激光雷达产品成熟度持续提升，车载领域具备良好前景。激光雷达是一种通过脉冲激光照射目标并用传感器测量反射脉冲返回时间来测量目标距离的测量工具。其核心优势在于利用激光的高频特性进行大量、高速的位置及速度信息测量，形成准确清晰的物体3D建模。Velodyne将激光雷达应用到DARPA无人驾驶汽车挑战赛，首次将激光雷达带入了自动驾驶领域，其后随着ADAS等下游应用的持续发展，行业也迎来了长足的发展。激光雷达下游应用广泛，其中车载领域具备良好的前景，根据Frost&Sullivan数据，至2025年ADAS和无人驾驶将成为下游应用主力，分别占激光雷达市场的34.64%和26.30%。
　　汽车电动化/智能化持续推进，ADAS市场快速发展下激光雷达市场有望迎来增长。根据IDC数据，2021至2025年中国ADAS市场出货量CAGR可达15.44%；到2025年，L1－L5级ADAS汽车出货量预计将达到约1362万辆。随着ADAS出货量的快速增长，其市场规模也随之迎来提升，根据中汽协数据，2020年ADAS主要功能市场规模为844亿元，至2025年市场规模有望达到2250亿元。激光雷达作为ADAS混合传感路线的核心传感器之一，有望充分受益ADAS行业上升趋势。
　　激光雷达技术路线百花齐放，MEMS+905nm为当前主要上车方案。激光雷达根据其组成部分可以从多种角度进行分类，当前产业链仍不成熟，各技术路线处于并行阶段。从扫描方式来看，固态OPA激光雷达或为远期终局形态，半固态MEMS激光雷达成熟度已满足规模量产为当前主要方案。从波长来看，905nm和1550nm的激光器各有优缺点，受益于成本优势905nm为当前主要方案。从测距方法来看，ToF与FMCW各有优势，两者均可实现阳光下较远距离探测（100~250m）。从激光器光源来看，EEL制作工艺与安装相对复杂，VCSEL未来或有望逐渐对EEL形成替代。
　　激光雷达是自动驾驶的核心传感器之一，随行业发展降价和出货量相互促进的逻辑已初步建立。当前行业内主流使用的自动驾驶汽车传感器为车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等。相较于其他传感器，激光雷达在性能、防干扰和信息量优势明显。前期由于激光雷达整体使用量较小，固定成本相对较高，故而整体价格较高。随着激光雷达出货量的持续增加，价格有望逐步下降，当激光雷达规模达到10万的量级，价格将降至1000美元左右。激光雷达价格下降有望进一步推动出货量增长，降价和出货量相互促进的循环已经初步建立。经测算，我们预计至2025年和2030年中国乘用车激光雷达市场规模分别为22.6亿美元、69.4亿美元。
　　国外激光雷达产业起步较早具有一定优势，国内激光雷达厂商依托国内庞大市场或有望实现弯道超车。国外的激光雷达产业起步较早，在技术和客户群等方面具有优势。根据Yole数据，传统Tier1大厂法雷奥为当前全球激光雷达市占率最高的企业，占比28%；中国企业速腾聚创市场占比10%排名中国第一、世界第二；其他企业还包括北美的激光雷达企业Luminar与Cepton、老牌Tier1企业电装与大陆、以及大疆旗下的Livox等，但占比均不到10%。但具体到国内市场来看，受益于内资车企和造车新势力对国产激光雷达的大规模使用，国内激光雷达厂商或有望实现弯道超车。
　　投资建议：激光雷达行业已进入快速上升阶段，产业链公司有望充分受益。建议关注东山精密、万集科技、炬光科技、长光华芯、舜宇光学、永新光学、蓝特光学、宇瞳光学、水晶光电、福晶科技。
　　风险提示：下游需求不及预期、新冠疫情反复、行业技术迭代不及预期

研究报告全文：行业研究证券研究报告电子2022年12月29日汽车电子行业深度研究报告激光雷达汽车智能化加速渗透激光雷达赛道有推荐维持望迎来放量期激光雷达产品成熟度持续提升车载领域具备良好前景激光雷达是一种通华创证券研究所过脉冲激光照射目标并用传感器测量反射脉冲返回时间来测量目标距离的测量工具其核心优势在于利用激光的高频特性进行大量高速的位置及速度信证券分析师耿琛息测量形成准确清晰的物体3D建模Velodyne将激光雷达应用到DARPA无人驾驶汽车挑战赛首次将激光雷达带入了自动驾驶领域其后随着ADAS电话0755-82755859等下游应用的持续发展行业也迎来了长足的发展激光雷达下游应用广泛邮箱gengchenhcyjscom其中车载领域具备良好的前景根据FrostSullivan数据至2025年ADAS执业编号S0360517100004和无人驾驶将成为下游应用主力分别占激光雷达市场的3464和2630证券分析师岳阳汽车电动化智能化持续推进ADAS市场快速发展下激光雷达市场有望迎来邮箱yueyanghcyjscom增长根据IDC数据2021至2025年中国ADAS市场出货量CAGR可达执业编号S03605211200021544到2025年L1L5级ADAS汽车出货量预计将达到约1362万辆联系人高远随着ADAS出货量的快速增长其市场规模也随之迎来提升根据中汽协数据年主要功能市场规模为亿元至年市场规模有望达2020ADAS8442025邮箱gaoyuanhcyjscom到2250亿元激光雷达作为ADAS混合传感路线的核心传感器之一有望充分受益ADAS行业上升趋势行业基本数据激光雷达技术路线百花齐放MEMS905nm为当前主要上车方案激光雷达占比根据其组成部分可以从多种角度进行分类当前产业链仍不成熟各技术路线股票家数只398005处于并行阶段从扫描方式来看固态OPA激光雷达或为远期终局形态半总市值亿元6017988691固态MEMS激光雷达成熟度已满足规模量产为当前主要方案从波长来看流通市值亿元4384799664905nm和1550nm的激光器各有优缺点受益于成本优势905nm为当前主要方案从测距方法来看ToF与FMCW各有优势两者均可实现阳光下较远相对指数表现距离探测100250m从激光器光源来看EEL制作工艺与安装相对复杂1M6M12MVCSEL未来或有望逐渐对EEL形成替代绝对表现-28-123-344激光雷达是自动驾驶的核心传感器之一随行业发展降价和出货量相互促进相对表现-4602-125的逻辑已初步建立当前行业内主流使用的自动驾驶汽车传感器为车载摄像2021-12-282022-12-28头超声波雷达毫米波雷达激光雷达等相较于其他传感器激光雷达在1性能防干扰和信息量优势明显前期由于激光雷达整体使用量较小固定成-12本相对较高故而整体价格较高随着激光雷达出货量的持续增加价格有望211222032205220722102212逐步下降当激光雷达规模达到10万的量级价格将降至1000美元左右激-26光雷达价格下降有望进一步推动出货量增长降价和出货量相互促进的循环已-40经初步建立经测算我们预计至2025年和2030年中国乘用车激光雷达市场规模分别为226亿美元694亿美元电子沪深300国外激光雷达产业起步较早具有一定优势国内激光雷达厂商依托国内庞大相关研究报告市场或有望实现弯道超车国外的激光雷达产业起步较早在技术和客户群等方面具有优势根据Yole数据传统Tier1大厂法雷奥为当前全球激光雷达电子行业周报20220808-20220814景气度分化重点看好半导体设备汽车特种新硬市占率最高的企业占比28中国企业速腾聚创市场占比10排名中国第件龙头一世界第二其他企业还包括北美的激光雷达企业Luminar与Cepton老2022-08-17牌Tier1企业电装与大陆以及大疆旗下的Livox等但占比均不到10但电子行业周报20220711-20220717景气度具体到国内市场来看受益于内资车企和造车新势力对国产激光雷达的大规模分化重点看好半导体设备汽车特种新硬使用国内激光雷达厂商或有望实现弯道超车件龙头2022-07-18投资建议激光雷达行业已进入快速上升阶段产业链公司有望充分受益建电子行业周报20220606-20220612景气度议关注东山精密万集科技炬光科技长光华芯舜宇光学永新光学分化重点看好半导体设备汽车特种新硬蓝特光学宇瞳光学水晶光电福晶科技件龙头2022-06-13风险提示下游需求不及预期新冠疫情反复行业技术迭代不及预期证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号未经许可禁止转载汽车电子行业深度研究报告投资主题报告亮点全面论述激光雷达行业的发展情况和未来趋势本报告主要可分为三个部分第一部分对激光雷达行业发展历程技术路线等情况进行了细致的分析和比较并通过分析下游应用领域占比认为车载领域是激光雷达的重要增量市场第二部分对汽车智能化和电动化对激光雷达的推动逻辑进行了分析认为当前电动化和智能化的推进会对激光雷达市场产生推动作用激光雷达有望迎来快速增长第三部分对市场竞争格局进行了分析并对行业内主要终端企业进行了介绍认为国内企业通过内资车厂的支持或有望在行业内实现弯道超车投资逻辑激光雷达行业已进入上升阶段产业链公司有望充分受益受益于汽车智能化和电动化的持续推进ADAS有望迎来广阔的市场激光雷达作为ADAS的核心传感器之一有望充分受益行业增长趋势前期由于激光雷达整体使用量较小固定成本相对较高故而整体价格较高随着激光雷达出货量的持续增加价格有望逐步下降当激光雷达规模达到10万的量级价格将降至1000美元左右降价和出货量相互促进的循环已经初步建立经测算我们预计至2025年和2030年中国乘用车激光雷达市场规模分别为226亿美元694亿美元建议关注东山精密万集科技炬光科技长光华芯舜宇光学永新光学蓝特光学宇瞳光学水晶光电福晶科技证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号未经许可禁止转载汽车电子行业深度研究报告目录一激光雷达产品成熟度持续提升车载领域具备良好前景6一激光雷达技术路线多样当前仍处于多技术路线并行阶段7二激光雷达产业链分工明确车载下游应用快速发展占比持续提升14二智能化与电动化双轮驱动激光雷达市场有望迎来广阔增长空间16一智能化与电动化稳步推进ADAS市场迎来快速增长16二感知层为ADAS信息获取核心入口激光雷达有望充分受益19三车用激光雷达渗透率快速提升出货量迎来快速增长21四量产带动成本下降激光雷达降价和出货量相互促进的逻辑已初步建立25五车载激光雷达市场空间测算26三终端厂商竞争激烈各种技术路线百花齐放27一激光雷达供给市场由海外企业主导国内尚有巨大进步发展空间27二终端厂商内资车企主要采用国产激光雷达国内厂商或有望弯道超车281海外终端厂商情况介绍292国内终端厂商情况介绍32四相关标的361东山精密362万集科技373炬光科技374长光华芯385舜宇光学386永新光学397蓝特光学398宇瞳光学409水晶光电4010福晶科技41五风险提示41证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号3汽车电子行业深度研究报告图表目录图表1激光雷达示意图6图表2激光雷达成像图6图表3激光雷达行业发展历程6图表4激光雷达主要参数对应性能说明7图表5激光雷达分类8图表6测距方法的主要类型8图表7ToF与FMCW测距方法对比9图表8可用于激光雷达的光半导体探测器对比9图表9EEL与VCSEL对比10图表10905nm方案和1550方案对比10图表11按扫描方式分类的各激光雷达方案对比11图表12机械式激光雷达内部结构图11图表13采用转镜方案的大疆Livox激光雷达产品12图表14转镜式激光雷达原理12图表15采用MEMS方案的Luminar公司产品Iris12图表16InnoluceMEMS激光雷达内部结构示意图12图表17采用OPA方案的QuanergyS3激光雷达13图表18光学相控阵原理13图表19采用Flash方案的Ouster的DigitalFlash14图表20扫描成像激光雷达与Flash激光雷达对比14图表21激光雷达产业链情况14图表22激光雷达产业链15图表23机械式激光雷达成本结构16图表24转镜激光雷达成本结构16图表252025年激光雷达下游应用市场占比16图表262021年激光雷达下游应用市场占比16图表27ADAS功能示意图17图表28新能源车三电系统与燃油车比较17图表29我国新能源汽车销量及渗透率情况万辆18图表30驾驶自动化分类标准18图表31中国ADAS各级别出货量情况百万辆19图表32中国ADAS市场规模情况亿元19图表33ADAS系统构成19证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号4汽车电子行业深度研究报告图表342020-2025年全球不同等级智能驾驶渗透率情况20图表35自动驾驶和传感器市场规模亿元20图表36两种自动驾驶传感器方案对比21图表37主要传感器对比21图表38各主要车型搭载激光雷达情况22图表39按波长划分的各雷达市场份额23图表40按技术路线划分的各雷达市场份额23图表412020-2032年全球激光雷达在无人驾驶领域销售额及出货量右轴23图表422020-2032年全球激光雷达在高级辅助驾驶领域销售额及出货量右轴24图表43全球汽车和工业应用激光雷达细分市场规模百万美元24图表442017-2025年全球激光雷达市场规模及增速情况亿美元25图表45各主要激光雷达型号价格25图表46激光雷达价格走势元26图表47单车雷达价值量测算26图表48车载雷达市场规模测算27图表49各厂商市占率情况28图表50当前主要激光雷达厂商情况对比28图表51Velodyne主要产品30图表52Luminar公司主要产品Iris31图表53Aeva公司产品AriesII31图表54速腾聚创产品RS-LiDAR-M132图表55禾赛科技产品Pander12833图表56图达通公司产品应用领域34图表57镭神智能TOF单线激光雷达中的M10系列35图表58LivoX公司产品主要应用场景35图表59华为激光雷达爬北坡战略36证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号5汽车电子行业深度研究报告一激光雷达产品成熟度持续提升车载领域具备良好前景激光雷达LiDARLaserDetectingandRanging是一种通过脉冲激光照射目标并用传感器测量反射脉冲返回时间来测量目标距离的测量工具其工作原理是向目标发射探测信号激光束然后将接收到的从目标反射回来的信号目标回波与发射信号进行比较作适当处理后就可获得目标的有关信息从而对周围环境进行探测跟踪和识别它由激光发射机光学接收机转台和信息处理系统等组成其核心优势在于利用激光的高频特性进行大量高速的位置及速度信息测量形成准确清晰的物体3D建模图表1激光雷达示意图图表2激光雷达成像图资料来源Robosense官网资料来源Robosense官网激光雷达21世纪初引入汽车领域随ADAS渗透率提升迎来快速发展激光雷达最先用于地图测绘领域高精度要求使得激光雷达成本居高不下Velodyne将激光雷达应用到DARPA无人驾驶汽车挑战赛首次将激光雷达带入了自动驾驶领域其后随着ADAS等下游应用的持续发展激光雷达领域企业不断增多随着研发的持续进行激光雷达的产品性能稳步提升成本大幅下降行业也迎来了长足的发展图表3激光雷达行业发展历程资料来源华经产业研究院华创证券证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号6汽车电子行业深度研究报告激光雷达产品可以从显性参数实测性能表现及隐性指标等方面进行评估和比较显性参数主要指列示在产品参数表中的信息主要包含测远能力点频角分辨率视场角精准度功耗和集成度等实测性能表现则主要指在实际使用激光雷达的过程中所测得的产品性能其决定了无人驾驶汽车和服务型机器人对周围环境的有效感知距离相比于显性参数用户会更加关注实测性能但激光雷达作为近年来才在市场获得较高关注度的新兴产品能够参考的公开测试数据有限隐性指标包含激光雷达产品的可靠性安全性使用寿命成本控制可量产性等这些指标更加难以量化也缺乏公开信息图表4激光雷达主要参数对应性能说明参数描述说明一般指激光雷达对于10低反射率目标物标准朗伯体反目标物反射率影响探测距离相同距离下反射率越低越测远能力射能量的比例的最远探测距离难进行探测点频越高说明相同时间内的探测点数越多对目标物探测点频激光雷达每秒完成探测获得的探测点的数目和识别越有利激光雷达相邻两个探测点之间的角度间隔分为水平角度相邻探测点之间角度间隔越小对目标物的细节分辨能力角分辨率分辨率与垂直角度分辨率越强越有利于进行目标识别激光雷达探测覆盖的角度范围分为水平视场角范围与垂视场角范围视场角越大说明激光雷达对空间的角度覆盖范围越广直视场角范围激光雷达对同一距离下的物体多次测量所得数据之间的精度越高表示测量的随机误差越小对物体形状和位置的测距精度一致程度描述越准确对目标物探测越有利准度越高表示测量的系统误差越小对物体形状和位置的测距准度测距值和真实值之间的一致程度描述越准确对目标物探测越有利在探测性能类似的情况下功耗越低说明系统的能量利用功耗激光雷达系统工作状态下所消耗的电功率率越高同时散热负担也更小在探测性能类似的情况下集成度越高搭载于车辆或服务集成度直观体现为产品的体积和重量机器人时灵活性更高资料来源禾赛科技招股说明书华创证券一激光雷达技术路线多样当前仍处于多技术路线并行阶段激光雷达的技术路线有四个主要的维度测距原理光源探测器光束操纵激光雷达主要包括激光发射扫描系统激光接收和信息处理四大系统四个系统相辅相成根据这四个系统的不同特征可以从四个不同维度来阐述激光雷达技术路线其中光源和探测器即激光雷达的发射端与接收端光束操纵即激光雷达的扫描方式测距则为信息处理提供距离信息根据四个主要的维度可以将激光雷达进行分类每个不同分类方式又可进一步细分为不同的技术路线不同路线之间存在较大差异证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号7汽车电子行业深度研究报告图表5激光雷达分类资料来源麦姆斯咨询华创证券根据测距方法分类激光雷达可分为4种类型激光雷达根据测距原理主要有四类飞行时间法ToFTimeofFlight调频连续波FMCWFrequencyModulatedContinuousWave三角测距法和相位法最主要的两种测量方法是ToF和FMCWToF测量原理是通过记录短脉冲发射到接收到反射光之间的时间来测量距离并在测量过程中通过反射光的角度来测量物体的位置FMCW的测量原理是将发射激光的光频进行线性调制使回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差来间接获得飞行时间反推目标物距离优点是抗干扰强可直接测量速度图表6测距方法的主要类型类型原理ToF利用信号在两个异步收发机之间往返的飞行时间来测量节点间的距离将发射激光的光频进行线性调制使回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差来间接FMCW获得飞行时间反推目标物距离系统以一定角度发射的激光照射在目标物后在另一角度对反射光进行成像根据物体三角测距法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来实现被测距离资料来源禾赛科技招股说明书华创证券ToF测距方法当前为主流FMCW具备良好前景激光雷达测距方法中ToF与FMCW能够实现室外阳光下较远的测程100250m是车载激光雷达的优选方案ToF是目前车载中长距激光雷达市场的主流方案有非常高的激光发射频率具备高精度探测优势但ToF激光雷达最大激光功率受到限制探测距离存在瓶颈在白天会受到阳光干扰在接收信号过程中产生噪音而FMCW激光雷达除了成本高外具有可直接测量速度信息以及抗干扰远程性高的优势未来随着FMCW激光雷达整机和上游产业链的成熟其占比有望获得提升成为和ToF并存的主要测距方式证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号8汽车电子行业深度研究报告图表7ToF与FMCW测距方法对比测距方法ToFFMCW获取信息途径间接计算直接获取有非常高激光发射频率响应速抗干扰能力强环境其它雷达远程性能高优势度快探测精度高可直接测量速度信息劣势易受环境影响测量距离有限成本高昂布局厂商几乎所有厂商禾赛科技速腾聚创Aeva等成熟程度已经较为成熟处于早期培育阶段资料来源禾赛科技招股说明书华创证券激光雷达里的探测器即光电探测器可分为PINPDAPDSPADSiPM四类APD为当前主流PINPDPIN光电二极管适用于FMCW测距激光雷达成本低APDAvalanchePhotoDiode即雪崩式光电二极管较为成熟的APD被广泛采用在ToF类激光雷达上是目前使用最为广泛的光电探测器件SPAD单光子雪崩二极管具有低激光功率下远距离的探测能力但缺点是过于灵敏的接收性能会带来通道串扰大寄生脉冲等问题另外其电路设计等工艺难题也带来了较高的制造成本SiPM硅光电倍增管是多个SPAD的阵列形式可通过多个SPAD获得更高的可探测范围以及配合阵列光源使用更容易集成CMOS技术图表8可用于激光雷达的光半导体探测器对比SiPMSPADAPDPINPD增益能力1010100无探测范围中长距中长距中长距短距电路结构简单复杂复杂复杂低系统成本高系统成本高系统成本高系统成本成本中等探测器成本高等探测器成本高等探测器成本低等探测器成本设计复杂信号完整性温度补温度补偿信号完整性淬火电路信号完整性处偿最高1150nm硅最高1150nm硅最高1200nm硅光谱范围最高950nm最高1700nm铟镓砷最高1701nm铟镓砷最高26um铟镓砷中等受恢复时间限探测速度快快快制工作电压80V150V200V10V资料来源滨松面向自动驾驶激光雷达的核心半导体介绍华创证券EEL制作工艺复杂VCSEL未来有望迎来快速发展激光器光源方面从发射维度看可以分为两大类边发射EEL和垂直腔面发射VCSEL据禾赛科技招股书EEL作为探测光源具有高发光功率密度的优势但因为其发光面位于半导体晶圆的侧面使用过程中需要进行切割翻转镀膜再切割的复杂工艺步骤而且每颗激光器极大地依赖产线工人的手工装调技术生产成本高且一致性难以保障而VCSEL因为发光面与证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号9汽车电子行业深度研究报告半导体晶圆平行其所形成的激光器阵列易于与平面化的电路芯片键合无需再进行每个激光器的单独装调且易于和面上工艺的硅材料微型透镜进行整合能有效提升光束质量近年来国内外多家VCSEL激光器公司纷纷开发了多结VCSEL激光器使得VCSEL光功率密度得到有效提升VCSEL得以被运用在长距激光雷达领域从生产成本和产品性能可靠性看VCSEL未来将有望逐渐取代EEL图表9EEL与VCSEL对比类型优点缺点复杂工艺步骤带来高成本标EEL高发光功率密度准化程度不足生产成本较低产品可靠性发光功率不足但正在提升改VCSEL高适合量产变资料来源禾赛科技招股说明书华创证券按激光波长将激光器分类905nm和1550nm波长激光器互补共存激光最关键指标在于波长波长主要分为两个主流的发射波段分别为1000nm以内以及1000到2000nm之间其中1000nm以内区间典型值是905nm1000到2000nm之间典型值是1550nm905nm属于近红外激光容易被人体视网膜吸收并造成视网膜损伤因此905nm方案只能以低功率运行安全探测距离不超过200m但其成本相对较低1550nm远离人眼可见光波长大部分光在到达视网膜之前就会被眼球的透明部分吸收安全功率上限是905nm的40倍安全探测距离可达到250米甚至300米以上但其需要使用光纤激光器成本较905nm更高总体而言905nm和1550nm的激光器在当前时间点来看各有优缺点两个波段对于车载传感器来说是一个互补共存的状态图表10905nm方案和1550方案对比比较维度905nm方案1550nm方案需要用InGaAs探测器和光纤激光器作为光源成本可以用Si做接收器成本较低其技术相对更复杂成本相对较高雨水不能吸收905nm其在雨雪天穿透抵抗雨雪天气雨水吸收1550nm导致其在雨雪天穿透力较弱力较强1550nm激光雷达一般采用光纤激光器其功耗功耗没有使用光纤激光器其功耗相对较低相对较高会给激光雷达散热性带来考验远离人眼可见光波长大部分光在到达视网膜之近红外激光容易被人体视网膜吸收并安全性能前就会被眼球的透明部分吸收安全功率上限是造成视网膜损伤905nm的40倍只能以低功率运行安全探测距离不超探测距离安全探测距离可达到250米甚至300米以上过200m1550nm波长激光抗干扰能力强光束准直度更抗干扰能力905nm长激光抗干扰能力较弱好激光光斑小发散性弱在100米外光斑直径仅发散性激光光斑较大发散性较强为905nm的四分之一资料来源镭神智能官网华创证券证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号10汽车电子行业深度研究报告机械式激光雷达仍占据行业主要地位半固态固态式具备良好前景根据扫描方式分类激光雷达主要分为机械式激光雷达半固态式激光雷达以及固态式激光雷达长期来看固态激光雷达由于不存在可活动部件在成本和稳定性方面都有较大潜力是技术上的最优解而目前三种技术路线中机械式最为常用已经广泛应用于Robotaxi等领域混合式激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案较机械式只扫描前方一定角度内的范围较纯固态式仍有一些较小的活动部件是目前阶段乘用车量产装车的主流产品图表11按扫描方式分类的各激光雷达方案对比种类技术方案原理优点缺点通过不断转动发射器将竖直排布的多束激光发射速度快抗光干扰性成本高零部件寿命机械式机械旋转器形成面实现3D扫描的效果强不长激光雷达收发模块保持不动电机带动转镜运动的不稳定对光源要求转镜方案成本低体积小混合固态过程中将光束反射到一定区域高式采用高速振动的二维MEMS微振镜实现一定范围的激光扫描区域受限微振镜方案MEMS可靠性高成本低扫描制通过控制各光源发光时间差合成具有特定方向的光学相控阵OPA集成度高适应性强光信号覆盖有限主光束加以控制得到不同方向的扫描效果纯固态式在短时间直接发出一大片覆盖测探区域的激光用泛光面阵式FLASH体积小稳定性高可探测区域短高灵敏度的接收器完成周围环境的测绘资料来源DeepTech智车科技摩尔芯闻计算机视觉赛博汽车华创证券机械式雷达发展较为成熟但因成本和部件冗杂难以实现车规级量产机械式激光雷达的技术方案主要是高线数机械式方案通过电机带动光机结构整体旋转的机械式激光雷达是激光雷达经典的技术架构其技术发展的创新点体现在系统通道数目的增加测距范围的拓展空间角度分辨率的提高系统集成度与可靠性的提升等相比于半固态式和固态式激光雷达机械旋转式激光雷达的优势在于可以对周围环境进行360的水平视场扫描在视场范围内测距能力更强但旋转部件体积和重量庞大且高频转动和复杂机械结构让其内部的旋转部件容易损坏使用寿命相对较短难以满足车规的严苛要求此外它靠增加收发模块的数量来实现高线束使得成本较高亦限制了其大规模使用图表12机械式激光雷达内部结构图资料来源3D视觉工坊半固态方案主要包括微振镜MEMS方案转镜方案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由扫描部件的活证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号11汽车电子行业深度研究报告动来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转镜方案成熟度相对较高可靠性已得到车规验证转镜方案固定了收发模组用360高速旋转的多面棱形反射镜来反射光束完成激光雷达视野范围内全视场角扫描转镜的优点在于棱镜电机和发射器有更好的耐热性和耐用性因此更容易过车规当前Valeo的运用转镜方案的Scala1已经通过车规认证转镜被视为机械式向纯固态进军的必经之路是短期上车主流且未来很长一段时间半固态和纯固态都将并行图表13采用转镜方案的大疆Livox激光雷达产品图表14转镜式激光雷达原理资料来源大疆览沃官网资料来源汽车之心MEMS雷达受限于振镜偏转范围视场角较小量产性强带来低成本优势MEMS振镜是一种硅基半导体元器件属于固态电子元件它在硅基芯片上集成了体积十分精巧的微振镜其核心结构是尺寸很小的悬臂梁通过悬臂梁的抖动来实现镜片的偏转MEMS微振镜摆脱了马达等机械运动装置毫米级尺寸的微振镜大大减小了激光雷达的尺寸由于其集成度较高在工艺成熟后预期会在成本和可靠性方面具备较大的优势MEMS方案的技术创新体现在开发口径更大频率更高可靠性优于振镜以适用于激光雷达的技术方案但现在市面上MEMS偏转角度只有10-30度为了解决视场角较小问题往往需要多个首发模组拼接而成图表15采用MEMS方案的Luminar公司产品Iris图表16InnoluceMEMS激光雷达内部结构示意图资料来源Luminar公司官网资料来源汽车之心固态式方案不含机械部件更易通过车规但技术成熟度相对较低仍需进一步发展固态式方案的特点是不再包含任何机械运动部件适用于实现部分视场角如前向的探测证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号12汽车电子行业深度研究报告具体包括相控阵OpticalPhasedArrayOPA方案Flash方案电子扫描方案等因为其不含机械扫描器件内部结构相较于其他架构最为紧凑在体积方面具备优势OPA尚处于起步阶段制造难度和成本较高光学相控阵技术OPA通过施加电压调节每个相控单元的相位关系利用相干原理实现发射光束的偏转从而完成系统对空间一定范围的扫描测量在OPA系统中光学相位调制器用于控制通过透镜的光束OPA具备精度高扫描快体积小等优势集成度高且量产标准化程度高具备较强的技术优势但由于目前OPA产业链尚处于起步阶段且制造工艺复杂量产性方面仍存在问题另外由于其结构较为复杂还存在控制复杂度高功耗较高等问题图表17采用OPA方案的QuanergyS3激光雷达图表18光学相控阵原理资料来源Quanergy公司官网资料来源太平洋汽车网Flash激光雷达能快速记录场景但探测距离短板导致其应用受限Flash型激光雷达由于不存在扫描系统机械运动部件被归类为固态激光雷达Flash型激光雷达可以通过短时间内向各个方向发射大覆盖面阵激光来快速记录整个场景避免了扫描过程中目标或激光雷达移动带来的各种麻烦它运行起来比较像摄像头激光束会直接向各个方向漫射只要一次快闪就能照亮整个场景随后系统会利用微型传感器阵列采集不同方向反射回来的激光束其缺点在于一旦传播距离超过几十米返回的光子就大大减少使得无法进行可靠的探测同时也增加了对接收端和功率的高度要求提高了成本证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号13汽车电子行业深度研究报告图表19采用Flash方案的Ouster的DigitalFlash图表20扫描成像激光雷达与Flash激光雷达对比资料来源Ouster官网资料来源汽车之心二激光雷达产业链分工明确车载下游应用快速发展占比持续提升激光雷达集成衔接产业链上下游具备较强产业附加价值激光雷达主要包括激光发射扫描系统激光接收和信息处理四大系统四个系统需要的不同电子零部件和光学系统共同构成了产业链的上游具体而言激光雷达行业的上游产业链主要包括激光器探测器扫描镜FPGA芯片模拟芯片以及光学部件生产和加工商是激光产业的基石准入门槛较高产业链中游利用上游激光芯片及光电器件模组光学元件等作为泵浦源进行各类激光雷达的制造与销售产业链下游主要为各类激光雷达的应用领域包括无人驾驶汽车高级辅助驾驶服务机器人测绘高精度地图等激光雷达产业链公司分工明确中游集成企业在产业链中起到了承上启下的作用具备较强的产业地位图表21激光雷达产业链情况资料来源长光华芯照招股说明书华创证券证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号14汽车电子行业深度研究报告产业链上游由国外厂商主导下游国内外厂商差距不断缩小激光雷达上游的核心元器件为激光器和探测器国外供应商在激光器和探测器行业耕耘较久在产品方面具备竞争优势国内供应商近些年发展迅速已经有通过车规认证的国产激光器和探测器上市激光雷达下游产业链按照应用领域主要分为无人驾驶高级辅助驾驶服务机器人和车联网等行业国外无人驾驶技术研究起步较早相比国内仍具有一定的领先优势但国内无人驾驶技术研究发展迅速不断有应用试点和项目落地与国外公司的差距在不断缩小得益于国内快递和即时配送行业的高度成熟服务机器人领域国内技术发展水平与国外相当从机器人种类的丰富度和落地场景的多样性而言国内企业更具优势车联网行业更是在新基建等国家政策的大力推动下发展较国外更加迅速图表22激光雷达产业链产业链类别产品企业EEL边发射激光器VCSEL垂直滨松LumentumManlightII-VIFinisar欧司朗光迅科技激光器腔面发射激光器光纤激光器长光华芯APD探测器SPAD探测器SiPM探光电探测器滨松SensL索尼欧司朗STMAurea夜视集团测器上游供应商位置和导航系霍尼韦尔北斗星涵GARMINTomTom博世松下美GPSIMU统新扫描器及光学MEMS微振镜扫描镜旋转电机窄带滨松microvisionIemoptix知微传感水晶光电迈得特组件滤光片准直镜头Opus微奥VLAVI机械式转镜式MEMSFlashOPAWaymo速腾聚创禾赛科技镭神智能北科天绘法雷奥中游生产厂商激光雷达产品FMCW电子扫描式激光雷达InnovusionVelodyneQuanergyIbeo车联网行业百度大唐金溢科技星云互联高新兴高精度地图TomTom百度高德四维图新机器人公司NuroDekaResearchCanvasBuildUnmanned服务机器人Solution高仙智行者优必选新石器白犀牛消费服务业巨头阿里巴巴美团京东下游客户企业应用领域无人驾驶公司GMCruiseFordArgoAuroraZoox2020年被Amazon收购Navya小马智行文远知行Momenta无人驾驶行业元戎启行人工智能科技公司百度商汤科技出行服务提供商UberLyft滴滴ADAS行业世界各地的整车厂Tier1公司及新势力造车企业资料来源ittbank华创证券激光雷达成本中激光收发模块成本占比大后续随着量产推进的整体成本有望进一步下探将机械式激光雷达各部件的成本进行拆分根据汽车之心的数据Velodyne的机械式激光雷达VLP-16的成本拆解后激光器探测器光学部件电路板电机外壳及结构件成本占比分别为403510105进一步以法雷奥Scala转镜激光雷达为例其激光收发相关模块激光板机械镜和机械激光部件合计成本占比可达46无论是机械式还是半固态式激光雷达激光收发相关模块成本占比均较高这部分原因是因为当前激光雷达整体出货量较小固定成本相对较高后续随着激光雷达量产的推进产品整体成本有望进一步下降证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号15汽车电子行业深度研究报告图表23机械式激光雷达成本结构图表24转镜激光雷达成本结构光学器件10外壳8电动板1机械激光电路板1010电机和外壳激光器40及机构件主板455机械镜13探测器35激光板23资料来源汽车之心华创证券资料来源汽车之心华创证券当前测绘领域主导下游应用汽车驾驶领域未来有望成为主力激光雷达下游应用领域广泛主要涉及无人驾驶高阶辅助驾驶服务机器人和智慧城市及测绘等行业根据YoleIntelligence的2022年汽车与工业领域激光雷达应用报告数据2021年激光雷达应用中地形测绘仍是最大的应用领域占据60的市场份额紧随其后的是工业领域占据27的份额无人驾驶出租车ADAS高级驾驶辅助系统风能和国防等领域占据剩下的13但近年来随着全球各国对智能驾驶的政策支持以及车载激光雷达行业的快速发展无人驾驶和高级辅助驾驶中激光雷达的渗透率呈高速增长的态势FrostSullivan预测至2025年高级辅助驾驶无人驾驶将成为下游应用主力分别占激光雷达市场的3464和2630车载激光雷达领域对整体市场的增长贡献达到61图表252025年激光雷达下游应用市场占比图表262021年激光雷达下游应用市场占比服务机器人ADAS2风能2国防1研发2526无人驾驶无人驾驶汽2630车6工业领智慧城市及域27测绘3381地形测绘60ADAS3464资料来源FrostSullivan华创证券资料来源YoleIntelligence华创证券二智能化与电动化双轮驱动激光雷达市场有望迎来广阔增长空间一智能化与电动化稳步推进ADAS市场迎来快速增长ADASAdvancedDrivingAssistanceSystem高级驾驶辅助系统能够利用安装在车上的各式各样的传感器毫米波雷达激光雷达单双目摄像头以及卫星导航收集数据并结合地图数据进行系统计算从而预先为驾驶者判断可能发生的危险保证行车的安证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号16汽车电子行业深度研究报告全性ADAS技术大大降低了驾驶的复杂性其功能包括车道监测紧急制动稳定性控制等ADAS是无人驾驶的第一步要想实现无人驾驶需要先普及ADAS图表27ADAS功能示意图资料来源威盛电子转引自中国工控网三电系统加强智能汽车与电动汽车协同关系电动汽车增长有望带动智能汽车增长相比于燃油车复杂的机械系统和电控系统配合电动车由电池电机电控组成的三电系统使得车辆的控制逻辑更加简单在设计架构上有更大的开放性天然地比燃油车更匹配汽车智能化的发展随着电动汽车行业的快速发展智能汽车也有望迎来增长图表28新能源车三电系统与燃油车比较传统燃油汽车新能源电动车传动系统变速箱传动轴传动系统电池系统动力传动系统动力系统发动机燃油系统排气装置电机系统电控系统资料来源六合商业研选华创证券受补贴产品力提升多种因素驱动我国新能源电动汽车渗透率快速增长2022年以来受供给端的持续强化以及国家补贴免征购置税等多项新能源推广政策影响新能源汽车销量迎来快速增长根据中汽协数据22H1我国实现新能源车销量260万辆市场渗透率高达216提前完成国务院在新能源汽车产业发展规划20212035年中提出的2025年新能源汽车渗透率20的目标展望后续随着汽车电动化和智能化的进一步推进我国新能源汽车渗透率有望进一步增长根据亿欧智库研究数据预计2025年我国新能源汽车销量将到达11376万辆市场渗透率超过37证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号17汽车电子行业深度研究报告图表29我国新能源汽车销量及渗透率情况万辆120040351000308002560020154001020050020182019202020212022E2025E新能源汽车销量新能源汽车渗透率资料来源中国汽车工业协会亿欧智库IDC华创证券ADAS可分为6个级别当前我国汽车行业正处于L2向L3过渡的阶段2021年8月20日中国工信部发表汽车驾驶自动化分级国家标准并确定于2022年3月1日起实行与国际汽车工程师学会SAE分类标准SAEJ3016大体相一致具体到分类等级来看IDC认为L3级是ADAS智能程度的重要分水岭L3级别及以上ADAS主要决策责任由驾驶员转移为操作系统2020年2月发改委网信办工信部等11部委联合发布智能汽车创新发展战略指出要从多个维度确保2025年实现L2级自动驾驶规模化生产L3级在特定环境下市场化应用目前我国量产汽车的自动驾驶等级正在从L2向L3过渡图表30驾驶自动化分类标准中国SAE等级划分标准系统不能持续执行动态驾驶任务中车辆横向或纵向运动控制但具备持续执行动态驾驶任务中的驾0级L0应急辅助部分目标和事件探测和响应能力驶系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制且具备与车辆员1级L1部分驾驶辅助横向或纵向运动控制相适应的部分探测和响应能力支系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制且具备与车辆持2级L2组合驾驶辅助横向或纵向运动控制相适应的部分探测和响应能力自3级L3有条件自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务动驾4级L4高度自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略驶支5级L5完全自动驾驶系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略持资料来源国家标准GBT40429-2021SAEJ3016华创证券汽车电动化推动智能化发展ADAS具备良好前景根据IDC数据2021至2025年中国ADAS市场出货量CAGR可达1544到2025年L1L5级自动驾驶汽车出货量预计将达到约1362万辆其中L3-L5级自动驾驶在2025年的自动驾驶市场份额预计达到25随着ADAS的快速发展市场规模也有望迎来快速增长根据中汽协数据2020年ADAS主要功能市场规模为844亿元至2025年市场规模有望达到2250亿元证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号18汽车电子行业深度研究报告图表31中国ADAS各级别出货量情况百万辆图表32中国ADAS市场规模情况亿元16250022501412200010815006100084442500020212022E2023E2024E2025E0L1级自动驾驶L2级自动驾驶L3-L5级自动驾驶20202025E资料来源IDC华创证券资料来源中汽协转引自前瞻产业研究院华创证券二感知层为ADAS信息获取核心入口激光雷达有望充分受益ADAS系统由三个部分构成感知层为信息获取核心入口ADAS可分为感知层决策层执行层三大层次其中感知层负责信息的获取其通过各类传感器获取周边信息的收集并将信息传递至中央处理器决策层由中央处理器决策层判断做出决策并由执行层进行制动驱动转向等操作感知层中的传感器将信息准确无误地输入是实现ADAS的第一步在ADAS中起到至关重要的作用图表33ADAS系统构成资料来源维科网华创证券非ADAS车辆占比持续降低各级别智能驾驶渗透率高速增长根据RolandBerger预计到2025年全球L1L2智能驾驶功能的渗透率将达到76其中L2功能渗透率将达到36并且L3及以上层级将在2025市场渗透率可达9实现从无到有的突破而不具备ADAS功能的汽车占比将从2020年的42下降到14未来随着智能驾驶功能被越来越多人接受智能驾驶的市场渗透率有望实现快速提升取得更高的市场份额证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号19汽车电子行业深度研究报告图表342020-2025年全球不同等级智能驾驶渗透率情况1201100108803648604040204214020202025ENoADASL0L1L2L3L4L5资料来源RolandBerger转引自华经产业研究院华创证券中国自动驾驶市场高速发展感知层中的传感器贡献重要市场增量根据车百智库和罗兰贝格共同发表的顺应变革大势拥抱创新机遇颠覆趋势下的全球与中国汽车行业展望报告数据预计中国自动驾驶市场在未来将快速发展到2030年中国自动驾驶车端系统市场规模将达约5000亿元其中传感器芯片和软件算法是主要贡献者传感器市场预计到2030年将达到近1312亿元的市场规模占自动驾驶市场整体规模达265图表35自动驾驶和传感器市场规模亿元6000500040003000200010000201720202025E2030E传感器其它资料来源罗兰贝格车百智库颠覆趋势下的全球与中国汽车行业展望华创证券纯视觉方案与混合传感方案并行采用激光雷达的混合传感方案当下被更多厂商采用不同传感器可以组合形成不同的传感器方案目前主要有两种方案一种是以摄像头主导搭配毫米波雷达使用视觉芯片来实现自动驾驶的纯视觉方案纯视觉方案中摄像头相当于人的眼睛将拍摄到的图像通过深度学习神经网络进行像素分割物体分类模型标定和目标跟踪其优势在于分辨率高可直接获得现实场景信息识别但过度依靠相关场景下数据积累和与之对应的深度学习在现有的技术水平上有时会出现故障另一种是以激光雷达为主同时搭载毫米波雷达超声波传感器和摄像头的混合传感方案目前混合传感方案综合多种传感器数据传感器之间优势互补在远距离全方位探测方面和抗环境影响的能力更强测量精度更高但成本相对较高近年来随着关键技术的突破和光电半导体成本的下降激光雷达的体积和价格都在不断降低以激光雷达为主的混合传感方案成为当前阶段更多车厂的选择证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号证监许可20091210号20