萬個，至2025年有望達572萬個，對應(yīng)2023~2025年CAGR為128%；2022年乘用車載激光雷達市場規(guī)模約為14.4億元，預(yù)計至2025年達到96.9億元，對應(yīng)2023~2025年CAGR為89%。商用車方面，預(yù)計2022年國內(nèi)自動駕駛商用車載激光雷達市場規(guī)模約為0.65億元，預(yù)計至2025年達到13.40億元，2023~2025年CAGR為174%。此處我們測算的商用車包括出租車、LCV、公交車、末端配送車等車型，我們基于如下假設(shè)：1)2022年國內(nèi)自動駕駛商用車總銷量預(yù)計為812輛，隨著百度等公司陸續(xù)在國內(nèi)進行自動駕駛出租車試點，因此我們認為在2022至2025年無人駕駛技術(shù)的不斷成熟將推動自動駕駛公交車、自動駕駛出租車等自動駕駛商用車銷量的快速增長，2025年自動駕駛商用車總銷量有望達29773輛，對應(yīng)2023~2025年CAGR達到174%；2)在細分車型方面，我們假設(shè)2022年國內(nèi)自動駕駛商用車中LCV/自動駕駛公交車/自動駕駛出租車/末端配送車銷量分別為0/63/588/161輛。隨著“智慧公交”模式的推進，有望加速無人駕駛公交的落地；百度等公司陸續(xù)在國內(nèi)進行自動駕駛出租車試點；同時末端配送成有利于解決當(dāng)前人力成本上升導(dǎo)致的配送成本上升的問題，經(jīng)濟效益明顯，因此有較為廣闊的增長空間。在此基礎(chǔ)上我們預(yù)計2025年各車型銷量有望達20821/294/4182/4476輛。3)激光雷達單價方面，當(dāng)前商用車激光雷達采用的激光雷達為機械式，單價較高，根據(jù)禾賽科技數(shù)據(jù)，2020年機械式激光雷達單價約為10萬元，我們認為在未來規(guī)模化量產(chǎn)、技術(shù)突破以及上游零部件供應(yīng)鏈成熟驅(qū)動下，價格有望持續(xù)下行，2021~2025預(yù)計價格分別為9/8/6.5/5/4.5萬元?；谝陨蠑?shù)據(jù)及假設(shè)測算，2022年中國自動駕駛商用車載激光雷達銷量有望達812個，至2025年有望達29773個，2023~2025年CAGR為232%；2022年自動駕駛商用車載激光雷達市場規(guī)模約為0.65億元，預(yù)計至2025年達到13.40億元，2023~2025年CAGR為174%。綜上，我們測算2022年國內(nèi)車載激光雷達出貨量有望達48萬個，至2025年有望提升至575萬個，對應(yīng)2023~2025年CAGR為129%；2022年國內(nèi)車載激光雷達出貨金額有望達15億元，至2025年有望提升至110億元，對應(yīng)2023~2025年CAGR為94%。3激光雷達競爭格局：群雄逐鹿，國產(chǎn)廠商加速布局群雄逐鹿，速騰、華為、禾賽等國產(chǎn)廠商亦具備競爭實力從競爭格局來看，我們觀察到隨著激光雷達應(yīng)用的滲透，整體激光雷達產(chǎn)業(yè)競爭格局呈現(xiàn)集中到分散的趨勢，目前全球激光雷達市場參與者較多，但具備核心競爭力的廠商主要集中在中美歐三地，百家爭鳴尚未定勝負。截至2021年9月，在全球公開的29個designwin（設(shè)計中標）中，有8項來自法雷奧，占方案總數(shù)的28%。中國廠商共有7項激光雷達設(shè)計方案，占方案總數(shù)的23%。其中速騰聚創(chuàng)3項，占方案總數(shù)的10%；覽沃科技2項，占方案總數(shù)的7%；華為和禾賽科技各1項，各占方案總數(shù)的3%。海外激光雷達公司通過SPAC登陸美股，資本市場推動產(chǎn)業(yè)加速成熟海外從事激光雷達的公司主要包括法雷奧（Valeo，F(xiàn)RFP）、Velodyne（VLDEUS）、Luminar

（LAZRUS）、Innoviz（INVZUS）、Aeva（AEVAUS）、Ouster（OUSTUS）等，過去兩年中，相關(guān)公司相繼通過SPAC（SpecialPurposeAcquisitionCompany）方式上市，我們認為海外激光雷達公司有望借助資本市場力量加速自身業(yè)務(wù)發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)成熟。Velodyne（VLDRUS）：車載激光雷達的鼻祖Velodyne是車載激光雷達行業(yè)的鼻祖，公司創(chuàng)始人最早從事音響研發(fā)生產(chǎn)，后開辟激光雷達產(chǎn)線，并成立VelodyneLiDar獨立發(fā)展激光雷達業(yè)務(wù)。Velodyne第一次大范圍受到市場關(guān)注受益于谷歌無人車的推出，2010年谷歌首測的無人汽車使用的激光雷達便由Velodyne提供。2020年9月，Velodyne與GrafIndustrialCorp.宣布業(yè)務(wù)合并，成功在納斯達克上市。根據(jù)Velodyne公司2021年三季報，2021年前三季度公司實現(xiàn)收入4438.2萬美元，同比減少42.7%，2021年營收指引為6000至6300萬美元，同比降低33.94-37.08%。其中車載激光雷達收入約占收入的32%，單季度激光雷達出貨量達到4400臺，固態(tài)激光雷達出貨量達630臺，預(yù)計2021全年總出貨量將超過15000臺，預(yù)計較2020年增長28%。公司的產(chǎn)品開發(fā)策略可以分為：技術(shù)路線和市場路線兩種。技術(shù)路線上，公司在64線產(chǎn)品HDL-64E基礎(chǔ)上，推出了128線且體積更小的AlphaPrimeVLS-128產(chǎn)品。公司加速開發(fā)MCLM系列芯片級激光雷達，滿足大規(guī)模、低成本與高性能需求，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。此外，公司于2021年推出用于構(gòu)建自主解決方案的Vella開發(fā)套件。市場路線上，公司在機械式激光雷達產(chǎn)品線上，推出車規(guī)級產(chǎn)品UltraPuckVLP-32C。面向ADAS應(yīng)用，公司發(fā)布固態(tài)激光雷達產(chǎn)品Velarry，該產(chǎn)品定目前以32線為主，后期會推出16線和8線產(chǎn)品，其中VelarrayH800將實現(xiàn)量產(chǎn)，但時間尚未明確。此外，在Velarry系列中，公司于2021年推出第二代Velabit傳感器。Luminar（LAZRUS）：車載激光雷達的創(chuàng)新者Luminar成立于2012年，并于2020年12月在納斯達克上市，成為繼Velodyne后全球第二家上市的激光雷達廠商。借助創(chuàng)新的產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計，Luminar實現(xiàn)了激光雷達的小型化以及成本的有效改善。Luminar產(chǎn)品的優(yōu)勢在于：1）采用1550nm光源避免了眼睛的傷害，在汽車中應(yīng)用時，容易獲得監(jiān)管通過；2）采用光纖激光器作為光源，可以獲得更高的激光脈沖峰值功率，拓展了探測的范圍；3）二維掃描鏡大大降低了光源和接收端器件的數(shù)目，有效的降低了成本。在此推動下，Luminar受到了廣大車企的青睞，其合作伙伴包括：豐田

（7203JP）、沃爾沃（未上市）、日產(chǎn)（7201JP）、奧迪（未上市）、福特（FUS）、上汽集團（600104CH）等。在公司經(jīng)營方面，根據(jù)公司2021年三季報，2021年前三季度公司營業(yè)收入為1960萬美元，同比增長70.2%，凈虧損為1.64億，同比增虧9177.3萬，公司2021年營收指引為3000萬-3300萬，同比增長115.04%-136.54%。Innoviz（INVZUS）：MEMS激光雷達領(lǐng)先者Innoviz成立于2016年，四位聯(lián)合創(chuàng)始人來自以色列國防軍情報部隊精英技術(shù)部門。Innoviz于成立當(dāng)年發(fā)布其第一款MEMS激光雷達InnovizOne，Innoviz預(yù)計將于2022第二季度于寶馬量產(chǎn)車型中獲得首次批量應(yīng)用。Innoviz持續(xù)深耕MEMS路線，于2020年推出第二代產(chǎn)品InnovizTwo，在性能得到顯著提高的同時，將成本降低70%，預(yù)計將在2023年第三季度開始實現(xiàn)量產(chǎn)。Innoviz的合作伙伴以汽車Tier1廠商為主，包括：麥格納（MGAUS）、安波福（APTVUS）、恒潤科技（未上市）、哈曼國際（HARUS）等。在公司經(jīng)營方面，根據(jù)公司2021年三季報，2021年前三季度公司營業(yè)收入為381.1萬美元，同比增長3.6%，凈虧損為1.2億，同比增虧7083.7萬，公司2021年訂單指引為24億。Ouster（OUSTUS）：Flash激光雷達先驅(qū)Ouster成立于2015年，由激光雷達領(lǐng)域內(nèi)獨角獸Quanergy的前聯(lián)合創(chuàng)始人AngusPacala創(chuàng)立。Ouster以研發(fā)數(shù)字激光雷達為戰(zhàn)略導(dǎo)向，于2018年推出第一代產(chǎn)品OS1；2020年1月于CES上，Ouster推出第二代產(chǎn)品超廣角激光雷達OS0和遠距離激光雷達OS2，前者適用于卡車環(huán)視和盲區(qū)檢測，后者適用于自動駕駛和無人機遠程高速感知。公司的合作廠商有高通（QCOMUS）、智加科技、輕舟智航、慧拓智能等。在公司經(jīng)營方面，2021年前三季度公司營業(yè)收入為2172.6萬美元，同比增長73.4%，凈虧損為6563.7萬，同比增虧1601.7萬，毛利率為25.38%，2021年營收指引為3300萬至3500萬美元，毛利率指引為25%至27%。Aeva（AEVAUS）：FMCW4D激光雷達開拓者Aeva成立于2017年，兩位創(chuàng)始人為蘋果和尼康的前工程師。Aeva于2019年發(fā)布首款FMCW芯片激光雷達，是首家4D激光雷達芯片制造商。與傳統(tǒng)激光雷達依靠的ToF技術(shù)不同，Aeva采用FMCW技術(shù)來測量速度、深度、反射率和慣性運動，在降低所消耗功率的同時，打破了最大探測距離和點云密度之間的相依性的技術(shù)痛點。Aeva目前獲得了保時捷的投資，并與奧迪達成了戰(zhàn)略合作。在公司經(jīng)營方面，2021年前三季度營業(yè)收入為639.2萬美元，同比增長55.5%，凈虧損為7013.6萬，同比增虧5357.9萬。中國激光雷達公司快速發(fā)展，造車新勢力加速產(chǎn)業(yè)成熟速騰聚創(chuàng)（未上市）速騰聚創(chuàng)創(chuàng)立于2014年8月，是全球領(lǐng)先的智能激光雷達系統(tǒng)科技企業(yè)，服務(wù)于自動駕駛車輛及專業(yè)機器人，賦予機器超越人類眼睛感知能力，曾獲得來自阿里巴巴集團旗下物流行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)菜鳥網(wǎng)絡(luò)、上汽、北汽、宇通的戰(zhàn)略投資。公司于2016年完成多線激光雷達RS-LiDAR-16Demo和RS-LiDAR-32的設(shè)計；2017年實現(xiàn)RS-LiDAR-16和RS-LiDAR-32的量產(chǎn)，并于同年發(fā)布MEMS固態(tài)激光雷達RS-LiDAR-M1PreDemo；2020年RS-LiDAR-M1正式發(fā)售；在CES2022上，速騰聚創(chuàng)宣布其發(fā)布的RS-LiDAR-M1型號激光雷達已于1H21經(jīng)過一系列嚴格的車規(guī)測試，完成車規(guī)級量產(chǎn)并成功交付客戶，成為全球唯一實現(xiàn)車規(guī)前裝量產(chǎn)交付的第二代智能固態(tài)激光雷達。根據(jù)速騰聚創(chuàng)官網(wǎng)，公司的合作伙伴包括上汽集團、吉利汽車、中國一汽、廣汽埃安、比亞迪、威馬汽車、宇通、地平線、斑馬智行、阿里巴巴、京東、嬴徹科技、Webasto、Balyo、AutoX、現(xiàn)代摩比斯等。2021年12月23日，比亞迪股份有限公司與速騰聚創(chuàng)正式達成戰(zhàn)略合作。禾賽科技（未上市）禾賽科技于2014年創(chuàng)立于中國上海，是全球自動駕駛及高級輔助駕駛激光雷達的領(lǐng)軍企業(yè)。禾賽在光學(xué)、機械、電子、軟件等激光雷達核心領(lǐng)域有著卓越的研發(fā)能力和深厚的技術(shù)積累，同時，禾賽具備強大的車規(guī)級規(guī)?；a(chǎn)能力，年產(chǎn)能百萬臺的“麥克斯韋”超級智造中心將于2022年全面投產(chǎn)。公司累計獲得包括小米、美團、博世、百度、光速、高瓴、CPE、啟明等機構(gòu)超過5億美元的融資。公司成立之初以機械式激光雷達產(chǎn)品為主，于2017年4月首次發(fā)布機械式激光雷達Pandar40；2019年1月發(fā)布PandarGT，開始切入半固態(tài)激光雷達產(chǎn)品線；在CES2022上禾賽科技發(fā)布半固態(tài)激光雷達AT128，其作為業(yè)界首個基于VCSEL打造的遠距ADAS半固態(tài)激光雷達，該新品基于Lumentum提供的嵌入芯片VCSEL平面化光源，替代了傳統(tǒng)激光雷達龐大的分立式器件光源，有效降低激光雷達的制造成本。AT128已經(jīng)獲得超過全球數(shù)百萬臺的主機廠前裝量產(chǎn)定點，包括理想、集度、高合、路特斯等，公司預(yù)計于2H22全面量產(chǎn)交付。禾賽的客戶包括全球主流自動駕駛公司和頂級汽車廠商、一級供應(yīng)商、機器人公司等，公司產(chǎn)品已服務(wù)的客戶包括：北美三大汽車制造商中的兩家、德國四大汽車制造商之一、美國加州2019年DMV路測里程前15名中過半的自動駕駛公司，和大多數(shù)中國領(lǐng)先的自動駕駛公司。這其中包括了全球最大的三家移動出行服務(wù)公司中的兩家、全球最大的汽車零部件供應(yīng)商博世集團、全球最大的自動駕駛卡車公司之一，和全球最大的自動駕駛配送公司之一等知名公司。華為（未上市）華為激光雷達產(chǎn)品于2016年開始預(yù)研，并于2020年12月首次向公眾正式發(fā)布車規(guī)級高性能激光雷達產(chǎn)品和解決方案。華為針對MEMS激光雷達功率較低的問題，采用多線程微振鏡激光測量模組技術(shù)做了改進，在提升功率和控制成本之間實現(xiàn)了平衡。華為基于該種技術(shù)模式可以快速推出多種用途的激光雷達，適應(yīng)不同的市場需求。得益于ICT領(lǐng)域光學(xué)設(shè)計、信號處理、整機工程等長期積累，華為重構(gòu)了激光雷達的核心部件，包括發(fā)送模塊，接收模塊和掃描器，例如華為選擇微轉(zhuǎn)鏡掃描器架構(gòu)，通過解構(gòu)電機、軸承等關(guān)鍵部件，以及精準的掃描控制，提升點云精度的穩(wěn)定性與一致性。華為激光雷達的下游廠商包括長安、北汽ARCFOX等，其中極狐HBT為首個搭載華為激光雷達的車型。極狐阿爾法SHI版搭載了三顆華為的內(nèi)置旋轉(zhuǎn)棱鏡式激光雷達，單顆雷達分辨率為96線，水平測距角度120度，垂直角度25度，最遠測距距離150米。大疆覽沃（未上市）覽沃科技有限公司（Livox）是大疆旗下孵化的激光雷達公司，成立于2016年。Livox效仿了大疆在無人機領(lǐng)域?qū)⑶把丶夹g(shù)平民化的戰(zhàn)略，圍繞高性能、低成本、可量產(chǎn)這三個關(guān)鍵詞打造激光雷達產(chǎn)品，產(chǎn)品的性價較高。在技術(shù)上，Livox使用了獨特的非重復(fù)式掃描技術(shù)，在保證產(chǎn)品可靠性的同時，也在一定程度上降低了激光雷達的成本。Livox的產(chǎn)品屬于旋鏡式激光雷達，在原理上靠近MEMS，二者都屬于類固態(tài)激光雷達。LivoxHAP是Livox首款面向智能輔助駕駛市場研發(fā)的車規(guī)級激光雷達，HAP于2021年在全新自建的車規(guī)級智能制造中心進行批量生產(chǎn)，可滿足74項嚴苛的車規(guī)可靠性要求，現(xiàn)已成功獲得小鵬汽車和一汽解放量產(chǎn)項目的定點。根據(jù)大疆覽沃官網(wǎng)，公司主要下游客戶有摯途科技、小鵬汽車、宇通客車、一汽南京等。一徑科技（未上市）一徑科技成立于2017年11月，致力于提供國際領(lǐng)先的全固態(tài)激光雷達解決方案。一徑科技是國內(nèi)較早做面向車載應(yīng)用的固態(tài)激光雷達的團隊，2019年1月首次推出固態(tài)激光雷達ML-30，2020年1月發(fā)布MEMS激光雷達全套解決方案，并推出全球最大視場角MEMS激光雷達ML-30s。一徑科技的技術(shù)優(yōu)勢有車規(guī)級可靠性、端到端激光雷達產(chǎn)品設(shè)計及研發(fā)能力和專有光電及集成電路開發(fā)能力。目前量產(chǎn)落地的主攻方向為向特定區(qū)域的各種場景的相關(guān)車輛提供整體激光雷達解決方案，如L3+ADAS、高速物流、智慧礦區(qū)、智慧港口、智慧園區(qū)、智能公交、Robotaxi等。一徑科技重點服務(wù)汽車主機廠、自動駕駛公司，標桿客戶有京東、元戎啟行、嬴徹，和三一等公司。激光雷達產(chǎn)業(yè)鏈拆解：激光器、探測器、驅(qū)動芯片等為核心激光雷達包含激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)、主控模塊四大組成部分。其中激光雷達的發(fā)射模塊負責(zé)發(fā)射激光光束至外界物體；接收模塊負責(zé)接收經(jīng)外界物體反射回來的激光，并產(chǎn)生接收信號；信號由主控模塊計算以獲取目標表面形態(tài)、物理屬性等特性；掃描模塊通過旋轉(zhuǎn)等方式對物體所在平面進行掃描。從成本結(jié)構(gòu)來看，根據(jù)汽車之心數(shù)據(jù)，激光雷達總成本中分立收發(fā)模塊占比約60%，為最大成本項；其次人工調(diào)試成本占比約25%?？刂颇K、機械裝置等合計占比約15%。對激光雷達四大組成部分進行再細分，可分為激光器、探測器、發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)、模擬前端、電機等，可以看出激光雷達上游環(huán)節(jié)較多，其中激光器、探測器、FPGA等存在較高技術(shù)壁壘，為激光雷達核心組件。激光器：關(guān)注國內(nèi)激光芯片廠商進口替代機遇激光器：發(fā)射模塊核心組件。在激光雷達中，激光發(fā)射模塊負責(zé)發(fā)射激光至目標物體，是激光雷達的核心組成之一。激光發(fā)射模塊包括激光驅(qū)動芯片、激光光源（激光器）、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)等，其中激光器的性能、成本、可靠性與激光雷達產(chǎn)品的性能、成本、可靠性密切相關(guān)，一般情況下激光器的輸出功率越大，激光雷達的探測距離越遠。另一方面，激光器的輸出波長亦是關(guān)鍵指標，如上文所述，目前激光雷達主流波長包括905nm、1550nm兩種路徑，其中905nm主要由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，1550nm主要由光纖激光器產(chǎn)生。EEL為當(dāng)前主流光源，VCSEL發(fā)展?jié)摿ψ恪０凑瞻l(fā)射腔面的不同分類，半導(dǎo)體激光器可分為邊發(fā)射激光器（EEL）與垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），其中EEL發(fā)光面位于半導(dǎo)體晶圓的側(cè)面，具有高發(fā)光功率密度的優(yōu)勢，目前已廣泛應(yīng)用于905nm激光雷達光源中。但由于EEL在使用過程中需要進行切割、翻轉(zhuǎn)、鍍膜、再切割的工藝步驟，貼裝依賴手工裝調(diào)技術(shù)，生產(chǎn)成本高且一致性難以保障；VCSEL的發(fā)光面與半導(dǎo)體晶圓平行，所形成的激光器陣列更容易與平面化的電路芯片鍵合，且生長結(jié)構(gòu)更易于形成芯片級二維陣列，未來量產(chǎn)成本有望快速下行，具備較大發(fā)展?jié)摿?。但目前VCSEL尚存在發(fā)光密度功率低等缺陷，導(dǎo)致只在對測距要求近的應(yīng)用領(lǐng)域有相應(yīng)的激光雷達產(chǎn)品（通常<50m）。多結(jié)技術(shù)有望突破VCSEL功率瓶頸，帶動VCSEL滲透率提升。VCSEL激光器中的多結(jié)技術(shù)是指將幾個PN結(jié)垂直疊在一起，以有效提升VCSEL發(fā)射的功率密度。根據(jù)禾賽科技招股書，近年來國內(nèi)外多家VCSEL激光器公司紛紛開發(fā)了多結(jié)VCSEL技術(shù)，將其發(fā)光功率密度提升了5~10倍，這為應(yīng)用VCSEL開發(fā)長距激光雷達提供了可能。在CES2022上，禾賽科技發(fā)布基于VCSEL陣列光源（由Lumentum提供）的激光雷達新品AT128，具備200米@10%的遠距離測遠能力，目前

AT128已經(jīng)獲得超過全球數(shù)百萬臺的主機廠前裝量產(chǎn)定點，包括理想、集度、高合、路特斯，并將于2H22在規(guī)劃產(chǎn)能百萬臺的禾賽“麥克斯韋”超級工廠實現(xiàn)量產(chǎn)交付。光纖激光器成本較高為當(dāng)前制約1550nm激光雷達普及的核心矛盾之一。根據(jù)前文所述，1550nm激光雷達因“人眼安全”等特性有望在車載場景中可以輸出更高功率，以獲得更遠的探測距離，目前1550nm激光雷達主要采用光纖激光器作為激光光源。而由于當(dāng)前光纖激光器生產(chǎn)成本較高，成為制約1550nm激光雷達普及的核心矛盾之一。鐳神智能創(chuàng)始人胡小波在接受極智談欄目采訪時表示，光纖激光器成本約占1550nm激光雷達成本的80%~85%。我們認為未來光纖激光器上游核心元器件隨著技術(shù)成熟、國產(chǎn)化率提升，有望驅(qū)動光纖激光器成本進一步下探，帶動其在激光雷達中的滲透率提升。半導(dǎo)體激光器封裝環(huán)節(jié)國產(chǎn)廠商已取得突破；激光芯片進口替代空間廣闊。在激光雷達中半導(dǎo)體激光器封裝領(lǐng)域，國內(nèi)廠商如炬光科技等通過較為領(lǐng)先的封裝技術(shù)實現(xiàn)激光發(fā)射模組的國產(chǎn)化，根據(jù)炬光科技招股書，其激光雷達發(fā)射模組已與德國大陸簽署4億元框架協(xié)議；