智能駕駛迎來風(fēng)口，

激光雷達(dá)乘風(fēng)而起

2022 年將是 L2 向 L3／L4 跨越窗口期,，智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈迎來風(fēng)口。受益政策驅(qū)動和產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)推動，汽車智能化發(fā)展如火如荼。根據(jù)我們的測算，2022 年 L2 級智能車的滲透率邁入 20－50％的快速發(fā)展期，L3 級別的智能車有望實現(xiàn)小范圍落地。2020 年 12 月 10 日,，奔馳 L3 級自動駕駛系統(tǒng)獲得德國聯(lián)邦交管局的上路許可，率先吹響了汽車智能化的沖鋒號,。此外,，CES 2022 展會上，索尼高調(diào)官宣全面進(jìn)軍智能汽車,；英偉達(dá),、高通、Mobileye 持續(xù)升級自動駕駛平臺,，車企合作進(jìn)一步深化,；Mobileye 宣布將與極氪合作于 2024 年發(fā)布全球首款 L4 級汽車。隨著針對汽車智能化的業(yè)務(wù)布局和產(chǎn)業(yè)投資加速推進(jìn),，汽車智能化時代悄然而至,，2022 年將成為全球汽車智能化的元年。

智能駕駛感知層先行,，多種傳感器互為補(bǔ)充,。智能駕駛涉及感知、決策和執(zhí)行三層：感知層負(fù)責(zé)對汽車的周圍環(huán)境進(jìn)行感知,，并將收集到的信息傳輸至決策層進(jìn)行分析,、判斷，然后由決策層下達(dá)操作指令至控制層,，最后控制層操縱汽車實現(xiàn)擬人化的動作執(zhí)行,。感知層是汽車獲取駕駛環(huán)境信息并做出有效決策的重要模塊，由多類傳感器組成,，包括車載攝像頭,、毫米波雷達(dá),、激光雷達(dá),、超聲波雷達(dá)以及慣性導(dǎo)航設(shè)備（GNSS and IMU）等。

不同傳感器在感知精度,、感知范圍,、抗環(huán)境干擾及成本等多方面各有優(yōu)劣。

（1）攝像頭：成本較低,，可以通過算法實現(xiàn)大部分 ADAS 功能,，探測距離在 6－100 米,；缺點是易受環(huán)境干擾，在光照情況不佳（強(qiáng)光／逆光／夜晚／惡劣天氣）的情況下作用受限,，且攝像頭獲取的是 2D 圖像信息,，需要通過算法投影至 3D 空間實現(xiàn)測距功能，對算法的要求高,。

（2）激光雷達(dá)：可繪制 3D 點狀云圖,，具備高探測精度，可以精準(zhǔn)地得到外部環(huán)境信息,，探測距離在 300 米以內(nèi),；缺點是成本高昂，目前單臺價格在 1000 美元左右,，且在大霧,、雨雪等惡劣天氣下效果差。

（3）毫米波雷達(dá)：技術(shù)成熟,、成本較低,，且不受天氣影響，可實現(xiàn)全天候工作,，有效探測距離可達(dá) 200 米,；缺點是角分辨率低、較難成像,，無法對道路上的小體積障礙物及行人進(jìn)行有效探測,。

（4）超聲波雷達(dá)：成本極低，但感知距離較近,，有效探測距離通常小于 5 米,，主要用于停車輔助。

智能駕駛方案分為純視覺方案和多傳感器冗余融合方案,。

（1）攝像頭主導(dǎo)的純視覺方案：完全模范“人眼＋大腦”的信息感知和處理方式,，以攝像頭作為感知層的主導(dǎo)傳感器，并輔以毫米波雷達(dá)進(jìn)行距離探測,，通過算法彌補(bǔ)攝像頭感知精度的缺陷,，典型代表是特斯拉。

（2）激光雷達(dá)主導(dǎo)的多傳感器冗余融合方案：以具備高精度探測能力的激光雷達(dá)作為主導(dǎo)傳感器,，通過和車載攝像頭,、毫米波雷達(dá)等其他傳感器進(jìn)行冗余融合，實現(xiàn)對周圍環(huán)境的精準(zhǔn)感知,。

在算力還無法完全彌補(bǔ)硬件感知缺陷的情況下,，激光雷達(dá)在高級別自動駕駛中具備不可替代的優(yōu)勢。激光雷達(dá)是目前精度最高的傳感器,，精度達(dá)到毫米波雷達(dá)的 10 倍,，且相比攝像頭受到的環(huán)境干擾更小,，可以精準(zhǔn)地得到外界的環(huán)境信息并進(jìn)行 3D 建模，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,。鑒于當(dāng)前還無法通過自動駕駛算法完全彌補(bǔ)硬件在環(huán)境感知方面的缺陷,，采用以激光雷達(dá)為主導(dǎo)的多傳感器融合方案收集海量信息，是目前提高汽車感知精度和可信度的主流方案,。

2022 年多款可支持 L3／L4 級別的自動駕駛車型開啟交付,，推動激光雷達(dá)實現(xiàn)量產(chǎn)上車。2022 年是 L2 向 L3／L4 跨越窗口期,，包括奔馳 S,、寶馬 ix、蔚來 ET7,、小鵬 G9,、理想 L9 等多款搭載激光雷達(dá)的高級別智能車開啟交付。

高級別智能車落地加速激光雷達(dá)上車,，CES 2022 多款激光雷達(dá)產(chǎn)品重磅亮相,。

（1）禾賽科技：首次亮相已獲全球數(shù)百萬臺定點的車規(guī)級半固態(tài)激光雷達(dá) AT128，將于 22H2 交付,，并發(fā)布將于 23Q1 交付的全新近距超廣角激光雷達(dá) QT128,，可應(yīng)用于 L4 級 robotaxi 和 robotruck。

（2）法雷奧：推出第三代掃描激光雷達(dá),，由微轉(zhuǎn)鏡方案轉(zhuǎn)為 MEMS,，可檢測 200 米開外肉眼、攝像頭和雷達(dá)所看不到的物體,，預(yù)計2024 年投放市場,。目前法雷奧激光雷達(dá)出貨已達(dá) 16 萬只。

（3）速騰聚創(chuàng)：第二代智能固態(tài)激光雷達(dá) RS－LiDAR－M1 完成車規(guī)級量產(chǎn),，獲得比亞迪,、廣汽埃安、威馬汽車,、極氪等眾多知名車企的定點訂單,，并推出全新款 128 線機(jī)械式激光雷達(dá) RS－Ruby Plus。

（4）Innovusion ：推出圖像級超遠(yuǎn)距激光雷達(dá)獵鷹（Falcon）,，探測距離最遠(yuǎn)可達(dá) 500 米,，將首搭于蔚來 ET7，于 22Q1 交付,。

（5）Luminar：宣布與沃爾沃深度合作,，其 Iris 激光雷達(dá)將搭載于沃爾沃一款純電概念車上。

隨著智能駕駛級別提升加上成本下行,，激光雷達(dá)有望成為 L3 及以上智能車的標(biāo)配,。目前激光雷達(dá)的單臺成本約為 1000 美元，由于成本高昂,，激光雷達(dá)在 L1／L2 級別車型中屬于選配,，隨著 L2 向 L3、L4 躍遷,，激光雷達(dá)的探測優(yōu)勢開始凸顯,，L3／L4／L5 分別需要 1／2／4 臺激光雷達(dá)。同時,，出貨量增加形成規(guī)模效應(yīng),，以及技術(shù)成熟后制造成本降低，激光雷達(dá)的價格將持續(xù)下行,。據(jù) Livox 預(yù)測,，到 2025 年當(dāng)整機(jī)廠的激光雷達(dá)出貨量達(dá)到百萬臺／年時，成本有望下降到 500 美金以內(nèi),。因此,，隨著成本持續(xù)下行推高性價比，激光雷達(dá)有望成為高級別智能汽車的標(biāo)配傳感器,。

激光雷達(dá) 2021－2030 年市場規(guī)模的 CAGR 達(dá)到 79％,，在所有感知層傳感器中彈性最大。結(jié)合此前提到的 ADAS 滲透率,、激光雷達(dá)單臺成本以及不同級別智能車的激光雷達(dá)搭載方案,，我們測算出激光雷達(dá)的市場規(guī)模將從 2021 年的 5 億元，增長至 2030 年的 1042 億元,，CAGR 高達(dá) 79％,，成為汽車智能化感知層中彈性最大的賽道。

多技術(shù)路線百花齊放,，

OPA＋FMCW 有望最終勝出

激光雷達(dá)屬于主動測量裝臵,，結(jié)合高精地圖可以實現(xiàn)厘米級的定位精度。激光雷達(dá)是一種通過發(fā)射激光來測量物體與傳感器之間精確距離的主動測量裝臵,，通過激光器和探測器組成的收發(fā)陣列,，結(jié)合光束掃描，借助激光點陣獲取周圍物體的精確距離及輪廓信息,，實現(xiàn)對周圍環(huán)境的實時感知和避障功能,。同時，激光雷達(dá)可以結(jié)合預(yù)先采集的高精地圖,，達(dá)到厘米級的定位精度,，以實現(xiàn)自主導(dǎo)航。從結(jié)構(gòu)上來看,，激光雷達(dá)可以分為光發(fā)射系統(tǒng),、光接收系統(tǒng),、掃描系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

發(fā)展初期階段,，激光雷達(dá)多種技術(shù)路線百花齊放,。2022 年伴隨 L2 向 L3／L4 跨越，激光雷達(dá)實現(xiàn)量產(chǎn)上車,。但從滲透率來看,，搭載激光雷達(dá)的 L3 及以上級別的智能車滲透率才剛起步，激光雷達(dá)仍處于發(fā)展初期,。出于對性能和成本的權(quán)衡考量,，目前市場上的激光雷達(dá)方案百花齊放，多種技術(shù)路線并行,。在分類上,，可以按照激光器、探測器,、掃描方式以及測距方式進(jìn)行區(qū)分,。

發(fā)射系統(tǒng)：EEL 激光器占主導(dǎo)，未來可能轉(zhuǎn)向 VCSEL 和光纖激光器

按發(fā)射激光器分,，目前主要采用 EEL 激光器,，未來可能轉(zhuǎn)向 VCSEL和光纖激光器。半導(dǎo)體激光器主要包括 EEL（邊發(fā)射激光器）和VCSEL（垂直腔面激光器）,，主要發(fā)射激光波長為 905nm,。EEL 激光器具備高發(fā)光功率密度，缺點是工藝復(fù)雜帶來成本高企,、產(chǎn)品易碎,，因此半導(dǎo)體激光器逐漸轉(zhuǎn)向可靠性和生產(chǎn)成本都大幅蓋上的多結(jié) VCSEL激光器。光纖激光器以半導(dǎo)體激光器為主要泵浦源,，通過玻璃光纖作為增益介質(zhì),，主要發(fā)射激光波長為 1550nm，可以獲得更高功率和質(zhì)量的光束,，但成本也更加高昂,。

按發(fā)射系統(tǒng)的光源波長分，905nm 激光為當(dāng)前主流方案,，長期來看1550nm 激光更占優(yōu),。

（1）905nm 激光：產(chǎn)業(yè)鏈成熟，且可以使用 Si 探測器,，成本較低,，因此成為目前的主流選擇。但由于可見光波長約為 390－780nm，905nm屬于近紅外激光,，容易被人體視網(wǎng)膜吸收并造成視網(wǎng)膜損傷,，因此905nm 方案只能以低功率運(yùn)行，基本 200 米已經(jīng)是探測距離極限,。

（2）1550nm 激光：遠(yuǎn)離人眼可見光波長,，大部分光在到達(dá)視網(wǎng)膜之前就會被眼球的透明部分吸收,，同等功率下 1550nm 激光對人眼的安全性是 905nm 激光的 10 萬倍以上,，安全功率上限是 905nm 的 40 倍，探測距離可以提升至 250 米甚至是 300 米以上,。但 1550nm 無法被 Si 探測器探測,，需要使用成本更高的 Ge 或者 InGaAs 探測器，且因為濾光片鍍膜等技術(shù)難度更高,，導(dǎo)致良率較低抬升整機(jī)成本,。

掃描系統(tǒng)：混合固態(tài)為當(dāng)前主流，未來看好純固態(tài)按掃描系統(tǒng)分,，激光雷達(dá)方案分為機(jī)械式,、混合固態(tài)（半固態(tài)）和固態(tài)三種。

（1）機(jī)械式激光雷達(dá)：研發(fā)最早,，技術(shù)最為成熟,，特點是豎直方向排列多組激光束，通過 360°旋轉(zhuǎn)進(jìn)行全面掃描,。掃描速度快,，抗干擾能力強(qiáng)，因此最早應(yīng)用于自動駕駛測試研發(fā)領(lǐng)域,，但高頻轉(zhuǎn)動和復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)使機(jī)械式激光雷達(dá)使用壽命過短,，易受損壞，難以符合車規(guī),，不適合量產(chǎn)上車,。

（2）混合固態(tài)分為轉(zhuǎn)鏡、MEMS 和棱鏡三種：

（a）轉(zhuǎn)鏡式：激光發(fā)射模塊和接收模塊不動,，只有掃描鏡在做機(jī)械旋轉(zhuǎn),，可實現(xiàn) 145°的掃描。優(yōu)勢是容易通過車規(guī)認(rèn)證,，成本可控,，可以量產(chǎn)。全球第一款通過車規(guī)認(rèn)證的法雷奧 SCALA 轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)于2018 年搭載于奧迪 A8,。

（b）棱鏡式：用兩個楔形棱鏡使激光發(fā)生偏轉(zhuǎn),，通過非重復(fù)掃描，解決了機(jī)械式激光雷達(dá)的線式掃描導(dǎo)致漏檢物體的問題。點云密度高,，可探測距離遠(yuǎn),，可實現(xiàn)隨著掃描時間增加，達(dá)到近 100％的視場覆蓋率,。但機(jī)械結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,，零部件容易磨損。

（c）MEMS：通過控制微振鏡以一定諧波頻率振蕩發(fā)射激光器光線,，實現(xiàn)快速和大范圍掃描,，形成點云圖效果。機(jī)械零部件集成化至芯片級別,，減少激光器和探測器數(shù)量,，尺寸大幅下降，提高穩(wěn)定性同時量產(chǎn)后成本低,、分辨率高,，是目前市場的主流選擇。但有限的光學(xué)口徑和掃描角度限制了測距能力和 FOV,，懸臂梁長期反向扭動,，容易斷裂導(dǎo)致使用壽命縮短。因此我們認(rèn)為,，MEMS 是過渡期的暫時選擇,。

（3）固態(tài)激光雷達(dá)主要包括 OPA 和 Flash 兩種類型：

（a）Flash：利用快閃原理一次閃光成像，發(fā)射端采用 VCSEL,，接收端短距離探測可用 PIN 型光電探測器,，遠(yuǎn)距離探測可用雪崩型光電探測器。短時間發(fā)射出一大片面陣激光,，再借助高度靈敏的接收器,，來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。Flash 因其芯片級工藝,，結(jié)構(gòu)簡單,，易過車規(guī)，成為目前純固態(tài)激光雷達(dá)最主流的技術(shù)方案,。但功率密度低,，導(dǎo)致其有效距離一般難以超過 50 米，分辨率也較低,。

（b）OPA：利用相干原理,，采用多個光源組成陣列，通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差,，來控制輸出激光束的方向,。優(yōu)勢是完全由電信號控制掃描方向,，無任何機(jī)械元件，體積小,，掃描速度快,，精度高，一個激光雷達(dá)就可能覆蓋近／中／遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測,。但是該技術(shù)對材料和工藝要求極為苛刻,，易形成旁瓣影響光束作用距離和角分辨率，技術(shù)壁壘高,，目前尚處于實驗室階段,，距離真正落地還需時間。

測距方式：主流采用 ToF 方案,，未來 FMCW 和 ToF 將并存

測距方式主要分為 TOF,、FMCW 和三角測距法三種：

（1）ToF（飛行時間）：根據(jù)發(fā)射激光與回波信號的時間差計算得到目標(biāo)

物的距離信息,，具有響應(yīng)速度快,、探測精度高的特點，在激光雷達(dá)傳感

器領(lǐng)域應(yīng)用多年,。

（2）FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）：通過回波信號與參考光根據(jù)相干原理得到

頻率差,，從而間接獲得飛行時間反推目標(biāo)物距離。

（3）三角測距法：由激光器發(fā)射激光,，線性 CCD 接收反射光,，不同距

離的物體成像在 CCD 上不同的位臵。根據(jù)三角公式進(jìn)行計算,，推導(dǎo)出

被測物體的距離,。獨特的測距方式?jīng)Q定了其精度低，測距短,，應(yīng)用較少,。

目前市場主要采用 ToF 方案，如機(jī)械式,、混合固態(tài),、固態(tài)等常見掃描方式均采用 ToF 原理進(jìn)行測距。但 FMCW具有靈敏度高（高出 ToF 10 倍以上）,，抗干擾能力強(qiáng),，可長距離探測，功耗低等優(yōu)點,，越發(fā)受到激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈重視,，我們認(rèn)為隨著未來技術(shù)迭代，F(xiàn)MCW 將與 ToF在市場并存,。

接收系統(tǒng)：探測器由 APD 逐漸向 SPAD 發(fā)展,，最終有望走向 SiPM

按接收系統(tǒng)的探測器類型分,，逐漸由 APD 向 SPAD 發(fā)展，最終有望走向 SiPM,。探測器根據(jù)增益能力不同,，可以分為 PIN PD、APD,、SPAD（單光子雪崩二極管）和 SiPM（光電倍增管）四類,。

（1）PIN PD（光電二極管）：成本較低，缺點是探測速度較慢,，適用于不需要增益的 FMCW 激光雷達(dá),。

（2）APD（雪崩光電二極管）：技術(shù)成熟，缺點是探測器噪聲較高,，是目前主流 ToF 激光雷達(dá)的主要選擇,。

（3）SPAD（單光子雪崩二極管）：具備單光子探測能力，靈敏度高,，可實現(xiàn)低激光功率下的遠(yuǎn)距離探測能力,，但過于敏銳的接收特征也提升了電路設(shè)計等工藝的難度，抬高了制造成本,。

（4）SiPM（硅光電倍增管）：集成了成百上千個 SPAD,，增益可達(dá) APD的一百萬倍以上，由于 SiPM 易于集成到陣列,，在激光雷達(dá)陣列化和小型化的趨勢推動下,，有望成為最終的探測器類型。

路線選擇：短期看重過車規(guī),，中期側(cè)重降成本,，長期比拼性能

可靠性、性能和成本是決定激光雷達(dá)落地的三大主要因素,。性能一般包括激光雷達(dá)的測距范圍,、探測精度、體積,、功耗等指標(biāo),，可靠性決定激光雷達(dá)能否過車規(guī)，而成本是決定激光雷達(dá)能否大規(guī)模量產(chǎn)的關(guān)鍵,。從不同應(yīng)用場景的需求來看：

（1）港口,、礦山等低速封閉式場景對成本和可靠性的要求較高，性能要求相對較低,；

（2）Robotaxi 對性能和可靠性具備極高要求,，成本要求相對較低；

（3）ADAS 場景對性能,、可靠性和成本都有非常高的要求,。

短期：小范圍上車主要考量能否過車規(guī)（可靠性）,，優(yōu)先選擇成熟度高的轉(zhuǎn)鏡／MEMS 方案。智能化已經(jīng)成為車企打造產(chǎn)品差異化的重要手段,，為了實現(xiàn)激光雷達(dá)產(chǎn)品的快速上車,，滿足車規(guī)級認(rèn)證要求是目前車企的主要考量。激光雷達(dá)的可靠性主要由收發(fā)系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)決定,，相應(yīng)模塊的供應(yīng)鏈越成熟,，越易通過車規(guī)認(rèn)證。參考速騰聚創(chuàng) MEMS 固態(tài)激光雷達(dá) RS－LiDAR－M1,，從 Demo 到 SOP 需要滿足不同階段的可靠性需求,，每個階段通過給主機(jī)廠提供測試樣品會有一定的營收貢獻(xiàn)，一款激光雷達(dá)產(chǎn)品從概念到走向穩(wěn)定量產(chǎn)大概需要幾年的時間,。目前905nm＋轉(zhuǎn)鏡／MEMS＋ToF 的方案最為成熟,，是下游車企的主流選擇，法雷奧 SCALA 轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)于 2018 年搭載于奧迪 A8,，成為全球第一款過車規(guī)的激光雷達(dá),。此外，法雷奧計劃于 2024 年推出第三代掃描激光雷達(dá),，由微轉(zhuǎn)鏡方案改為 MEMS 方案,。

中期：成本限制激光雷達(dá)大范圍推廣，降本提效是車企主要考量,。目前激光雷達(dá)的單車成本約為 1000 美元，要實現(xiàn)百萬臺／年的出貨量,，單車成本至少要降到 500 美元以內(nèi)（約 3000 元）,。因此，中期來看激光雷達(dá)廠商要實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn),，必須首先解決激光雷達(dá)的成本問題。

光電系統(tǒng)占分立式激光雷達(dá)總成本近 70％,，成為主要的降本方向,。激光雷達(dá)本質(zhì)是由多種部件構(gòu)成的光機(jī)電系統(tǒng)，從成本占比來看,，光電系統(tǒng)的成本占比最高（67％）,，涵蓋了發(fā)射模組、接收模組,、測時模組（TDC／ADC）和控制模組,；此外，人工調(diào)試（按照設(shè)計光路進(jìn)行元件對焦等）成本占 25％,，機(jī)械裝臵等其他部件成本占比 8％,。由于光電系統(tǒng)占據(jù)半數(shù)以上的成本,，成為激光雷達(dá)降本增效的主要方向。目前主要的降本路徑有提高收發(fā)模塊集成度,、加快芯片國產(chǎn)替代和提高自動化生產(chǎn)水平三種,。

降本路徑一：提高收發(fā)模塊集成度或自研 SoC 芯片替代 FPGA，有助于系統(tǒng)集成度提升,，從而降低制造難度,，并提高生產(chǎn)良率。

（1）對發(fā)射和接收模塊進(jìn)行高度集成化：方向上發(fā)射模塊可以集成多光學(xué)通道,，接收模塊可以利用 CMOS 工藝集成探測器和電路功能模塊,，實現(xiàn)探測器的陣列化。收發(fā)模塊高度集成化,，不僅可以在產(chǎn)品形態(tài)上大幅減少非機(jī)械部分的體積和重量,，還能在工藝上用集成式的模組替代需要逐一進(jìn)行通道調(diào)試的分立式模組，進(jìn)而大幅降低物料成本和調(diào)試成本,，同時提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,、可靠性和一致性。

（2）自研 SoC 集成 FPGA 和前端模擬芯片,。SoC 可以集成探測器,、前端電路、算法處理電路,、激光脈沖控制等模塊,，能夠直接輸出距離、反射率信息,。激光雷達(dá)廠商通過自研 SoC 替代 FPGA 提高系統(tǒng)集成度,，既有利于縮小整機(jī)尺寸與體積，也能降低制造難度方便規(guī)?；慨a(chǎn),，從而提高生產(chǎn)良率、降低制造成本,。

降本路徑二：采購更低成本的國產(chǎn)芯片或自研芯片實現(xiàn)垂直一體化,。由于海外廠商布局領(lǐng)先，產(chǎn)品成熟度和可靠性較高,，目前激光器,、探測器、信息處理模塊中的模擬芯片和主控芯片均主要由海外廠商所主導(dǎo),。隨著國內(nèi)廠商逐漸積累 know how 突破關(guān)鍵技術(shù)并提高產(chǎn)品成熟度,，未來國內(nèi)整機(jī)廠通過采購更低成本的國產(chǎn)芯片，或通過自研芯片等方式實現(xiàn)垂直一體化布局,，有望明顯降低原材料采購成本,，助力激光雷達(dá)成本下行,。

降本路徑三：提高生產(chǎn)自動化水平，減少人工調(diào)試成本并提高生產(chǎn)效率,。隨著激光雷達(dá)內(nèi)部模塊的集成化程度提升,，對人工調(diào)試的依賴度降低，標(biāo)準(zhǔn)化程度提升,，使得借助機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)大規(guī)模的自動化生產(chǎn)成為可能,，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和良率，降低制造成本,。

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展,，

車企投資整機(jī)廠實現(xiàn)強(qiáng)綁定

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展，L3／L4 功能落地實現(xiàn)量產(chǎn)上車,。隨著汽車智能化加速發(fā)展,，激光雷達(dá)重要性凸顯，產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展,。2020 年海外激光雷達(dá)企業(yè)密集上市,，Velodyne、Luminar 于 2020 年實現(xiàn)借殼上市,，Aeva,、Ouster、Innoviz 于 2021 年通過 SPAC 上市,，Quanergy 擬通過 SPAC 上市,，已接近達(dá)成合并上市的交易。國內(nèi)有速騰聚創(chuàng),、禾賽科技,、鐳神智能等老牌初創(chuàng)企業(yè)，以及跨界入局的華為,、大疆、百度等科技企業(yè),。2022 年我們將看到多款激光雷達(dá)產(chǎn)品量產(chǎn)上車,，開啟激光雷達(dá)量產(chǎn)元年，比如奔馳 S 搭載的法雷奧 SCALA 2,，理想 L9 搭載的禾賽 AT128,，蔚來 ET7／ET5 搭載的 Innovusion Falcon。

全球品牌充分競爭,，國內(nèi)廠商實力出眾,。法雷奧是全球最大的汽車零部件供應(yīng)商之一，19 年從四家全球主流車企獲得價值約 5 億歐元訂單,，其 SCALA 1 是全球第一款量產(chǎn)上車的激光雷達(dá),，同時在 CES 2022 上發(fā)布了第三代 SCALA 激光雷達(dá),，預(yù)計將于 24 年搭載在奔馳 s 上。法雷奧已經(jīng)成為全球激光雷達(dá)市占率最高的整機(jī)廠,，據(jù) Yole 統(tǒng)計,，2021年全球車載激光雷達(dá)領(lǐng)域法雷奧市場占有率第一，達(dá) 28％,。同時國內(nèi)廠商競爭實力不俗,，速騰聚創(chuàng)市占率達(dá)到 10％，僅次于法雷奧,，與廣汽埃安,、威馬等多家車企達(dá)成合作；速騰聚創(chuàng),、大疆,、圖達(dá)通、華為,、禾賽科技等 5 家國內(nèi)廠商合計市場份額約 26％,，在全球范圍內(nèi)占據(jù)較大市場。

速騰聚創(chuàng)：車規(guī)級 MEMS 激光雷達(dá)領(lǐng)導(dǎo)者,。與激光雷達(dá)老牌巨頭Velodyne 相比,，速騰聚創(chuàng)相對較年輕，自 2014 年成立以來迄今只發(fā)展了短短 8 年時間,。公司深耕 MEMS 微振鏡技術(shù)路線,，其 RS－LiDAR M1（MEMS）是全球首款車規(guī)級量產(chǎn)的 MEMS 激光雷達(dá)。2018 年通過 IATF 16949 車規(guī)認(rèn)證,，2020 年批量出貨北美,，并于 2021 年領(lǐng)先全行業(yè)，實現(xiàn)車規(guī)級量產(chǎn)交付,。性能方面,，M1 擁有 120°×25°的超廣視場角以及最遠(yuǎn) 200m 的測距能力，突破了 905nm 光源 MEMS 激光雷達(dá)測距極限,，并且實現(xiàn)人眼安全的激光級別,。

據(jù) Yole 統(tǒng)計，2021 年速騰在全球車載激光雷達(dá)的市占率達(dá)到 10％,，力壓華為,、大疆等廠商，高居全球第二,、國內(nèi)第一,。速騰 M1 通過車規(guī)認(rèn)證以來，已獲得 40＋車企定點，和廣汽,、上汽,、吉利、Mobileye 等國內(nèi)外知名企業(yè)建立合作關(guān)系,，2022－2023 年將有威馬 M7,、智己 L7、小鵬 G9 等一大批新車型問世,。

禾賽科技：擁有成熟的高線數(shù)激光雷達(dá)產(chǎn)品,。禾賽科技成立于 2014 年，于 2015－2021 年完成 5 輪融資,，并分別于 2017,、2019、2020 年推出40／64／128 線激光雷達(dá),，達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn),。根據(jù)禾賽官網(wǎng)披露，公司在機(jī)械式激光雷達(dá)方面擁有成熟且豐富的產(chǎn)品線（32／40／64／128 線）,。其中禾賽科技 Pandar GT 與速騰聚創(chuàng) RS－LiDAR－M1 均為 MEMS 半固態(tài)產(chǎn)品,。從最大掃描范圍來看，Pandar GT 可達(dá) 300 米（10％反射率）,，而 RS－LiDAR－M1 為 200 米,。從可視角度來看，RS－LiDAR－M1 的 FOV為 120／25 度,，超過 Pandar GT 的 60／20 度,。禾賽目前已布局 500 多項專利，客戶遍布全球 20 個國家和地區(qū)的 70 座城市,，合作伙伴包括理想,、上汽智能重卡、百度 Apollo,、小馬智卡,、一汽集團(tuán)、BMW,、美團(tuán),、Kodiak 汽車等多家企業(yè)

下游多元布局加強(qiáng)合作，綁定車企提前鎖定訂單,。激光雷達(dá)下游涉及智能駕駛、出行服務(wù),、機(jī)器人等多個領(lǐng)域,。Innoviz、禾賽科技,、速騰聚創(chuàng)等幾乎所有的激光雷達(dá)整機(jī)廠積極布局,，實現(xiàn)無人配送,、機(jī)器人、智能駕駛等多元化應(yīng)用,。同時,，下游車企、 Tier 1 多通過投資激光雷達(dá)廠商實現(xiàn)高度捆綁,，比如蔚來投資圖達(dá)通,，比亞迪投資速騰聚創(chuàng)，小鵬投資一徑科技,，安波福投資 Quanergy 等,。通過投資綁定，一方面車企,、Tier 1 與激光雷達(dá)整機(jī)廠加強(qiáng)合作,，通過共同研發(fā)弱化技術(shù)路線不確定性給車企帶來的沖擊，同時上下游合作可以更快推動激光雷達(dá)成本的下行,，提高激光雷達(dá)未來搭載的性價比,；另一方面，激光雷達(dá)廠商通過綁定車企股東,，提前鎖定下游車企訂單,，也可以將更多精力放在激光雷達(dá)的技術(shù)研發(fā)上，從而在技術(shù)快速迭代的軍備競賽中獲得更大的勝率,。

上游高成長確定性,，

目標(biāo)客戶與定點多寡

決定業(yè)績彈性

隨著 2022 激光雷達(dá)量產(chǎn)上車，上游迎來確定性高成長機(jī)遇,。激光雷達(dá)由發(fā)射模塊,、接收模塊、掃描模塊和信息處理模塊組成,，對應(yīng)上游的元器件包括激光器,、探測器、光學(xué)元件（分布在收發(fā)和掃描模塊中）以及信息處理芯片（放大器,、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和主控芯片）,。隨著 2022 年多款搭載激光雷達(dá)的高級別智能車開啟交付，激光雷達(dá)迎來放量增長元年,。雖然下游車企選擇的方案各有不同,，但在元器件的使用上具有共性，因此與主流整機(jī)廠合作并拿到定點的上游元器件廠商具備高成長確定性,。

收發(fā)模塊成本占比最高,，光學(xué)元件次之。從激光雷達(dá)的 BOM 拆分來看，收發(fā)模塊的成本占比約為 50－60％,，光學(xué)元件的成本占比約為10％－15％,。其中：

（1）機(jī)械式：以 Velodyne VLP－16 機(jī)械式激光雷達(dá)為例，探測器＋激光器的成本占比高達(dá) 75％,，光學(xué)元件的成本占比約為 10％,。

（2）棱鏡式半固態(tài)：以大疆 Livox Horizon 棱鏡式激光雷達(dá)為例，其采用較少數(shù)量的收發(fā)模組實現(xiàn)等價 100 線數(shù)的效果,，收發(fā)模組的成本占比降至 11％,，光學(xué)部件（包括掃描透鏡組）的成本占比高達(dá) 54％。

（3）轉(zhuǎn)鏡式半固態(tài)：以法雷奧 SCALA 轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)為例,，激光單元板和激光機(jī)械部件的合計成本占比約為 33％,，光學(xué)元件（透鏡、濾光片等）等成本占比約為 13％,。

（4）MEMS 半固態(tài)：MEMS 方案用微振鏡取代馬達(dá),、棱鏡等機(jī)械部件，使得發(fā)射模塊（包括 MEMS 微振鏡）的成本占比達(dá)到 30％,，收發(fā)模塊合計成本占比達(dá)到 55％,，其他光學(xué)元件成本占比為 10％。

激光器：激光雷達(dá)核心模塊,，國內(nèi)加速自研追趕

激光器是激光雷達(dá)的核心模塊之一,，國內(nèi)加速自研突破國外壟斷。目前激光雷達(dá)采用的激光器方案主要分為半導(dǎo)體激光器（EEL,、VCSEL）和光纖激光器,。歐美企業(yè)艾邁斯（AMS）、Lumentum,、濱松光子等由于布局較早,，產(chǎn)品成熟度和可靠性較高，基本主導(dǎo)了現(xiàn)階段的激光器市場,。而國內(nèi)激光器廠商起步較晚,，一方面通過技術(shù)自研迭代加速追趕海外廠商，另一方面借助性價比優(yōu)勢搶占市場,。目前國內(nèi)激光器的代表企業(yè)包括炬光科技,、瑞波光電、縱慧芯光和海創(chuàng)光電等,，其中炬光科技,、瑞波光電和縱慧芯光主要布局以 VCSEL 為主的半導(dǎo)體激光器，光庫科技,、昂納科技和海創(chuàng)光電則主要布局 1550nm 技術(shù)路線的光纖激光器,。

炬光科技：國內(nèi)高功率半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)先驅(qū),。炬光科技成立于 2007年，2021 年于科創(chuàng)板上市,，主要從事激光行業(yè)上游的高功率半導(dǎo)體激光元器件（“產(chǎn)生光子”）、激光光學(xué)元器件（“調(diào)控光子”）的研發(fā),、生產(chǎn)和銷售,，業(yè)務(wù)涉及半導(dǎo)體激光、激光光學(xué),、汽車應(yīng)用和光學(xué)系統(tǒng)四大塊,。公司是我國高功率半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)業(yè)先驅(qū)，通過上游激光和光學(xué)兩類核心元器件積累起深厚的技術(shù)護(hù)城河,，并逐漸走向中游激光雷達(dá),、泛半導(dǎo)體制程和家用醫(yī)美等大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，打開長期成長空間,。

炬光科技具備車規(guī)級激光雷達(dá)發(fā)射端模組的批量制造能力,，23 年預(yù)計激光雷達(dá)業(yè)務(wù)實現(xiàn)收入約為 20 年的 19 倍。公司汽車業(yè)務(wù)布局智能駕駛激光雷達(dá),、智能艙內(nèi)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）,，與 Velodyne、Luminar,、Argo AI（福特）,、大陸集團(tuán)等多家知名企業(yè)達(dá)成合作意向或建立合作項目。2019 年,，公司與大陸集團(tuán)簽訂了 4 個億的 5 年框架協(xié)議,，2020 年 9 月已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段；同時國內(nèi)客戶也有合作,，處于送樣和小量發(fā)貨階段,。隨著 2022 年激光雷達(dá)開始加速上車，公司憑借在上游光學(xué)元器件積累的技術(shù)實力和優(yōu)質(zhì)的客戶群體,，在激光雷達(dá)業(yè)務(wù)上將實現(xiàn)飛速發(fā)展,。據(jù)公司披露，22 年激光雷達(dá)業(yè)務(wù)提量增速,，收入體量可達(dá) 1．5 億元,；2023 年將達(dá)到 5．4 億元，約為 2020 年的 19 倍,。

上游半導(dǎo)體激光芯片主要被海外廠商壟斷,，我國長期面臨“有器無芯”的窘境。在半導(dǎo)體激光芯片上,，歐洲和美國具備技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,，貳陸集團(tuán),、恩耐集團(tuán)、IPG 光電等國際巨頭同時從事下游的廣泛業(yè)務(wù),，綜合實力較強(qiáng),。國內(nèi)相關(guān)廠商包括長光華芯（擬科創(chuàng)板上市）、縱慧芯光,、武漢銳晶,、華光光電等。

長光華芯：國內(nèi)稀缺半導(dǎo)體激光芯片廠商,，與華為戰(zhàn)略合作,，逐漸實現(xiàn)高功率半導(dǎo)體激光芯片的國產(chǎn)化。長光華芯成立于 2012 年,，哈勃投資（華為控股）直接持有公司 4．98％的股權(quán),。長光華芯主要從事半導(dǎo)體激光芯片業(yè)務(wù)，可提供高功率單管,、高功率巴條,、高效率 VCSEL 及光通信芯片等產(chǎn)品，建立了國內(nèi)全制程 6 寸 VCSEL 產(chǎn)線（相當(dāng)于硅基半導(dǎo)體的 12 寸量產(chǎn)線）,。良率是提高芯片產(chǎn)量,、降低生產(chǎn)成本的重要因素，2018 年至 2020 年公司激光芯片生產(chǎn)的良率不斷提高,，復(fù)合增長率達(dá) 33．4％,。目前公司研發(fā)的可應(yīng)用于激光雷達(dá)的面發(fā)射高效率VCSEL 系列產(chǎn)品已通過相關(guān)客戶的工藝認(rèn)證并獲得量產(chǎn)訂單。

探測器：海外廠商具備先發(fā)優(yōu)勢,，國內(nèi)布局高端有望彎道超車

探測器是除激光器外激光雷達(dá)最核心的模塊之一,，國內(nèi)廠商前瞻布局高端新品有望彎道超車。探測器用于接收反射光束,，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號以實現(xiàn)后端的信息處理,，目前產(chǎn)業(yè)鏈主流的探測器為 Si 基的APD 探測器。由于國外廠商布局較早,，在產(chǎn)品成熟度和可靠性方面優(yōu)勢明顯,，全球探測器目前主要由濱松、安森美,、索尼等公司主導(dǎo),。國內(nèi)相對起步較晚，大多直接布局技術(shù)尚未成熟的高端產(chǎn)品以求彎道超車,。由于探測器需要根據(jù)不同技術(shù)路線進(jìn)行定制化,，隨著資源的不斷投入和產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸完善，高端技術(shù)持續(xù)突破,，國內(nèi)前瞻布局SPAD,、SiPM等新產(chǎn)品的芯視界,、靈明光子等企業(yè)快速崛起，產(chǎn)品性能基本接近國外供應(yīng)鏈水平,，并已經(jīng)有通過車規(guī)認(rèn)證（AEC－Q102）的國產(chǎn)探測器出現(xiàn),。

光學(xué)元件：國內(nèi)具備全球領(lǐng)先優(yōu)勢，定點釋放帶來高業(yè)績彈性

激光雷達(dá)內(nèi)部的光路設(shè)計需要用到大量的光學(xué)元件,，國內(nèi)廠商技術(shù)全球領(lǐng)先,，成本優(yōu)勢突出。光學(xué)元件分布在激光雷達(dá)的發(fā)射模塊,、接收模塊和掃描模塊中，主要包括反射鏡,、透鏡,、棱鏡／轉(zhuǎn)鏡、MEMS 微振鏡,、窗口,、濾光片等。整機(jī)廠負(fù)責(zé)光路設(shè)計,，然后向光學(xué)元件廠采購需要的元件并進(jìn)行組裝,。國內(nèi)在光學(xué)元件領(lǐng)域積累多年，培養(yǎng)了一大批具備全球競爭力的光學(xué)企業(yè),，成本控制能力優(yōu)秀,，具備激光雷達(dá)大規(guī)模量產(chǎn)的加工制造能力。

舜宇光學(xué)：與全球主流車企和 Tier 1 廠商合作,，車載業(yè)務(wù)成為增長新引擎,。舜宇成立于 1984 年 ，深耕光學(xué)賽道三十多年,，逐步成長為手機(jī),、車載光學(xué)領(lǐng)域龍頭，2020 年實現(xiàn)營收 381 億元,，10 年 CAGR 達(dá)35．5％,。公司光學(xué)產(chǎn)品包括手機(jī)鏡頭及模組、車載鏡頭及模組,、激光雷達(dá),、光學(xué)儀器等產(chǎn)品。舜宇在全球車載鏡頭市場占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先地位,，市占率高達(dá) 32％,。客戶主要以 Tier 1 廠商為主,，包括博世,、麥格納,、法雷奧、大陸等,，與 Mobileye 等算法廠商合作密切,，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于奔馳、寶馬,、奧迪,、豐田、本田等知名汽車品牌,。

永新光學(xué)：與禾賽,、innoviz、麥格納等合作,，可提供濾光片,、窗口、反光鏡,、棱鏡,、鏡頭等激光雷達(dá)元組件產(chǎn)品。公司是國內(nèi)唯二以顯微光學(xué)儀器為主業(yè)的廠商,，擁有 78 年精密光學(xué)研發(fā)制造歷史,，同時積極把握智能駕駛及機(jī)器視覺機(jī)遇，布局條碼掃描及機(jī)器視覺鏡頭,、車載光學(xué),、激光雷達(dá)光學(xué)部件等新興光學(xué)元組件。在激光雷達(dá)方面,，公司可提供激光雷達(dá)單一鏡片到鏡頭等光學(xué)元組件,，包括濾光片、窗口,、反光鏡,、棱鏡、鏡頭等,，21 年已實現(xiàn)小批量出貨,。客戶方面與禾賽,、Innoviz 等國內(nèi)外多家激光雷達(dá)整機(jī)廠建立合作,，是麥格納指定供應(yīng)商，22 年將有多家客戶進(jìn)入量產(chǎn),，激光雷達(dá)業(yè)務(wù)有望實現(xiàn)高增,。

藍(lán)特光學(xué)：可提供激光雷達(dá)用玻璃非球面透鏡鏡片，微棱鏡業(yè)務(wù)有望迎來大突破,。公司成立于 1995 年,，是國內(nèi)領(lǐng)先的光學(xué)元件供應(yīng)商,，主要生產(chǎn)光學(xué)棱鏡、玻璃非球面透鏡,、玻璃晶圓等產(chǎn)品,。公司專注于前瞻性的精密光學(xué)元件研發(fā)，掌握了玻璃光學(xué)元件冷加工,、玻璃非球面透鏡熱模壓,、高精密模具設(shè)計制造、中大尺寸超薄玻璃晶圓精密加工等核心技術(shù),。其中,，玻璃非球面透鏡可應(yīng)用于車載攝像頭和激光雷達(dá)，客戶方面已與舜宇光學(xué)和速騰聚創(chuàng)達(dá)成合作,。21H1 公司在玻璃非球面透鏡上的收入為 0．5 億元,，營收占比達(dá)到 22％。此外,，公司與大客戶合作開發(fā)的微棱鏡產(chǎn)品有望實現(xiàn)大突破，并有望在2023 年形成可觀收入,。

騰景科技：為激光雷達(dá)客戶配套精密光學(xué)元件,，部分產(chǎn)品已進(jìn)入小批量供貨階段。公司成立于 2013 年,，是我國精密光學(xué)器件的領(lǐng)軍企業(yè),，主要生產(chǎn)精密光學(xué)元件和光纖器件，并應(yīng)用于光通信,、光纖激光等領(lǐng)域,。其中，精密光學(xué)元件包括平面光學(xué)元件,、球面光學(xué)元件,、模壓玻璃非球面透鏡等；光纖器件包括鍍膜光纖器件,、準(zhǔn)直器,、聲光器件及其他光纖器件等。公司在激光雷達(dá)領(lǐng)域主要從事精密光學(xué)元件的設(shè)計和制作,，部分產(chǎn)品已進(jìn)入小批量供貨階段,。

福晶科技：配合華為開發(fā)激光雷達(dá)光學(xué)元件，已實現(xiàn)部分小批量供貨,。公司成立于 1990 年,，主要產(chǎn)品包括晶體元器件、精密光學(xué)元件和激光器件三大類,，是業(yè)內(nèi)少數(shù)能夠為激光客戶提供晶體,、光學(xué),、器件產(chǎn)品一站式綜合服務(wù)的供應(yīng)商。公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于固體激光器和光纖激光器的制造,，其中精密光學(xué)元件包括窗口片,、反射鏡、棱鏡,、柱面鏡,、球面鏡、波片,、分光鏡等產(chǎn)品,，部分精密光學(xué)元件產(chǎn)品可應(yīng)用于 AR、激光雷達(dá)領(lǐng)域,。

信息處理芯片：海外廠商占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢,，國產(chǎn)替代加速推進(jìn)

信息處理芯片主要由海外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商受益國產(chǎn)替代趨勢加速崛起,。

1）主控芯片：主要采用 FPGA 芯片,，基本被賽靈思、Altera（Intel）等海外廠商壟斷,，國內(nèi)廠商包括紫光同創(chuàng),、復(fù)旦微、西安智多晶等,。

2）模擬芯片：模擬芯片包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器,、放大器等，海外 TI,、美信,、亞德諾、瑞薩等巨頭占據(jù)領(lǐng)先地位,，國內(nèi)圣邦股份,、云芯微、時代民芯等加速國產(chǎn)替代,，逐漸建立起競爭優(yōu)勢,。

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