2022激光雷達行業(yè)報告

2022激光雷達行業(yè)研究報告ResearchReportonLidarof

Photovoltaicin2022過去幾年，汽車行業(yè)迎來了百年未有的大變革，一方面是電動化，另一方面就是智能化。電動化做為基礎，

最終目標還是助力實現(xiàn)智能化出行，達到自動駕駛的目的。激光雷達作為目前精度最高的傳感器，是實現(xiàn)自動駕駛技術的關鍵。在各個國家地區(qū)紛紛出臺相關法律法

規(guī)及政策支持汽車智能化落地的背景下，激光雷達整體市場預計將呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。在車規(guī)級和高性能需求下，激光雷達技術快速發(fā)展，正從機械旋轉式，向混合固態(tài)，再到純固態(tài)方向演進。制約激光雷達大范圍普及的，除了技術成熟度之外，就是價格。而隨著激光雷達車型的持續(xù)發(fā)布和量產上

市，激光雷達產品將迎來顯著的規(guī)模效應并進入降價通道。其中光電系統(tǒng)占分立式激光雷達總成本近70%，

是激光雷達降本增效的主要方向。同時，隨著激光雷達產品的成熟，激光雷達廠商也將通過提供軟硬件結合的服務方式提升自身競爭力，幫

助主機廠實現(xiàn)感知模塊的快速應用。

摘要?激光雷達定義與工作原理?激光雷達發(fā)展歷程?激光雷達行業(yè)發(fā)展驅動因素?激光雷達主要技術路徑

四、國內代表性企業(yè)分析一、行業(yè)概況二、產業(yè)鏈分析三、激光雷達未來發(fā)展方向

激光雷達行業(yè)概況

激光雷達的定義與工作原理

激光雷達（LiDAR）是激光探測和激光測距系統(tǒng)的簡稱，

由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組成，是

一種可以用于進行環(huán)境探測、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)闹悄軅鞲衅?。按照功能用途、激光發(fā)射波形等不同標準，可以分為多

種不同類型。工作原理是以激光作為信號源，通過發(fā)射與接收激光來探測與目標物之間的距離，再根據(jù)目標物表面的反射能量大小、

反射波譜幅度、頻率和相位等信息，精確繪制出目標物體的三維結構信息。

激光發(fā)射波形探測線數(shù)測距方法掃描方式裝載平臺激光雷達類型功能用途控

制

器MEMS微鏡驅動

及其反饋電路脈沖激光器及

其驅動電路準直光學模塊信號處理電路接收光學元件線陣APD探測器資料來源：國家知識產權局、必優(yōu)傳感器，發(fā)現(xiàn)報告整理激光雷達的不同類型水平聚光元件地面等固定裝置大氣探測跟蹤雷達連續(xù)性激光成像其他固態(tài)式三角法脈沖型激光雷達基本結構激光測距激光測速單線多線機械式混合固態(tài)汽車FMCW法TOF法機器人等移動

平臺光柵

板資料來源：沙利文，發(fā)現(xiàn)報告整理

代表常見類型目標物體衡量激光雷達性能的指標包括顯性參數(shù)、實測性能表現(xiàn)以及隱性指標這三方面。但由于實測性能表現(xiàn)和隱性指標

缺乏公開資料，測遠能力、點頻、角分辨率、視場角范圍、測距精準度、功耗、集成度（體積及重量）等顯性參

數(shù)被更多用于激光雷達的性能評估。隱性指標

隱性指標包含激光雷達產品的可靠性、安全性、

使用壽命、成本控制、可量產性等。

這些指標更加難以量化，也缺乏公開信息。只

能通過產品是否應用于行業(yè)領先企業(yè)是測試車

隊或量產項目中得以體現(xiàn)。實測性能表現(xiàn)

實際性能表現(xiàn)指在實際使用激光雷達的過程中

所關注的掌測性能，如如實際掌測距離、車輛

及行人在不同距離下的點云密度。

相比顯性參數(shù)表中的信息，用戶會更加關注實

測性能，但激光雷達作為近年來才踴躍于市場

的新興產品，能夠參考的公開測試數(shù)據(jù)有限，

也有待進一步積累。

關鍵顯性參數(shù)是激光雷達的主要評估指標點頻視場角

范圍角分辨率測距準度準度越高測量的系統(tǒng)誤差越小，對物體形狀和位置的描述越準確集成度測距精度視場角越大說明激光雷達對空間的角度覆蓋范圍越廣測遠能力越強，距

離覆蓋范圍越廣精度越高測量的隨機誤差越小，對物體形狀和位置的描述越準確集成度越高搭載于車輛或服務機器人時靈活性更高功耗越低系統(tǒng)的能量利用率越高，散熱負擔越小點頻越高相同時間

內的探測點數(shù)越多角分辨率越高，對目標物的細節(jié)分辨能力越強測遠能力數(shù)據(jù)來源：禾賽科技招股書，發(fā)現(xiàn)報告整理顯性參數(shù)功耗時期激光雷達行業(yè)特點主要應用領域標志性事件1960-1970年代隨著激光器的發(fā)明，基于激光的探測技術開始得到發(fā)展。科研及測繪項目1971年阿波羅15號載人登月任務使用激光雷達對月球

表面進行測繪。1980-1990年代激光雷達商業(yè)化技術起步，單線掃描式激光雷達出現(xiàn)。工業(yè)探測及早期無人駕駛項目Sick（西克）與Hokuyo（北洋）等激光雷達廠商推出

單線掃描式2D激光雷達產品。2000-2010年代早期高線數(shù)激光雷達開始用于無人駕駛的避障和導航，其市場主

要是國外廠商。無人駕駛測試項目等DARPA無人駕駛挑戰(zhàn)賽推動了高線數(shù)激光雷達在無人

駕駛中的應用，此后Velodyne深耕高線數(shù)激光雷達市

場多年。2010年Ibeo與法國Valeo開始合作開發(fā)面向

量產車的激光雷達產品SCALA。2016-2018國內激光雷達廠商入局，技術水平趕超國外廠商。激光雷達技術方案呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢。無人駕駛、高級輔助駕駛、服務機器

人等，且下游開始有商用化項目落地采用新型技術方案的激光雷達公司發(fā)展迅速，如禾賽

科技、基于MEMS方案的Innoviz，基于1550nm波長

方案的Luminar等。2019年至今激光雷達技術朝向芯片化、陣列化發(fā)展。境外激光雷達公司

迎來上市熱潮，同時有巨頭公司加入激光雷達市場競爭。無人駕駛、高級輔助駕駛、服務機器

人、車聯(lián)網等Ouster推出基于VCSEL和SPAD陣列芯片技術的數(shù)字化

激光雷達。2020年9月Velodyne完成NASDAQ上市，

2020年12月Luminar完成NASDAQ上市。激光雷達誕生于1960年，初期主要用于科研及測繪項目，進行氣象探測以及針對海洋、森林、地表的地形測繪。

隨著激光技術的發(fā)展，激光雷達的應用場景也逐漸豐富。

1980年代-1990年代，激光雷達商業(yè)化起步，開始用于

工業(yè)探測和早期無人駕駛項目。2000年代初期-2010年代早期，海外激光雷達廠商崛起，高線數(shù)激光雷達應用于

無人駕駛領域。2019年至今，激光雷達進入高速發(fā)展階段，產品性能持續(xù)優(yōu)化應用領域持續(xù)擴展，在無人駕駛、

高級輔助駕駛、機器人、車聯(lián)網、消費電子等領域均有不同程度的應用。激光雷達發(fā)展歷史梳理

激光雷達的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)來源：禾賽科技招股說明書（申報稿），發(fā)現(xiàn)報告整理參數(shù)攝像頭超聲波雷達毫米波雷達激光雷達測距/測速可測距、精度低高精度縱向精度高、橫向精度低高精度感知距離0-100m0.1-10m200-250m200m分辨率/角分辨率差/好差/一般90°20-60cm/1-2°最小1mm/最小1°行人/物體識別通過AI算法識別可識別難以識別3D建模、易識別道路標線/交通信號可識別無法識別無法識別無法識別惡劣天氣易受影響不受影響不受影響易受影響光照受影響不受影響不受影響不受影響電磁干擾/屏蔽能力不受影響不受影響易受影響不受影響算法/技術成熟度高高較高一般成本一般（4-200美元）低（30-400美元）較高（30-400美元）高（1000-75000美元）頻率->20KHz30GHz-300GHz100000GHz優(yōu)點能識別道路標線、交通信號價格低、數(shù)據(jù)處理簡單不受天氣和夜間影響、探測距離遠探測范圍廣、探測距離/角

度精度高缺點易受天氣影響、機器學習訓練所

需樣本大、周期長受天氣影響、探測距離短行人反射波弱、無法識別物體顏色、對

金屬表面非常敏感、隧道里效果不佳成本高、易受天氣影響功能障礙物識別、車道線識別、輔助

定位、道路信息讀取、地圖構建障礙物探測障礙物探測障礙物探測識別、輔助定

位、地圖構建應用舉例車道偏離預警（LDW）、輔助車道保持（LKA）、預碰預警（PCW）倒車雷達、自動泊車自適應巡航控制（ACC）、盲區(qū)監(jiān)測

（

BSD）、自主緊急制動（AEB）探測車輛周圍交通信息，

實現(xiàn)自動駕駛功能過去幾年，汽車行業(yè)迎來了百年未有的大變革，一方面是電動化，另一方面就是智能化。電動化做為基礎，最終

目標還是助力實現(xiàn)智能化出行，達到自動駕駛的目的。從自動駕駛的硬件結構來看，可以分為感知層、決策層和控制層三個層次。感知層用以采集周圍環(huán)境的基本信息，

是自動駕駛的前提和基礎，包括車載傳感器和高精度地圖。不同傳感器各有優(yōu)缺點，激光雷達是目前精度最高的傳感器，精度達到毫米波雷達的10倍，且相比攝像頭受到的

環(huán)境干擾更小，可以精準地得到外界的環(huán)境信息并進行3D建模，是感知層中重要的信息輸入來源。

汽車智能化是激光雷達發(fā)展的主要驅動力感知層決策層執(zhí)行層數(shù)據(jù)來源：蓋世汽車、艾瑞、Sino-Glavo

、Nexperia，發(fā)現(xiàn)報告整理自動駕駛傳感器參數(shù)對比自動駕駛的硬件結構攝像頭（前視環(huán)視、后視等）激光雷達速度傳感器角度傳感器聲音圖像毫米波雷達全球定位系統(tǒng)轉向發(fā)動機振動變速箱算法芯片制動超聲波雷達慣性導航攝像頭生物電傳感器圖像數(shù)據(jù)輸入駕駛員監(jiān)測警告系統(tǒng)車輛運動車輛控制環(huán)境感知L2部分自動化系統(tǒng)人類駕駛員

人類駕駛員部分自動駕駛系統(tǒng)監(jiān)控駕駛環(huán)境L3有條件自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)人類駕駛員部分L4高度自動化系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)部分L5全自動化系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)

全部自動駕駛根據(jù)自動化程度的不同可以分為L0-L5六個等級，L3級別是分水嶺，是進入完全自動駕駛的開始階段。對于

自動駕駛不同的應用等級，感知方案的需求也不相同，等級越高，對于車身周圍環(huán)境信息感知要求就越高。目前的感

知方案主要分為輕硬件重算法的純視覺方案和以激光雷達為主的多傳感器冗余融合方案兩種。自動駕駛等級劃分等級名稱轉向和加減速執(zhí)行者對駕駛環(huán)境的監(jiān)控者復雜情況下動態(tài)駕駛任務的執(zhí)行者系統(tǒng)支持的路況和駕駛模式人類駕駛員監(jiān)控駕駛環(huán)境L0非自動化人類駕駛員人類駕駛員人類駕駛員無

激光雷達輔助自動駕駛向L3進階L1

輔助駕駛人類駕駛員和系統(tǒng)人類駕駛員人類駕駛員部分資料來源：SAE，發(fā)現(xiàn)報告整理視覺方案的優(yōu)點在于硬件已經較為成熟、成本低，對硬件傳感器要求也不高，一般只需要攝像頭和毫米波雷達即可，

但對算法要求極高。激光雷達融合方案就是在視覺方案的基礎上增加了激光雷達，可以實現(xiàn)遠距離、全方位探測，收

集到的數(shù)據(jù)更加全面和立體，因而對于后期算法處理能力要求有明顯降低。因此在算力還無法完全彌補硬件感知缺陷的情況下，激光雷達在對信息精度具備苛刻要求的高級別自動駕駛中具備不

可替代的優(yōu)勢，是除了特斯拉以外大部分主流車廠的共同選擇?！耙曈X派”VS多傳感器融合方案視覺派

高算法要求+低感知要求

攝像頭主導+毫米波雷達等輔助

優(yōu)點：低成本

缺點：精度、視野和穩(wěn)定性上的

局限性

代表廠商：特斯拉多傳感器融合方案

低算法要求+高感知要求

激光雷達、攝像頭、毫米波雷達

等多傳感器融合

優(yōu)點：更高的精確度和可靠性

缺點：當前成本高昂

代表廠商：其他造車新勢力、Waymo等

激光雷達輔助自動駕駛向L3進階資料來源：民生證券，發(fā)現(xiàn)報告整理VS自動駕駛級別攝像頭數(shù)超聲波雷達數(shù)毫米波雷達數(shù)激光雷達數(shù)L1261/L2781/L38851L49852-3L59854-6據(jù)麥姆斯咨詢，

L3

、L4和L5級別自動駕駛則分別需要搭載1顆、2-3顆與4-6顆激光雷達。當前自動駕駛已經逐步

步入L2+

、L3階段，全球高級別自動駕駛滲透率呈上升趨勢，

隨駕駛自動化水平提升單車激光雷達搭載數(shù)量將不

斷增加，2022年車載激光雷達有望迎來放量元年。

14

28

7298

2634319238934712601019483070330734623485329823301800

13097430.50%

1.07%

1.36%

2.21%20.14%26.38%36.25%41.34%47.43%53.99%64.76%36.34%45.00%45.51%44.84%42.45%37.80%43.46%28.54%

18.01%

13.33%

9.05%

6.85%

5.76%

20202021

2022E

2023E

2024E

2025E

2026E

L0

L1

L2

L3

L4-L5數(shù)據(jù)來源：ICVTank，發(fā)現(xiàn)報告整理

激光雷達輔助自動駕駛向L3進階全球各級別智能汽車銷售量10

16

21

26202020212022E

2023E

2024E

2025E

2026E

L0

L1

L2

L3-L5自動駕駛各級別所需傳感器類型及數(shù)量（個）全球各級別智能汽車滲透率數(shù)據(jù)來源：麥姆斯咨詢、易車，發(fā)現(xiàn)報告整理27.27%25311029598535韓國2021年：

推出L3級自動駕駛汽車2024年：

L4級部分商用化2027年：

L4級全國主要道路實現(xiàn)全面

商用化智能汽車已成為全球汽車產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，各個國家地區(qū)紛紛出臺相關法律法規(guī)及政策支持汽車智能化落地，

激光雷達及其相關行業(yè)迎來騰飛契機。德國在2021年7月正式實施《自動駕駛法》，成為全球首個允許L4級別自動駕駛汽車上路的國家。日本于2020年4

月正式實施《道路交通法》修正案，允許L3級別自動駕駛汽車上路，同時計劃2022年在農村地區(qū)實現(xiàn)L4級自動駕

駛汽車上路。韓國已經在2021年推出L3級別自動駕駛汽車，計劃到2024年實現(xiàn)L4級別部分商用化。美國交通運輸

部則在2021年1月發(fā)布了《自動駕駛汽車綜合計劃》，進一步明確了美國自動駕駛汽車的發(fā)展方向。中國2025年：乘用車在高速公路，

交通擁堵等場景實現(xiàn)L3級；在高速公路、代客泊車

等場景實現(xiàn)L4級貨運車在高速公路實現(xiàn)L3級；在高速公路隊列行社，

限定場景實現(xiàn)L4級

客運車在BRT等限定場景實現(xiàn)L3級；在封裝區(qū)域等限定場景實現(xiàn)L4級L2

、L3級銷量占比超過50%；

L4級開始進入市場2030年：乘用車在城郊道路、城市道路實現(xiàn)L4級貨運車在城市道路、高速公路實現(xiàn)L4級客運車在城市道路(城市公交)實現(xiàn)L4級L2

、L3級銷量占比超過70%；

L4級銷量占比達20%2035年:乘用車實現(xiàn)L5級貨運車實現(xiàn)L5級客運車實現(xiàn)L5級，在高速公路(城際客運)實現(xiàn)L4級日本2020年：私家車在高速公路實現(xiàn)L3級自動駕駛出行服務在限定區(qū)域實現(xiàn)L4級自動駕駛2022年:出行服務在高速公實現(xiàn)L2級及以上自動駕駛在限定區(qū)域實現(xiàn)只靠遠程監(jiān)控的L4級自動駕駛2025年:私家車在高速公路實現(xiàn)L4級自動駕駛高速公路貨車實現(xiàn)L4級自動駕駛

歐盟2020年：

城市地區(qū)實現(xiàn)低速自動駕駛2022年：

所有新車均配備通信功能的

政策推動行業(yè)發(fā)展環(huán)境持續(xù)向好“車聯(lián)網”模式2030年：

實現(xiàn)完全自動駕駛資料來源：佐思汽研，發(fā)現(xiàn)報告整理時間機構政策內容2013年工信部、科技部《加快推進傳感器及智能化

儀器儀表產業(yè)發(fā)展行動計劃計劃制定2013-2025年行業(yè)總體目標：

提到傳感器及智能化儀器儀表實現(xiàn)自主制造和自主可控，高端產品和服

》務市場占有率提高到50%以上。2016年國務院《

“十三五”國家戰(zhàn)略新興

產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》劃》

明確指出提升關鍵芯片設計水平，發(fā)展面向新應用的芯片。推動智能傳感器、電力電子、印刷電子、半導

體照明、慣性導航等領域關鍵技術研發(fā)和產業(yè)化。2017年發(fā)改委《智能汽車關鍵技術產業(yè)化

實施方案》》明確指出主要任務之一為提升智能汽車關鍵軟硬件水平，重點研發(fā)智能汽車技術，重點加強傳感器車載芯片、

中央處理器等產品開發(fā)與產業(yè)化。2017年工信部《智能傳感器產業(yè)三年行動

指南（2017-2019年）

》明確指出主要任務：補齊設計、制造關鍵環(huán)節(jié)短板，推進智能傳感器向中高端升級；面向重點行業(yè)領域，

開展

智能傳感器應用示范。2018年工信部《車聯(lián)網（智能網聯(lián)汽車）

產業(yè)發(fā)展行動計劃》明確指出加快車載視覺系統(tǒng)、激光/毫米波雷達、多域控制器、慣性導航等感知器件的聯(lián)合開發(fā)和成果轉化。2019年發(fā)改委《產業(yè)結構調整指導目錄

（

2019年本，征求意見稿）

》明確提出發(fā)展智能汽車傳感器等關鍵零部件及技術，加快發(fā)展先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)，

促進制造業(yè)數(shù)字化、

網絡化、智能化升級。2020年發(fā)改委等《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》明確提出推進車載高精度傳感器、車規(guī)級芯片、智能操作系統(tǒng)、車載智能終端等產品研發(fā)與產業(yè)化，建設智能

汽車關鍵零部件產業(yè)集群。2020年國務院《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃

（2021-2035年》實施智能網聯(lián)技術創(chuàng)新工程。以新能源汽車為智能網聯(lián)技術率先應用的載體，支持企業(yè)跨界協(xié)同，突破車載智

能計算平臺、高精度地圖與定位、車輛與車外其他設備的無線通信（V2X）、線控執(zhí)行系統(tǒng)等核心技術和產品。2022年深圳市人大常《深圳經濟特區(qū)智能網聯(lián)汽

車管理條例》自2022年8月1

日起施行，在國內首次對智能網聯(lián)汽車的準入登記、上路行駛等事項作出具體規(guī)定，是國內首

部關于智能網聯(lián)汽車管理的法規(guī)。

《條例》

共九章六十四條，包括總則、道路測試和示范應用、準入和登記、

使用管理、車路協(xié)同基礎設施、網絡安全和數(shù)據(jù)保護、交通違法和事故處理、法律責任以及附則。2022年上海市公安局交

通警察《中華人民共和國道路交通

安全法》自2022年7月18日起，在上海浦東新區(qū)東海大橋實施自動駕駛測試專用道的管理措施，

自動駕駛測試專用道在

規(guī)定時段內供自動駕駛測試車輛專用行駛，其他車輛不得駛入，執(zhí)行緊急任務的特種車輛、救護車、實施清障

施救作業(yè)的車輛除外。我國政策同樣支持汽車智能駕駛以及激光雷達行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，2013年以來，國務院、國家發(fā)改委、工信部等多

部門都陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范智能駕駛、激光雷達行業(yè)的發(fā)展政策及規(guī)劃，

內容涉及發(fā)展目標、技術開發(fā)、產業(yè)制

造等諸多方面。2021年《光電測量智能駕駛汽車用激光雷達主要參數(shù)測試方法》發(fā)布，推動激光雷達行業(yè)向標準化、規(guī)范化發(fā)展。

2022年，深圳市和上海市先后發(fā)布相關政策，進一步推動自動駕駛的落地應用。預計未來會有更多地區(qū)相繼出臺

有關政策，全面支持和推動產業(yè)發(fā)展。車規(guī)認證標準制定組織內容例子IATF16949國際汽車推動

工作小組IATF10版解釋于2022年6月正式生效，更新主要是強調要關注材料的所有要求，特別是法規(guī)要求，比如材

料的有害物質限值（如ELV）。此外，允許控制計

劃引用或著直接鏈接相關制造過程的信息化系統(tǒng)，

典型的如MES系統(tǒng)，也是未來質量數(shù)字化轉型的一

個典型應用場景。2019年，速騰聚

創(chuàng)通過汽車行業(yè)

的IATF

16949質

量管理體系認證。ISO26262歐洲整車廠ISO26262標準是預先計算出汽車電控方面的故障風險，并把降低該風險的機制作為功能的一部分預先植入系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)“功能安全”的標準化開發(fā)工藝。ISO26262標準的對象涵蓋從車輛的構思

到系統(tǒng)、處理/控制芯片、嵌入式軟件、元器件開發(fā)

及相關的生產、維護、報廢等整個車輛開發(fā)生命周

期。2021年，禾賽科技Pandar128激光雷達通過ISO

26262

ASILB功

能安全產品認證。AEC-Q100汽車電子協(xié)會該標準于1994年6月正式頒布，是針對汽車車載電子零部件測試標準，涵蓋“環(huán)境壓力加速、使用壽命模擬、封裝組裝整合、芯片晶圓可靠度、電氣特性確認、瑕疵篩選監(jiān)控、封裝凹陷整合”這七大測

試。/

政策推動行業(yè)發(fā)展環(huán)境持續(xù)向好資料來源：愛集微，搜狐汽車，新浪汽車，汽車之心，中國科學院空天信，發(fā)現(xiàn)報告整理資料來源：禾賽科技招股書申報稿，深圳人大常委，第一電動，發(fā)現(xiàn)報告整理激光雷達行業(yè)相關政策激光雷達車規(guī)認證標準激光雷達測距發(fā)射掃描飛行時間法數(shù)據(jù)處理探測工作波長激光器不基于時間襯底材料掃描式Flash閃光軟件/算法FPGA二極管垂直腔面發(fā)

射VCSELMEMS微鏡機械式光學相控陣

OPA脈沖光纖激

光器雪崩二極管

APD硅光電倍增

管SiPM硅基單電子雪崩

二極管SPAD激光雷達是技術密集型行業(yè)，目前還處于技術迭代的發(fā)展階段，業(yè)內對激光雷達技術路線尚未達成共識，各廠

商遵循的技術路線也各不相同。目前主流技術路線可以從測距方式、發(fā)射、掃描、探測、信息處理這五個維度

劃分不同排列組合的方案，其中測距原理與掃描方式這兩方面最受關注。激光雷達的關鍵技術分類

激光雷達的主要技術路徑資料來源：汽車人參考微信公眾號、Photonics官網，發(fā)現(xiàn)報告整理銦鎵砷InCaAs調頻連續(xù)波

FMCW脈沖式三角式1550nm905nm相位式邊發(fā)射EEL

測距方式：

TOF為當前主流，未來FMCW和TOF將并存測距方式主要分為飛行時間（TOF）測距法、調頻連續(xù)波（FMCW）測距法以及三角測距法三種。三角測距法由于遠

距離測量精度較差，

因此應用較少。TOF是目前市場中應用最廣泛，也是最為成熟的激光雷達測距方式。優(yōu)勢在于探測精確、性價比高、技術成熟、響應

速度快。缺陷是需要算法抗干擾，并根據(jù)反射率判斷是否為偽目標，所以對算法有較高的要求。FMCW可以根據(jù)多普勒效應判斷目標移動方向，信息更豐富且對環(huán)境強光和其他激光具有很好的抗干擾性能，在相同

探測距離下功率要求遠小于TOF。但技術尚不成熟，成本也較高，尚未形成量產。總體來看，未來隨著技術迭代、成本下降，測距方式將從TOF逐漸向FMCW切換，且兩種測距方式將會在不同場景中

共存。測距方式簡介優(yōu)勢劣勢三角系統(tǒng)以一定角度發(fā)射的激光照射在目

標物后，在另一角度對反射光進行成

像，根據(jù)物體在攝像頭感光面上的位

置通過三角幾何原理推導出目標物距

離的探測方法。價格便宜不適用于車載主激光雷達。距離分

辨率隨距離變遠急速下降，最大實

用測量距離有上限。高分辨率線陣

圖像傳感器讀出和處理像素點需要

耗費時間，數(shù)據(jù)速率有限。TOFTimeofFlight，即飛行時間測距法。

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，直接計算

目標物與傳感器之間距離的探測方法。適用于車載主激光雷達。目前

大部分廠商采用此方案。探測

精確、性價比高、技術成熟、響應速度快。大雨、大雪和大霧中精準度有限；

需要算法抵抗干擾，對于車載目前仍然較貴，但技術穩(wěn)定可靠。目前搭載905nm的價格在1000美元以

內；搭載1550nm的價格在2000+

美元FMCWFrequency

Modulated適用于車載主激光雷達。SNRContinuousWave，即調頻連續(xù)波信噪比更高、探測距離更遠(能暴雨、大雪和大霧精準度有限；目技術。FMCW激光雷達指利用調頻連大于500m)、功率低、人眼安前技術尚不成熟，需要突破硅光技續(xù)波技術進行相干探測的激光雷達系全、結構更優(yōu)、芯片少、有望術，預計2025年后落地。統(tǒng)。低成本、可直接測速。

TOFFMCWTOFFMCWFMCW不會被其他FMCW和TOF激光干擾激光雷達測距方式性能對比數(shù)據(jù)來源：濱松光子，發(fā)現(xiàn)報告整理數(shù)據(jù)來源：Aeva，發(fā)現(xiàn)報告整理對FMCW不干擾對TOF干擾激光雷達分類工作原理優(yōu)勢劣勢機械式激光發(fā)生器豎直排列，通過物理旋轉進行3D掃描，對周遭環(huán)境進行全面的覆蓋形成點云。技術成熟、掃描速度快、360度掃描?？闪慨a性差、價格貴、難過車規(guī)、造型不

易集成到車體。混合固態(tài)MEMS微振鏡轉鏡棱鏡集成在硅基芯片上的反射鏡在前后左右各一對扭桿

之間以一定諧波頻率振蕩，將激光反射到不同的角

度實現(xiàn)掃描。擺脫了機械運動裝臵，尺寸減小，穩(wěn)定性提

高；激光發(fā)射器和探測器減少，成本極大地

降低。有限的光學口徑和掃描角度限制了測距能

力和FOV，大視場角需要多子視場拼接，對點云拼接算法和點云穩(wěn)定度要求較高；

抗沖擊可靠性較差。收發(fā)模塊保持不動，電機在帶動轉鏡運動的過程中

將光束反射至空間的一定范圍，從而實現(xiàn)掃描探測。可通過車規(guī)、壽命長、可靠性高掃描線數(shù)少、掃描角度不能達到360度、

有效距離短、FOV視角受限。激光發(fā)生兩次偏轉，通過控制兩面楔形棱鏡的相對

轉速實激光掃描。非重復性掃描，隨掃描時間的增加，視場覆蓋率可以達到100%，電子元器件無旋轉磨損，可靠性更高，符合車規(guī)。單個雷達的FOV較小，視場覆蓋率取決于

積分時間，獨特的掃描方式需要對應的適

配算法。FLASH固態(tài)OPA在短時間內直接向前方發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域

的激光，通過高度靈敏的接收器實現(xiàn)對環(huán)境周圍圖

像的繪制。一次性實現(xiàn)全局成像、無需運動補償、無掃

描器件、成像速度快、集成度高、體積小、

芯片級工藝、適合量產、全固態(tài)優(yōu)勢、易過

車規(guī)。激光功率受限、探測距離近、抗干擾能力

差、角分辨率低。光學相控陣技術，通過施加電壓調節(jié)每個相控單元

的相位關系，利用相干原理，實現(xiàn)發(fā)射光束的偏轉，從而完成系統(tǒng)對空間一定范圍的掃描測量。純固態(tài)Lidar、體積小、易過車規(guī)、掃描速

度快、精度高、可控性好。易形成旁瓣干擾，激光能量被分散，影響

光束作用距離和角分辨率；加工難度高；探測距離有限。從掃描方式來看激光雷達從機械式逐漸向純固態(tài)演進。機械式激光雷達在三者之中技術最成熟，兼具360°水平視

場角和測距能力遠的優(yōu)勢，但因成本較高、裝配困難、機械零部件壽命不長等缺陷，一直難以達到量產的要求。

混合固態(tài)是當前激光雷達最主流的結構，相較于機械旋轉激光雷達，具有結構更簡單、成本更低的優(yōu)勢，適合作

為前置主激光雷達量產上車。固態(tài)激光雷達相對前兩者取消了全部運動部件，具有體積小、量產成本低的特點，

但技術尚未成熟。目前已有量產車型的激光雷達多采用混合固態(tài)結構，短期來看未來5-8年混合固態(tài)激光雷達將成為主流解決方案，

長期來看固態(tài)激光雷達在獲得技術突破后，是未來發(fā)展方向。7%10%17%66%

掃描方式：固態(tài)方案是未來發(fā)展趨勢機械式

MEMS

Flash

其他全球激光雷達定點量產項目情況（按掃描方式）數(shù)據(jù)來源：禾賽科技招股書、高工機器人微信公眾號、太平洋汽車微信公眾號，發(fā)現(xiàn)報告整理各掃描方式激光雷達對比數(shù)據(jù)來源：Yole，發(fā)現(xiàn)報告整理EEL

（邊發(fā)射激光器)VCSEL

（垂直腔面發(fā)射激光器）PCSEL

（光子晶體表面發(fā)射激光器）光纖激光器原理在芯片的兩側鍍光學膜形成諧

振腔，沿平行于襯底表面發(fā)射

激光。在芯片的上下兩面鍍光學膜，形成諧振腔，

由于光學諧振腔與襯底垂直，能夠實現(xiàn)垂

直于芯片表面發(fā)射激光?？衫斫鉃镋EL與VCSEL的集成。從頂部

表面發(fā)光，因此易于封裝并組裝到PCB和電子組件中，制造方式與EEL相似。用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的

激光器，

一般用光纖光柵作為諧振腔，

稀土離子吸收泵浦光形成粒子數(shù)反轉，

在諧振腔中選模放大后輸出激光。優(yōu)點技術成熟，功率密度高。Wafer級制造，成本低，閾值電流低，使

用壽命高，適合二維陣列集成等。成本低，堅固耐用，具有寬波長范圍和

高功率。電光效率高、輸出功率高、光束質量好、

速度快等。缺點生產成本高且一致性難以保障。工藝復雜，

輸出功率及電光效率較EEL低。技術尚不成熟復雜性顯著增加，運行成本較半導體激

光器高。應用905nm波長激光雷達905nm

、940nm1550nm波長激光雷達適用激光雷達

技術路徑機械式

、半

固

態(tài)（MEMS）純固態(tài)半固態(tài)從發(fā)射端激光器來看，可以分為邊緣發(fā)射激光器（EEL）、垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）、光子晶體表面發(fā)射激光器（PCSEL）和光纖

激光器。EEL是當前激光雷達廠商的主流選擇，具備高發(fā)光功率密度的優(yōu)點，但由于工藝步驟復雜容易導致成本和生產一致性難以保障的

問題。VCSEL相比于EEL更容易與平面化電路芯片鍵合，具有功耗低、壽命長、成本低等優(yōu)點。但傳統(tǒng)的VCSEL激光器存在發(fā)光密度功率低的缺

陷，限制了探測距離。不過隨著技術的迭代，多層結VCSEL激光器相繼問世，為長距離探測激光雷達提升了可能性。PCSEL可理解為EEL與VCSEL的集成，兼具成本、耐用性與高功率的優(yōu)勢，目前還處于開發(fā)階段。光纖激光器以半導體激光器為主要泵浦

源，通過玻璃光纖作為增益介質，可以獲得更高功率和質量的光束，但成本也更加高昂。從發(fā)展趨勢來看，技術進步疊加平面化下的生產成本和產品可靠性的優(yōu)越，VCSEL的使用滲透率未來有望逐步提升并超越EEL。而隨著

PCSEL技術商業(yè)化落地，或將成為新的發(fā)展方向。激光器不同類型、優(yōu)缺點、應用情況梳理

發(fā)射模塊：長期來看VCSEL更具優(yōu)勢數(shù)據(jù)來源：禾賽科技招股說明書、歐司朗、麥姆斯咨詢、訊石光，發(fā)現(xiàn)報告整理從發(fā)射端波長選擇來看，主要有905nm和1550nm兩種波長。905nm光源產業(yè)鏈成熟，且可以使用硅基探測器，成

本優(yōu)勢明顯。但由于905nm屬于近紅外激光，

出于對人眼保護需要保持低功率運行，也因此導致探測距離很難超過

200m并且會受到環(huán)境光照的影響。1550nm主要優(yōu)勢在于遠離可見光，對人眼安全性好，

因此可以通過提升發(fā)射功率以獲得更強性能，實現(xiàn)更遠的探

測距離、更加精細的物體障礙識別。但與905nm激光雷達相比，

1550nm激光雷達的光源及探測器成本、供應鏈成

熟度上仍有一定的差距。目前由于成本優(yōu)勢，905nm是當前性價比更優(yōu)的方案，仍然占據(jù)主導地位。未來隨著對探測距離要求提升，以及量

產帶來的成本降低，

1550nm有望獲得更廣泛應用。波長可靠性技術成熟度傳感器所需光源器件成本應用優(yōu)勢劣勢905nm高高Si半導體激光器低目前TOF最廣泛應用波長。技術成熟、性價比高、

探測距離較遠、功耗

相對較低、可提供標

準的現(xiàn)成組件。由于靠近可見光對人

眼有影響，所以無法

通過增加功率以增加

探測距離。1550nm高高InGaAs光纖激光器高目前同時應用在TOF和FMCW。人眼安全、探測距離

遠、穿透力強、適合

作為實現(xiàn)無人駕駛的

主激光雷達。目前探測器成本相對

較貴。雨、霧和雪天

有明顯信號衰減，潮

濕條件下的性能不佳。

功耗相對較高。3%7%7%14%69%

發(fā)射模塊：

1550nm波長是性能最佳方案

905nm

1550nmw

1064nm

其他w

885nm汽車激光雷達各掃描方式市占率數(shù)據(jù)來源：Ouster

、Velodyne

、Luminar、納宏光電，發(fā)現(xiàn)報告整理激光雷達光源波長對比數(shù)據(jù)來源：中電聯(lián)，發(fā)現(xiàn)報告整理

激光探測：從PD/APD向SPAD/SiPM進發(fā)根據(jù)可增益能力，激光探測器可以分為PIN二級管、線性雪崩光電二極管（APD）、單光子雪崩光電二極管

（

SPAD）和硅光電倍增管（SiPM）四類。從探測器原理來看，高增益探測器的主要優(yōu)勢是抗干擾和不確定性能力很強，與PIN和APD相比，SPAD和SiPM基

于蓋革模式，具有供電電壓低、一致性極好、靈敏度高、增益高等優(yōu)勢，能獲得更穩(wěn)定、靈敏的探測精度和更遠

的探測距離。從市場發(fā)展趨勢來看，未來將更多采用SPAD和SiPM作為探測器。激光雷達測距方式性能對比類型描述特點PinPhotoDiode針式光電二極管將光轉換為電流的非常成熟的技術。低電壓、一致性較好、無增益、

線性模式AvalanchePhotoDiode

(APD)

雪崩光電二極管新一代的光電二極管技術，需要高反向偏壓運行。由于光子/光產生的空穴和電子的雪崩

倍增，APD可以提供非常高的增益。高電壓、一致性較差、100倍增

益、線性模式SinglePhoton

AvalancheDiode(SPAD)單光子雪崩二極管與APD類似，但SPAD設計為在高于結擊穿

電壓的反向偏置電壓下工作，從而提供更高

的增益。低電壓

、

一致性好

、100萬倍

增益、單光子SiliconPhotomultiplier(SiPM)

硅光電倍增管SiPM提供極高靈敏和動態(tài)范圍。由普通硅襯

底上的SPAD組成。低電壓

、

一致性好

、100萬倍

增益、多光子。

數(shù)據(jù)來源：德州儀器、Embedded，發(fā)現(xiàn)報告整理激光雷達的信息處理端需要對收到的信息進行處理計算最終建立立體模型，接收端芯片化也是行業(yè)共識。FPGA芯片是目前的主流方案，主要實現(xiàn)時序控制、波形算法處理、其他功能模塊控制等，但隨著主流廠商對于

性能及整體系統(tǒng)需求的提升，SoC將逐步替代FPGA，通過集成光電探測器、前端電路、算法處理、激光脈沖控制

等功能模塊，進一步提升系統(tǒng)性能和集成度，用更少的能量實現(xiàn)更遠的單點測距能力。激光雷達專用芯片及功能模塊示意圖激光雷達FPGA與SoC芯片對比FPGASoC功能主控單元，負責時序控制、

波形算法處理、激光雷達其

他功能模塊控制。單片集成探測器、前端電路、

波形數(shù)字化、算法處理、脈

沖控制等功能，能夠取代主

控芯片。集成度一般高供應商賽靈思激光雷達廠商自研信息處理方式：主流方案為FPGA，看好SoC的長期發(fā)展

FPGA（主控單元）時序控制、波形算法處理、激光雷達其他功能模塊控制探測器接收回波信號多通道模擬前端芯片激光器發(fā)射激光脈沖多通道激光驅動芯片驅動激光器發(fā)射激光脈沖高精度數(shù)字化芯片模擬信號放大后的

模擬信號資料來源：禾賽科技招股說明，發(fā)現(xiàn)報告整理數(shù)字信號控制控制激光回波

?上游：海外廠商領跑國內廠商緊跟?中游：行業(yè)競爭尚處于早期?下游：分布行業(yè)廣泛且富有科技前景一、行業(yè)概況三、激光雷達未來發(fā)展方向四、國內代表性企業(yè)分析二、產業(yè)鏈分析

激光雷達產業(yè)鏈分析

激光雷達產業(yè)鏈分析

從激光產業(yè)鏈角度來看，激光雷達上游主要是光學組件和電子元件，

核心組件主要有激光器、掃描器及光學

組件、光電探測器及接收芯片等，組成激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)和信息處理四大部分。中游將上游四

大部分組裝起來，集成為激光雷達集產品。下游是激光雷達各大應用場景，除了早期發(fā)展且已成熟的測繪、

軍事以外，還包括近年來快速發(fā)展的無人駕駛汽車、高精度地圖、服務機器人、無人機等新興領域。激光雷達產業(yè)鏈準直鏡擴散片分束器透鏡窄帶濾光片分束器

中游（集成）上游（光學及電子元器件）下游（應用）激光發(fā)射激光接收發(fā)射光學系統(tǒng)光電探測器接收光學系統(tǒng)旋轉電機掃描儀無人駕駛汽車激光雷達高精度地圖半導體激光器掃描系統(tǒng)信息處理服務機器人無人機測繪軍事領域資料來源：汽車人參考，發(fā)現(xiàn)報告整理放大器數(shù)模轉化模擬芯片MEMS

微振鏡FPGA梳理激光雷達產業(yè)鏈上游光電器件，主要可以分為電學芯片（模擬芯片、

FPGA）

、光學部件（準直鏡、分束器、擴

散片、透鏡、濾光片）、收發(fā)部件（激光器、探測器）三部分。電學芯片一直由海外廠商主導

，Xilinx與Intel

、TI與ADI等國際巨頭各自壟斷FPGA芯片和模擬芯片市場。國內廠商雖

有發(fā)展，但與國外廠商相比，從產品性能、產品豐富度到技術水平還普遍存在一定差距，短時間內難以實現(xiàn)快速追趕。

光學部件層面，得益于國內深厚的研發(fā)基礎，

目前供應鏈技術水平已經完全達到或超越國外的水準，且在成本方面更

具競爭優(yōu)勢，已經可以完全替代國外供應鏈并滿足產品加工的需求。收發(fā)部件層面，國內供應商近年來快速發(fā)展，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，

已經有通過車規(guī)認證(AEC-

Q102)的國產激光器和探測器出現(xiàn)，且在定制化和成本方面具有一定優(yōu)勢。光學廠商梳理公司成立時間營收規(guī)模研發(fā)依托舜宇光學198458億美元高校(浙大)水晶光電20025億美元高校(浙大)永新光學19970.9億美元高校(浙大等)炬光科技20070.6億美元海外經驗+西安光機所福晶科技20010.8億美元福建物構所騰景科技20130.4億美元海外經驗+福建物構所等芯片環(huán)節(jié)國內外廠商對比公司

成立時間營收規(guī)模德州儀器

1930183億美元安森美

199968億美元Lumentum197917億美元歐司朗

191910億美元濱松光子

195315億美元瑞波光電2015靈明光子2018國內起步晚

4%

6%7%36%34%49%

20162017

2018

2019

2020uXilinxu

Inter（Altera

）

u

Latticeu

Microchipu其他資料來源：格隆匯、華經產業(yè)研究，發(fā)現(xiàn)報告整理

上游：海外廠商領跑國內廠商緊跟國內光學產業(yè)鏈成熟源于國內光學歷史沿革縱慧芯光2011全球FPGA芯片市場競爭格局資料來源：申萬宏源，發(fā)現(xiàn)報告整理 6%4%5%

%%%7313%

7%

3%2%13%

5%28%31%33%53%56%52%52%公司技術路線代表產品配套客戶公司/產品特點海外Velodyne機械式

、半固態(tài)HDL-64E

、HDL-32E

、VLP-16

、VLS-128

、Velarray

H800

、Velabi谷歌、百度、福特機械式激光雷達先驅，近年來推出售價低于500美元的半固態(tài)鏡式激光雷達Luminar半固態(tài)（MEMS）Iris

、Hydra豐田、戴姆勒、沃爾沃

、大眾、上汽

、小馬智行1550nm激光雷達供應商，產品性能優(yōu)越，Iris售價

500-1000美元。Innoviz半固態(tài)（MEMS）InnovizOne

、InnovizTwo

、Innoviz360寶馬半固態(tài)MEMS方案供貨商，

產品價格低于

1000美元，Innoviz360可進行360°掃描，

樣品預計22年底提供。Ouster固態(tài)（Flash）OS0

、OS1

、OS2矩陣科技固態(tài)

Flash方案代表廠商

，VCSEL+SPAD解決方案。Valeo半固態(tài)（

轉鏡）SCALA

1

、SCALA2

、SCALA3奧迪、奔馳全球零部件巨頭，研發(fā)出全球首款車規(guī)級量產激光雷達

scala。Quanergy機械式

、固態(tài)（OPA）M8

、S3奔馳、現(xiàn)代首家固態(tài)OPA方案供貨商，

S3戶外光線明亮的條件下成功達到

160米探測距離，

量產后目標定價為

500美元。Ibeo機械式

、固態(tài)（Flash）NEXT

、

LUX4L

、LUX8L

、LUX

HD長城固態(tài)Flash方案搭載于長城WEY，收發(fā)裝置分別

采用VCSEL（

AMS）和

SPAD。LeddarTech固態(tài)（Flash）Pixell、

Sight-16-19-A1/探測距離短，適合用于建筑、農業(yè)采礦車、機器人出租車等。大陸固態(tài)（Flash）、半固態(tài)（MEMS）HFL110

、HRL131豐田已量產的是短距flash激光雷達HFL110

，長距（1000米、1550nm

、MEMS)；HRL131預計24年投產。Innovusion半固態(tài)（

轉鏡）JaguarPrime

、Falcon蔚來Falcon激光雷達為蔚來ET7量產標配

，

1550nm波長。國內速騰聚創(chuàng)機械式

、半固態(tài)（MEMS）RS-LiDAR-16

、RS-LiDAR-32

、RS-LiDAR-M1比亞迪、廣汽埃安、威馬、極氪、路特斯、嬴徹科技、摯途科技項目訂單。全球領先的智能激光雷達企業(yè)，獲比亞迪戰(zhàn)略投資。

2021年上半年，

M1車規(guī)級量產，

目前獲得了眾多乘用車和商用項目定點訂單。禾賽科技機械式

、半固態(tài)（轉鏡）Pandar64

、Pandar128

、AT128

、QT128理想、集度、高合、路特斯等，將在

2022年開始大規(guī)

模量產交付。全球激光雷達的領軍企業(yè)，

21年11月，禾賽D輪融資超3.7億美元，領投方包括小米

高瓴創(chuàng)投、美團等。華為半固態(tài)（MEMS）96線車規(guī)級雷達北汽

、長安

、長城華為的激光雷達產品成本大約為數(shù)百美元，未來有望降至

200美元以內。大疆

Livox半固態(tài)（

棱鏡）Horizon

、Tele-15

、HAP小鵬

、一汽、宇通客車、上汽通用五菱

、東風汽車等獨創(chuàng)半固態(tài)棱鏡式掃描方案，

HAP搭載于小鵬P5。鐳神智能半固態(tài)（微振鏡

）、半固態(tài)（轉鏡）LS21G

、

LS21F

、CH128X1

、CH64W

、CH32東風

、菜鳥、豐田全球領先激光雷達及整體解決方案提供商，自研自產1550nm光纖激光器和車規(guī)級

微振鏡。

中游：行業(yè)競爭尚處于早期

由于激光雷達壁壘相對較高，各激光雷達廠商技術路線存在差異化，因此整個行業(yè)仍處于各家積蓄實力加速推出車

規(guī)級產品的階段，行業(yè)競爭尚處早期。從技術角度來看，激光雷達廠商可以分為兩大類：一類從機械式入局，近年來開始向半固態(tài)方案傾斜的廠商，比如

Velodyne、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)。另一類是直接入局半固態(tài)或純固態(tài)的廠商，如半固態(tài)的Valeo

、Innoviz，全固

態(tài)的Ouster

、Leddartech等。目前半固態(tài)激光雷達仍為車載激光雷達主流，而固態(tài)激光雷達被視作最終進化方向，

前景廣闊。

激光雷達廠商產品一覽表

資料來源：各公司官網、Wind、汽車之心、EEPW、新智駕、搜狐汽車、麥姆斯，咨發(fā)現(xiàn)報告整理

中游：行業(yè)競爭尚處于早期

從競爭格局來看，激光雷達產業(yè)鏈中游參與者眾多，

巨頭雖然已經出現(xiàn)，但國內廠商占領份額能力不可小覷。根據(jù)旭日大數(shù)據(jù)的測算，2022年1-2月全球車載激光雷達市場CR3為56%，排名第一的法雷奧市占率32%，遠超其

他企業(yè)。國內品牌速騰聚創(chuàng)僅次于法雷奧，

以15%位居第二。從出貨量來看，法雷奧、速騰聚創(chuàng)科、

Luminar

，位列出貨量TOP10中的第一梯隊。法雷奧作為全球首個發(fā)布車規(guī)

級激光雷達ValeoSCALA并實現(xiàn)量產的