激光雷达报告：开启百亿级市场蓝海，为自动驾驶“画龙点睛”

2023年03月10日 电子 激光雷达报告：开启百亿级市场蓝海， 行业深度分析 证券研究报告投资评级领先大市-A维持评级 为自动驾驶“画龙点睛” 首选股票 目标价（元）评级 技术优势：激光雷达是自动驾驶传感的核心器件： 电子 沪深300 33% 23% 13% 3% -7% -17% -27% 2022-032022-072022-112023-03 行业表现 激光雷达（LiDAR）作为自动驾驶感知层面的重要一环，相较摄像头、毫米波雷达等其他传感器具有“精准、快速、高效作业”的巨大优势，已成为自动驾驶的主传感器之一，是实现L3级别以上自动驾驶最重要的传感设备。相较纯视觉路线，多传感器融合方案具有更低技术壁垒和更好成像质量，成为自动驾驶与高阶辅助驾驶的主流路径。目前国内车规级激光雷达标准逐步趋于完善，伴随半固态式、固态式等技术不断革新，看好其未来作为自动驾驶核心配置的发展潜力。 发展趋势：短期内追求过车规及量产，长期追求卓越性能：激光雷达路径从扫描方式可以分为机械式、半固态式和固态式。从短期看，产品是否符合车规级要求，能否稳定量产是下游车企普遍关注的问题，机械式较难通过车规级认证，半固态MEMS/转镜/棱镜方案具有最优的性价比而占据主流地位，已经应用于小鹏P5、北汽极狐阿尔法S等多款车型中。中长期来看，市场追求极致探测性能以实现更高级别的智能驾驶。OPA、Flash等方案技术优势明显，前景广阔。2022年开始，蔚来ET7、小鹏G9、沃尔沃XC90等使用激光雷达的车型将逐步交付。但受限于高阶自动驾驶渗透率提升不及预期，激光雷达上车进程2022年表现一般。后续，随着资本市场不断投资为激光雷达厂商积攒动能，激光雷达技术日趋成熟、价格逐步下探，下游应用实现多点开花，激光雷达产业发展有望提速。 资料来源：Wind资讯 升幅% 1M 3M 12M 相对收益 -1.0 3.0 -7.4 绝对收益 -3.6 3.5 -12.3 马良 分析师 SAC执业证书编号：S1450518060001 maliang2@essence.com.cn 相关报告 LED显示下游需求复苏，半导体助力数字中国规划发展英伟达宣布加码AI云服务，生成式AI应用有望加速铺开 美国充电桩新政对华影响有限，强需求支撑国内产业链快速发展 ChatGPT开启AIGC商用时代，算力需求打开AI芯片成长空间 国产替代持续推进，公共领 域全面电动化试点带动充电桩发展 2023-03-05 2023-02-26 2023-02-19 2023-02-12 2023-02-05 关注标的：国产LiDAR+上游零部件厂商： 激光雷达产业链可以分为上游（光学和电子元器件）、中游（集成激光雷达）、下游（不同应用场景）。上游为激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分，包含大量的光学和电子元器件。中游为集成的激光雷达产品，下游包括无人驾驶/智能驾驶、服务机器人、无人机、高精度地图等众多场景。国内整机厂商龙头包括禾赛科技、图达通、速腾聚创、万集科技、奥比中光、欧菲光等，伴随国产替代浪潮近年来市场占比不断提高；上游零部件厂商如炬光科技、舜宇光学、蓝特光学、永新光学、昀冢科技、富信科技、茂莱光学等主要面向激光器及光学模组，市场积淀深厚、技术优势突出；长光华芯、仕佳光子、光迅科技等聚焦国内 激光芯片或布局下一代技术。伴随激光雷达整机逐步进入量产与交付阶段，上游标的有望坐收行业红利，关注其持续受益机会。 风险提示：产业化进程不及预期、技术研发进展不及预期等。 内容目录 1.从发展历程看激光雷达7 1.1.回首发展脉络，激光雷达缘何兴起7 1.1.1.生根发芽，吸引国内外势力逐鹿蓝海7 1.1.2.开花结果，固态化路线掀起技术迭代浪潮8 1.2.细究技术趋势，为什么智能驾驶离不开激光雷达？9 1.2.1.主流传感方式原理不尽相同，在车载领域各有优劣9 1.2.2.纯视觉路线关山难越，多传感器融合是大势所趋12 1.3.挖掘市场刚需，车规级对激光雷达有哪些要求？13 2.从工作原理看激光雷达14 2.1.测距原理：dTOF是主流，FMCW尚在预研14 2.2.基本模块：四大单元相辅相成，固态化、集成化是未来趋势15 2.2.1.发射单元：905nm成熟工艺，1550nm未来可期15 2.2.2.接收单元：EEL配合APD，VCSEL配合SPAD/SiPM使用18 2.2.3.扫描单元：机械式+半固态较为成熟，纯固态式前路可期19 2.2.3.1.机械式：FOV360°全覆盖，技术相对成熟20 2.2.3.2.MEMS：单振镜实现小型化，未来主流方向之一21 2.2.3.3.转镜/棱镜技术：结构简单相对低功耗，寿命长可靠性高22 2.2.3.4.OPA：产品小型化，无需机械扫描24 2.2.3.5.FLASH：类照相机模式，机遇与挑战并存25 2.2.4.信息处理单元：集成化方向发展，SoC替代FPGA是行业趋势25 3.从产业进程看激光雷达26 3.1.下游需求：市场规模达百亿美元，中国是最大市场之一26 3.1.1.智能驾驶市场：ADAS+ADS双轮驱动，激光雷达为智能驾驶画龙点睛27 3.1.2.其他应用场景：车联网+机器人多应用场景探索，释放市场更多增量29 3.2.产业链梳理30 4.重点整机厂商：群雄逐鹿，百花齐放32 4.1.Velodyne：全球激光雷达领军者34 4.2.Luminar:深度布局1550nm激光雷达36 4.3.禾赛科技：全球先进的激光雷达制造商38 4.4.图达通：全球图像级激光雷达领导者41 4.5.速腾聚创：全球领先的智能激光雷达系统提供商42 5.受益标的：LiDAR+上游零部件厂商45 5.1.炬光科技45 5.2.长华光芯45 5.3.万集科技46 5.4.仕佳光子47 5.5.舜宇光学48 5.6.永新光学48 5.7.蓝特光学49 5.8.福特科49 5.9.联创电子50 5.10.海创光电51 5.11.光库科技52 5.12.腾景科技53 5.13.奥比中光53 图表目录 图1：首款搭载激光雷达的三菱第三代Debonair汽车错误!未定义书签。 图2：装载HDL-64E的Voyage自动驾驶车辆错误!未定义书签。 图3：国内首款车载激光雷达产品R-Angle错误!未定义书签。 图4：谷歌Waymo发布的自研激光雷达错误!未定义书签。 图5：Scala4线混合固态激光雷达拆解图错误!未定义书签。 图6：Quanergy的OPA激光雷达产品错误!未定义书签。 图7：华为基于激光雷达的智能驾驶测试图错误!未定义书签。 图8：广汽AIONLX搭载的速腾M1雷达错误!未定义书签。 图9：不同类型传感器在汽车上的应用场景错误!未定义书签。 图10：各类型传感器性能雷达图错误!未定义书签。 图11：北汽极狐阿尔法S的辅助驾驶配置错误!未定义书签。 图12：主流传感方式的优劣对比错误!未定义书签。 图13：激光雷达车规级测试内容一览错误!未定义书签。 图14：dTOF工作原理错误!未定义书签。 图15：FMCW工作原理错误!未定义书签。 图16：TOF激光雷达核心模块示意图错误!未定义书签。 图17：FMCW系统架构错误!未定义书签。 图18：激光雷达依据发射端的分类16 图19：硅和铟镓砷对波长的响应情况16 图20：EEL与VCSEL两种激光发射器的原理图17 图21：相对于LED和EEL，VCSEL的光束质量更高17 图22：AX02Pro固体激光雷达峰值功率和线宽17 图23：LS21G混合固态激光雷达（1550nm）资料17 图24：欧司朗四通道EEL激光器(左)与炬光科技8通道905nm激光雷达光源模块(右)18 图25：禾赛科技基于VCSEl的QT128-128线超广角近距激光雷达18 图26：炬光科技固体激光器产品、激光照射视场能量分布数据18 图27：镭神智能LS21G混合固态激光雷达18 图28：Si雪崩光电二极管APD19 图29：单光子雪崩二极管SPAD的工作原理和数字化脉冲输出工作模式19 图30：索尼推出车用SPAD传感器，可以直接集成TDC输出图像19 图31：SiPM光电倍增管19 图32：机械式雷达结构图21 图33：截至2021年8月29日，机械式激光雷达仍为市场主流21 图34：机械式激光雷达体积随线数直线上升21 图35：机械式激光雷达体放置在车顶，影响美观21 图36：MEMS激光雷达测距原理22 图37：MEMS激光雷达内部收发模组结构22 图38：MEMS激光雷达不断增加振镜尺寸22 图39：MEMS实测点云在叠加边缘出现重叠22 图40：Scala转镜式激光雷达结构示意图23 图41：装备于AudiA8的Scala转镜式激光雷达23 图42：禾赛科技AT-128转镜激光雷达实测点云23 图43：Scala棱镜式激光雷达结构示意图24 图44：0.1s、0.2s内livox雷达Tele-15的点云分布图24 图45：棱镜式雷达视场覆盖率高于机械旋转式雷达24 图46：棱镜雷达在ROI区域（感兴趣区域）的实测点云24 图47：光学相控阵调节方向原理25 图48：QuanergyOPA激光雷达结构图25 图49：FLASH的FOV与探测精度和距离难以兼得25 图50：FLASH激光雷达工作原理25 图51：激光雷达信息处理单元的组成和比较26 图52：2022年激光雷达市场细分占比预测26 图53：全球激光雷达市场规模预测，2017-2025E26 图54：2016-2021中国人口老龄化趋势27 图55：中国激光雷达市场规模预测，2017-2025E27 图56：全球激光雷达在高阶辅助驾驶（ADAS）领域的市场规模及预测27 图57：全球激光雷达在自动驾驶（ADS）领域的市场规模及预测28 图58：L2、L3及L4级别自动驾驶所需传感器数量28 图59：L2、L3及L4级别自动驾驶所需算力级别28 图60：2020-2026全球激光雷达及各细分领域市场增速预测29 图61：全球激光雷达在车联网领域的市场规模及预测错误!未定义书签。 图62：疫情背景下的京东无人配送机器人29 图63：全球激光雷达在服务型机器人的市场规模及预测29 图64：激光雷达产业链30 图65：激光雷达成本分布30 图66：全球激光雷达厂商分布33 图67：Velodyne发展历程34 图68：Velodyne激光雷达出货量预测36 图69：Luminar发展历程36 图70：Luminar软硬化一体的解决方案37 图71：Luminar与众多相关公司建立合作关系38 图72：禾赛科技发展历程38 图73：车规级混合固态激光雷达AT128产品图例41 图74：禾赛科技自动驾驶生态伙伴部分展示41 图75：图达通发展历程41 图76：图达通与均胜电子携手向蔚来提供激光雷达42 图77：速腾聚创发展历程43 图78：国内首条车规级固态激光雷达产线44 图79：速腾聚创部分合作伙伴展示44 图80：炬光科技汽车应用主要产品45 图81：万集科技新发布的128线车规级激光雷达47 图82：舜宇光学激光雷达镜头48 图83：舜宇光学激光雷达视窗48 图84：永新光学激光雷达镜头49 图85：蓝特光学车载镜头产品49 图86：水晶光电车载镜头产品错误!未定义书签。 图87：联创电子车载镜头产品矩阵50 图88：海创电子迷你1.5um脉冲激光器52 图89：光库科技激光雷达产品52 图90：腾景科技激光雷达相关产品——模压玻璃非球面透镜53 图91：奥比中光行业首款户外强光深度相机D-Light产品亮点53 表1：主流传感方式的优劣对比错误!未定义书签。 表2：主流造车新势力感知系统对比，多传感器融合+激光雷达上车是普遍趋势错误!未定义书签。 表3：IEC60825-1对激光产品的安全性分级错误!未定义书签。 表4：激光