车载激光雷达新赛道汽车激光雷达行业研究

（报告出品方/作者：国海证券，刘虹辰、王琭）

1、激光雷达核心关注问题

1.1 特斯拉坚持纯视觉方案，其他车企普遍采用激光雷达方案

自动驾驶感知层的解决方案主要分为纯视觉解决方案和激光雷达解决方案两类：纯视觉解决方案具有高技术壁垒，其探测精度易受天气环境影响，对算法要求极高，马斯克认为，“纯视觉感知才是通往真实世界AI的道路”；相比而言，激光雷达解决方案可在极端环境下提升自动驾驶感知精度，安全性更高。因此，考虑到国内路况的复杂性，国内自动驾驶感知层的主流路线是多传感器融合的激光雷达解决方案。

1.2 自主新车型普遍预埋L4 自动驾驶硬件，多搭载2-4颗激光雷达

激光雷达需求随自动驾驶级别提升而提升，自主新车型普遍预埋L4 自动驾驶硬件。L3级以下自动驾驶主要配备摄像头、毫米波雷达等低级别传感器，激光雷达是面向L3级别自动驾驶的核心传感器，单车搭载数量随级别的提升而增加。但是，当前新款智能车型多前装预埋L4级以上自动驾驶所需硬件，激光雷达搭载数量多为2-4颗。

1.3 激光雷达BOM成本以主板和激光单元为主

根据波长与激光器不同，Velodyne16线产品Puck为代表的机械式激光雷达BOM成本约$830-990；以法雷奥 Scala为代表的转镜式激光雷达，BOM成本约$300-400；基于振镜和光源不同，MEMS激光雷达BOM成本约 $450-1200；Flash激光雷达因采用尚不成熟的高功率VCSEL和高性能SAPD，BOM成本约$700-1000。

主板、激光单元占据激光雷达主要BOM成本。以法雷奥Scala转镜激光雷达为例，目前年产量十万级规模， BOM成本约400美元；其中，主板占45%，约180美元，主要为FPGA板、主控板等；激光单元占33%，约130 美元，主要为发射接收组件；光学单元占13%，约50美元；外罩占8%，约30美元；马达单元占1%，约4美元。

1.4 激光雷达市场加速扩容，全球市场20 30年有望突破千亿

参考《智能网联汽车技术路线图 2.0》，我们测算，L3和L4&L5级别自动驾驶在全球乘用车中的渗透率将于 2025达8%/1%，2030年达40%/20%，乘用车用激光雷达市场规模将在2025/2030年达217/1122亿元，其中国内市场规模为155/630亿元。

02 城市NOA加速落地，激光雷达正式步入量产元年

2.1 2010年起激光雷达切入自动驾驶，当前处于高速发展阶段

激光雷达起源于1960年世界上第一台激光器的诞生，从2010年Ibeo与Valeo合作开发车载激光雷达起开始进入无人驾驶领域。2019年至今，激光雷达进入高速发展阶段，产品性能持续优化，应用领域持续扩展，在无人驾驶、高级辅助驾驶、机器人、车联网、消费电子等领域均有不同程度的应用。

激光雷达以激光为信号源，实时精确绘制三维结构信息

激光雷达主要由激光发射系统、激光接收系统、扫描系统和信息处理系统四部分组成。激光发射系统发射激光脉冲，将激光发射至目标物体；激光接收系统接收目标物体反射回来的激光，不断产生接收信号；扫描系统对目标物体所在平面进行扫描，产生实时平面图信息；信息处理系统对接收信号进行处理，最终建立目标物体3D模型。

工作原理：激光雷达以激光作为信号源，通过发射与接收激光来探测与目标物之间的距离，再根据目标物表面的反射能量大小、反射波谱幅度、频率和相位等信息，精确绘制出目标物体的三维结构信息。

2.2 相较毫米波雷达，激光雷达精度更高

从工作原理上来讲，激光雷达和毫米波类似，都是利用回波成像来显示被探测物体。但是激光雷达发射的电磁波是一条直线，主要以光粒子发射为主要方法，而毫米波雷达发射出去的电磁波是一个锥状的波束，以电磁辐射为主。从成像上来看，毫米波雷达检测成像为点状，而激光雷达通过搜集反射光束可成像三维云点图，精度更高。为升科科技股份有限公司CTO蔡青翰指出，4D毫米波雷达在原有的距离、速度、方向数据基础上，加上了对目标的高度分析。这使得4D毫米波雷达有望弥补传统毫米波雷达的短板，将第4个维度整合到传统毫米波雷达中，更好地了解和绘制环境地图，让测到的交通数据更为精准。4D毫米波雷达性能方面可媲美低线数激光雷达，但与目前主流高线数激光雷达性能仍有较大差距。

2.3 激光雷达技术路线向固态式、F M CW迭代

当前激光雷达行业还处于技术迭代的发展阶段，激光雷达在测距原理、激光波长、激光接收、扫描方式四个方面均存在不同技术路线，其中测距原理与扫描方式这两方面最受关注。当前，业内对激光雷达技术路线尚未达成共识，各厂商遵循的技术路线也各不相同，例如Velodyne、禾赛科技以机械式为主，速腾聚创采用MEMS微振镜方案，Ibeo、Ouster则采用Flash方案。

2.3.1 按扫描方式：从机械式向固态演进，混合固态占据当前主流

在扫描方式上，激光雷达以机械式—混合固态—固态的技术路线逐次演进。机械式激光雷达在三者之中技术最成熟，兼具360°水平视场角和测距能力远的优势，但因成本较高、装配困难、机械零部件寿命不长等缺陷，一直难以达到量产的要求。混合固态激光雷达在现有技术和工艺水平下更能满足量产车型对雷达稳定性和寿命的要求，其中MEMS微振镜方案具备可靠性高、分辨率高等优势，是当前最为主流的激光雷达量产方案。相对前两者，固态激光雷达取消了全部运动部件，具有体积小、量产成本低的特点，但技术尚未成熟。从长期来看，固态方案是车载激光雷达的最终发展方向，在可量产性、性能、成本方面均具备优势。

2.3.2 按测距原理：ToF是当前主流，F MCW成重要发展方向

按照测距原理，激光雷达技术路线可分为飞行时间测距法（ToF）、相干测距法（FMCW）以及三角测距法，其中ToF与FMCW能够实现室外阳光下较远的测程，是车载激光雷达的优选方案。ToF是目前市场车载中长距激光雷达的主流方案，但存在成本高昂、抗干扰性差等问题；FMCW在3D位置信息的基础上增加速度信息，抗干扰性强，但其零部件仍处于实验室验证阶段。未来，随着FMCW整机及上游产业链的成熟，预计该方案也将成为市场内的主流，与ToF形成互补。

03 中游下游深度合作，激光雷达自主厂商迎量产爆发期

3.1 上游：芯片环节仍为国际厂商垄断，其他环节实现国产替代

激光器、探测器、光学部件已实现国产替代，芯片仍为国际巨头垄断。激光雷达上游产业链主要包括激光器和探测器、FPGA芯片、模拟芯片供应商，以及光学部件生产和加工商。（1）激光器和探测器：国内供应商近些年发展迅速，产品性能已经基本接近国外供应链水平，且在产品定制化及价格方面有一定优势；（2）FPGA芯片和模拟芯片：Xilinx与Intel、TI与ADI等国际巨头各自垄断FPGA芯片和模拟芯片市场，国内供应商跟国外相比从产品性能、产品丰富度到技术水平还普遍存在一定差距。（3）光学部件：国内供应链的技术水平已经完全达到或超越国外供应链的水准，且有明显的成本优势。

3.2 中游：专业集成商是主流，自主厂商初具竞争优势

激光雷达产业链中游参与者众多，以专业激光雷达集成供应商为主，也有Tier 1（法雷奥）、科技巨头（华为）加入。据Yole统计，2021年全球车载激光雷达市场中美国Valeo以28%的份额位列第一；中国速腾聚创份额 10%，位列第二名；Luminar、览沃科技（大疆）、日本电装、大陆、Cepton各7%份额；Innoviz、lbeo各 4%份额；图达通、华为、禾赛科技、Velodyne各3%份额。

3.3 下游：自动驾驶相关领域推动激光雷达市场高速发展

激光雷达产业链下游应用丰富，涵盖无人驾驶(L4&L5)、高级辅助驾驶（L2&L3）、服务机器人和车联网这四大应用领域，除机器人领域外均与自动驾驶相关。不同的应用领域在场景特点及行驶速度方面具有明显差异，对激光雷达的性能、价格、算法等维度提出了不同的需求。

3.4 激光雷达逐步走向标准化和规范化

由于激光雷达市场仍处发展初期，规模较小，车规标准尚未统一，各家主机厂的标准有所不同。目前，激光雷达车规级认证主要采用IATF16949、ISO26262、AEC-Q100等汽车行业通用标准，但认证难度较大，以致激光雷达上市只需要在性能方面满足主机厂客户的功能应用要求即可。2021年7月22日，中国科学院空天信息创新研究院牵头编制国家标准《光电测量智能驾驶汽车用激光雷达主要参数测试方法》，这将进一步推动激光雷达行业向标准化、规范化发展。

04 投资分析

4.1 炬光科技：激光器领域的领跑者

上游激光器领跑者向中游系统领域迈入。公司是固体激光器、光纤激光器生产企业和科研院所，具有先进制造、医疗健康、科学研究、汽车应用（激光雷达）及消费电子五大行业为公司发展方向。公司在激光雷达领域拥有客户包括Velodyne、Luminar等。公司正在拓展激光行业中游的光子应用模块和系统，包括激光雷达发射模组，目前基于EEL和VCSEL激光器发布多款发射模组产品，并为多家客户送样。

4.2 永新光学：积极布局激光雷达光学镜头

公司主要从事光学显微镜和精密光学组件的研发、生产和销售。公司依托车载镜头前片优势，并基于技术积累优势进入车载激光雷达领域，先后与Quanergy、禾赛、Innoviz、麦格纳、Innovusion、北醒光子等激光雷达领域国内外知名企业建立合作，并已将激光雷达客户群体从乘用车、商用车领域扩展至轨道交通、工业自动化、智能安防、车联网等领域，将产品从以零部件为主扩展至激光雷达整机代工。

4.3 舜宇光学科技：光学龙头大力发展激光雷达镜头

全球领先的光学产品企业，光学产品覆盖整车需求。公司是全球领先的综合光学零件及产品生产商。公司产品三大领域分别为手机、车载、VR/AR，其中公司车载激光雷达相关光学产品主要包括发射和接收镜头零组件、发射和接收模块、光学视窗等光学零件及产品。在汽车领域产品还包括车载镜头、车载模组（镜头、芯片、串行器组装）、 HUD相关光学产品、智能车灯相关光学产品。公司为满足全球客户快速研发需求，在全球拥有6处生产基地。公司实施“名配角”战略，打造全球领先的光电企业。

4.4 华阳集团：为激光雷达提供精密压铸部件

精密压铸的领先者，成功导入多家激光雷达客户。公司业务涵盖汽车电子、精密压铸、精密电子部件及LED照明等板块。公司具有先进的精密模具技术、强大的FA能力和质量管控能力，已在精密压铸行业成为行业领跑者。公司依托在动力、制动、转向系统等关键零部件精密压铸的产品优势，成功延伸至包括HUD、激光雷达、毫米波雷达等汽车电子零部件。在精密压铸业务中，公司打造以市场、技术、项目结合的“铁三角”模式，并成功导入大疆、速腾聚创等激光雷达集成厂商。

4.5 万集科技：拥有车规级激光雷达产品

万集科技专业从事智能交通系统（ITS）技术研发、产品制造及技术服务，为智慧高速、智慧城市提供全方面综合的解决方案、系统、产品及服务。公司自2010年开始布局激光雷达，经过10余年的研发及产品布局，已形成了交通用激光雷达、工业制造及商用服务机器人用激光雷达、面向多维感知的多线激光雷达等多系列产品，从智能交通领域逐步向机器人、自动驾驶及高级别辅助驾驶领域延伸。2021年12月，万集科技发布了面向高级别辅助驾驶的混合固态128线车规级激光雷达。

4.6 禾赛科技：自动驾驶及高级辅助驾驶激光雷达领军企业

禾赛科技专注于研发、制造和销售高性能激光传感器，在光学、机械、电子、软件等激光雷达核心领域有着卓越的研发能力和深厚的技术积累。公司凭借在无人驾驶领域激光雷达的技术积累，针对不同场景的特点与需求陆续开发了多个产品线，如适用于无人驾驶领域的Pandar128等，适用于ADAS领域的PandarGT等，适用于机器人领域的PandarXT，适用于车联网领域的PandarMind，不断丰富产品类型和应用场景。目前，公司于2021年8 月发布的混合固态激光雷达AT128已获得多家顶级汽车厂商总计超过150万台的定点，将在2022年大规模量产交付。

4.7 速腾聚创：激光雷达大规模量产上车

速腾聚创自2016年开始专注研发混合固态MEMS激光雷达，推出历经五个大版本、数十个小版本迭代的最终产品RS-LiDAR-M1，并提供多种智能激光雷达感知系统解决方案，实现激光雷达硬件、感知软件与芯片三大核心技术闭环，截至2021年年底激光雷达专利超700项，具备软硬件一体化的优势。目前，公司产品已广泛应用于自动/辅助驾驶乘用车和商用车、无人物流车、RoboTaxi、机器人、智慧交通等多个细分领域，其中前装定点量产项目覆盖超跑、轿跑、SUV、重卡等40多款车型。

报告节选：

车载激光雷达新赛道汽车激光雷达行业研究(1)