中国激光雷达行业产业图鉴报告：产业链结构及上下游产业分析

华经情报网 huaon.com [科学 专业」严详客观 2022年 BRIEF REPORT2 中国激光雷达产业全景图鉴 编制：华经产业研究院 022 RIEI REPOR 010-80392465 Q C 专注大中华区产业经济情报与研究助力企业商业决策 400-700-0142 CONTENTS 目录 01 激光雷达产业链整体概述 02 激光雷达上游整体简析 03 激光雷达下游整体现状 PARTONE 华经情报网 huaon.com 01 激光雷达产业链概述 01.发展历程02.产业地位 03.产业链04.分类及参数 05.技术趋势 010-80392465 1.2激光雷达产业地位 PARTONE 华经产业研究院 节，另外汽车智能驾驶传感器还包括摄像头、微波雷达、毫米波雷达、超声波传感器等。 自动驾驶在感知层面自前有两条实现方案，一是纯视觉算法，即仅依靠车载摄像头进行信息搜集，通过多摄像头有捕捉 到的2D图像映射到3D空间中，该方案算法精度和算力水平要求较高，恶劣环境下的安全性有待考证，自前以特斯拉为主 要推动者；二是自动驾驶实现方案为在摄像头的基础上增加传感器，以此提高环境感知的敏感性和精准度，成为自前主 流ADAS方案。自前智能传感器包括毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达，激光雷达整体成本较高，但整体精度较高。 业研究院 激光雷达于无人驾驶应用地伤 距离传感器 歡光雷达 转注传感所 惜性异航传感器 卫只定位传感器 能及 人驾 驶汽车 其他传感群 气体传感释 压力传感器 传统传点器 湿度传蒸书 定位传感器 视觉传感器 免关波禹达 超亨波雨达 三种汽车位移传感器主要特点对比 超市波禹达 光禹达 定米波禹达 最大史高 近 远 较远 汇离、角比 分辨牢 一設 较高 坏境应三 易受天气和温意的 零、、雪、等无法工 作 天候，个易受坏说影们 成本 高 优点 价格低，数括处理尚单 距密，度测量精虑很高 不受天气情洗和夜间影响，探测距高运 欣点 会受天气影，只能探 测近高物体 感云胶与，易盈天气影自 月标况别有难度，恶与派 像头互补使用 研究院 业蓝，企业河折，虹益个化定划请联系存非 资料米源：华经产业研究院整理 MEMS 1.4激光雷达分类及参数 激光雷达目前尚处技术驱动阶段，技术路线百花齐放，需要随着产品的量产持续验证。按照激光雷达的构成和原理，测距原理，激光波长、发射装置、接收装置、扫描方式是激光雷达的五大技术维度，不同的维度衍生出不同的技术发展方向，下游主机厂依照这五个维度设计组合形成特色技术方案，不同的技术路径文导致激光雷达成品在测距、测速、测角、精度、范围、功耗、集成度等性能上的差异，继而决定了各主机厂的产品能力和远期潜力。在测距原理方面，有ToF法和FMCW法，当前ToF法是主流。 激光雷达性能参数 测距原理 TCF门行时 间法！ FWCW训5 迁染波！ 三骨测距运 SPAD SiPM 光汗激 PARTONE. 工华经产业研究院 1550n m 激光雷达分类示意图 发主器 Flash VCSEL hi1MS 3m APD 扫方式 模沁器 激光器 孝数 描述 说明 测远能力 报消激光宝达对于1040亿反 射字日标物（标准朗伯体反册 能量例！的最远技测距离 激光击达双远能人越强：距高吨差范 回越广，目标物探测能力敏强，留给系统法行感知法求的时间长。三标物反射率影泊换测距离：相同距离下，反射率逆低速难进行测 点频 敬光雷达每秒完成投测获得的 探测原的获目 点效趋高说明拍同时间内的换测点效感多，刘目标物探测和识划逐有利 年分群 激光由达相含两个控烈点之问的角度间而，分为水平角原分新率与直车虑分率 相邻深测六之问角问限或小，对目标物的细节分能力退强，退有利于注行日标识别 训场角范压分 激光蛋达荣测吧盖的年度范司， 为水下视场牟范田与垂直划场角范豆 阅场角越大说明激光雷达对空间的角 度花盖范固 河箱店 激光出达对向一距离下的物体多次测中所得黎据之问的一累栏度 短度越高表示测量的随机设差感小，对物体形状和位的昔这鼓准确，对日标物深测越有利 测距准皮 测正值和真实值之间的一款程 度 冶度越启表示测率的系统误差小， 对物体形状位置的起准确，对 自标物深测超有利 功拦 激光击达系统工作态下所消 格均目功率 在探测牛能类似的声况下，功耗过低说明系统的能量利用率应高：同时款热负担也走小 集成度 直观体现为产品的本积和主量 在探测生能类似的有况卜：集成度应与搭载于车辆或服务机器人时灵后性 产业孕临，企业犯却，实范个生化享制请联累存服。 资料文源：化经产业研究院整理 1.5激光雷达技术趋势 PARTONE 工华经产业研究院 就激光雷达整体技术趋势来看，短期内半固态（混合固态）将是市场主流，但相关产品伤存在改进空间，未来单片集成将是主流趋势。具体来看，前激光雷达半固态扫描模块已较为成熟，相关产品逐渐通过商用反馈进行工程改进。半固态激光雷达的商用可以帮助激光雷达厂商在早期积累车载使用经验，帮助后续固态激光雷达产品的设计做到与主机厂需求更好的契合，目随着产业技术推进，目前全球和国内已有部分布局固态产品，但整体商业化仍较远，中期随着激光雷需 达固态逐步渗透，可实现激光雷达的模块化生产组装，远期目标是激光器芯片的单片集成。院 激光雷达整体技术趋势 短期发展中期发展长期发展 产业研究院器件芯片化片上集成芯片（SOC)激光器单片集成 转镜式扫描模块扫描固态方案激光器单片集成 部件供应链成熟，短期内性价比更高，但成OPA移相器发实现广角扫拥光子集成技术旧刘于微电子集成技术落后约本及体积下降空间有限「MC州调频机制研发实现低成本稳定调频30年，盅要长期投入实现突破，从而实现激光 器与其他器件的单片集成 MS振镜式扫描模块 在各半固态方案之中有若更高集成度、成本有较天下降空间，但在性能指标上有所妥协，更依赖工程经验进行改进 非扫描固态万亲 VCSEL多结设计堤高发光.功率密度SPAD阵列 结构设计提高像素分辨率 资料文源：化经产业研究院整理 PARTTWO 华经情报网 huaon.com 02 激光雷达上游端简析 01.成本结构02.发射端 03.接收端04.扫描系统 05.信息处理 010-80392465 2.1激光雷达成本结构及综述 PARTTWO 工华经产业研究院 激光雷达主要包含发射、接收、信息处理和扫描等四大模块。发射端的发射光学系统包括光束控制器、激励源、激光器：不同光源成本差距较大，发射端是激光雷达重要成本构成，占30%-50%。接收端将光信号转换成电信号，主要有光电探测器以及处理芯片，最后放大信号并使用芯片进行处理。光束控制需要扫描系统，不同扫描方式会有不同结构设计。 目前，激光雷达尚未规模化量产上车的原因主要在于一直以来激光雷达都面临着车规级、规模量产和价格高昂等问题， 元，大部分已量产或即将量产的混合固态激光雷达定价普遍在1000美元左右，例如法雷奥Scala定价600美元，览沃科 技激光雷达定价1000美元级别。随着成本快速下降，自前已有不少主机厂宣布新车将搭载激光雷达作为L3级别自动驾 驶的核心传感器。 激光雷达成本结构激光雷达成本走势 08000*元 20000 100 结构 占比 内容 发射端 3050%: 激光器、发射系统等。光浮动较大，干90.5和1.5.50m、FFl 和心S让L都会影响成木。发射端是激光主达主要的成木构成。 接收消 20-30% 接收系统、光口深测器等APD/SPAD、ASIC处详芯片，S05I1M通 采月硅基接收端，1550rm还知家码元子二碳管。 主板 2030%5 模拟片、FPG、SP、CL、放大 器、数模转换等，土要成木是上心A，开干整体架构效-活居处栏 外壳结沟件 0.1 光学部件 0.1 微振流、送源等光学弹 其也 1050% 装调和人工费片，机破式人工变生户50%以二 22001177 22001188 2200212牛1 5( 0 100元 0毫元 2200242E4E远期 资料米源：华经产业研究完整理 140 120 100 80 60 40 20 0 2017年2018年2019年2020年2021年 40% 36.0% 129 109.1 101.8 94.5 69.5 18.2% 7.7% 7.2% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2.2激光雷达激光发射端一一激光器 PARTTWO 工华经产业研究院 主要激光器分类对比情况 EEL VCSEL 光纤激光器 示紊图 围 体积 中 大 总益介质 InGaAs G2As 980nm/1480m泵浦源： 光纤 输出短长 905nm 905nm/904nm 1550nm 大规族二产 分两心六级 晶园级 发射结构 泌发射 手白表面发封 + 近 远 型号性能 中 中 好 新合性能 均渐土流 心成木 高性能 优点 峰值功率高、功率密度高、数高的证计.率、配套技术或熟 维未或，较高的调制频准 E 更高 缺点 于光束形；依赖手工装 调，生产成本高 场率密度需进一以提产或本 未技 高、功托高、体视大 应用 主流 钙神智能 激光器分类对比来看，按工作介质不同，激光器种类多样，自前常见的几种光源主要包括边发射激光器EE、垂直腔面发射激光器【VCSEL、固体激光器以及光纤激光器等： EL通过脉冲电流驱动，输出窄脉宽且高功率激光束，作为 探测光源具有发光面积更自光功率密度更高，但使用过程中工艺步骤复杂，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。VCSEL是一种以半导体为基础 的激光二极管，从其顶面垂直发射高效光束，制造工艺与 EL相兼容，且规模制造的成本低，生长结构更易于提高输 出功率，当前波长以810nm、850nm和940nm为主。光纤 激光器采用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质，一般用作 1550nm激光雷达光源，配合调频连续波（FMCW）技术， 可以检测距离的同时利用多普勒频移来测量速度。固体激光器采用固体激光材料作为增益介质，是闪光式车载激光雷达FaShLDAR技术路线的激光光源方案，能够实现大 角度视场。 资料米源：华经产业研究莞整理 2.2激光雷达激光发射端一一光纤激光器 PARTTWO 华经产业研究院 光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，与其他激光器相比，光纤激光器拥有结构简单、转换效 率高、光束质量好、维护成本低、敬热性能好等优点，已成为金属切割、焊接和标记等传统工业制造领域的主流光源。国内是工业激光产品最大市场，约占工业激光器1/3的份额且比重持续提升，大部分的工业激光器在中国生产或是出口至 中国。根据数据，2021年中国光纤激光器市场规模约为124.8亿元，同比2020年增长32.5%，占工业激光器的53%。 2021年中国光纤激光器竞争格局中，IPG的市场规模继续下降到28.1%，锐科激光上升到2了3%，几.平和IPG持平。预计 2022年光纤激光器的市场会面临行业较大的洗牌， 2017-2021年中国光纤激光器市场规模及增速 2021年中国光纤激光器主要竞争格局占比 140 市场起楼（亿元）0塔决(%) 32.5% 32.5% 35% 140 112020 1224.48.8 35% 3300%% 26.3% IPG.28.1%28.1% 110000 8800 6600 4400 771.12.2 77.4 77.4 8.7% 8.7% 8822.6.6 6.7% 6.7% 994.42.2 114.40%.0% 2255%% 2200%% 1155%% 1100%% 其达,26经.3% 产业研究 2200 0 2200171年7年 2200181年8年 2200191年9年