激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告：激光雷達(dá)放量上游器件引領(lǐng)未來(lái)

證券研究報(bào)告

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行業(yè)深度通信

|通信設(shè)備激光

放量時(shí)代，上游器件引領(lǐng)未來(lái)——激光行業(yè)報(bào)告（二）2022年8月10日核心邏輯：激光

放量時(shí)代，上游器件引領(lǐng)未來(lái)?

2021年為激光“上車(chē)”元年，2022年有望成為激光的量產(chǎn)大年，從L2級(jí)別輔助駕駛到L3+自動(dòng)駕駛跨進(jìn)。在，掀起了中國(guó)車(chē)企定點(diǎn)激光

的浪潮，隨后，小鵬、北汽極2021年1月，蔚來(lái)在NIO

day上宣布ET7全系搭載激光狐、上汽智己、上汽飛凡、廣汽埃安、理想、高合、威馬等造車(chē)新勢(shì)力和傳統(tǒng)車(chē)企新能源品牌，都紛紛宣布即將量產(chǎn)或交付的新車(chē)型將搭載激光。這些車(chē)型最晚都是在2022年交付，2022年有望成為激光的量產(chǎn)大年。?

激光

由發(fā)射模塊、接收模塊、主控模塊以及掃描模塊（如有）構(gòu)成。激光BOM

成本主要是三部分：（1）硬件、電子模塊；（2）光學(xué)模塊和（3）結(jié)構(gòu)模塊。硬件模塊（50%~60%）：發(fā)射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要負(fù)責(zé)運(yùn)算；以及主控板和電源模組；光模塊（10~15%）：以發(fā)射和接收這兩個(gè)二極管展開(kāi)的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；結(jié)構(gòu)模塊（25%）：支撐光學(xué)模塊和硬件模塊內(nèi)部的一些支架，包括電機(jī)、軸承、支架、殼體。?激光發(fā)射器：VCSEL較EEL成本優(yōu)勢(shì)明顯，905、1550或?qū)⒐泊妗尿?qū)動(dòng)方式來(lái)看，采用VCSEL激光器作為面光源的電光轉(zhuǎn)換效率、集成度和可制造性更高，將逐步取代EEL；從光源波長(zhǎng)來(lái)看，1550nm或?qū)⒃诤Ｍ饧皣?guó)產(chǎn)高端車(chē)型中使用，目前仍需解決成本問(wèn)題；905nm基于價(jià)格優(yōu)勢(shì)在中低端車(chē)型中將更受歡迎。?光學(xué)系統(tǒng)：激光中包含大量的光學(xué)和電子元器件。國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)顯著，壁壘在于質(zhì)量管控&一致性。光學(xué)部分是以發(fā)射和接收這兩個(gè)二極管展開(kāi)的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；其中，轉(zhuǎn)鏡50%；窗口片：20%；透鏡、準(zhǔn)直鏡、濾光片30%。上游的光學(xué)組件提供廠(chǎng)商較多，且廠(chǎng)商來(lái)自多個(gè)不同的領(lǐng)域，包括消費(fèi)電子領(lǐng)域、光通信領(lǐng)域以及光纖激光器領(lǐng)域，我們認(rèn)為，未來(lái)量產(chǎn)階段，擁有一定技術(shù)壁壘和充沛產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)的廠(chǎng)商有望成為市場(chǎng)主流玩家。探測(cè)器：國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商走向車(chē)規(guī)，從APD向SPAD、SiPM進(jìn)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(yōu)勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)符合車(chē)規(guī)、高增益、低成本、尺寸緊湊的傳感器，適用于汽車(chē)長(zhǎng)距離激光光探測(cè)場(chǎng)景。的微?

投資建議：激光裝配率有望在2022-2025年之間出現(xiàn)明顯提速拐點(diǎn)，打開(kāi)千億市場(chǎng)規(guī)模。建議關(guān)注：【速騰聚創(chuàng)】、【圖達(dá)通】、【禾賽科技】等整機(jī)廠(chǎng)；激光上游光學(xué)組件率先受益激光上量，光模塊產(chǎn)業(yè)鏈有望快速切入激光領(lǐng)域，具備垂直一體化優(yōu)勢(shì)的平臺(tái)型公司有望從光學(xué)組件切入主流市場(chǎng)，并逐步提供其他重要的光學(xué)組件產(chǎn)品以及有源器件封裝服務(wù)，逐步增加單

的價(jià)值量，重點(diǎn)推薦【天孚通信】、【中際旭創(chuàng)】；建議關(guān)注【騰景科技】、【光庫(kù)科技】、【永新光學(xué)】

（中小盤(pán)覆蓋）

、

【福晶科技】

（電子組覆蓋）

、

【藍(lán)特光學(xué)】

（電子組覆蓋）等；激光發(fā)射器VCSEL芯片逐步興起，具備設(shè)計(jì)、外延、封裝及采購(gòu)上游芯片集成光學(xué)組件提供發(fā)射模組的公司值得持續(xù)關(guān)注，建議關(guān)注【炬光科技】

（電子組覆蓋）

、【長(zhǎng)光華芯】（電子組覆蓋）、蘇州長(zhǎng)瑞。-

2

-?

風(fēng)險(xiǎn)提示：技術(shù)路徑選擇風(fēng)險(xiǎn)、自動(dòng)駕駛推進(jìn)不及預(yù)期、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格降幅加劇。目錄

行業(yè)：2021為“上車(chē)”元年，2022或?qū)⒊蔀榱慨a(chǎn)大年

發(fā)射模塊：VCSEL逐步取代EEL，905、1550或?qū)⒐泊?/p>

光學(xué)系統(tǒng)：國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)顯著，壁壘在于質(zhì)量管控&一致性

接收模塊：國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商走向車(chē)規(guī)，從APD向SPAD、SiPM進(jìn)階-

3

-自動(dòng)駕駛車(chē)型搭載激光

情況?

2021年為激光“上車(chē)”元年，在2021年1月，蔚來(lái)在NIO

day上宣布ET7全系搭載激光，掀起了中國(guó)車(chē)企定點(diǎn)激光的浪潮，隨后，小鵬、北汽極狐、上汽智己、上汽飛凡、廣汽埃安、長(zhǎng)安阿維塔、長(zhǎng)城沙龍、理想、高合、威馬等造車(chē)新勢(shì)力和傳統(tǒng)車(chē)企新能源品牌，都紛紛宣布即將量產(chǎn)或交付的新車(chē)型將搭載激光產(chǎn)大年，從L2級(jí)別輔助駕駛到L3+自動(dòng)駕駛跨進(jìn)。?

根據(jù)車(chē)智數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，這些宣布定點(diǎn)激光

的車(chē)型中，搭載一顆激光。這些車(chē)型最晚都是在2022年交付，2022年有望成為激光的量的車(chē)型有蔚來(lái)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(chē)型是搭載兩顆激光

，廣汽埃安Aion

LX

Plus、阿維塔11、威馬M7等車(chē)型搭載了三顆激光

，沙龍機(jī)甲龍、路特斯搭載了4顆激光。圖：2021年廣州車(chē)展激光定點(diǎn)車(chē)型情況圖：路特斯搭載34個(gè)駕駛輔助傳感器激光：4顆毫米波：6顆禾賽15%大疆Livox8%圖達(dá)通8%15%其他16%超聲波：12顆內(nèi)置攝像頭：1顆Luminar8%速騰聚創(chuàng)46%200萬(wàn)環(huán)視攝像頭：4顆800萬(wàn)輔助駕駛攝像頭：4顆速騰聚創(chuàng)禾賽圖達(dá)通大疆LivoxLuminar-

4

-數(shù)據(jù)

：車(chē)智數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)：公司官網(wǎng)、全球激光

千億市場(chǎng)亟待開(kāi)啟?

車(chē)載激光美元，2027年將達(dá)到128億美元（約合人民幣856億元）,CAGR為14%。國(guó)際電聯(lián)(ITU)預(yù)測(cè)，2030年，歐洲的車(chē)載

滲透率將達(dá)到65%，美國(guó)將達(dá)到50%。其中，2021年車(chē)載激光

（無(wú)人駕駛+ADAS）市場(chǎng)規(guī)模為2億美元，2026年將超過(guò)28.75億美元（約合人民幣192億元），約占比整個(gè)車(chē)載場(chǎng)的26%，比2021年高出22個(gè)百分點(diǎn)，CAGR高達(dá)66%。乘用車(chē)和Robotaxi/Robotruck持續(xù)增長(zhǎng)的需求成為車(chē)載激光

市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)因素。?

無(wú)人駕駛及ADAS將超過(guò)地圖測(cè)繪，主導(dǎo)激光將逐步成為車(chē)載主力。根據(jù)Yole計(jì)算及預(yù)測(cè)，2021年車(chē)載市場(chǎng)規(guī)模為58億市市場(chǎng)。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，激光2021年的全球市場(chǎng)規(guī)模為20.6億美元，2026年將達(dá)到57億美元，其中車(chē)載激光2026年的50%。的占比將從2021年的11%增長(zhǎng)至2021-2027年全球車(chē)載市場(chǎng)規(guī)模及分布情況（美元）2020-2026年全球激光市場(chǎng)規(guī)模及分布情況（美元）數(shù)據(jù)：

Yole、-

5

-主流激光

廠(chǎng)商產(chǎn)品型號(hào)和性能對(duì)比激光型號(hào)FalconIrisM1InnovizOneAT128H800波長(zhǎng)1550納米1550納米905納米905納米905納米905納米微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）掃描方式雙軸鏡掃描雙軸鏡掃描250米單軸鏡掃描200米10%反射率下的探測(cè)距離250米180米180米170米?×0.06?0.05?×0.05?0.2

×0.1??0.1?×0.1?0.1?×0.2?0.26

×0.2??角分辨率0.06激光供應(yīng)商激光型號(hào)激光掃10%反射率下的搭載激光車(chē)型波長(zhǎng)角分辨率視角范圍搭載位置描方式探測(cè)距離個(gè)數(shù)北汽極狐阿爾法S全新HI版3車(chē)前1、車(chē)側(cè)前2車(chē)頂1、車(chē)前2?混合固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡式0.25

×2-6顆（當(dāng)前3顆）合眾哪吒S905納米150米120°×25°?96線(xiàn)0.26長(zhǎng)城沙龍機(jī)甲龍411車(chē)前1、車(chē)側(cè)前2、車(chē)后1?0.06

×0.06混合固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡式混合固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡式上汽飛凡R7蔚來(lái)ET7Luminar

Iris1550納米1550納米250米250米120°×30°120°×30°車(chē)頂1車(chē)頂1??0.03

×圖達(dá)通

Falcon?0.03上汽智己L7小鵬G9223車(chē)頂左右2車(chē)前2?0.2

×?0.1混合固態(tài)-MEMS速騰聚創(chuàng)

M1905納米180米120°×25°威馬M7車(chē)頂1、車(chē)側(cè)前2-

6

-數(shù)據(jù)：公司官網(wǎng)、新出行、整理主流激光

廠(chǎng)商產(chǎn)品情況梳理公司產(chǎn)品型號(hào)圖片

掃描方式波長(zhǎng)

發(fā)射端搭載車(chē)型理想L9標(biāo)配/選配激光搭載車(chē)型上市時(shí)間2022.06.29搭載車(chē)型銷(xiāo)量標(biāo)配路特斯ELETRE集度ROBO-01高合

HiPhiZ蔚來(lái)ET7標(biāo)配將于2022年三季度上市將于2023年上市2022.07.05開(kāi)始預(yù)定2021.01.09首發(fā)2021.12.18禾賽科技AT128半固態(tài)轉(zhuǎn)鏡

905nm

VCSEL標(biāo)配標(biāo)配標(biāo)配2022年上半年銷(xiāo)量6912輛2022年上半年銷(xiāo)量1934輛預(yù)計(jì)7月底交付量突破1000臺(tái)圖達(dá)通獵鷹半固態(tài)

MEMS

1550nm蔚來(lái)ET5標(biāo)配路特斯ELETRE廣汽埃安-AION

LX

Plus威馬M7標(biāo)配2022年三季度2022.01.05標(biāo)配標(biāo)配標(biāo)配2021.10.22首發(fā)2022.09速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-M1半固態(tài)

MEMS

905nm

EEL小鵬G9上汽智己L7選裝（后續(xù)還可升級(jí)加裝）2022.04.17一汽紅旗、

LucidAir、比亞迪、極氪等車(chē)型北汽極狐阿爾法S全新HI版標(biāo)配2022.05.072022年上半年銷(xiāo)量3883輛目前全球限量101臺(tái)96線(xiàn)車(chē)規(guī)級(jí)中長(zhǎng)距前裝激光長(zhǎng)城沙龍機(jī)甲龍長(zhǎng)安阿塔維11哪吒S標(biāo)配標(biāo)配2021.11.192022.08.08半固態(tài)轉(zhuǎn)鏡

1550nm

VCSEL標(biāo)配2022年內(nèi)上汽飛凡R7標(biāo)配（已發(fā)布車(chē)型）2022年下半年上市并交付2021.10上市（激光于2022年制造的新一代XC90）將搭載

2021年108200輛；2022上半年LuminarIris半固態(tài)

MEMS

1550nm沃爾沃

XC90選配48900輛奔馳奧迪A8L標(biāo)配標(biāo)配2018.032021.032021年23708輛轉(zhuǎn)鏡（4線(xiàn)）Scala

1st

Gen半固態(tài)半固態(tài)905nm

EEL905nm

EEL目前限量100臺(tái)且僅供租賃，預(yù)計(jì)2023年第二季度開(kāi)始量產(chǎn)本田

LegendHybrid

EX奔馳新S級(jí)2021.03（選配系統(tǒng)DRIVEPILOT于2022年5月17日開(kāi)放訂

AMG頂級(jí)車(chē)型）；2022年Q1-2021全年91100

輛（邁巴赫和選配（選裝DRIVE

PILOT有條件自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)）購(gòu)）31896輛轉(zhuǎn)鏡（16線(xiàn)）Scala

2ndGenScala

3rdGenValeo2021.08（選配系統(tǒng)DRIVEPILOT于2022年5月17日開(kāi)放訂購(gòu)）選配（選裝DRIVE

PILOT有條件自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)）奔馳EQS半固態(tài)

MEMS

905nmStellantis2024NFL近場(chǎng)激光固態(tài)Flash--選配（600P、550P兩款車(chē)2021年7865輛；2022年Q110486輛大疆LivoxHAP半固態(tài)棱鏡

905nm小鵬P52021.09.15型搭載激光）-7-：公司官網(wǎng)、數(shù)據(jù)激光

的分類(lèi)：從機(jī)械式到固態(tài)化?

機(jī)械式激光技術(shù)成熟度較高，供應(yīng)鏈成熟，但由于固有缺陷（機(jī)械部件壽命短、成本高、體積大、調(diào)試裝配復(fù)雜等），目前車(chē)企宣布的L3量產(chǎn)車(chē)項(xiàng)目均選用固態(tài)/混合固態(tài)激光方案。?

目前混合固態(tài)激光技術(shù)已初步成熟，各家廠(chǎng)商量產(chǎn)項(xiàng)目陸續(xù)落地。原理：將激光線(xiàn)束豎向排列形成一個(gè)面，通過(guò)械旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)面，掃描周?chē)h(huán)境呈現(xiàn)出三維立體圖形。16線(xiàn)、32

線(xiàn)、64線(xiàn)就是豎向排列線(xiàn)束的數(shù)量，數(shù)量越多-密度越大-精度越高-計(jì)算機(jī)處理信息量更大?！虄?yōu)點(diǎn)：環(huán)形掃描，多線(xiàn)激光器設(shè)計(jì)，供應(yīng)鏈成熟?！寥秉c(diǎn)：體積大；調(diào)試、裝配工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高；機(jī)械部件壽命不長(zhǎng)（約1000-3000小時(shí)），難以滿(mǎn)足車(chē)規(guī)級(jí)要求（至少1萬(wàn)小時(shí)以上）。機(jī)械式激光￥價(jià)格：大幾千至十幾萬(wàn)不等主要廠(chǎng)商：Velodyne、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)等原理：通過(guò)MEMS微鏡/轉(zhuǎn)鏡替代傳統(tǒng)機(jī)械式選準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)垂直方面的一維掃描。激光器√優(yōu)點(diǎn)：體積小、成本低、裝調(diào)效率高、分辨率高?！寥秉c(diǎn)：信噪比低、有效距離短、

FOV

窄?；旌瞎虘B(tài)激光￥價(jià)格：部分廠(chǎng)商目標(biāo)量產(chǎn)價(jià)格下探至千元人民幣級(jí)別?MEMS微振鏡主要廠(chǎng)商：Luminar、Innoviz、Valeo、速騰聚創(chuàng)、圖達(dá)通、禾賽科技、等-8-數(shù)據(jù)：科創(chuàng)中國(guó)、Innoluce、Velodyne、速騰聚創(chuàng)、激光

的分類(lèi)：從機(jī)械式到固態(tài)化?

固態(tài)激光技術(shù)方案包括光相控陣（OPA）和FLASH兩種，具有數(shù)據(jù)采集速度快、分辨率高、成本低等特點(diǎn)，但目前技術(shù)成熟度較低。原理：無(wú)須掃描，短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)區(qū)域的激光，再以高度靈敏的接收器來(lái)完成對(duì)于環(huán)境圖像的測(cè)繪?！虄?yōu)點(diǎn)：成本低×缺點(diǎn)：有效距離短、分辨率低固態(tài)激光價(jià)格：Ouster

的32線(xiàn)固態(tài)激光起步在3500-16000美元不等。（FLASH）主要廠(chǎng)商：Ouster、大陸、Sense

Photonics等原理：采用FMCW測(cè)距方式，激光器功率均分到多路相位調(diào)制器陣列，光場(chǎng)通過(guò)光學(xué)天線(xiàn)發(fā)射，在空間遠(yuǎn)場(chǎng)相干疊加形成一個(gè)具有較強(qiáng)能量的光束。通過(guò)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(wú)需機(jī)械掃描。相控陣?yán)玫氖遣ǖ母缮嫘?yīng)，多個(gè)波相互疊加時(shí)，有的方向增強(qiáng)，有的方向抵消，通過(guò)天線(xiàn)的相位差控制主光束的角度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)掃描的功能?！虄?yōu)點(diǎn)：尺寸小、指向靈活、掃描速度快、功耗低、成本低、精度高等×缺點(diǎn)：技術(shù)難度大固態(tài)激光（OPA）價(jià)格：部分廠(chǎng)商目標(biāo)量產(chǎn)價(jià)格下探至千元人民幣級(jí)別主要廠(chǎng)商：Quanergy等數(shù)據(jù)：汽車(chē)之心、Ouster、Quanergy、-9-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——上游?

激光產(chǎn)業(yè)鏈上游包含激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)和信息處理四大部分，分別對(duì)應(yīng)激光器、探測(cè)器、掃描器(及其它光學(xué)組件)、芯片等零部件。上游（零部件）常見(jiàn)激光器包括邊發(fā)射激光器(EEL)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、光纖激光器等，由海外廠(chǎng)商主導(dǎo),但國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商迅速發(fā)展。探測(cè)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(chǎng)商耕耘已久，但國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商也已走向車(chē)規(guī)化，且在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制上有較大靈活性，價(jià)格更優(yōu)勢(shì)。掃描器及光學(xué)組件一般由激光公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)，再選擇公司完成加工。光學(xué)組件的國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈技術(shù)水平高且目前有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，可替代且?guī)缀醭絿?guó)外供應(yīng)鏈水準(zhǔn)、滿(mǎn)足產(chǎn)品加工需求。激光的信息處理多由芯片實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、放大器等。海外廠(chǎng)商生產(chǎn)的產(chǎn)品性能、豐富度、產(chǎn)能大幅領(lǐng)先國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商，在車(chē)規(guī)類(lèi)產(chǎn)品上差距更大。激光器探測(cè)器掃描器及光學(xué)組件芯片（信息處理）EELPD/APDMEMSSoCOSRAM、Lumentum、Hamamatsu海創(chuàng)光電、華芯半導(dǎo)體…GPD

、

First

Sensor

、Excelitas、

Hamamatsu

（濱松）、芯視界微電子…Innoluce、Schott、速騰聚創(chuàng)、

LeddarTech、Renesas、云芯微Hamamatsu

（濱松）…電子…ADCADI、TI、NEC…FPGAVCSELLumentum、II-VI、HamamatsuSPAD/SiPM光學(xué)系統(tǒng)長(zhǎng)光華芯、縱慧芯光、炬光科

Philips、Hamamatsu

（濱松）、技

、

蘇

州

長(zhǎng)

瑞

（

中

際

旭

創(chuàng)

投

ON

Semi、Sony(索尼）、阜時(shí)騰景科技、天孚通信、中際旭創(chuàng)、舜宇光學(xué)、永新光學(xué)、炬光科技、福晶科技、藍(lán)特光學(xué)、光庫(kù)科技、II-VI…Xilinx

、

Intel

、

Renesas

、Infineon、TI、ADI…資）…科技…光纖激光器Lumentum、OEwaves、Lumibird、Bktel、海創(chuàng)光電、鐳神智能、光庫(kù)科技…放大器Qorvo、Intersil…-

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-數(shù)據(jù)：禾賽科技招股書(shū)、YOLE、各公司官網(wǎng)、整理（注：上市公司已標(biāo)紅）激光

工作原理和組成?

激光由發(fā)射模塊、接收模塊、主控模塊以及掃描模塊（如有）構(gòu)成。主控模塊首先發(fā)射信號(hào)到發(fā)射模塊，激光驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)激光器(如EEL、VCSEL等)發(fā)射激光脈沖，再通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射激光，到達(dá)物體返回后接收模塊接收回波，經(jīng)由接收光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)探測(cè)器(如APD、SiPM、SPAD等),最終傳至模擬前端，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，到達(dá)主控模板。部分激光可直接到達(dá)掃描器或激光器先經(jīng)過(guò)掃描器再回到發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)。擁有掃描模塊，則主控模塊圖：ToF激光核心模塊示意圖目標(biāo)物體掃描模塊（如有）發(fā)射模塊接收模塊接收回波發(fā)射激光發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)含透鏡、反射鏡、透光片等接收光學(xué)系統(tǒng)含透鏡、反射鏡、透光片等掃描器如電機(jī)、微振鏡等激光器如EEL、VCSEL等探測(cè)器如APD、SiPM、SPAD等掃描器驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)掃描器實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)激光驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光脈沖模擬前端通道選通及模擬信號(hào)放大模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)OR（取決于是否有掃描模塊）主控模塊時(shí)序控制、波形算法處理、激光其它功能模塊控制、生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)控制及處理模塊-

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-數(shù)據(jù)：禾賽科技招股書(shū)、激光

革命性技術(shù)架構(gòu)?

根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研和專(zhuān)家交流，招商通信團(tuán)隊(duì)認(rèn)為：機(jī)械式激光被普遍認(rèn)為無(wú)法達(dá)到上車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。短期內(nèi)，以TOF方式為測(cè)距原理的半固態(tài)激光仍將占據(jù)市場(chǎng)的主要份額，一維、二維或MEMS等掃描方式的技術(shù)路徑將會(huì)共存；長(zhǎng)期來(lái)看，固態(tài)FMCW是未來(lái)的技術(shù)路徑。圖：激光技術(shù)路徑梳理半固態(tài)固態(tài)機(jī)械式微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）光學(xué)相控陣（OPA）雙軸鏡面掃描半軸鏡面掃描棱鏡旋轉(zhuǎn)快閃多邊鏡旋轉(zhuǎn)鏡激光源擴(kuò)散片合成光束物體360?激光源圖示描述微機(jī)電系統(tǒng)振鏡由電子/電磁力控制激光棱鏡

棱鏡探測(cè)器陣列(SPAD/SiPM)激光器激光陣列固定鏡2相位控制發(fā)射器振鏡激光器1?

振鏡用于垂直掃描?

旋轉(zhuǎn)鏡用于水平掃描?

多臺(tái)激光器垂直排列?

旋轉(zhuǎn)鏡用于水平掃描?

振鏡集成在微機(jī)電系統(tǒng)?

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)楔形棱鏡?

折射改變激光的水平和垂直方向?

無(wú)移動(dòng)部件

?

無(wú)移動(dòng)部件?

一次照亮整

?

調(diào)整光波相?

360°機(jī)械旋轉(zhuǎn)?

多個(gè)激光器和探測(cè)器（MEMS）上實(shí)現(xiàn)二維掃描個(gè)視場(chǎng)角位以產(chǎn)生定向光束主要廠(chǎng)商3代數(shù)據(jù)：各公司官網(wǎng)、整理-

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-激光

市場(chǎng)規(guī)模&原材料BOM拆分?

激光出貨量&市場(chǎng)規(guī)模：根據(jù)沙利文預(yù)測(cè)，受無(wú)人駕駛車(chē)隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、激光在A(yíng)DAS中滲透率增加等因素推動(dòng)，激光其中，中國(guó)激光整體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，至2025年全球市場(chǎng)規(guī)模為135.4億美元（約合914億元）；市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到43.1億美元（約合291億元）；?

基于蔚來(lái)ET7、小鵬G9等熱款車(chē)型的交付，預(yù)計(jì)22年車(chē)載激光在30~60萬(wàn)臺(tái)。出貨量為15萬(wàn)臺(tái)，23年激光出貨量規(guī)模?

Flash

的成本結(jié)構(gòu)按發(fā)射模組、接受模組、光學(xué)系統(tǒng)、核心

IC

分類(lèi)；根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研，如果整個(gè)$1000

：?

(1)發(fā)射模組即

VCSEL

加驅(qū)動(dòng)$100-$200,占比

20%；(2)接收端占

30%，對(duì)應(yīng)$300；(3)光學(xué)系統(tǒng)占比15-20%，對(duì)應(yīng)$150~$200；(4)剩下的一些

IC

部分成本，像

FPGA、跨阻放大器、AD

芯片、點(diǎn)云管理、memory

等加起來(lái)占比

30%，對(duì)應(yīng)$300。圖：2017-2025全球激光市場(chǎng)規(guī)模（億美元）圖：2017-2025中國(guó)激光市場(chǎng)規(guī)模（億美元）160502020年市場(chǎng)規(guī)模~4億美元2025

~43年均復(fù)合增速（2020-2025）~61%2020年市場(chǎng)規(guī)模~12億美元2025年市場(chǎng)規(guī)模~135億美元年均復(fù)合增速（2020-2025）~64%4540353025201510514012010080年市場(chǎng)規(guī)模億美元5%5%35%40%604026%34%28%27%2000ADASRobotaxi/Robotruck智慧城市和測(cè)繪移動(dòng)機(jī)器人ADAS

Robotaxi/Robotruck

智慧城市和測(cè)繪

移動(dòng)機(jī)器人-

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-數(shù)據(jù)：沙利文、數(shù)據(jù)：沙利文、激光

原材料BOM拆分?

激光BOM

成本主要是三部分：（1）硬件、電子模塊；（2）光學(xué)模塊和（3）結(jié)構(gòu)模塊?

硬件模塊（50%~60%）：發(fā)射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要負(fù)責(zé)運(yùn)算；以及主控板和電源模組；?

光學(xué)模塊（10~15%）：以發(fā)射和接收這兩個(gè)二極管展開(kāi)的光通道，包括反射鏡，透鏡，棱鏡還有窗口玻璃等；?

結(jié)構(gòu)模塊（25%）：支撐光學(xué)模塊和硬件模塊內(nèi)部的一些支架，包括電機(jī)、軸承、支架、殼體。機(jī)械式機(jī)械：VelodynePuckVLP-1616線(xiàn)半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡激光：ValeoSCALA1/SCALE2(16線(xiàn)）9%10%10%13%主板發(fā)射二極管36%激光單元板接收二極管電機(jī)和外殼電路板45%5%激光機(jī)械部件光學(xué)元件10%封裝殼、電機(jī)光學(xué)器件23%微振鏡MEMS激光39%半固態(tài)：棱鏡式激光：Livox

Horizon：速騰10%20%25%光學(xué)部件收發(fā)芯片發(fā)射模塊接收模塊主板光學(xué)模組25%信號(hào)處理模塊內(nèi)驅(qū)電路板54%30%其他25%4%7%光學(xué)模組（5個(gè)模組，每個(gè)2個(gè)反射器，MEMS的振鏡）占30%-14

-數(shù)據(jù)：汽車(chē)之家、產(chǎn)業(yè)調(diào)研、如何降低成本？?

規(guī)?；慨a(chǎn):當(dāng)激光法雷奧激光

目前已出貨

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萬(wàn)只。其價(jià)格也已經(jīng)遠(yuǎn)低于

1000

美元。隨著激光激光

的預(yù)期從最開(kāi)始千元美金級(jí)別，下降為

400-600

美元。?

降本主要有三個(gè)方式：(1)邊際收益；(2)信號(hào)處理模塊ADC、FPGA、千兆塊、驅(qū)動(dòng)芯片占到整個(gè)BOM20-30%，規(guī)模達(dá)到

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萬(wàn)的量級(jí)，價(jià)格將遠(yuǎn)低于

1000

美元。據(jù)Valeo公布的

2021

年度財(cái)報(bào)顯示：量產(chǎn)上車(chē)，行業(yè)對(duì)未來(lái)高度ASIC化可以降低60-70%成本；(3)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈替代。禾賽、速騰、照每年小幾十萬(wàn)，每年double的增長(zhǎng)，這一塊空間空間較大。、大疆收發(fā)芯片都用的進(jìn)口的。按圖：Scala激光拆解（Flash

轉(zhuǎn)鏡式）Scala激光拆解連接器Scala結(jié)構(gòu)示意圖電源

接收發(fā)射激光板核心器件主控板功能結(jié)構(gòu)激光單元主控板-

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-數(shù)據(jù)：汽車(chē)電子設(shè)計(jì)、SystemPlus、目錄

行業(yè)：2021為“上車(chē)”元年，2022或?qū)⒊蔀榱慨a(chǎn)大年

發(fā)射模塊：VCSEL逐步取代EEL，905、1550或?qū)⒐泊?/p>

光學(xué)系統(tǒng)：國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)顯著，壁壘在于質(zhì)量管控&一致性

接收模塊：國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商走向車(chē)規(guī)，從APD向SPAD、SiPM進(jìn)階-

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-發(fā)射模塊——ONE

PAGE

SLIDES?

ToF方式下，905、1550或?qū)⒐泊妫钶d于不同價(jià)位的車(chē)型：圖：激光發(fā)射器匯總梳理售價(jià)&BOM波長(zhǎng)廠(chǎng)商激光發(fā)射器圖達(dá)通Innovusion光纖激光器Lumentum國(guó)內(nèi)蔚來(lái)、海外沃爾沃&奔馳等廠(chǎng)商基于性能考量會(huì)選擇1550￥7000圖達(dá)通有望通過(guò)價(jià)格優(yōu)勢(shì)進(jìn)入海外市場(chǎng)1550nm光纖激光器Lumentum預(yù)計(jì)后續(xù)國(guó)產(chǎn)30w以上高端車(chē)型會(huì)考慮1550探測(cè)距離：最遠(yuǎn)450~500米10%反射率

250米價(jià)格貴Luminar￥

9000￥

3000~EEL速騰聚創(chuàng)激光器：磷化銦（lnp）探測(cè)器：銦鎵砷3500中低端5顆EEL（歐司朗）$2~3/顆，SiPM（安森美）$2~3/顆車(chē)型未來(lái)國(guó)產(chǎn)VCSEL可以做到VCSELExpected

192線(xiàn)￥

3000~905nm3500Lumentum30%通過(guò)堆疊芯片提升性能性能對(duì)標(biāo)禾賽；價(jià)格對(duì)標(biāo)速騰96線(xiàn)，16顆LD（歐司朗），1個(gè)SPAD（索尼）探測(cè)距離：150~200米性?xún)r(jià)比高預(yù)計(jì)華芯、縱慧、瑞識(shí)等有機(jī)會(huì)切入（目前5結(jié)性能待提升）128線(xiàn)

VCSELLumentum￥

4000~激光器：砷化鎵探測(cè)器：硅材料禾賽科技4500理想、高合等中高端車(chē)型128顆VCSEL（LUMENTUM）$1.5/顆，128個(gè)SiPM（濱松）$2~3/顆-17

-數(shù)據(jù)：產(chǎn)業(yè)調(diào)研、專(zhuān)家訪(fǎng)談、預(yù)測(cè)（該預(yù)測(cè)具備一定主觀(guān)性，具體路徑仍需以實(shí)際情況為準(zhǔn)）激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)?

激光發(fā)射系統(tǒng)：系激勵(lì)源周期性地驅(qū)動(dòng)激光器，發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過(guò)光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線(xiàn)數(shù)，最后通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標(biāo)物體。激光發(fā)射模組：包含激光部分，負(fù)責(zé)產(chǎn)生激光發(fā)射端組成面光源和激光線(xiàn)光源，以激光光源和光學(xué)整形元器件為主要組成探測(cè)所需要的特定形態(tài)和功率的激光光斑。光圖：激光激光調(diào)制器激光發(fā)射工作原理驅(qū)動(dòng)方向&線(xiàn)數(shù)激勵(lì)源激光器光束控制器發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)-

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-數(shù)據(jù)：炬光科技招股書(shū)、汽車(chē)人參考、整理激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器?

激光的產(chǎn)生來(lái)自于激光發(fā)射器，有半導(dǎo)體激光器、固體激光器、光纖激光器和二氧化碳?xì)怏w激光器四種類(lèi)型。激光的光源選擇需要關(guān)注人眼安全問(wèn)題、

穩(wěn)定性和可靠性、成本、量產(chǎn)的可能性。?

無(wú)人駕駛大多采用半導(dǎo)體激光器，從驅(qū)動(dòng)方式來(lái)看主要包括：邊緣發(fā)出的邊緣發(fā)射激光器（EEL）和激光垂直于頂面的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）；從光源波長(zhǎng)來(lái)看主要包括：905nm光源和1550nm光源。不同光源及發(fā)射形式的選擇影響射出光的能量大小，繼而影響光源可達(dá)到的探測(cè)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(zhǎng)仍為905nm。表：激光光源對(duì)比人眼安全的峰值功率（W）光源類(lèi)型典型波長(zhǎng)（nm)人眼安全性光束質(zhì)量短脈沖可靠性體積價(jià)格適合應(yīng)用的Lidar固體激光器10641550126*10^612差好差中大高百米內(nèi)短距離/無(wú)人區(qū)百米以上中遠(yuǎn)距離較高較高較大較大較高較高光纖激光器10641940百米內(nèi)短距離/無(wú)人區(qū)632.811529050.615差差差好較高較高高很大很大小很高很高低百米內(nèi)短距離/無(wú)人區(qū)百米內(nèi)短距離/無(wú)人區(qū)百米內(nèi)短距離探測(cè)氣體激光器5半導(dǎo)體激光器15506*10^6高小高百米以上中遠(yuǎn)距離-

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-數(shù)據(jù)：知網(wǎng)、公開(kāi)資料、整理激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

目前常見(jiàn)的幾種光源主要包括邊發(fā)射激光器(EEL)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、以及光纖激光器等，主要由海外廠(chǎng)商主導(dǎo)。?

EEL：1）優(yōu)勢(shì)：高發(fā)光功率密度；2）劣勢(shì)：往往只能通過(guò)單顆一一貼裝的方式和電路板整合，依賴(lài)產(chǎn)線(xiàn)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（未來(lái)有望逐漸取代EEL）：1）優(yōu)勢(shì)：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(dǎo)體加工設(shè)備保障，無(wú)需再進(jìn)行每個(gè)激光器的單獨(dú)裝調(diào)，且易于和硅材料微型透鏡進(jìn)行整合，提升光束質(zhì)量；2）劣勢(shì)：傳統(tǒng)VCSEL激光器存在發(fā)光密度功率低的缺陷。?

光纖激光器：1）優(yōu)勢(shì)：發(fā)光功率高；2）劣勢(shì)：成本和功耗高，目前應(yīng)用范圍較窄。表：激光激光器的三種主要類(lèi)型激光技術(shù)激光廠(chǎng)商技術(shù)類(lèi)型圖示應(yīng)用主要供應(yīng)商路徑波長(zhǎng)以905nm為主歐司朗、ExcelitasTechnologies、Laser

Components、WavespectrumLaser

Group、瑞波光電等機(jī)械旋轉(zhuǎn)式和MEMS混合固態(tài)激光邊發(fā)射激光器(EEL)Velodyne、速騰脈沖激光二極管(PLD)固態(tài)激光850～940

nm波長(zhǎng)

(Flashand

OPA垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)Lumentum、歐司朗、Ⅱ-Ⅵ等Ouster、禾賽type)MEMS混合固態(tài)

Lumentum、Lumibird、昂納Luminar、圖激光

等

達(dá)通光纖激光器1550nm波長(zhǎng)數(shù)據(jù)：《光電產(chǎn)品與資訊》、炬光科技、長(zhǎng)光華芯、-20

-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

半導(dǎo)體激光芯片根據(jù)諧振腔制造工藝的不同分為邊發(fā)射激光芯片

（EEL：Edge

Emitting

Lasers）和面發(fā)射激光芯片（VCSEL：Vertical

Cavity

Surface

EmittingLaser）兩種。?

EEL-邊發(fā)射激光芯片：是在芯片的兩側(cè)鍍光學(xué)膜形成諧振腔，沿平行于襯底表面發(fā)射激光；?

VCSEL-面發(fā)射激光芯片：是在芯片的上下兩面鍍光學(xué)膜，形成諧振腔，由于光學(xué)諧振腔與襯底垂直，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直于芯片表面發(fā)射激光。?

從VCSEL結(jié)構(gòu)看，它和普通邊發(fā)射激光器（EEL）的最大區(qū)別在于，在腔體內(nèi)其光場(chǎng)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(chǎng)振蕩方向平行，而邊發(fā)射結(jié)構(gòu)的振蕩和電流是垂直的。圖：邊發(fā)射激光芯片（左）和面發(fā)射激光片（右）數(shù)據(jù)：長(zhǎng)光華芯招股書(shū)、老鷹半導(dǎo)體、-

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-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

垂

直

腔

面

發(fā)

射

激

光

器

（

VCSEL

，Vertical-Cavity

Surface-Emitting圖：廣泛的VCSEL傳感應(yīng)用Laser）：的激光發(fā)射方向垂直于半導(dǎo)體襯底表面，激光束呈圓形對(duì)稱(chēng)。VCSEL主要結(jié)構(gòu)由p型和n型兩個(gè)分布式布拉格反射鏡（DBR）及中間的有源區(qū)構(gòu)成。VCSEL腔長(zhǎng)量級(jí)與波長(zhǎng)相近，容易實(shí)現(xiàn)單縱模激射，并具有出色的光束質(zhì)量，適用于數(shù)據(jù)通信及各種傳感領(lǐng)域。圖：VCSEL發(fā)展歷程可尋址VCSEL陣列首次進(jìn)入蘋(píng)果新款iPadVCSEL陣列首次進(jìn)入蘋(píng)果iPhone

X

Pro平板電腦和iPhone12

Pro系列智能手機(jī)，VCSEL首次進(jìn)入消費(fèi)電子產(chǎn)品羅技（Logitech）MX1000激光無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)，成為激光導(dǎo)航（定位）傳感器的光源。成為3D人臉識(shí)別的光源，帶火了整個(gè)VCSEL產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，創(chuàng)業(yè)公司層出不窮。成為消費(fèi)類(lèi)激光的光源。也促使安卓陣營(yíng)布局直接飛行時(shí)間（dToF）技術(shù)，積極為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）應(yīng)用做好準(zhǔn)備。2018~2019201620042017展望未來(lái)，在手機(jī)和汽車(chē)兩大終端產(chǎn)品的智能化需求之下，VCSEL市場(chǎng)規(guī)模將VCSEL借助ToF接近/測(cè)距傳感器進(jìn)入1、iPhone

7系列手機(jī)，實(shí)現(xiàn)人臉接近感測(cè)、自動(dòng)對(duì)焦等功能；安卓（Android）陣營(yíng)跟隨蘋(píng)果推出多款集成3D傳感技術(shù)的手機(jī)，但3D人臉識(shí)別成為剛需，是并沒(méi)有讓2020年被屏下指紋識(shí)別擠占市場(chǎng)份額。繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。2、AirPods耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)佩戴監(jiān)測(cè)功能。-22

-數(shù)據(jù)：MEMS、蘋(píng)果公司官網(wǎng)、整理激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

激光廠(chǎng)商有轉(zhuǎn)向VCSEL激光器的優(yōu)勢(shì)：VCSEL

相較于傳統(tǒng)的IRLED、EEL半導(dǎo)體芯片而言，它具有窄光譜、低功耗、低溫漂等特點(diǎn)；采用VCSEL激光器作為面光源的電光轉(zhuǎn)換效率、集成度和可制造性更高。VCSEL封裝與LED一樣簡(jiǎn)單，成本優(yōu)勢(shì)明顯。綜合上述優(yōu)勢(shì)，VCSEL定會(huì)成為3D傳感市場(chǎng)潛力最大的產(chǎn)品。表：主要激光器類(lèi)別及性能參數(shù)對(duì)比性能參數(shù)增益介質(zhì)EELVCSEL光纖激光器980nm或1480nm泵浦/摻鉺光纖InGaAs/GaAsGaAs輸出波長(zhǎng)大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)射結(jié)構(gòu)光功率905nm分離芯片級(jí)邊發(fā)射905nm/940nm晶圓級(jí)1550nm---垂直表面發(fā)射由面積調(diào)節(jié)由腔體長(zhǎng)度調(diào)節(jié)泵浦源驅(qū)動(dòng)電路（通過(guò)光纖耦合進(jìn)入光纖）泵浦方式運(yùn)轉(zhuǎn)方式電流電流連續(xù)、脈沖連續(xù)、脈沖連續(xù)、脈沖峰值功率高，功率密度高、

光束垂直襯底發(fā)射，易于二損傷閾值高，較高的調(diào)制頻

維集成，較高的調(diào)制頻率，

發(fā)光功率高（人眼安全峰值率，穩(wěn)定的單模工作，配套

穩(wěn)定單模工作，易于實(shí)現(xiàn)溫

功率高）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)技術(shù)成熟漂系數(shù)小單點(diǎn)發(fā)光，橢圓光斑不利于光束整形；生產(chǎn)成本高，難以保證一致

率密度需進(jìn)一步提升性（機(jī)械化生產(chǎn)水平低）器件未成熟，距離受限，功成本高，功耗高-

23

-數(shù)據(jù)：頭豹研究院、老鷹半導(dǎo)體、長(zhǎng)光華芯、歐司朗、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

VCSEL激光器集合了紅外邊發(fā)射激光器的很多優(yōu)點(diǎn)，采用更優(yōu)質(zhì)的激光源，既像紅外LED非常適合大規(guī)模晶圓級(jí)生產(chǎn)，工藝和封裝成本較低，又有邊發(fā)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(píng)果選中作為Face

ID光源的重要原因。這是用于VCSEL的架構(gòu)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(zhuǎn)換效率高、發(fā)散角小、光束質(zhì)量好、波長(zhǎng)穩(wěn)定性好、可靠性高、閾值電流小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，且易于與光纖耦合，易于單縱模發(fā)射和實(shí)現(xiàn)高調(diào)制頻率，加上易于制備二維發(fā)光陣列，大批量生產(chǎn)成本可控，但輸出功率及電光效率較邊發(fā)射激光芯片低。表：VCSEL技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)比指標(biāo)類(lèi)型IRLEDLEDVCSEL激光器晶圓級(jí)中EEL激光器分離級(jí)芯片高大規(guī)模生產(chǎn)光功率密度輸出功率晶圓級(jí)低≤4.5W≤10W≤120W發(fā)散角大高散度對(duì)稱(chēng)圓形/發(fā)散角小低散度非對(duì)稱(chēng)橢圓形發(fā)散角大中等散度光束質(zhì)量溫漂系數(shù)頻譜寬度0.25nm/K20-30nm低0.07nm/K1-2nm低，有序高速0.25nm/K1-2nm高光斑密度轉(zhuǎn)換時(shí)間低速高速封裝難易程度簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單難成本最低較低較高-

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-數(shù)據(jù)：維科網(wǎng)激光、老鷹半導(dǎo)體、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

隨著汽車(chē)激光的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，多結(jié)VCSEL陣列成為全球領(lǐng)先廠(chǎng)商的重點(diǎn)布局產(chǎn)品。相比單結(jié)VCSEL，多結(jié)VCSEL可以：（1）提升PCE（電光轉(zhuǎn)換效率），降低功耗；（2）提供更高的功率密度，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加友好；（3）提高斜率效率，對(duì)激光驅(qū)動(dòng)器更加友好；（4）提供更高的峰值功率，擴(kuò)大測(cè)距工作范圍；（5）降低激光器的“每瓦成本（Cost

per

Watt）”。2020~2021年，全球主要廠(chǎng)商陸續(xù)發(fā)布了雙結(jié)和三結(jié)VCSEL產(chǎn)品，Lumentum更是在2021年3月首發(fā)五結(jié)和六結(jié)VCSEL陣列，每個(gè)發(fā)射孔的光功率超過(guò)2W，從而使得1平方毫米VCSEL陣列的峰值功率超過(guò)800W。綜上所述，多結(jié)、可尋址VCSEL陣列是實(shí)現(xiàn)高性能全固態(tài)中遠(yuǎn)程激光的關(guān)鍵底層技術(shù)。圖：傳感應(yīng)用的VCSEL發(fā)展趨勢(shì)圖：多結(jié)VCSEL利于dToF模式-

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-數(shù)據(jù)：麥姆斯咨詢(xún)、數(shù)據(jù)：Lumentum、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

簡(jiǎn)單來(lái)講，多結(jié)VCSEL的工作原理就是將多個(gè)PN結(jié)串聯(lián)，帶來(lái)的結(jié)果則是用同樣的電流獲得相應(yīng)倍數(shù)的光功率，或者說(shuō)要獲得同樣的光功率，只需要N分之一的電流即可，這樣節(jié)省了功耗，降低了對(duì)電流的壓力。多結(jié)VCSEL的功率密度高，因此芯片可以做得很緊湊。?

歐司朗紅外與傳感器市場(chǎng)經(jīng)理總認(rèn)為，通過(guò)電流和驅(qū)動(dòng)能夠有效解決“VCSEL功率做不大的”的業(yè)內(nèi)難題，以及多結(jié)（兩結(jié)、三結(jié)）VCSEL出光形狀出現(xiàn)中間越來(lái)越暗的趨勢(shì)。歐司朗通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)小山峰型的出光光型，不管是兩結(jié)還是三結(jié)，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。圖：1550nm波長(zhǎng)的光比905nm的光可發(fā)射更大功率?從單孔1/2/3結(jié)VCSEL性能數(shù)據(jù)看到：?

功率幾乎呈線(xiàn)性增長(zhǎng)；?

電壓增長(zhǎng)速度小于功率增長(zhǎng)速度，PCE相應(yīng)地提升；?陣列1/2/3結(jié)VCSEL也表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。Peak

performance

comparisonSlopeEff(nmW/mA)Power(mW)Vottage(V)DesignPCESingleDoubleTriple52%59%60%5.010171.93.34.61.12.103.15-

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-數(shù)據(jù)：歐司朗、MEMS、整理激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

VCSEL市場(chǎng)當(dāng)前規(guī)模偏小，但呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)Yole發(fā)表的《VCSEL-2021年技術(shù)和市場(chǎng)趨勢(shì)》報(bào)告顯示，在手機(jī)消費(fèi)、通信設(shè)備、汽車(chē)工業(yè)等多產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，全球VCSEL市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2021年的12億美元增長(zhǎng)到2026年的24億美元（VCSEL市場(chǎng)規(guī)模5年內(nèi)或?qū)⒎叮?，期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為13.6%。其中：?

手機(jī)消費(fèi)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到17億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為16.4%；電信和其設(shè)施市場(chǎng)將增長(zhǎng)至5.66億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.6%；工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至2100萬(wàn)美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.3%；安防市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至700萬(wàn)美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為17.1%；醫(yī)療市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至200萬(wàn)美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為32.4%；?

汽車(chē)和其通信設(shè)備市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至5700萬(wàn)美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為121.9%，主要應(yīng)用于激光和駕駛員監(jiān)控等汽車(chē)場(chǎng)景。圖：全球VCSEL市場(chǎng)規(guī)模及分布情況圖：傳感應(yīng)用的VCSEL芯片代表廠(chǎng)商-

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-數(shù)據(jù)：Yole、數(shù)據(jù)：麥姆斯咨詢(xún)、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

根據(jù)麥姆斯咨詢(xún)，2020年全球VCSEL市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到11.5億美元，

“傳感應(yīng)用重塑VCSEL產(chǎn)業(yè)”——占據(jù)最大市場(chǎng)份額：75%；通信應(yīng)用占據(jù)第二大市場(chǎng)份額：24%。其他應(yīng)用還包括制造領(lǐng)域的工業(yè)熱處理、激光打印，以及計(jì)時(shí)領(lǐng)域的原子鐘。傳感應(yīng)用的VCSEL供應(yīng)商主要有Lumentum、II-VI、ams&

Osram、縱慧芯光、TRUMPF、華立捷等。?

中國(guó)VCSEL產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。作為蘋(píng)果VCSEL的主要供應(yīng)商，Lumentum和II-VI占據(jù)了市場(chǎng)主要份額。但是，近些年，中國(guó)VCSEL供應(yīng)商層出不窮——眾多國(guó)際大廠(chǎng)海歸專(zhuān)家與本土人才共同掀起創(chuàng)業(yè)熱潮，造出自主可控的“中國(guó)芯”。這種蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)吸引眾多資本方對(duì)VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行投資，涉及芯片設(shè)計(jì)和制造公司、外延和晶圓制造代工廠(chǎng)、設(shè)備和材料供應(yīng)商、傳感模組/系統(tǒng)廠(chǎng)商等。圖：傳感應(yīng)用的VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈圖：2020年各種應(yīng)用的VCSEL市場(chǎng)份額以VCSEL、射頻器件為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求和蓬勃發(fā)展，因此越來(lái)越多的中國(guó)GaAs外延及晶圓制造廠(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，既包括純外延及晶圓代工廠(chǎng)（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(nèi)部擁有外延及晶圓制造廠(chǎng)的IDM廠(chǎng)商（例如長(zhǎng)光華芯）。數(shù)據(jù)：麥姆斯咨詢(xún)、（以上僅為代表廠(chǎng)商，未列舉全部）數(shù)據(jù)：麥姆斯咨詢(xún)、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

國(guó)內(nèi)VCSEL行業(yè)起步較晚，此前能夠大規(guī)模生產(chǎn)VCSEL的廠(chǎng)家大部分集中于歐美日。?

國(guó)外歐司朗已布局了豐富的VCSEL芯片產(chǎn)品線(xiàn)：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(cè)器（PD）監(jiān)測(cè)選項(xiàng)、不同功率段、不同視場(chǎng)角（FOV）。在封裝成品和裸芯片領(lǐng)域，歐司朗都可以提供非常完整的產(chǎn)品選型。?

隨著中美貿(mào)易摩擦，以及工信部等相關(guān)部門(mén)頒布多個(gè)行業(yè)相關(guān)指導(dǎo)文件，并將光芯片上升為國(guó)家戰(zhàn)略，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批初創(chuàng)企業(yè)和部分老牌廠(chǎng)商進(jìn)入VCSEL芯片市場(chǎng)，但總體上以芯片設(shè)計(jì)為主、由中國(guó)臺(tái)灣公司代工，而較少有自己的工廠(chǎng)和產(chǎn)線(xiàn)。?

中國(guó)VCSEL廠(chǎng)商以創(chuàng)業(yè)型為主。長(zhǎng)三角地區(qū)包括縱慧芯光、睿熙科技、長(zhǎng)光華芯、度亙激光、老鷹半導(dǎo)體、長(zhǎng)瑞光電（中際旭創(chuàng)投資）；珠三角地區(qū)包括博升光電、檸檬光子、瑞識(shí)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(guó)LED上市廠(chǎng)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(guó)內(nèi)蘇州長(zhǎng)光華芯建成投產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首條具有完整生產(chǎn)工藝的VCSEL芯片生產(chǎn)線(xiàn)，提供850～940

nm波段的VCSEL產(chǎn)品，適用于飛行時(shí)間（ToF）和結(jié)構(gòu)光（Structured

light）的方案。光通信領(lǐng)域VCSEL芯片廠(chǎng)商同消費(fèi)級(jí)有較強(qiáng)的技術(shù)延展性。圖：長(zhǎng)光華芯完整6寸線(xiàn)工藝平臺(tái)和量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)概況數(shù)據(jù)：長(zhǎng)光華芯訪(fǎng)談、-

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-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-驅(qū)動(dòng)?

VCSEL的制造難度高，我國(guó)的高功率半導(dǎo)體激光芯片一直受外延生長(zhǎng)技術(shù)、腔面鈍化技術(shù)以及器件制作工藝水平的限制，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)芯片的功率、壽命方面較國(guó)外先進(jìn)水平尚有較大差距。其中，外延工藝、氧化工藝、保護(hù)絕緣等工藝均等需要深厚的技術(shù)積累，尤其外延生長(zhǎng)技術(shù)為其生產(chǎn)的核心壁壘，該良率水平直接影響企業(yè)生產(chǎn)成本。VCSEL是通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）或分子束外延（MBE）工藝在襯底上沉積復(fù)雜的多層膜結(jié)構(gòu)而形成的。外延層主要由產(chǎn)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(gè)分布布拉格反射鏡之間，形成類(lèi)三明治型結(jié)構(gòu)，由于每個(gè)分布布拉格反射鏡由許多外延層構(gòu)成，每個(gè)外延層的折射率和厚度需定制化，對(duì)外延生長(zhǎng)質(zhì)量要求很高。?

目前，VCSEL外延技術(shù)基本被國(guó)際及中國(guó)臺(tái)灣廠(chǎng)商壟斷，國(guó)內(nèi)VCSEL企業(yè)主要以芯片設(shè)計(jì)、委托中國(guó)臺(tái)灣廠(chǎng)商制造為主，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)光華芯已自主建設(shè)產(chǎn)線(xiàn)。圖：VCSEL外延生長(zhǎng)層示意圖圖：VCSEL芯片關(guān)鍵制造工藝-

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-數(shù)據(jù)：MEMS、數(shù)據(jù)：長(zhǎng)光華芯、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-波長(zhǎng)?

激光最關(guān)鍵指標(biāo)在于波長(zhǎng)，一般會(huì)考量四個(gè)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(cè)器。由于要避免可見(jiàn)光對(duì)人眼的傷害，激光?

傳統(tǒng)激光

以905nm波長(zhǎng)（近紅外激光）為主，該波長(zhǎng)激光器件相對(duì)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(shí)太陽(yáng)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(dāng)前市面主流半固態(tài)激光

為例，最大探測(cè)距離限制在150~200米左右。?

1550nm波長(zhǎng)背景光干擾問(wèn)題相對(duì)較小，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測(cè)；同時(shí)采用相干技術(shù)，探測(cè)器只對(duì)自身發(fā)射的激光回波響應(yīng)，信噪比遠(yuǎn)高于905nm-ToF激光

，F(xiàn)alcon10%反射率探測(cè)250米，最遠(yuǎn)探選用的激光波長(zhǎng)有兩種選擇：測(cè)距離可以達(dá)到450~500米。但該波段硅沒(méi)有辦法探測(cè)，需要用InGaAs（砷化鎵銦）探測(cè)器，成本會(huì)更高；此外，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，濾片的難度越大，因?yàn)樾枰犹癖容^難鍍，良率會(huì)下降，所以1550nm價(jià)格會(huì)上升很多。圖：1550nm波長(zhǎng)的光比905nm的光可發(fā)射更大功率圖：傳感器頻譜分布-

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-數(shù)據(jù)：智能汽車(chē)俱樂(lè)部、數(shù)據(jù)：《智能汽車(chē)解決方案2030》、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-波長(zhǎng)?

基于1550nm人眼安全及探測(cè)距離長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，沃爾沃、奧迪等車(chē)企都計(jì)劃用Luminar基于1550的TOF激光，但1550納米激光器也存在缺點(diǎn)及爭(zhēng)議：?

成本太高，且短期內(nèi)很難降下來(lái)。1550nm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(fù)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(duì)使用。?

容易被水霧吸收，在雨天無(wú)法正常工作。多數(shù)激光廠(chǎng)商在跟《九章智駕》交流的過(guò)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(lǐng)域中的專(zhuān)業(yè)名詞是“水空吸收”），難以被反射回來(lái)，因而在雨天難以正常工作。圖：激光波長(zhǎng)：905nm

VS

1550nm圖：各模型衰減系數(shù)與降雨率的變化關(guān)系指標(biāo)安規(guī)要求905nm1550nm波長(zhǎng)越短，光子能量越高，對(duì)人眼傷害越大，安規(guī)限制越嚴(yán)格限制大限制小傳感器材料決定了光譜響應(yīng)靈敏度，InGaAs材料價(jià)格遠(yuǎn)高于Si傳感器SiInGaAs主要考慮成本、體積、光束質(zhì)量和功率，目前光纖激光器的單價(jià)約數(shù)萬(wàn)元半導(dǎo)體激光器光纖激光器光源器件地面日光光譜受多個(gè)因素影響，影響背光水平日光干擾大氣散射干擾大干擾小穿透能力弱穿透能力強(qiáng)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，穿透能力越強(qiáng)-

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-數(shù)據(jù)：Low-cost

Retina-like

Robotic

LidarsBased

onIncommensurable

Scanning、知網(wǎng)、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-波長(zhǎng)?

目前，TOF激光的激光器以905nm為主（有成本優(yōu)勢(shì)），Luminar、圖達(dá)通及一徑科技等用的是的激光器，則全部都是1550nm。1550nm，而FMCW激光?

FMCW采用1550nm主要系“供應(yīng)鏈成熟度”。在光通信領(lǐng)域，同F(xiàn)MCW搭配的都是基于1550nm波段的器件，這些器件的供應(yīng)鏈相對(duì)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(cè)試40倍遠(yuǎn)的距離；FMCW要保證回光能和本地光進(jìn)行干涉，現(xiàn)階段，窄線(xiàn)寬激光器（相干性較好）只有基于1550nm的。?

FMCW

1550nm激光器價(jià)格遠(yuǎn)低于TOF

1550nm激光器。FMCW信噪比與傳輸光子總數(shù)正相關(guān)，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。圖：鐳神智能最新發(fā)布自研1550nm光纖激光器（MEMS固態(tài)激光）探測(cè)距離（m)測(cè)點(diǎn)速率（點(diǎn)/秒）水平/垂直視場(chǎng)角掃描頻率（Hz)抗干擾性能激光波長(zhǎng)1550nm1550nm精度功耗（W）

尺寸(mm)200萬(wàn)/800萬(wàn)。完全抗干擾270*170LS21GLS21F250m@5%250m@5%250m@5%±5cm±5cm±5cm12010-3010-3010-3040/4530/3530/35*50100萬(wàn)/400萬(wàn)。完全抗干擾170*130*506060100萬(wàn)/400萬(wàn)。完全抗干擾160*130*76LS21E1550nm-

33

-數(shù)據(jù)：鐳神智能、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-產(chǎn)業(yè)鏈?

競(jìng)爭(zhēng)格局：國(guó)外制造商在激光器領(lǐng)域領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)制造商加速追趕?

國(guó)外：

AMS（收購(gòu)Osram)

、Lumentum等美國(guó)和歐洲公司起步較早，技術(shù)上具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，半導(dǎo)體激光芯片及器件廠(chǎng)商仍以國(guó)外企業(yè)為主，，占據(jù)國(guó)內(nèi)大部分市場(chǎng)份額（EEL、VCSEL均在2/3以上份額），對(duì)下游的激光廠(chǎng)商議價(jià)能力較強(qiáng)。II-VI目前業(yè)務(wù)集中在消費(fèi)電子領(lǐng)域，未來(lái)或?qū)⒓尤肫?chē)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。此外，國(guó)外龍頭加快產(chǎn)業(yè)鏈縱向整合，Lumentum收購(gòu)上游Oclaro和NeoPhotonies；AMS收購(gòu)Osram；II-VI收購(gòu)Finisar。?

國(guó)內(nèi)：炬光科技、長(zhǎng)光華芯、縱慧芯光等國(guó)內(nèi)企業(yè)起步較晚，大部分直接布局VCSEL業(yè)務(wù)，推動(dòng)進(jìn)程。其中，長(zhǎng)光華芯、縱慧芯光等聚焦芯片技術(shù)（掌握外延、封裝等），向半導(dǎo)體激光器件成品延伸；炬光科技向上游供應(yīng)商外采激光芯片，自研激光光學(xué)組件，直接提供發(fā)射模組。半導(dǎo)體器件與模組相比，模組的附加價(jià)值更高。圖：激光器行業(yè)主要玩家匯總情況包括激光器+芯片+傳感器在內(nèi)的LIDAR產(chǎn)品組合二極管激光器產(chǎn)品組合芯片+激光器成品激光光學(xué)業(yè)務(wù)+對(duì)外采購(gòu)高功率半導(dǎo)體進(jìn)行封裝生產(chǎn)模塊VCSEL芯片研發(fā)及設(shè)計(jì)齊全的激光產(chǎn)品矩陣高功率半導(dǎo)體激光芯片、器件、模塊及直接半導(dǎo)體的生產(chǎn)半導(dǎo)體激光芯片、器件及模塊等激光行業(yè)核心元器件的研

發(fā)、生產(chǎn)（IDM）凱普林半導(dǎo)體電光器件、模塊及系統(tǒng)星漢激光激光器+傳感器+相應(yīng)光學(xué)器件設(shè)計(jì)、制造

LiDAR和激光測(cè)距儀對(duì)外采購(gòu)高功率半導(dǎo)體進(jìn)行封裝生產(chǎn)模塊-34

-數(shù)據(jù)：各公司官網(wǎng)、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——發(fā)射系統(tǒng)-激光器-主流廠(chǎng)商?

激光激光器部分企業(yè)如下圖所示：LUMENTUM:。擁有全球領(lǐng)先的

EEL

技術(shù)和VCSEL

技術(shù)，同時(shí)收購(gòu)了上游Oclaro和NeoPhotonies。是芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、晶圓制造、封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)覆蓋公司。針凱普林：控制從半導(dǎo)體激光器芯片貼片到光纖光纖耦合的每個(gè)工藝環(huán)節(jié)，閃電系列光纖激光器在同類(lèi)產(chǎn)品中達(dá)領(lǐng)先水平，體積減小90%以上。對(duì)汽車(chē)激光和工業(yè)部署首發(fā)五結(jié)和六結(jié)

VCSEL陣列。與禾塞科技合作的激光訂單，已拿下多家主機(jī)廠(chǎng)炬光科技:

持續(xù)交付量產(chǎn)的

FlashLiDAR

面光源模組產(chǎn)品及激光光學(xué)整形器件，千瓦Ⅱ-Ⅵ（高意）：主業(yè)包括高功率半導(dǎo)體激光芯片、器件、模塊及直接半導(dǎo)體的生產(chǎn)。在VCSEL高功率芯片生產(chǎn)中是唯一可以襯底的產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋公司。以往級(jí)VCSEL線(xiàn)光斑激光多家國(guó)內(nèi)外知名的車(chē)載激光開(kāi)展了合作。發(fā)射模組LX02，已與行業(yè)頭部客戶(hù)主要集中在車(chē)內(nèi)感應(yīng)，目前正在積極探索激光?？v慧芯光：專(zhuān)注于VCSEL芯片研發(fā)設(shè)計(jì)。采取fabless外延生產(chǎn)模式。目前已通過(guò)AEC-Q102以及IATF16949認(rèn)證，由消費(fèi)級(jí)向車(chē)規(guī)級(jí)邁進(jìn)，獲Coherent:是全球最大的激光器生產(chǎn)廠(chǎng)商，于2021年被高意收購(gòu)。目前其主要激光業(yè)務(wù)集中于醫(yī)療切割，3C治療等工業(yè)用途。得大疆，、小米等知名企業(yè)投資。Lumibird: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(yè)務(wù)為設(shè)計(jì)、制造

LiDAR和激光測(cè)距儀。為自動(dòng)駕駛板塊提供光纖放大器和固體激光器。博升光電：擁有豐富的VCSEL光芯片技術(shù)積累和儲(chǔ)備、以及下一代核心專(zhuān)利技術(shù)高對(duì)比度光柵(HCG)，具備VCSEL芯片設(shè)計(jì)、外延、氧化等核心工藝環(huán)節(jié)能力。AMS-OSMAR:2020年ams完成對(duì)

OSRAM的收購(gòu)。VCSEL技術(shù)包括外延結(jié)構(gòu)和芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、前/后端處理、封裝以及高級(jí)測(cè)試和仿真。905nm激光器已經(jīng)和Cepton達(dá)成合作，擁有量產(chǎn)訂單。瑞波光電：最早進(jìn)入半導(dǎo)體激光芯片領(lǐng)域的公司之一，國(guó)內(nèi)唯一能提供638nm~1700nm全波段的大功率半導(dǎo)體激光芯片的供應(yīng)商。XitonPhotonics：專(zhuān)注于將小眾產(chǎn)品作精，作穩(wěn)，滿(mǎn)足特定客戶(hù)群體的應(yīng)用要求，提供全固態(tài)激光器，鐳神智能:打造了國(guó)內(nèi)首個(gè)、全世界第二個(gè)獲車(chē)規(guī)認(rèn)證的激光。全球唯一擁有1550nm光纖激光器及其核心高功公司。已經(jīng)與金龍、五廣泛應(yīng)用于激光領(lǐng)域，處于小批量出貨階段。率元器件自研自產(chǎn)能力的激光菱、東風(fēng)悅享、陜汽等知名車(chē)企達(dá)成合作。檸檬光子：具備全功率等級(jí)的VCSEL芯片系列產(chǎn)品目錄：領(lǐng)先業(yè)界的高性能大功率808nm、850nm和940nmVCSEL芯片系列產(chǎn)品，以及獨(dú)家創(chuàng)新專(zhuān)利HCSEL激光芯片。已與多家上市公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。長(zhǎng)光華芯:專(zhuān)注于VCSEL芯片，是國(guó)內(nèi)少數(shù)采取IDM模式設(shè)計(jì)制造芯片的公司。車(chē)載激光發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，目前逐步提升產(chǎn)量。屬于其下游長(zhǎng)瑞光電:原公司主營(yíng)業(yè)務(wù)包括光收發(fā)模塊組裝，工藝生產(chǎn)內(nèi)容主要為二極管、集成電路等部件和PCB板的SMT業(yè)務(wù)。現(xiàn)公司目前專(zhuān)注于高速光芯片的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售。公司針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)通市場(chǎng)，面向光模塊制造企業(yè)。目前研發(fā)并應(yīng)用在包括25Gb/s-NRZ和50Gb/s-PAM4在內(nèi)的850nm砷化鎵基高速多模VCSEL芯片產(chǎn)品，并已具備擴(kuò)展到GaAs制程產(chǎn)線(xiàn)。-

35

-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——激光器—LUMENTUM?

公司在中國(guó)3D傳感市場(chǎng)已達(dá)成一定市場(chǎng)規(guī)模。Lumentum自

2010年開(kāi)始布局

3D傳感市場(chǎng)。截止2020年已累計(jì)發(fā)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(guó)市場(chǎng)3D傳感VCSEL發(fā)貨量已經(jīng)超過(guò)

6

千萬(wàn)顆。?

公司面向車(chē)載激光提供多種VSCEL產(chǎn)品。公司面向iToF、dToF、結(jié)構(gòu)光、汽車(chē)In-cabin及汽車(chē)激光等多種應(yīng)用提供VCSEL產(chǎn)品：（1）用于遠(yuǎn)程調(diào)頻連續(xù)波

(FMCW)

相干

LiDAR

的1550

nm

窄線(xiàn)寬DBR

二極管激光器；（2）用于短程

LiDAR

和艙內(nèi)監(jiān)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(yuǎn)程

LiDAR

應(yīng)用提供極高峰值功率的多結(jié)

VCSEL

陣列，并于2022年3月發(fā)布了針對(duì)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的高性能車(chē)規(guī)級(jí)M系列多結(jié)VCSEL陣列。?

與知名車(chē)企共同開(kāi)發(fā)激光態(tài)激光

AT128，該解決方案。目前公司與禾塞科技共同打造面向自動(dòng)駕駛的車(chē)規(guī)級(jí)長(zhǎng)距半固在10%

反射率情況下探測(cè)距離可達(dá)200米，目前已經(jīng)拿到了多家主機(jī)廠(chǎng)總計(jì)數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的定點(diǎn)，并將在2022年開(kāi)始大規(guī)模量產(chǎn)交付。圖：Lumentum高性能M系列汽車(chē)級(jí)高性能M系列：是公司新開(kāi)發(fā)，具有峰值功率，適用于短距離和遠(yuǎn)程高級(jí)移動(dòng)性的工業(yè)LiDAR應(yīng)用。M系列可輕松集成到客戶(hù)平臺(tái)中，可替代現(xiàn)有機(jī)械掃描系統(tǒng)中的邊緣發(fā)射激光器，或陣列成可配置的照明源，用于可尋址的固態(tài)電子掃描激光

系統(tǒng)。目前發(fā)布了符合AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)的M51-100。預(yù)計(jì)于2022年第二季度發(fā)布：（1）M52-100-專(zhuān)為行掃描LiDAR解決方案設(shè)計(jì)的100

W多結(jié)VCSEL陣列，70W多結(jié)VCSEL陣列

（2）M53-100-專(zhuān)為閃存LiDAR系統(tǒng)量身定做的400

W器件，具有前所未有的VCSEL產(chǎn)品功率。M51-100905nm多結(jié)多區(qū)產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富：2021

年

3月lumentum針對(duì)汽車(chē)激光

和工業(yè)部署首發(fā)M系列五結(jié)和六結(jié)

VCSEL

陣列，其中單個(gè)VCSEL

發(fā)射器的光功率超過(guò)

2W，

1

平方毫米

VCSEL

陣列的峰值功率超過(guò)

800W。

VCSEL的光功率密度已大幅提升到1000W/mm2，能夠順利替換EEL，成為激光系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選光源。數(shù)據(jù)：公司新聞、-36

-激光

產(chǎn)業(yè)鏈——激光器—Ⅱ-Ⅵ?

II-VI具有幾十年的晶體生長(zhǎng)和材料加工的經(jīng)驗(yàn)，能使激光傳感器和廣泛的組件、模塊進(jìn)行組合，為客戶(hù)提供多樣化定制服務(wù)。在芯片領(lǐng)域，II-VI是世面上唯一一家從襯底、外延、晶圓制造、到封裝測(cè)試，覆蓋高功率半導(dǎo)體芯片全產(chǎn)業(yè)鏈上下游的公司。在襯底流程，

II-VI能為客戶(hù)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(chē)載領(lǐng)域逐步擴(kuò)張，積極籌備。據(jù)21年財(cái)報(bào)顯示，II-VI

在2020年收購(gòu)

Finisar

后，在

3D

傳感領(lǐng)域的

VCSEL

市場(chǎng)份額實(shí)現(xiàn)巨幅增長(zhǎng)；同時(shí)，II-IV

也為汽車(chē)市場(chǎng)的車(chē)內(nèi)傳感、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用提供VCSEL

陣列產(chǎn)品，并積極參與車(chē)載激光?

公司于2021年3月，推出用于汽車(chē)激光項(xiàng)目。目前已經(jīng)與福特汽車(chē)公司達(dá)成合作。固態(tài)激光器的陶瓷YAG光學(xué)材料。

II-VI的新型陶瓷YAG基于專(zhuān)有的生產(chǎn)工藝，比晶體YAG更具可擴(kuò)展性。能夠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模以滿(mǎn)足客戶(hù)需求的同時(shí)，保持非常嚴(yán)格的摻雜均勻性公差，增強(qiáng)固態(tài)激光器在長(zhǎng)距離汽車(chē)激光

中的競(jìng)爭(zhēng)力。圖：Ⅱ-Ⅵ用于激光VSCEL傳感產(chǎn)品矩陣圖：陶瓷YAG光學(xué)材料主要的VSCEL系列產(chǎn)品為：(1)

符

合

AEC-Q102

標(biāo)

準(zhǔn)

的940nmVCSEL泛光照明模塊;(2)940nm多模雙結(jié)VCSEL陣列-適用于短程激光；(3)940nm高功率MM

VCSEL芯片,適用于Tof;(4)高功率VCSEL陣列，能夠滿(mǎn)足廣泛的光學(xué)3D傳感和汽車(chē)應(yīng)用。II-VI

利用其垂直整合的制造工藝，生產(chǎn)出最高質(zhì)量的陶瓷YAG激光光學(xué)器件，尺寸可達(dá)100毫米，約為晶體YAG的4倍，也使高能固態(tài)激光應(yīng)用于衛(wèi)星通信和定向能源。-

37

-數(shù)據(jù)：公司官網(wǎng)、激光

產(chǎn)業(yè)鏈——激光器—AMS-OSRAM?

AMS通過(guò)合并收購(gòu)，布局傳感器市場(chǎng)。AMS在17

年收購(gòu)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的

VCSEL

供應(yīng)商

Princeton

Optronics后，于20年收購(gòu)歐司朗。歐司朗作為汽車(chē)照明領(lǐng)域全球市場(chǎng)和技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在研發(fā)生產(chǎn)激光系統(tǒng)專(zhuān)用紅外激光器方面具有多年的經(jīng)驗(yàn)。在2020年2月，推出了專(zhuān)為激光系統(tǒng)的高分辨率近場(chǎng)探測(cè)而開(kāi)發(fā)的SPL

DP90_3新型單通道脈沖激光器，適用于探測(cè)汽車(chē)周邊環(huán)境。AMS收購(gòu)歐司朗，進(jìn)一步強(qiáng)化了公司的傳感器產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，有助于公司進(jìn)軍自動(dòng)駕駛汽車(chē)市場(chǎng)。?

AMS-OSRAM已經(jīng)成為905nm激光器領(lǐng)跑者：艾邁斯歐司朗是市場(chǎng)上唯一同時(shí)提供

EEL

和

VCSEL

解決方案的廠(chǎng)商。并向市場(chǎng)推