计算机行业深度研究：透视智驾之眼：三重拐点验证ADAS激光雷达放量盈利在即

行业深度研究 激光雷达是一种利用激光进行距离测量和速度检测的遥感设备，可用于捕捉和分析高精度的三维空间数据。自 1960年诞生至今，激光雷达经历了从科研测绘到量产上车的商业化探索。目前，激光雷达的主要下游应用场景包括车载、移动机器人、工业测绘三大领域。衡量激光雷达核心性能的主要参数包括线束、角分辨率、视场角FOV、点频等，各参数之间的差异将会直接影响激光雷达的测距能力和感知精准度。由于交通行驶场景对于高可靠性、低容错率的要求，车载激光雷达及其组件必须在零失效的前提下通过数十项严格的可靠性测试，因此车规级激光雷达具有较高的产品技术门槛。 激光雷达是一门下游车厂愿意配、能够配且通过规模效应能够让激光雷达厂商赚到钱的生意。本文主要章节试图 回答以下三个问题：1）激光雷达是主流车厂布局智能驾驶时的必选项吗（愿不愿配激光雷达）？2）激光雷达的价格能够被多数中低线车型的采购预算所覆盖吗（能不能配激光雷达）？3）激光雷达厂商能够赚到钱吗（以价换量有没有规模效应）？对于问题1），我们认为：激光雷达+其他传感器及视觉算法应该是相辅相成的关系，多传感器能力互补能够为超低容错的驾驶场景提供必要的安全冗余，目前主流车厂车型均提供激光雷达配置选项。对于问题2）和3），我们认为：整套智能驾驶前装硬件系统（包括激光雷达、摄像头和域控系统）约占汽车总成本的4%：30万的车型对应智驾预算约12,000元，其中，激光雷达约3,000元；20万的车型对应激光雷达预算约1,300~2,000元，1H24速腾聚创已将ADAS激光雷达单价降至3,000元以内，受益于规模效应释放在毛利率回正的情况下持续向20万以下的低线车型下沉。 性能+规模+渗透率三重拐点验证ADAS激光雷达放量盈利在即。1）性能拐点：2021年，法雷奥推出第三代激 光雷达产品SCALAGen3，作为非机械式激光雷达，其视场角、分辨率与测距能力已达到2024年速腾与禾赛最新款产品水平。对此我们推测，2021年之后车载激光雷达已跨过性能拐点，在产品能力上已进入相对成熟的阶段。2）规模拐点：从出货量视角看，禾赛与速腾两家ADAS激光雷达头部厂商2022年以来呈现“0到1”的爆发式发展。2023年，禾赛/速腾的ADAS激光雷达出货量分别高达19.5/24.3万颗，同比增长559%/215%。1H2024，禾赛/速腾的ADAS激光雷达出货量分别高达23.5/13.3万颗，同比增长488%/80%。从产品单价视角看，1H2024，速腾ADAS激光雷达单价降至2,597元，仅为2020年20,583元单价的12.6%，且其毛利率在经历剧烈下降后于2023年大幅上修，1H24已回正至11.9%，降本能力突出且规模效应显著。3）渗透率拐点：据高工智能汽车，2024年1-7月，我国乘用车前装激光雷达交付量超70万颗，同比增长222%，乘用车激光雷达前装渗透率达5.42%，相比2021年不足0.1%的渗透率大幅提升，21年以来渗透率斜率持续向上。据此，我们测算认为，2024年我国乘用车载激光雷达市场规模约在50亿元，全球市场约在76亿元；2026年我国乘用车载激光雷达市场规模约在103亿元，全球市场约在141亿元。 我们认为，激光雷达在高阶智能驾驶中具备不可替代的作用，性能+规模+渗透率三重拐点验证下ADAS激光雷达放量盈利在即，推荐关注全球激光雷达龙头速腾聚创。 自动驾驶技术路线改变的风险；乘用车销量与高级别自动驾驶渗透率不及预期的风险；激光雷达降本速度不及预期的风险。 内容目录 1.激光雷达：从科研到商用上车，ToF+半固态为当下主流市场选择4 1.1发展历程：从科研测绘到商用量产上车，高可靠低容错车规级门槛较高4 1.1.1激光雷达主要用在哪里？——从科研测绘到量产上车的商业化探索4 1.1.2激光雷达上车难在哪里？——车规要求高可靠低容错，AEC-Q102包含数十项测试5 1.1.3激光雷达的各种产品参数是什么意思？——透视激光雷达产品核心性能指标5 1.2路线差异：基于测距原理与扫描模块的技术分化，ToF+半固态为当下主流市场选择7 1.2.1激光雷达包括哪些模块？——扫描+发射+接收+控制7 1.2.2测距原理的技术分化？——ToFVSFMCW，ToF为当下主流成熟商用路线8 1.2.3扫描模块的技术分化？——机械式、混合固态与固态式，固态化或为未来趋势9 1.3产业图谱：中游厂商可同时具备硬件集成与软件解决方案能力11 2.纯视觉VS多传感器融合：激光雷达在高阶智驾中具备不可替代作用12 2.1能力互补：四种主流车载传感器感知能力互补，激光雷达是其中关键一环13 2.2车厂选择：主流车厂车型普遍提供配备激光雷达的多传感器融合方案14 2.3安全冗余：超低容错条件下纯视觉算法恐难推广，多传感器融合方案安全性更高16 3.规模上车：三重拐点逻辑验证，激光雷达提效降本驱动渗透率快速提升16 3.1性能拐点：ADAS激光雷达能力迭代，2021年前后或进入非机械式产品成熟阶段16 3.2规模拐点：ADAS激光雷达成本下移，规模效应下单价降数量级但毛利率触底回正17 3.3渗透率拐点：ADAS激光雷达渗透率斜率向上，26年全球市场有望破百亿18 4.投资建议20 5.风险提示20 图表目录 图表1：激光雷达上车之路：从科研测绘到商用量产4 图表2：激光雷达目前主要应用于车载、移动机器人与工业测绘三大领域5 图表3：AEC-Q102压力测试项目包含数十项测试5 图表4：激光雷达产品核心性能指标详解6 图表5：激光雷达主要部件拆解8 图表6：ToF与FMCW测距方式对比9 图表7：机械式、混合固态、固态激光雷达性能对比及代表企业10 图表8：车载激光雷达固态化发展趋势11 图表9：近年来车载纯固态激光雷达产品陆续上市11 图表10：车载激光雷达产业图谱12 图表11：高阶智能驾驶的多传感器融合方案与纯视觉方案之争13 图表12：四种主流车载传感器由于感知方式差异各具优劣13 图表13：四种主流车载传感器能力互补，激光雷达是其他传感器的关键有效补充14 图表14：主流车厂车型普遍提供配备激光雷达的多传感器融合方案15 图表15：激光雷达方案可直接对环境进行3D建模，安全性更高16 图表16：我们认为，2021年SCALAGen3性能指标已跨过性能拐点17 图表17：2020~1H24禾赛与速腾聚创ADAS激光雷达出货量暴增17 图表18：2020~1H24速腾聚创ADAS激光雷达单价降数量级，规模效应释放毛利率触底回正18 图表19：2021年以来我国乘用车ADAS激光雷达渗透率斜率向上18 图表20：2026年我国乘用车载激光雷达市场规模有望达103亿元，全球市场有望达141亿元19 图表21：推荐关注全球激光雷达龙头速腾聚创20 1.1发展历程：从科研测绘到商用量产上车，高可靠低容错车规级门槛较高 1.1.1激光雷达主要用在哪里？——从科研测绘到量产上车的商业化探索 激光是透过刺激原子导致电子跃迁释放辐射能量而产生的具有同调性的增强光子束，具有发散度小、功率高等特点。激光雷达（LiDAR，LightDetectionandRanging）则是一种利用激光上述特性进行距离测量和速度检测的遥感设备，可用于捕捉和分析高精度的三维空间数据。自1960年诞生至今，半个多世纪以来激光雷达经历了从科研测绘到量产上车的商业化探索。 科研测绘期（1960s-1970s）：1960年，休斯飞机公司制造了世界上第一台激光器；次年，休斯飞机公司推出了第一个类激光雷达系统，用于卫星跟踪。1971年，阿波罗15号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。 工业测绘期（1980s-1990s）：Sick（西克）、Hokuyo（北洋）及RIEGL等厂商推出2D和3D扫描式单线激光雷达产品，探测方式由过去的“单点测量”转向“扫描”，被应用于工业测量以及早期的无人驾驶研究项目。1993年，德国出现首个商用机载激光雷达系统TopScanALTM1020。 无人驾驶研究期（2000s-2010s）：2004-2007年间，由DARPA（美国国防部高级研究计划局）发起了三届无人驾驶挑战赛（DARPAGrandChallenge），当时美国逐渐深陷中东地区局部战争，无人驾驶车辆被视为减少美军伤亡的方法之一。第一年比赛的地点被设置在与中东环境相似的南加州莫哈韦沙漠，有队伍使用了德国传感器公司西克（Sick）制造的单线激光雷达，Velodyne创始人霍尔由此想到，可以更进一步做多线激光雷达。到2007年的第三届比赛里，挑战地点从沙漠换到了城市，在完赛的6支队伍里，有5支装载了Velodyne的多线激光雷达，这便是机械旋转式激光雷达HDL-64E的原型。2009年，Velodyne开始正式对外销售64线机械旋转式激光雷达HDL-64E。2010年，lbeo与Valeo合作开发面向量产车的4线激光雷达产品SCALA。 量产上车期（2020s）：2017年，全球第一款真正实现L3级自动驾驶的量产车辆奥迪A8问世，搭载法雷奥SCALA激光雷达。同年，禾赛发布40线激光雷达Pandar40，经历几次迭代升级后，禾赛在2019年CES（国际消费电子展）上发布Pandar40P，此后，Nuro、Aurora、Cruise和Zoox等美国自动驾驶公司的车上陆续装上了禾赛的激光雷达。2020年，镭神智能推出CH32线混合固态激光雷达，成为国内首个、全球第二个获得正式认证报告的车规级激光雷达。2021年，速腾聚创开始量产并交付M1给北美新能源汽车制造商，成为全球首款车规级生产及交付的第二代智能固态激光雷达。同年，禾赛拿下Velodyne全球最大客户百度阿波罗（百度自动驾驶业务）。 图表1：激光雷达上车之路：从科研测绘到商用量产 来源：Geo-Plus，CSDN，晚点latepost，禾赛科技招股说明书，电子发烧友，芯语，国金证券研究所 目前，激光雷达的主要下游应用场景包括车载、移动机器人、工业测绘： 车载：具有场景开放且复杂，移动速度快的特点。应用场景包括ADAS辅助驾驶系 统及无人驾驶Robotaxi/Robotruck。辅助驾驶的下游企业包括整车厂和Tier1；无人驾驶的下游企业包括无人驾驶公司、人工智能科技公司和出行服务提供商。 移动机器人：具有场景封闭单一，移动速度慢的特点。下游企业包括机器人公司和消费服务企业，具体应用场景包括无人配送、自动清扫、无人巡检等。 工业测绘：具有环境稳定，无移动速度的特点，具体应用场景包括勘探测绘、安防、军事等。 图表2：激光雷达目前主要应用于车载、移动机器人与工业测绘三大领域 来源：艾瑞咨询《中国乘用车载激光雷达市场洞察报告》，国金证券研究所 1.1.2激光雷达上车难在哪里？——车规要求高可靠低容错，AEC-Q102包含数十项测试 考虑到交通行驶场景对于高可靠性、低容错率的要求，车载激光雷达及其组件必须通过严格的可靠性测试。一般而言，车规级激光雷达通常需要满足车规级电子元器件测试标准、汽车电子设计开发要求和大型车企测试要求。其中，AEC-Q认证是车规级电子元器件的通用测试标准。其中，AEC-Q102是专门针对激光雷达的核心器件激光器和光电探测器而制定的新标准，涵盖环境应力加速实验、加速寿命仿真实验、封装完整性检测、电气特性校验实验等数十项测试，并且要求产品在零失效的前提下，通过所有规定的测试项目。 图表3：AEC-Q102压力测试项目包含数十项测试 来源：汽车电子协会，华测检测官网，国金证券研究所 1.1.3激光雷达的各种产品参数是什么意思？——透视激光雷达产品核心性能指标 衡量激光雷达核心性能的主要参数包括线束、角分辨率、视场角FOV、点频等，各个参数 之间的差异将会直接影响激光雷达的测距能力和感知精准度。 线束：激光雷达垂直方向上的激光的分布数量，分为单线束和多线束。单线束激光雷达只有一个激光发射器，随着雷达转动形成一条水平扫描线，