2021激光雷达行业研究报告.pdf

激光雷达行业研究报告2021.07 自动驾驶系列研究 激光雷达是高阶自动驾驶的最核心的传感器，在性能、防干扰和环境信息获取量等方面均优于其他自动驾驶传感器。激光雷达产业已吸引大量传统整车厂商、新兴自动驾驶公司、科技公司投资入局，驱动激光雷达市场规模扩大。据沙利文的统计和预测，2025年激光雷达的全球市场规模可达135.4亿美元，较2019年实现64.5%的符合增长率。2在测距原理上，飞行时间法（ToF）市场成熟、具有完整的产业链，但生产成本陷入瓶颈。FMCW相较于ToF具有抗干扰性强、测量距离长、分辨率高、对道路障碍物探测更加敏感的优势，具有广阔的发展空间。在激光发射与接收方面，主流激光器波长分为950nm和1550nm两种，1550nm对人眼健康更加友好，同时抗干扰能力强。探测器中PAD已经成熟，SPAD、SiPM是新兴的激光雷达探测器，抗光干扰、成本具有优势。扫描方式方面，机械式较为成熟，但因成本和稳定性难以实现车规级量产。固态激光雷达在技术和成本上具有优势，其中OPA激光雷达成本低、可量产性高、可靠性好，同时市场阶段尚在初期、技术要求较高更容易孕育具有不可替代地位的龙头企业。Flash不存在旋转结构，扫描速度快，避免机械式雷达旋转带来的稳定性问题，但需要优化功率和探测器的灵敏度。2.技术路径：新旧技术各具优势，FMCW、OPA、Flash 这些技术路径值得关注。1.行业背景与状况：高阶自动驾驶驱动带来广阔市场空间，激光雷达成为十年长周期顶级赛道核心观点国外激光雷达企业起步较早，国内企业也在快速崛起，激光雷达的竞争格局逐渐形成。国内外厂商技术路线策略不同，但都需要跨越车规、量产、成本三座大山。主流激光雷达厂商的路径选择上转向车规和成本更具优势的固态式，技术的研发和优化也应围绕车载的稳定性、安全性，量产可能性和成本控制。3激光雷达上游元器件是产业链的核心，技术发展与更新依靠于元器件及相关配套的研发与生产能力。不同技术路径衍生出细分产业链，而细分产业链的成熟度，将决定技术路线最终的竞争格局。当前激光雷达核心器件由国外厂商垄断，掌握议价权，国产替代需求空间巨大，对技术路径的投资，最终是对细分产业链的投资。4.产业链培育：上游元器件成为重大机遇，技术路径选择依靠产业链成熟3.竞争格局：竞争格局逐渐形成，国内外厂商需重点克服车规、量产、成本问题核心观点1激光雷达产业背景与概况2技术路线分析3投资切入点梳理目录C O N T E N T S激光雷达产业背景与概况自动驾驶市场广阔，激光雷达成为核心元件6 全球自动驾驶市场规模广阔：自动驾驶汽车将在2025年前后开始一轮爆发式增长，到2035年，道路行驶车辆将有一半实现自动驾驶，届时自动驾驶整车及相关设备、应用的收入规模预计将超过五千亿美元。中国自动驾驶市场快速增长：2016年-2019年中国智能驾驶市场规模从490亿元增长到1226亿元，复合增速为35.8%，预计到2021年市场规模将进一步增长至2358亿元。全球自动驾驶规模（单位：千亿美元）中国智能驾驶市场规模（单位：亿元）资料来源：IHS，中国银河证券研究院资料来源：中国产业研究院、中国银河证券研究院7 感知层的传感器是自动驾驶汽车的眼睛和耳朵：自动驾驶产业链主要包括上游的感知、传输、决策和执行层，中游的平台层，下游的整车与服务。其中，感知层用于外部环境的特征和变化信息的获取。传感器作为汽车感知系统的硬件终端，通过传感器实时感知并采集环境信息，是自动驾驶汽车的眼睛和耳朵。自动驾驶市场广阔，激光雷达成为核心元件自动驾驶传感器对比分析自动驾驶产业链资料来源：国金证券整理 激光雷达是高等级自动驾驶的核心传感器，在性能、防干扰和信息量优势明显：自动驾驶传感器主要包括摄像头和雷达，其中雷达分为毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达三类。相比于毫米波雷达，激光雷达可实现对人体的探测，相比于摄像头，激光雷达的探测距离更远，距离测量精度更高，并且可以区缓慢移动的人和其它静止物体。随着高等级自动驾驶对于传感器要求的不断提升，激光雷达将作为传统传感器的重要补充，支撑自动驾驶的信息获取。传感器种类成本（美元）最远距离功能优势劣势目前应用技术形态 市场集中度激光雷达8000-75000300周围环境3D建模精度高、采集信息丰富、实时性好成本高，工艺复杂道路提取、环境建模、障碍物试别尚未定型低毫米波雷达300-500250无法完成视觉试别较高的功能测距测速能力突出无法识别和对周围物体的准确建模自适应巡航（ACC）、自动紧急制动（AEB）不断优化高超声波雷达30-5050侧方超车提醒、倒车提醒价格低廉、近距离探测精度高、不受光线条件影响探测距离短自动泊车较为成熟中摄像头120-20050能实现大部分ADAS功能，测距功能对算法要求高应用广泛、价格低廉受天气影响大；依赖于样本；算法要求高；稳定性差车道偏离预警（LDW）、交通标志试别（TSR）等成熟高资料来源：华盛资本整理 激光雷达领域投资成为热点，全球主流整车厂、Tier1和科技公司投资布局激光雷达：2016年激光雷达投资激增，该领域投资额比例持续超过摄像头和毫米波雷达。部分整车厂通过投资的方式积极参与到激光雷达领域中，同时以谷歌、百度、华为为代表的科技巨头从人工智能和硬件整合角度，加入自动驾驶的布局。829%十年长周期顶级赛道，激光雷达市场进入爆发前期自动驾驶各传感器投资额（单位：百万美元）历年激光雷达投资项目资料来源：方正证券研究所资料来源：方正证券研究所十年长周期顶级赛道，激光雷达市场进入爆发前期2020年到2021年8月激光雷达投融资事件统计项目融资时间 融资轮次融资金额投资机构禾赛科技2020.01C轮1.73亿美元安森美、博世创投、光速中国、德同资本、启元创投、Axiom Asia Private Capital光勺科技2020.02天使轮500万人民币-镭神智能2020.03股权融资未披露同威资本力策科技2020.04股权融资未披露峰瑞资本一径科技2020.04A+轮7000万人民币复星锐正、松禾资本星秒广电2020.06股权融资未披露矜浩资本洛微科技2020.08天使轮数千万人民币中科创星、峰瑞资本探维科技2020.08Pre-A轮数千万人民币清控银杏科创中光2020.08股权融资未披露安徽高新投Ouster2020.09B轮4200万美元Fontinalis Patners速腾聚创2020.10股权融资未披露众和瑞民、信业基金、康成亨投资Innovusion2021.01战略投资数千万美元均胜电子Innovusion2021.05B轮6400万美元淡马锡、贝诺斯曼亚洲投资基金会、蔚来资本、斯道资本、F-Prime Capital Patners挚感光子2021.05Pre-A轮未披露仁智资本、北极光创投、吴江创投Ibeo2021.06战略投资未透露瑞声科技一径科技2021.06B轮数亿元人民币英特尔投资、创新工场、华兴资本抒微智能2021.06天使轮近千万人民币拉尔夫创投、南京投投是道镭神智能2021.07C轮3亿人民币国联通宝资本、弘湾资本、徐州政府引导基金、隽赐投资、招商证券、弘湾资本等Innovusion2021.08B+轮6600万美元国泰君安国际、蔚来资本、淡马锡、斯道资本、顺为资本公司上市时间国家市值Velodyne2020.09美国14.45亿Quanergy正在与壳公司合并美国上市后预计11亿Luminar2020.12美国62.27亿Aeva2021.05美国18.86亿元Innoviz2020.12以色列12.01亿Ouster2021.03美国15.96亿激光雷达上市公司统计9 激光雷达投融资事件数量在2018年前后达到峰值，在2019年和2020年冷却后，2021年随着疫情的缓解，激光雷达投资额再度爆发，多起投资达数亿元。2020年以来，国外激光雷达企业迎来上市热潮，Velodyne成为激光雷达单独业务上市的第一股，多家公司通过SPAC纷纷上市。10十年长周期顶级赛道，激光雷达市场进入爆发前期全球主流整车厂、Tier1、自动驾驶公司在激光雷达领域的布局资料来源：华盛资本整理整车厂商激光雷达布局技术路径整车厂商激光雷达布局技术路径投资Velodyne，已退出机械式、MEMS上汽集团投资速腾聚创机械式投资OusterFlash投资速腾聚创机械式通用收购StrobeFMCW与华为合作搭载华为雷达MEMS、OPA投资QuanergyOPA蔚来投资InnovusionMEMS摄像头+激光雷达以外的传感器-小鹏汽车与大疆合作MEMS长安汽车与华为合作MEMS、OPA整车厂商激光雷达布局技术路径投资Quanergy、战略合作OPATier1厂商激光雷达布局技术路径投资LuminarMEMS收购ABAX（宁波飞芯）OPA、LC宝马投资BlackmoreFMCW投资TetraVueToF投资Aeva、战略合作FMCW采埃孚收购IbeoFlash与法雷奥合作，搭载法雷奥雷达转镜、Flash、MEMS安波福投资QuanergyOPA保时捷投资AevaFMCW沃尔沃投资LuminarMEMS日韩自动驾驶公司激光雷达布局技术路径整车厂商激光雷达布局技术路径Waymo谷歌无人驾驶独立公司，购买、自研激光雷达机械式投资Velodyne机械式、MEMSAurora收购OURS和BlackmoreFMCW投资AuroraFMCWMobileye英特尔旗下自动驾驶公司，自研激光雷达FMCW+OPA持股Opsys TechFlashVoyage与Velodyne合作搭载Velodyne雷达机械式、MEMS投资LuminarMEMS投资BlackmoreFMCW自动驾驶公司激光雷达布局技术路径投资并与Aeva合作FMCW小马智行与Luminar合作开发系统MEMS本田与法雷奥合作搭载法雷奥雷达转镜、Flash、MEMS百度投资禾赛科技、Velodyne机械式、MEMS日产自动驾驶汽车日产聆风搭载激光雷达完成路测-华为自研激光雷达MEMS图森未来与Aeye建立合作研发关系MEMSMomenta与百度合作搭载Apollo1.5系统机械式、MEMSAutoX与安森美合作ToF国内公司丰田北汽集团整车厂商-续右表-自动驾驶公司奥迪博世国产品牌欧系国外公司整车厂商福特特斯拉现代Tier1奔驰美系 自动驾驶大市场驱动全球激光雷达市场快速增长。随着自动驾驶的发展成熟带来的巨大市场需求，大量资金入局激光雷达产业，以及车企与新兴自动驾驶企业的合作，激光雷达的市场规模将迎来快速增长。大部分激光雷达厂商宣布与汽车厂商合作，最早于2021年推出车规级产品，预计2023年搭载激光雷达的量产车型将突破30万台。根据沙利文的统计及预测，激光雷达在2025年的全球市场规模可以达到135.4亿元，较2019年可实现64.5%的年均复合增长率。1129%十年长周期顶级赛道，激光雷达市场进入爆发前期全球激光雷达市场规模（单位：亿美元）全球激光雷达在无人驾驶领域的规模（单位：亿美元）资料来源：沙利文研究、禾赛招股说明书、中国银河证券研究院资料来源：沙利文研究、禾赛招股说明书、中国银河证券研究院 无人驾驶颠覆传统运营业态、高级别辅助驾驶布局加速：传统出行服务中人工成本占运营总成本的60%以上，无人驾驶大大减少人工的投入。目前全球仅Waymo可以完全实现无人驾驶打车，国内的百度和文远知行等公司也在加速商业化，开展路测和试乘服务。智己汽车、本田、奔驰、丰田、长安等将陆续在2021年上市基于激光雷达的辅助驾驶功能的车型。无人驾驶与高级辅助市场规模持续增长、将成为激光雷达的主要市场：根据沙利文的测算，无人驾驶领域激光雷达市场在 2025 年预计达到35亿美元，较2019年的年均复合增长率可达80.9%。无人驾驶和高级驾驶辅助将占据激光雷达应用领域50%以上的份额，在激光雷达的增长中发挥着支撑作用29%激光雷达2B/2C赛道增长显著，支撑激光雷达产业发展2017-2025E全球激光雷达在Robotaxi/Robotruck领域的市场规模（单位：亿美元）2017-2025E全球激光雷达在ADAS领域的市场规模（单位：亿美元）无人驾驶与高级辅助是激光雷达的主要战场资料来源：沙利文研究、西部证券研究中心12技术路线分析激光雷达原理和技术路线分类 激光雷达原理：激光器发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射方向和线数，最后通过发射光学系统将激光发射至目标物体，激光反射后到激光接收系统，光电探测器接收后产生接收信号，经放大处理和数模转换，信息处理模块计算后得出周围环境信息。技术路线分类：根据激光雷达原理，激光雷达的技术路线可从测距方式、激光发射与接收、光束操纵方式、信息处理四个角度进行分类。14激光雷达技术分类测距方式ToFFMCW其他：三角测距法、相位法激光发射与接收激光发射发射器光源激光接收光电探测器衬底材料光束操纵机械式混合固态转镜MEMS激光雷达固态OPA电子扫描Flash信息处理主控芯片资料来源：汽车之家激光发射：EEL与VCSEL15EELVCSEL EEL（边缘发射激光器）：平行于表面出光的激光器，发光功率密度高，但工艺步骤复杂易导致成本和生产一致性的问题。EEL产品规格多，形成了高度分散且多样化的竞争格局。VCSEL（垂直腔面发射激光器）：垂直于表面出光的新型激光器，易于实现大规模阵列和光电集成，不必解理的特性降低了成本，但发光功率密度不足。近年来多层结VCSEL相继问世，提高了发光功率，Ibeo、Ouster、Opsys等厂商采用VCSEL。VCSEL与EEL参数对比资料来源：MEMS咨询、光大证券采用奥地利AMS的VCSEL技术设计了新款固态激光雷达，并与中国长城汽车签订供货合同，计划于2022年发布采用VCSEL的ibeoNext激光雷达产品。基于VCSEL的激光雷达探测范围在100米左右，可以探测到反射率仅为10%的物体，目标是在2024年将其ES2传感器投入大规模量产，并降成本降至100美元。将高密度SPAD探测器阵列与高密度、完全可寻址的二维VCSEL阵列结合使用，2021年发布的Microflash激光雷达探测距离达200米，扫描频率为1000 HzEEL供应链结构部分激光雷达厂商应用VCSEL概况激光源波长：1550nm是兼顾人眼安全与性能的最优解16 905nm和1550nm：905nm和1550nm是主流的两种激光雷达波长。传统激光雷达以905nm波长近红外激光为主，该波长激光器件相对成熟，成本较低，常采用硅作为衬底材料；1550nm激光雷达具有成像效果好、聚光能力强、集成程度高等特点，常采用铟镓砷作为衬底。1550nm兼顾人眼安全与功率提升：905nm光源功率提升过多会对人眼产生损害，因此必须保证较低功率的运行。1400nm以上波长的激光会在进入视网膜前被眼球减损完毕，因此可以相比 905 nm 波长提升 40 倍的功率运行，大大提升点云分辨率、探测距离、增强复杂环境的穿透力。资料来源：QPC Lasers类型905nm1550nm安规波长越短，光子能量越高，对人眼伤害越大，安规限制越严限制大限制小传感器传感器衬底材料决定了光谱响应灵敏度，铟镓砷价格高企硅铟镓砷激光器主要考虑成本、体积、光束质量和功率，光纤激光器成本高半导体激光器-日光干扰地面日光光谱受多个因素影响，影响背景光水平干扰大干扰小大气散射波长越长，穿透能力越强穿透力弱 穿透力强1550nm 与 905nm 激光的性能对比1550nm与905nm人眼安全对比资料来源：国金证券1550nm主要厂商激光探测：从PIN到SPAD与收发器件面阵化17 探测器分类：根据可增益能力，光电探测器可分为PIN PD、APD、SPAD、SiPM四类。其中，PIN PD适用于FMCW测距激光雷达，成本低；ToF类激光雷达目前主要使用的是技术较为成熟的APD;SPAD可实现低激光功率下的远距离探测能力，但过于灵敏的接收也会导致通道串扰大、寄生脉冲等问题，电路设计等工艺难题带来较高的制造成本，而SiPM是由多个独立且带有淬灭电阻的SPAD组成。收发器件面阵化、芯片化：近年来激光雷达收发器件面阵化，采用连续的、面状扫描光线来实现扫描和接收，针对VCSEL和单光子器件的专用芯片在提高集成度和可靠性方面成为趋势，单光子接收端芯片上集成芯片SoC集成了探测器和算法电路，实现信息的集成处理和输出。资料来源：国金证券激光雷达探测器主要种类对比测距原理：FMCW成为传统技术痛点的破局者18 激光雷达根据测距原理主要有四类：飞行时间法（ToF，Time of Flight）、调频连续波（FMCW，Frequency Modulated ContinuousWave）、三角测距法和相位法。相对来说，ToF是目前市场的主流，已经有较为完整成熟的产业链，供应商可提供相应的标准组件，FMCW则处于早期培育阶段。FMCW成为传统技术痛点的破局者：ToF对发光器件的功率要求较高，采用多节VCSEL激光器虽然达到了目标功率，但成本高，一致性难以确认。相较于ToF，FMCW具有抗干扰性强、分辨率高、对道路障碍物探测更加敏感的优势，在相同探测距离下功率要求远小于ToF，具有广阔的发展空间。资料来源：国金证券测距原理的主要类型类型简介飞行时间法（ToF，Time of Flight）通过激光脉冲发射与接收的时间差计算距离，响应速度快、产业链较为成熟，主要采用APD、SPAD等光电探测器。调频连续波（FMCW，FrequencyModulatedContinuous Wave）通过调频连续激光的回波信号与相干拍频的频率差获取距离，同时根据多普勒频移信息测量目标物速度，抗干扰能力强、处于早期培育阶段，主要采用PIN PD探测器。三角测距法根据物体在摄像头感光面上的位置通过三角几何原理推导出目标物距离的探测方法。相位法利用发射的调制光和被目标反射的接受光之间光强的相位差和回波的延迟测量距离。FMCW技术原理示意图资料来源：汽车之心测距原理：FMCW成为传统技术痛点的破局者19 国内将FMCW应用到车载激光雷达领域的企业不多，主要有光勺科技、洛微科技等，国外AEVA、Aurora、Mobileye在FMCW领域发展迅速，部分企业已上市；禾赛科技虽然以ToF雷达为主，但在FMCW积极布局相关技术储备。AEVAAeva是业内首个采用FMCW的激光雷达公司瞬时速度更远的探测距离抗干扰能力 AEVA的FMCW激光雷达对光电探测器要求不高，硅基 PIN 即可，相较于APD和InGaAs材料成本更低。AEVA旗下的4D激光雷达产品将于2024年在大众汽车ID Buzz自动驾驶车队进行搭载，和采埃孚、TuSimple等部署推广4D激光雷达。曾获得大众保时捷投资，于2021年上市，市值14.45亿元。Aurora Aurora分别于2019年和2021年收购FMCW技术商Blackmore和OURS，明确FMCW将在未来得到广泛应用。2020年Aurora推出FirstLight雷达，专为自动驾驶卡车设计，探测距离达300m。2021年，Aurora与美国重型卡车PACCAR合作进入卡车行业；同年与丰田、Denso合作装备自动驾驶Sienna车队，并于年底测试。禾赛科技 技术储备：在FMCW的整体架 构、集成、工作方式方面以及其核心器件线性调频窄线宽激光器的关键技术方面进行技术储备，申请专利11项。项目开发：小型自动驾驶FMCW激光雷达，目标实现长距探测和测速性能，具备抗干扰能力和车规标准。核心器件布局：投入开发1550nm窄线宽FMCW激光器，开展硅光芯片集成化研究。Mobileye Mobileye方案：硅光子学技术将激光器与芯片集成（SoC），并结合FMCW进行探测。OPA路线提升了抗干扰能力、寿命和成本下探，并依靠母公司英特尔的自有晶圆工厂开发硅光子学激光雷达，掌握量产与定价权。能够实现最多300m的探测距离，更低的光波损耗和更广的探测范围，可达到2M PPS和600 pts/degree的分辨率。扫描方式：固态化成为趋势，OPA、Flash值得关注20 固态化是激光雷达的发展趋势：激光雷达的扫描方式主要有三种架构：机械式、半固态、固态。机械式雷达测距范围大、发展较为成熟，但因可靠性、使用寿命等缺陷难以过车规。固态式激光雷达没有机械旋转结构，包括相控阵方案（OPA）、Flash、电子扫描方案等，成熟度低，技术要求高，但在性能、成本、和量产标准化上具有优势，长期有望成为主流。半固态是机械式向固态激光雷达的过渡形态，主要包括MEMS、微振镜等。OPA、Flash值得关注：OPA利用发射阵列间的相位差实现光束偏转，精度高、扫描快、体积小，当前产业链培育处于初期阶段，技术突破后可以实现标准化量产。Flash短时间内发射大覆盖的面阵激光，更加容易通过车规车规检验，但需要解决探测范围和分辨率受限的问题。资料来源：禾赛招股说明书激光雷达扫描方式分类OPA资料来源：EPIC技术架构主要特点机械式通过电机带动收发阵列进行整体旋转，实现对空间水平360视场范围的扫描。测距能力在水平 360视场范围内保持一致。半固态半固态方案的特点是收发单元与扫描部件解耦，收发单元（如激光器、探测器）不再进行机械运动，具体包括微振镜方案、转镜方案等。适用于实现部分视场角（如前向）的探测，体积相较于机械旋转式雷达更紧凑。固态固态式方案的特点是不再包含任何机械运动部件，具体包括相控阵（Optical Phased Array,OPA）方案、Flash方案、电子扫描方案等。适用于实现部分视场角（如前向）的探测，因为不含机械扫描器件，其体积相较于其他架构最为紧凑。发射器接收器FlashFlash探测改进：Ouster案例21 一般Flash探测短板：Flash激光雷达发射光墙进行探测，功率密度和回波光子数量低，导致测量距离和分辨率不足，难以对远距离物体形成高反射率。Flash探测短板改进：Ouster采用多光束闪光（Multi-Beam Flash）方案，通过将多个VCSEL集成在一颗半导体芯片上，建立更加精确的多束光而不是泛光来进行探测，提升发射端的效率。接收端基于定制化的CMOS探测器，采用SPAD阵列，具有单光子灵敏度高、低噪声、优异的时间分辨率等优点。Ouster将VCSEL和SPAD集成到定制化芯片上，将一秒内处理的数据点提升到260万个。资料来源：汽车人参考Flash多光束闪光原理Ouster Flash激光雷达结构资料来源：汽车人参考1.VCSEL阵列定制化高效率垂直腔面发射激光器（VCSEL）每个激光器都集成到单个裸片上2.SPAD接收芯片独有的单光子技术架构（SPAD）和处理系统一块芯片替代100个传统探测部件3.微光学获得专利的微光学系统，将数字激光雷达的性能提高了100倍。OPA尚处初期阶段，适合孕育细分领域的龙头企业 OPA的光束通过光波的相互干涉形成，旁瓣的控制和阵列组合成为关键，同时对基底材料要求高，具有一定的技术壁垒，适合孕育在此细分领域具有技术优势的龙头企业，推动OPA的规模化量产和成本下探。2021年3月，Quanergy发布OPA激光雷达，并于8月完成了全光照条件下100m距离的S3系列雷达的驾驶实测演示。S3系列雷达采用极具成本效益、面向大众市场量产的可扩展CMOS硅基制造工艺，可以实现10万小时的平均无障碍时间，大规模量产后价格为500美元。Quanergy OPA激光雷达S3系列工作原理资料来源：MEMS咨询Quanergy S3测试参数探测物体选择较为难以探测的反射率为10%的目标物体。探测距离100m稳定性10万小时的平均无故障时间（MTBF）。预估价格大规模量产后价格为500美元。Quanergy 主要合作厂商22OPA尚处初期阶段，适合孕育细分领域的龙头企业 英特尔旗下的自动驾驶公司Mobileye，于今年1月发布硅光子相控+FMCW芯片，将激光雷达部件集中在名片大小的芯片上，通过液晶转向波导实现光束扫描的调节，并配合InP型光纤激光器和硅锗型接收光电二极管。母公司英特尔自有晶圆厂，在芯片集成、生产、封装产线积淀深厚，其中3D封装技术将CMOS与硅光子集成，为性能和成本优化提供支撑。英特尔/Mobileye计划于2025年实现这款芯片级激光雷达的量产。Mobileye固态激光雷达结构23资料来源：佐思汽车研究英特尔硅光子集成支撑光学照射芯片的性能与量产资料来源：英特尔 CES Talk投资切入点梳理激光雷达投资切入点1.重点关注FMCW、OPA、Flash技术路线：FMCW、OPA、Flash从测距原理和扫描方式的角度对激光雷达进行方案创新，相较于传统的ToF、机械式、半固态等较为成熟的技术路线具有性能、集成、成本和易过车规等方面的优势。同时，FMCW、OPA和Flash存在较高的技术壁垒，当前国内与海外的都处在早期发展阶段，市场上玩家数量较少。成本、车规的潜力和较高的技术壁垒，容易孕育新的龙头企业。2.激光雷达核心器件带来新的投资机会：激光雷达的性能提升、车规要求、成本优化都与发射、接收、扫描等核心器件的息息相关，不同的技术路线对各个核心器件的要求又有所区别，如FMCW可以搭配功率较低的PIN、PD探测器但对发射器及相干调制、检测又有更高的要求，Flash技术则对VCSEL和SPAD有较强性能和成本依赖。1550nm光源对人眼安全更友好，但也需要关注衬底材料对成本的影响。3.能否建立车规产线是衡量标的优质与否的重要标准：国内外头部激光雷达供应商也都瞄准了“量产前装”市场。产品只有以高性能、满足车规要求、具备量产能力的姿态出现，才有可能进入主机厂的选择范畴。激光雷达车规产线需要满足车规级激光雷达性能要求，并且产线的流程规范、质量管理体系等需要按照车规标准设计且通过相关认证。25上游激光器件布局：Luminar案例26Luminar采用1550nmInGaAs激光器，安全性、可靠性、探测距离具备优势通过光纤激光器，Luminar一个激光源可以对应多个激光雷达，激光雷达布局非常灵活，体积大大缩小。采用InGaAs材料的1550纳米波长，在保证人眼安全的前提下将功率提升到传统硅光点系统的40倍，将有效距离提升至200m。申请了通过二级大模场掺铒光纤（EDFA）放大器调制种子源激光的专利，明晰功率放大的路径。采用波分复用技术，解决1550nm易受阳光干扰的问题，通过双波长防止出现虚像。OptoGration IncLuminar收购InGaAs探测器公司，结合自研专用芯片提升激光雷达性能2017年收购专注于研究高性能InGaAs探测器的BFE公司，用于Luminar激光雷达系统所特有的1550nm波长的激光。2019年收购铟镓砷光电二极管设计制造 OptoGration，对1550nm探测技术进行更新迭代。ASIC芯片芯片发射、接收、运算集成 Luminar已在乘用车，卡车和自动出租车等垂直行业获得了总计50个商业合作伙伴，逐步成为龙头企业，同时与处于发展各个阶段的前十大汽车制造商中的七家合作。Luminar着重布局1550nm InGaAs激光器，针对1550nm采用的激光器衬底材料成本问题，通过收购InGaAs相关公司，并结合自研专用芯片（ASIC）实现成本控制和器件的集成。技术壁垒的构建构成Luminar的竞争力，Luminar成为目前市值最高的激光雷达公司。010203040506070LuminarAevaOusterVelodyneInnovizQuanergy62.2718.8615.9614.4512.0111市值激光雷达公司国外主要激光雷达公司市值(亿美元)Luminar是目前市值最高的激光雷达公司上游激光器件布局：华为案例始于2016年的“爬北坡”战略华为激光雷达专利累计67个,信息处理比重最大2020年12月，华为正式宣布了车规级96线中长距前装量产激光雷达，并于北汽新能源高端品牌ARCFOX旗下的极狐HBT率先搭载。华为的激光雷达定位于中距激光雷达，目标是最远可达150m的探测距离，FOV可达120度，垂直角精度0.07度。技术预研20162017201820192020信息处理,62.69%扫描系统,11.94%激光发射与接收,11.94%其他,13.43%华为激光雷达专利分布华为激光雷产业布局涵盖激光器、接收器与芯片等关键器件华为哈勃纵慧芯光南京芯世界鑫耀半导体长光华芯炬光科技VCSELSPAD砷化镓VCSEL半导体激光器件裕太微PHY芯片原型验证产业交流TOP车企合作量产之路北汽极狐HBT汽车搭载华为激光雷达参数27 华为的激光雷达直接面向前装量产，2016年提出爬北坡战略，并计划于2020年实现车规级激光雷达量产。华为通过旗下全资子公司哈勃布局激光雷达上游产业，供应链布局涵盖激光器、接收器与芯片等关键器件，同时在激光雷达领域专利达到67项，涵盖发射、接收、扫描系统和信息处理。2020年搭载车规级96线量产中长距前装雷达的北汽极狐HBT汽车上市。车规量产：标准28 测距范围：200-300 米 分辨率及视场角：分别达到0.1-0.2 度和 120-180 度 可靠性：在零下 40 度到零上85 度的范围之内保证正常工作、对机械振动冲击的稳健性、10 年车规寿命等行业一般指标 ISO16750：道路车辆电气和电子装备的环境条件和试验 IATF 16949：汽车行业质量管理体系认证 ISO26262：道路车辆功能安全国际标准认证 ISO9001：品质管理系统认证 ISO14001：环境管理认证 北美汽车AECQ100(IC)、101(离散元件)、200(被动零件)可靠度标准 A-SPICE评估报告（汽车级别软件开发过程保证）车规认证注：IATF16949:2016 基 于 ISO9001:2015,于2016年10月发布，替代ISO/TS 16949,包含汽车行业特定的补充要求,汇集了欧洲和美国的各大标准,并涵盖了汽车设计、研发、生产、安装或维修的要求。车规产线需要达到行业指标和车规认证车规级激光雷达性能产线流程、质量管理认证=车规量产厂商产品型号最远探测距离已通过的认证速腾聚创RS-LiDAR-M1200mIATF 16949LivoxHorizon260mIATF 16949镭神智能CH32300mIATF 16949北科天绘C-Fans-128200mIATF 16949一径科技ML-X200mIATF 16949华为96线中长距雷达220mIATF 16949资料来源：银河证券整理国内车规级激光雷达产品持续关注敬请期待