激光雷达的市场空间、技术路线及产业链拆解

2022年是激光雷达量产元年，发展前景可期 智能传感器是车辆的“眼睛”，激光雷达具备三维环境感知、高分辨率、抗干扰能力，成为L3级别以上智能驾驶车型的核心传感器。2022年，新势力（蔚小理）和头部自主（吉利、长城等）搭载激光雷达的重磅电动智能车陆续推出，激光雷达迎来其在乘用车市场的前装量产元年。展望未来，预计全球乘用车市场激光雷达需求量将由2021年的22万颗快速提升至2025年的2134万颗，CAGR为214%，渗透率由2021年的0.2%增至2025年的14%，市场规模将由2021年的21亿元增至2025年的541亿元，CAGR为126%。 激光雷达技术路径不断进化，成本降低、价格下探 激光雷达主要由激光发射、激光接收、信息处理、扫描系统组成，对应激光器、探测器、信息处理、光学成本占比预计分别约30%、20%-30%、30%-40%、10%。发射端由EEL向VCSEL发展；接收端由PD/APD向SPAD/SiPM发展；芯片端由FPGA向SoC进化；扫描端由机械式-半固态（中短期）-纯固态（长期），激光收发装置数量的减少带来成本的降低，展望未来，规模化量产和芯片化制造将拉低成本，价格由上万美元（纯固态）-1500美元（半固态）-500美元（纯固态）。 激光雷达产业链拆解：发射-扫描-探测-处理-总成 拆解激光雷达上游产业链，激光器（ 发射端），海外厂商欧司朗、Lumentum、II-VI耕耘已久，国内炬光科技已有量产客户（大陆）、光库科技可提供光纤元器件、长光华芯产品力不输外资；探测器（接收端），海外滨松产品全面（PD、APD、SPAD、SiPM），国内多为初创企业；模拟芯片和FPGA（信息处理），海外芯片龙头（赛灵思、TI）为行业领导者，国内供应商起步较晚；光学部件（扫描），国内供应链成熟且具备成本优势，以永新光学、腾景科技、蓝特光学、水晶光电、天孚通信等为代表的公司已开始配套激光雷达客户。中游的激光雷达供货商上市公司起于国外，国内头部供货商无论产品力还是专利数均有竞争力，已有定点斩获，比如大疆Livox（小鹏P5）、速腾聚创（小鹏G9）、禾赛科技（理想X01、上汽智己L7）、华为（长城沙龙机甲龙）。 风险提示：汽车销量下行风险、技术路径变化风险。 投资建议：激光雷达带来国产化供应链发展机遇 看好激光雷达市场总成及上游元器件厂商的全新发展机遇。推荐天孚通信（通信组覆盖）、光库科技（通信组覆盖）。建议关注舜宇光学科技、腾景科技、蓝特光学、炬光科技。 投资摘要 关键结论与投资建议 百年汽车变革，汽车从传统的出行工具向重要生活空间转变，电动智能化大势所趋，带来新模式、新产品、新产业链的发展机遇。2022年，以小鹏G9、蔚来ET5、ET7、理想X01等为代表的新势力以及以长城沙龙机甲龙、吉利路特斯Type132等为代表的自主品牌重磅电动智能车陆续推出，且均搭载激光雷达，激光雷达迎来其在乘用车市场的前装量产元年。本篇报告是国信汽车团队前瞻研究系列之十六，激光雷达系列之一，主要将对激光雷达的必要性、市场空间、技术路径、发展趋势、产业链拆解进行深入分析，帮助读者把握新发展趋势下的投资机会。 激光雷达的必要性：智能传感器是智能驾驶车辆的“眼睛”，目前应用于环境感知的主流传感器产品主要包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达四类。总体来看，摄像头在逆光或光影复杂的情况下视觉效果较差，毫米波雷达对静态物体识别效果差，超声波雷达测量距离有限且易受恶劣天气的影响，因此单独依靠摄像头或毫米波雷达的方案去实现智能驾驶是存在缺陷的，而激光雷达可探测多数物体（含静态物体）、探测距离相对更长（0-300米）、精度高（ 5cm ），且可构建环境3D模型、实时性好，因而成为推进智能驾驶到L3级及以上的核心传感器。 激光雷达的市场空间：蔚小理新势力以及长城、吉利、长安、上汽等头部自主品牌纷纷对旗下重磅电动智能车型搭载激光雷达，2022年为激光雷达量产元年。激光雷达价格伴随着技术方案朝半固态及纯固态的推进将有望持续下降，由2021年的1500美元/颗降至2025年的400美元/颗，激光雷达市场空间的打开将由市场需求量的激增持续推动，从需求量及渗透率角度看，预计全球乘用车市场激光雷达需求量将由2021年的22万颗快速提升至2025年的2134万颗，CAGR为214%，渗透率由2021年的0.2%增至2025年的14%，市场规模将由2021年的21亿元增至2025年的541亿元，CAGR为126%。 激光雷达的技术路线：车载激光雷达的技术路线，按照扫描方式，为机械式→半固态→纯固态；按照激光发射方式，为EEL→VCSEL；按照激光接收方式，为PD/APD→SPAD/SiPM；按照信息处理方式，为FPGA→SoC。目前主要的技术路线围绕扫描方式进行讨论，因而本文我们主要就扫描技术路线部分进行详细论述，总体来看，从机械旋转到半固体、再到固态，激光收发装置数量的减少带来成本的降低，展望未来，规模化量产和芯片化制造将进一步拉低成本，价格由上万美元（纯固态）-1500美元（半固态）-500美元（纯固态）。 激光雷达的发展趋势：首先是车规级，实现激光雷达从0到1，Luminar、Innoviz、Valeo、Ibeo、大陆、Innovusion、速腾聚创、禾赛科技、华为、大疆livox均已量产或已具备乘用车项目定点订单。其次是降成本，是激光雷达从1到N的关键，拆解激光雷达成本结构，收发模块成本占比最大（60%），其次为光学部件（10%-15%），从机械式到半固态，激光雷达价格由上万美金下探到2000美元以下，核心原因在于产品结构（收发模块）的变动，展望未来，规模化量产、芯片化制造、纯固态推进，将有望降低成本，激光雷达远期有望降低至500美元甚至以下。 激光雷达的产业链：拆解激光雷达上游产业链，激光器（发射端），海外厂商欧司朗、Lumentum、II-VI耕耘已久，国内炬光科技已有量产客户（大陆）、光库科技可提供光纤元器件、长光华芯产品力不输外资；探测器（接收端），海外滨松产品全面（PD、APD、SPAD、SiPM），国内多为初创企业；模拟芯片和FPGA（信息处理），海外芯片龙头（赛灵思、TI）为行业领导者，国内供应商起步较晚；光学部件（扫描），国内供应链成熟且具备成本优势，以永新光学、腾景科技、蓝特光学、水晶光电、天孚通信等为代表的公司已开始配套激光雷达客户。中游的激光雷达供货商上市公司集中于国外，国内头部供货商无论产品力还是专利数均有竞争力，已有定点斩获，比如大疆Livox（小鹏P5）、速腾聚创（小鹏G9）、禾赛科技（理想X01、上汽智己L7）、华为（长城沙龙机甲龙）。 投资建议：激光雷达市场的爆发，不仅会给激光雷达供应商带来可观的定点订单项目，也会给上游激光雷达元器件厂商带来全新且可期的发展机遇。我们基于激光雷达产业链进行推荐： 产业链上游—— 1）光学部件方面，MEMS微振镜部分，海外龙头技术成熟，国内MEMS微振镜企业近年发展迅速，其中速腾聚创投资苏州希景科技，镭神智能、禾赛科技自研MEMS微振镜；镜头、滤光片等光学部件国内供应链成熟且具备成本优势，有望乘激光雷达之风迎来新发展机遇，推荐天孚通信（通信组覆盖），建议关注舜宇光学科技、腾景科技、蓝特光学等； 2）激光器方面，海外头部厂商耕耘已久，在手机市场具备优势，汽车领域为新兴市场，国内激光器厂商快马加鞭，有机会参与到激光器市场竞争中，推荐光纤激光器供应商光库科技（通信组覆盖），建议关注EEL、VCSEL激光器供应商炬光科技。 产业链中游—— 目前激光雷达上市公司集中于海外，国内公司凭借颇具性价比的产品斩获头部客户新订单，发展前景可期。激光雷达中游厂商的技术进展、产业布局及配套客户情况值得持续跟踪。 1）机械式激光雷达方面，建议关注Velodyne（VLDR.O）； 2）半固态激光雷达方面，建议关注Luminar（LAZR.O）、Innoviz（INVZ.O）、Valeo（0RH5.L）、大陆（CON.DF）、Innovusion、速腾聚创、禾赛科技、华为、大疆Livox、镭神智能； 3）纯固态激光雷达方面，建议关注Ouster（OUST.N）、Quanergy（QNGY）、Ibeo、LeddarTech等。 核心假设或逻辑 第一，我们认为激光雷达是智能驾驶到L3级及以上级别的重要传感器，2022年是激光雷达量产元年。 第二，我们认为技术的推进、规模化的量产将带来激光雷达价格持续下探。 第三，我们认为激光雷达的普及将带来产业链国产化机遇。 股价变化的催化因素 第一，L3级别车型的规模化上市。 第二，激光雷达成本下降。 核心假设或逻辑的主要风险 第一，智能驾驶法律法规出台时间限制高级别无人驾驶车型的应用。若未来政策法规加大对L3级及以上智能驾驶上路的合法性监管，将导致L3级及以上车型推进不及预期。 第二，疫情因素、上游缺芯等带来汽车行业持续下行风险。疫情和缺芯影响汽车排产进度，若缺芯问题持续存在，或将影响重要车型销量表现。 第三，激光雷达技术路径推进不及预期的风险。一方面，目前大部分主机厂选择激光雷达方案，特斯拉选择纯视觉方案，若纯视觉方案获得长足发展，有可能会替代激光雷达方案；另一方面，激光雷达行业尚处早期，不同厂商激光雷达技术路线各异，只布局单一技术路线和产品的厂商存在技术路线切换从而被替代的风险。 第四，激光雷达市场空间测算不达预期风险。激光雷达市场空间的测算包含激光雷达未来几年单价及全球/中国渗透率假设，假设数据具备一定的主观性，若渗透率不达预期，或成本下降速度过快，则市场空间或不达预期。 感知层传感器助力智能驾驶，激光雷达迎量产元年 政策呵护汽车智能驾驶稳健发展，指引智能网联汽车持续渗透 政策端，国家政策支持并呵护汽车智能驾驶稳健发展，指引2025年L2、L3级智能网联汽车渗透率超50%。梳理我国智能驾驶重要政策，2020年3月，《汽车驾驶自动化分级》发布，规定汽车驾驶自动化功能的分级标准，将驾驶自动化分成0-5级。2020年11月，《智能网联汽车技术路选图2.0》发布，提出智能网联汽车渗透率持续增加，2025年PA（L2）、CA（L3）级渗透率超50%、HA（L4）级开始进入市场；2030年PA（L2）、CA（L3）级渗透率超70%、HA（L4）级占比达20%，乘用车典型应用场景包括城郊道路、高速公路以及覆盖全国主要城市的城市道路；2035年，FA（L5）级自动驾驶乘用车开始应用。2021年8月，《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》发布，提出加强智能网联汽车数据安全、网络安全、软件升级、功能安全和预期功能安全管理，保证产品质量和生产一致性，推动智能网联汽车产业高质量发展，从政策层面客户汽车智能化有序健康发展。 表1：我国汽车智能驾驶重要政策梳理 图1：智能网联汽车发展总体目标 图2：智能网联乘用车发展目标 从L2到L3，智能驾驶跃升，需要感知层传感器提供关键支撑 车辆自动驾驶级别主要参照0-5级分类。目前全球公认的汽车自动驾驶技术分级标准主要有两个，分别是由美国高速公路安全管理局（NHTSA）和国际自动机工程师学会（SAE）提出。中国于2020年参考SAE的0-5级的分级框架发布了中国版《汽车驾驶自动化分级》，并结合中国当前实际情况进行了部分调整，大体上也将自动驾驶分为0-5级。 图3：智能汽车渐进式发展 L3级别是汽车自动化道路的一次跃升。从法规和技术两个维度来看，L3级别自动驾驶都是汽车自动化道路上将的一大跃升。从法规来看，SAE和中国《汽车自动化分级》规定L0-L2级别均是人类主导驾驶，车辆只做辅助，L0、L1和L2之间的差异主要在于搭载的ADAS功能的多少，而L3开始，人类在驾驶操作中的作用快速下降，车辆自动驾驶系统在条件许可下可以完成所有驾驶操作（作用不亚于驾驶员），驾驶员在系统失效或者超过设计运行条件时对故障汽车进行接管；从技术来看，L0-L2主要运用的传感器有摄像头、超声