央财智库 激光雷达行业研究：激光器探测器、驱动芯片等为核心

  激光雷达是一种向被测目标发射探测信号，然后测量反射或散射信号的到达时间、强弱程度等参数，以确定目标的距离、方位、运动状态及表面光学特征的雷达系统。激光雷达的 优点包括：1）具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率；2）抗干扰能力强；3）获 取的信息量丰富，可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标的多 维度图像；4）可全天时工作。相比于毫米波雷达，激光雷达可实现对人体的探测，相比于 摄像头，激光雷达的探测距离更远，对弱势环境和非标准静物探测效果更好。

  我国量产汽车无人驾驶等级正在由 L2 向 L3 过渡。我国《汽车驾驶自动化分级》于 2021 年 8 月正式对外发布，拟于 2022 年 3 月起实施。该标准根据在执行动态驾驶任务中的角色分配 以及有无设计运行范围限制，将驾驶自动化分成 0~5 级：L0(应急辅助)、L1（部分驾驶辅 助）、L2(组合驾驶辅助)、L3(有条件无人驾驶)、L4(高度无人驾驶)、L5(完全无人驾驶)。其 中 L3 是辅助驾驶和无人驾驶的分水岭，其定义为系统在其设计运行条件内能够持续地执行全部动态驾驶任务。L3 以下称之为辅助驾驶，L3 以上称之为无人驾驶。目前，我国量产汽车的无人驾驶等级正在从L2 向 L3 过渡，此次《汽车驾驶自动化分级》的正式实施，也代表着中国将正式有自己的无人驾驶汽车分级标准，为我国无人驾驶行业的发展奠定基础。

  常见的车载传感器包括：摄像头、超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达。感知、决策与控制 是无人驾驶的三个环节，感知环节用来采集周围环境的基础信息，是无人驾驶的基础。自动 驾驶汽车依托传感器实现对于周围环境的感知。针对不同应用等级，对于传感器的需求不同， 常见的传感器包括：摄像头、超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达。

  相较于摄像头、毫米波雷达，激光雷达具有高分辨率、抗干扰能力强等特定优势，市场主流感知端方案为多传感器融合。激光雷达具有高分辨率、抗干扰能力强、获取目标信息快 等特点，可以应用于黑暗、强光、逆光等弱势场景，同时有效感知摄像头和毫米波雷达无 法准确定位的障碍物和道路边界等静态目标，可以在感知上补齐毫米波雷达、摄像头等方案的不足，有助于提升无人驾驶感知的精度。将多个传感器获取的数据、信息集中在一起 综合分析，可以使得不同传感器在识别能力、抗恶劣/暗光环境、探测距离等不同方面的优势相互补充，提高感知精度和系统决策的正确性。

  多主机厂积极采纳以激光雷达为主的无人驾驶方案，激光雷达或将成为实现无人驾驶的关键传感器之一。目前 L2级辅助驾驶感知硬件最重要的包含超声波雷达、毫米波雷达、摄像头等 车载传感器，伴随驾驶自动化的等级越高，对无人驾驶感知系统和车载传感器的要求越高。当前除特斯拉外，各大主机厂正积极布局以激光雷达为主传感器的自动驾驶方案。特斯拉 FSD 系统 V9.0 版本采用“纯视觉识别距离”的测距计算，具备极高的技术壁垒且对算法的 要求很高，一定要通过收集大量数据训练算法。此外，摄像头传感器对路面状况有较高要求， 雾天、夜晚等低照度环境将影响摄像头的使用效果，且对非标准静态物体的识别存在困难， 相比之下，激光雷达以上场景中的效果更好。

  考虑到市场各主机厂的算法能力积累程度不一，且交通场景的复杂性和环境干扰对 L3~L5 中高阶无人驾驶系统（探测与响应对象为驾驶系统）的要求比较高，我们大家都认为激光雷达或将成为实现无人驾驶的关键传感器之一。

  激光雷达的主要性能指标包括安全等级、探测距离、FOV(垂直+水平)、角分辨率、出点数、 线束、输出参数、IP 防护等级、激光发射方式(机械/固态)、常规使用的寿命、波长、功率、供电 电压等。探测距离是激光雷达最核心的指标之一，足够远的探测距离能够允许车辆对道路 条件变化作出相应反应；宽水平视野可以获取更详细的当前行驶位置的视图，帮助车辆评 估相邻车道的行驶条件，一般机械式激光雷达水平视场角为 360°，垂直视野可以帮助判断 车道上的物体、碎片；较高角分辨率的激光雷达能够更精确地确定物体的大小、形状、位置，提供更清晰的道路视觉。

  总结来看，一个激光雷达包括四大要素：分别为测距原理、光束操纵方法、光源以及探测 器。在此基础上，不同技术路线是以上相关元素的组合。

  激光雷达的测距原理可大致分为 ToF 和 FMCW，前者在产业链成熟度上更领先，成为当前市 场上主要是采用的方法。两种方法具体的特点如下：

  1) ToF：飞行时间法，通过直接测量发射激光与回波信号的时间差，基于光在空气中的传 播速度得到目标物的距离信息，具有相应速度快、探测精度高的优势。该方式需要编 码抵抗干扰，根据反射率判断目标是否为伪目标，因此对算法层面有较高要求。

  2) FMCW：相干测距法，将发射激光的光频进行线性调制，通过回波信号与参考光进行 相干排频得到频率差，从而间接获得飞行时间反推目标物距离，其中调频连续波是相 干法中面向无人驾驶应用的主要方法。FMCW 此前在毫米波雷达上已经有应用，优势 在于抗干扰性能较好，对环境强光和其他激光有抗干扰能力。

  波长方面，激光雷达光源的工作波长主要为 850nm、905nm、940nm、1550nm，目前已 发布的激光雷达产品以 905nm 和 1550nm 为主。

  905nm：技术和产业链相对成熟。基于 905nm 的激光雷达技术以及产业链相对成熟，成本 较低，目前仍然是整车厂的首选波长。根据 Yole《2021 年汽车与工业领域激光雷达应用报 告》，截至 2021 年 9 月，全球 905nm 激光雷达 design win 数量为 20 项，占比达 69%。905nm 激光雷达技术成熟、成本较低，为当前 OEM 主流激光器波长。

  1550nm：具有更高的探测距离，人眼保护更为友好，正逐步推广。人眼内部的晶状体、眼 角膜等，随着波长的增长，投射性能在减弱，其中波长大于 1400nm 的光无法投射在视网 膜上，因此 1550nm 的激光雷达能够不用担心伤害到人眼而工作在更高的功率上，以获得 更远的探测距离。目前车规级 905nm 激光雷达探测距离（10%反射率）约为 150m，而 1550nm 激光器探测距离（10%反射率）约为 250m，探测距离更远。由于采用 1550nm 激 光雷达可以提供更多安全冗余，从而提高汽车安全性，正在逐步获得市场认可。截至 2021 年 9 月，基于 1550 纳米的激光雷达方案 design win 为 4 项。

  短期内 905nm/1550nm 两种波长或共存。我们认为相较于 905nm 激光雷达，1550nm 激 光雷达基于“人眼安全”、对烟雾穿透力更强等特点，有望在探测距离方面获得优势；但另 一方面，因目前 1550nm 激光雷达发射端光源仍主要采用光纤激光器，以及探测端须采用 铟镓砷等成本相对高昂的器件，我们认为 1550nm 激光雷达产品大规模采用或仍需要一定 时间的培育和发展，短期内 905nm、1550nm 技术路径或保持共存。

  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 EEL 激光器因为 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、再切割的工艺 步骤，往往只能通过单颗一一贴装的方式和电路板整合，而且每颗激光器需要使用分立的 光学器件进行光束发散角的压缩和独立手工装调，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。

  VCSEL 其发光面与半导体晶圆平行，具有面上发光的特性，其所形成的激光器阵列易于与 平面化的电路芯片键合，在精度层面由半导体加工设备保障，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，提升光束质量。传统的 VCSEL 激 光器存在发光密度功率低的缺陷，导致只在对测距要求近的应用领域有相应的激光雷达产 品（通常50 m）。近年来国内外多家 VCSEL 激光器公司纷纷开发了多层结 VCSEL 激光 器，将其发光功率密度提升了 5~10 倍，这为应用 VCSEL 开发长距激光雷达提供了可能。结合 VCSEL 平面化所带来的生产成本和产品可靠性方面的收益，我们认为 VCSEL 未来有 望迎来快速发展。

  按照扫描方式划分，激光雷达可分为机械式、半固态式（包括转镜、偏振镜等）、固态式（包 括 OPA、Flash 等）等。

  1）机械式：通过不断旋转发射头，在竖直方向上排布多束激光，形成多个面，达到动态扫描 并动态接受信息的目的。根据竖直方向上发射单元的数量，机械式激光雷达可以分为不同线 线 线 线。机械式发展较早，技术最为成熟，但由于 其具有成本较高（与激光雷达线性成正比）、无法过车规、组装难度大、量产能力差等缺陷。

  2）半固态：转镜式激光雷达通过一个可旋转的镜子能够实现约 120°范围的扫描，降低机 械式激光雷达成本，缺点是转轴精密度难以控制；MEMS 式激光雷达通过半导体“微动” 器件 MEMS（micro-electro-mechanical-system，微机电系统）将机械部件集成化至芯片级 别，具有尺寸小、成本低等优势，缺点是 MEMS 对车辆驾驶环境要求高。

  3）固态：激光雷达是指完全没有移动部件的激光雷达，短期面临较多工艺难点以至于其可 靠性以及良率尚未能达到车规要求。OPA 仍处于研发阶段，Flash 是目前纯固态激光雷达 最主流的技术方案，扫描速度快，但在探测精度和探测距离上效果较差。

  不同技术路径的应用场景不同。需要指出的是，并不是每种应用场景都要用 Flash 或 OPA 的固态激光雷达，当前固态雷达主要应用于乘用车的高级辅助驾驶。另一方面，机械式激 光雷达也拥有很多应用场景。激光雷达的应用场景主要可从两个维度来划分：1）激光雷达 需要感知的环境；2）载体行驶的速度。下面我们对 Robotaxi/Robotruck、ADAS、机器人、 智慧城市等不同应用场景下对激光雷达所需性能做探讨：

  1、Robotaxi 和 Robotruck：针对 Robotaxi 和 Robotruck 等场景，由于其在城市道路上行 驶场景复杂度比较高，对激光雷达的测距能力要求较高；另一方面，Robotaxi 和 Robotruck 对外观并无过高要求，故激光雷达的集成度要求可有放低，此外相较于乘用车要求成本优 先，Robotaxi 和 Robotruck 对于价格敏感度较低，故目前高线束的机械式激光雷达可以满 足要求，例如滴滴、阿波罗等多采用机械旋转式的激光雷达。

  2、ADAS：L2/L3 级别的场景复杂度相对 L4/L5 较低，但对价格的敏感度较高，此外对外 观的集成度要求较高，需要结构紧凑、体积小、重量轻等，故衍生出对芯片化的半固态/固 态激光雷达需求。

  3、机器人：由于机器人使用场景相对封闭、单一（如矿区、园区等），且速度相对较慢， 低线束机械式激光雷达已可以满足目前要求，且价格敏感度相对于 ADAS 较低，故机械式 低线数激光雷达在机器人领域有望较大应用空间。

  4、车联网（智慧城市）：在车联网领域，激光雷达主要安装在路端，主要为：1）实现高精 地图的采集，2）对路面交通进行实时监控，对集成度要求相对较低，而对算法要求较高。作为一种路端感知器，需要对道路使用者进行监测感知。我们认为车联网、智慧城市对于 激光雷达市场需求广阔，目前以机械旋转式激光雷达需求为主。

  半固态/固态预计为激光雷达重点演进方向。尽管激光雷达的技术类型越来越多，传统的机 械激光雷达仍被整车厂广泛使用，方案数量为 19项，占方案总数的 66%。同时，MEMS/Flash 激光雷达正在兴起，分别为 5/3 项，占方案总数的 17%/10%。和机械式相比，半固态激光雷达具有结构简化、可靠性高、量产成本低、扫描速度快等特性，更适合车载，我们认为 短期将成为主流搭载方案。

  根 据 SAE International 数 据 ， 以 Velodyne 为例， HDL-64E/VLP-16 机械式激光雷达分别为 75000/4000 美元，而 Velarray H800 固态激光雷 达不到 500 美元。虽然半固态/固态存在一定的工艺与技术难点，但国内外激光雷达厂商正 陆续发布半固态量产产品。在 2022 CES 展上，速腾聚创宣布其第一代半固态已于 1H21 完成车规级量产并成功交付客户，禾赛科技，Innovusion，Luminar 等在这次会上都发布了 各自的半固态产品，并预计于 2022 年迎来量产。长期来看，我们认为半固态/固态激光雷 达在技术成熟后易通过车规认证，有望实现前装量产与规模化商用。

  2021 年 11 月广州车展上，多款车企发布了搭载激光雷达的车型：其中小鹏 G9 搭载 2 颗 速腾聚创激光雷达；长城机甲龙搭载 4 颗华为 96 线混合固态激光雷达；极狐阿尔法 S 华 为版搭载 3 颗华为激光雷达；威马 M7 搭载 3 颗速腾聚创半固态激光雷达；智己 L7 搭载 2 颗速腾聚创半固态激光雷达。

  单车配置激光雷达颗数增长，2022 年激光雷达行业有望迎来加速发展。目前国内外各大厂 商纷纷布局激光雷达上车，速腾聚创、华为、图达通、禾赛科技等国内激光雷达厂商有望 在 2022 年迎来多个落地项目，我们认为车企加速引入激光雷达技术，对于产业链的成熟将 产生重要的推动。此外，我们观察到本次车展发布车型较此前 L2 级辅助驾驶汽车相比，激 光雷达数量明显增长，出现多款 2~4 颗激光雷达车型。随着技术持续迭代驱动激光雷达成 本下行，2022 年激光雷达行业有望迎来加速发展。

  美国西部时间 1 月 5 日~1 月 7 日，CES 2022（国际消费电子展）在美国内达华州拉斯维加 斯会议中心举办，速腾聚创、禾赛科技、Innovusion 等国内激光雷达厂商，以及 Velodyne、 Luminar、Ibeo 等海外厂商均携带最新激光雷达产品参展。根据各激光雷达厂商于本届 CES 展会中披露量产计划，速腾聚创宣布其发布的 RS-LiDAR-M1 型号激光雷达已于 2021 年上半 年经过一系列严格的车规测试，完成了 SOP 版锁定和车规级量产，并成功交付客户，成为全 球唯一实现车规前装量产交付的第二代智能固态激光雷达；禾赛科技发布的 AT128、 Innovusion 发布的猎鹰、Luminar 发布的 Iris 等新品均预计于 2022 年迎来量产；此外禾赛科 技发布的 QT128、法雷奥发布的 SCALA 3 也预计分别于 2023、2024 年迎来量产。

  乘用车方面，预计 2022 年我国乘用车载激光雷达市场规模约为 14.4 亿元，预计至 2025 年将达 96.9 亿元，对应 2023~2025 年 CAGR 为 89%。我们基于如下假设：

  1) 根据中汽协数据，2020 年我国乘用车销量约 0.202 亿辆，考虑到目前国内乘用车已步 入稳定增长阶段，因此我们预计 2021 年至 2025 年国内乘用车销量将平稳增长，我们 预计2022年国内乘用车销量为0.229亿辆，2025年有望达0.241亿辆，对应2023~2025 年 CAGR 达到 1.72%；

  2) 在自动驾驶各等级渗透率方面，因目前 L3 级别尚未放量，而部分厂商（如特斯拉、蔚 来、小鹏、理想等）陆续推出 L2.5 级别（高于 L2 级但低于 L3 级）车型，我们预计 2022 年国内乘用车中 L2.5/L3/L4 及以上销量占比分别为 7%/0%/0%，随着自动驾驶技术的 不断成熟以及相关法律法规的进一步完善，我们认为 L2.5 级别乘用车有望快速放量， 在渗透率方面保持快速提升趋势；但另一方面，由于高等级 L4 及以上级别自动驾驶技 术仍待成熟且法律法规仍存在不确定性，我们预计到 2025 年较难进行规模化生产，在 此基础上我们预计 2025 年 L2.5/L3/L4 及以上销量占比分别为 15%/7%/0%；

  3) 在自动驾驶各等级乘用车搭载激光雷达数量方面，自动驾驶等级越高的车型有望搭载更 多数量的激光雷达，以满足高级别自动驾驶对于传感器的要求，我们假设 L3 级车辆平 均搭载 2 个激光雷达，L4 及以上车辆平均搭载 4 个激光雷达；L2.5 级方面，部分车辆 搭载 1 个激光雷达，部分车辆（例如特斯拉等）则不会搭载激光雷达。随着激光雷达技 术不断成熟以及成本的持续下探，我们认为将来 L2.5 中搭载激光雷达的乘用车占比有 望逐步提升，而根据上文梳理，蔚来 ET7、小鹏 P5 等车型亿宣布将搭载激光雷达并计 划于 2022 年量产，在此基础上我们预计 2022 年 L2.5 级别中搭载激光雷达车型的占比 有望快速提升，假设 2020~2025 年该占比分别为 0%/5%/30%/45%/55%/65%。

  4) 激光雷达单价方面，考虑到半固态成本及性能或率先满足乘用车规要求，我们假设搭载 于乘用车上的激光雷达为半固态式，半固态激光雷达销售单价目前为 3000 元，我们认 为在未来规模化量产、技术突破以及上游零部件供应链成熟驱动下，价格有望持续下行， 假设 2023/2024/2025 年价格年降为-20%/-17%/-15%，则对应价格分别为 2400/1992/1693 元。

  商用车方面，预计 2022 年国内自动驾驶商用车载激光雷达市场规模约为 0.65 亿元，预计 至 2025 年达到 13.40 亿元，2023~2025 年 CAGR 为 174%。此处我们测算的商用车包括 出租车、LCV、公交车、末端配送车等车型，我们基于如下假设：

  1) 2022 年国内自动驾驶商用车总销量预计为 812 辆，随着百度等公司陆续在国内进行自 动驾驶出租车试点，因此我们认为在 2022 至 2025 年无人驾驶技术的不断成熟将推动 自动驾驶公交车、自动驾驶出租车等自动驾驶商用车销量的快速增长，2025 年自动驾 驶商用车总销量有望达 29773 辆，对应 2023~2025 年 CAGR 达到 174%；

  2) 在细分车型方面，我们假设 2022 年国内自动驾驶商用车中 LCV/自动驾驶公交车/自动 驾驶出租车/末端配送车销量分别为 0/63/588/161 辆。随着“智慧公交”模式的推进， 有望加速无人驾驶公交的落地；百度等公司陆续在国内进行自动驾驶出租车试点；同时 末端配送成有利于解决当前人力成本上升导致的配送成本上升的问题，经济效益明显， 因此有较为广阔的增长空间。在此基础上我们预计 2025 年各车型销量有望达 20821/294/4182/4476 辆。

  3) 激光雷达单价方面，当前商用车激光雷达采用的激光雷达为机械式，单价较高，根据禾 赛科技数据，2020 年机械式激光雷达单价约为 10 万元，我们认为在未来规模化量产、 技术突破以及上游零部件供应链成熟驱动下，价格有望持续下行，2021~2025 预计价 格分别为 9/8/6.5/5/4.5 万元。

  综上，我们测算 2022 年国内车载激光雷达出货量有望达 48 万个，至 2025 年有望提升至 575 万个，对应 2023~2025 年 CAGR 为 129%；2022 年国内车载激光雷达出货金额有望达 15 亿元，至 2025 年有望提升至 110 亿元，对应 2023~2025 年 CAGR 为 94%。（报告来源：未来智库）

  从竞争格局来看，我们观察到随着激光雷达应用的渗透，整体激光雷达产业竞争格局呈现集中到分散的趋势，目前全球激光雷达市场参与者较多，但具备核心竞争力的厂商主要集中在中美欧三地，百家争鸣尚未定胜负。

  截至 2021 年 9 月，在全球公开的 29 个 design win（设计中标）中，有 8 项来自法雷奥，占方案总数的 28%。中国厂商共有 7 项激光雷达设计方案，占方案总数的 23%。其中速腾聚创 3 项，占方案总数的 10%；览 沃科技 2 项，占方案总数的 7%；华为和禾赛科技各 1 项，各占方案总数的 3%。

  Velodyne 是车载激光雷达行业的鼻祖，公司创始人最早从事音响研发生产，后开辟激光雷 达产线，并成立 Velodyne LiDar 独立发展激光雷达业务。Velodyne 第一次大范围受到市场 关注受益于谷歌无人车的推出，2010 年谷歌首测的无人汽车使用的激光雷达便由 Velodyne 提供。2020 年 9 月，Velodyne 与 Graf Industrial Corp. 宣布业务合并，成功在纳斯达克 上市。根据 Velodyne 公司 2021 年三季报，2021 年前三季度公司实现收入 4438.2 万美元， 同比减少 42.7%，2021 年营收指引为 6000 至 6300 万美元，同比降低 33.94-37.08%。其 中车载激光雷达收入约占收入的 32%，单季度激光雷达出货量达到 4400 台，固态激光雷 达出货量达 630 台，预计 2021 全年总出货量将超过 15000 台，预计较 2020 年增长 28%。

  公司的产品开发策略可以分为：技术路线和市场路线两种。技术路线 线 线且体积更小的 Alpha Prime VLS-128 产品。公司加速开发 MCLM 系列芯片级激光雷达，满足大规模、低成本与高性能需求，符合产业发展趋势。此 外，公司于 2021 年推出用于构建自主解决方案的 Vella 开发套件。市场路线上，公司在机 械式激光雷达产品线上，推出车规级产品 Ultra Puck VLP-32C。面向 ADAS 应用，公司发 布固态激光雷达产品 Velarry，该产品定目前以 32 线 线 线产品， 其中 Velarray H800 将实现量产，但时间尚未明确。此外，在 Velarry 系列中，公司于 2021 年推出第二代 Velabit 传感器。

  Luminar 成立于 2012 年，并于 2020 年 12 月在纳斯达克上市，成为继 Velodyne 后全球第 二家上市的激光雷达厂商。借助创新的产品架构设计，Luminar 实现了激光雷达的小型化以 及成本的有效改善。Luminar 产品的优点是：1）采用 1550nm 光源避免了眼睛的伤害， 在汽车中应用时，容易获得监管通过；2）采用光纤激光器作为光源，可以获得更高的激光 脉冲峰值功率，拓展了探测的范围；3）二维扫描镜大大降低了光源和接收端器件的数目， 有效的降低了成本。在此推动下，Luminar 受到了广大车企的青睐，其合作伙伴包括：丰田 （7203 JP）、沃尔沃（未上市）、日产（7201 JP）、奥迪（未上市）、福特（F US）、上汽 集团（600104 CH）等。在公司经营方面，根据公司 2021 年三季报，2021 年前三季度公 司营业收入为 1960 万美元，同比增长 70.2%，净亏损为 1.64 亿，同比增亏 9177.3 万，公 司 2021 年营收指引为 3000 万-3300 万，同比增长 115.04%-136.54%。

  Innoviz 成立于 2016 年，四位联合创始人来自以色列国防军情报部队精英技术部门。Innoviz 于成立当年发布其第一款 MEMS 激光雷达 Innoviz One，Innoviz 预计将于 2022 第二季度 于宝马量产车型中获得首次批量应用。Innoviz 持续深耕 MEMS 路线 年推出第二 代产品 Innoviz Two，在性能得到显著提高的同时，将成本降低 70%，预计将在 2023 年第 三季度开始实现量产。Innoviz的合作伙伴以汽车 Tier1 厂商为主，包括：麦格纳（MGA US）、 安波福（APTV US）、恒润科技（未上市）、 哈曼国际（HAR US）等。在公司经营方面， 根据公司 2021 年三季报，2021 年前三季度公司营业收入为 381.1 万美元，同比增长 3.6%， 净亏损为 1.2 亿，同比增亏 7083.7 万，公司 2021 年订单指引为 24 亿。

  Ouster 成立于 2015 年，由激光雷达领域内独角兽 Quanergy 的前联合创始人 Angus Pacala 创立。Ouster 以研发数字激光雷达为战略导向，于 2018 年推出第一代产品 OS1；2020 年 1 月于 CES 上，Ouster 推出第二代产品超广角激光雷达 OS0 和远距离激光雷达 OS2， 前者适用于卡车环视和盲区检测，后者适用于自动驾驶和无人机远程高速感知。公司的合 作厂商有高通（QCOM US）、智加科技、轻舟智航、慧拓智能等。在公司经营方面，2021 年前三季度公司营业收入为 2172.6 万美元，同比增长 73.4%，净亏损为 6563.7 万，同比 增亏 1601.7 万，毛利率为 25.38%，2021 年营收指引为 3300 万至 3500 万美元，毛利率 指引为 25%至 27%。

  Aeva 成立于 2017 年，两位创始人为苹果和尼康的前工程师。Aeva 于 2019 年发布首款 FMCW 芯片激光雷达，是首家 4D 激光雷达芯片制造商。与传统激光雷达依靠的 ToF 技术 不同，Aeva 采用 FMCW 技术来测量速度、深度、反射率和惯性运动，在降低所消耗功率 的同时，打破了最大探测距离和点云密度之间的相依性的技术痛点。Aeva 目前获得了保时 捷的投资，并与奥迪达成了战略合作。在公司经营方面，2021 年前三季度营业收入为 639.2 万美元，同比增长 55.5%，净亏损为 7013.6 万，同比增亏 5357.9 万。

  速腾聚创创立于 2014 年 8 月，是全球领先的智能激光雷达系统科技企业，服务于自动驾驶 车辆及专业机器人，赋予机器超越人类眼睛感知能力，曾获得来自阿里巴巴集团旗下物流 行业领军企业菜鸟网络、上汽、北汽、宇通的战略投资。

  根据速腾聚创官网，公司的合作伙伴包括上汽集团、吉利汽车、中国一汽、广汽埃安、比 亚迪、威马汽车、宇通、地平线、斑马智行、阿里巴巴、京东、嬴彻科技、Webasto、Balyo、 AutoX、现代摩比斯等。2021 年 12 月 23 日，比亚迪股份有限公司与 速腾聚创正式达成战略合作。

  禾赛科技于 2014 年创立于中国上海，是全球自动驾驶及高级辅助驾驶激光雷达的领军企业。禾赛在光学、机械、电子、软件等激光雷达核心领域有着卓越的研发能力和深厚的技术积 累，同时，禾赛具备强大的车规级规模化生产能力，年产能百万台的“麦克斯韦”超级智 造中心将于 2022 年全面投产。公司累计获得包括小米、美团、博世、百度、光速、高瓴、 CPE、启明等机构超过 5 亿美元的融资。

  公司成立之初以机械式激光雷达产品为主，于 2017 年 4 月首次发布机械式激光雷达 Pandar40；2019 年 1 月发布 PandarGT，开始切入半固态激光雷达产品线 上禾赛科技发布半固态激光雷达 AT128，其作为业界首个基于 VCSEL 打造的远距 ADAS 半固态激光雷达，该新品基于 Lumentum 提供的嵌入芯片 VCSEL 平面化光源，替代了传 统激光雷达庞大的分立式器件光源，有效降低激光雷达的制造成本。AT128 已经获得超过 全球数百万台的主机厂前装量产定点，包括理想、集度、高合、路特斯等，公司预计于 2H22 全面量产交付。

  禾赛的客户包括全球主流自动驾驶公司和顶级汽车厂商、一级供应商、机器人公司等，公 司产品已服务的客户包括：北美三大汽车制造商中的两家、德国四大汽车制造商之一、美 国加州 2019 年 DMV 路测里程前 15 名中过半的自动驾驶公司，和大多数中国领先的自动 驾驶公司。这其中包括了全球最大的三家移动出行服务公司中的两家、全球最大的汽车零 部件供应商博世集团、全球最大的自动驾驶卡车公司之一，和全球最大的自动驾驶配送公 司之一等知名公司。

  华为激光雷达产品于 2016 年开始预研，并于 2020 年 12 月首次向公众正式发布车规级高 性能激光雷达产品和解决方案。华为针对 MEMS 激光雷达功率较低的问题，采用多线程微 振镜激光测量模组技术做了改进，在提升功率和控制成本之间实现了平衡。华为基于该种 技术模式可以快速推出多种用途的激光雷达，适应不同的市场需求。

  得益于 ICT 领域光学设计、信号处理、整机工程等长期积累，华为重构了激光雷达的核心 部件，包括发送模块，接收模块和扫描器，例如华为选择微转镜扫描器架构，通过解构电 机、轴承等关键部件，以及精准的扫描控制，提升点云精度的稳定性与一致性。华为激光 雷达的下游厂商包括长安、北汽 ARCFOX 等，其中极狐 HBT 为首个搭载华为激光雷达的 车型。极狐阿尔法 S HI 版搭载了三颗华为的内置旋转棱镜式激光雷达，单颗雷达分辨率为 96 线 米。

  览沃科技有限公司（Livox）是大疆旗下孵化的激光雷达公司，成立于 2016 年。Livox 效仿 了大疆在无人机领域将前沿技术平民化的战略，围绕高性能、低成本、可量产这三个关键 词打造激光雷达产品，产品的性价较高。在技术上，Livox 使用了独特的非重复式扫描技术， 在保证产品可靠性的同时，也在一定程度上降低了激光雷达的成本。Livox 的产品属于旋镜 式激光雷达，在原理上靠近 MEMS，二者都属于类固态激光雷达。

  Livox HAP 是 Livox 首款面向智能辅助驾驶市场研发的车规级激光雷达，HAP 于 2021 年 在全新自建的车规级智能制造中心进行批量生产，可满足 74 项严苛的车规可靠性要求， 现已成功获得小鹏汽车和一汽解放量产项目的定点。根据大疆览沃官网，公司主要下游客 户有挚途科技、小鹏汽车、宇通客车、一汽南京等。

  一径科技成立于 2017 年 11 月，致力于提供国际领先的全固态激光雷达解决方案。一径科 技是国内较早做面向车载应用的固态激光雷达的团队，2019 年 1 月首次推出固态激光雷达 ML-30，2020 年 1 月发布 MEMS 激光雷达全套解决方案，并推出全球最大视场角 MEMS 激光雷达 ML-30s。一径科技的技术优势有车规级可靠性、端到端激光雷达产品设计及研发 能力和专有光电及集成电路开发能力。目前量产落地的主攻方向为向特定区域的各种场景 的相关车辆提供整体激光雷达解决方案，如 L3+ADAS、高速物流、智慧矿区、智慧港口、 智慧园区、智能公交、Robotaxi 等。一径科技重点服务汽车主机厂、自动驾驶公司，标杆 客户有京东、元戎启行、嬴彻，和三一等公司。

  激光雷达包含激光发射、激光接收、扫描系统、主控模块四大组成部分。其中激光雷达的 发射模块负责发射激光光束至外界物体；接收模块负责接收经外界物体反射回来的激光， 并产生接收信号；信号由主控模块计算以获取目标表面形态、物理属性等特性；扫描模块 通过旋转等方式对物体所在平面进行扫描。从成本结构来看，根据汽车之心数据，激光雷 达总成本中分立收发模块占比约 60%，为最大成本项；其次人工调试成本占比约 25%。控 制模块、机械装置等合计占比约 15%。对激光雷达四大组成部分进行再细分，可分为激光 器、探测器、发射/接收光学系统、模拟前端、电机等，可以看出激光雷达上游环节较多， 其中激光器、探测器、FPGA 等存在较高技术壁垒，为激光雷达核心组件。

  激光器：发射模块核心组件。在激光雷达中，激光发射模块负责发射激光至目标物体，是 激光雷达的核心组成之一。激光发射模块包括激光驱动芯片、激光光源（激光器）、发射光 学系统等，其中激光器的性能、成本、可靠性与激光雷达产品的性能、成本、可靠性密切 相关，一般情况下激光器的输出功率越大，激光雷达的探测距离越远。另一方面，激光器 的输出波长亦是关键指标，如上文所述，目前激光雷达主流波长包括 905nm、1550nm 两 种路径，其中 905nm 主要由半导体激光器产生，1550nm 主要由光纤激光器产生。

  EEL 为当前主流光源，VCSEL 发展潜力足。按照发射腔面的不同分类，半导体激光器可分 为边发射激光器（EEL）与垂直腔面发射激光器（VCSEL），其中 EEL 发光面位于半导体 晶圆的侧面，具有高发光功率密度的优势，目前已广泛应用于 905nm 激光雷达光源中。但 由于 EEL 在使用过程中需要进行切割、翻转、镀膜、再切割的工艺步骤，贴装依赖手工装 调技术，生产成本高且一致性难以保障；VCSEL 的发光面与半导体晶圆平行，所形成的激 光器阵列更容易与平面化的电路芯片键合，且生长结构更易于形成芯片级二维阵列，未来 量产成本有望快速下行，具备较大发展潜力。但目前 VCSEL 尚存在发光密度功率低等缺陷， 导致只在对测距要求近的应用领域有相应的激光雷达产品（通常50 m）。

  多结技术有望突破 VCSEL 功率瓶颈，带动 VCSEL 渗透率提升。VCSEL 激光器中的多结 技术是指将几个 PN 结垂直叠在一起，以有效提升 VCSEL 发射的功率密度。根据禾赛科技 招股书，近年来国内外多家 VCSEL 激光器公司纷纷开发了多结 VCSEL 技术，将其发光 功率密度提升了 5~10 倍，这为应用 VCSEL 开发长距激光雷达提供了可能。在 CES 2022 上，禾赛科技发布基于 VCSEL 阵列光源（由 Lumentum 提供）的激光雷达新品 AT128， 具备 200 米@10%的远距离测远能力，目前 AT128 已经获得超过全球数百万台的主机厂前 装量产定点，包括理想、集度、高合、路特斯，并将于 2H22 在规划产能百万台的禾赛“麦 克斯韦”超级工厂实现量产交付。

  光纤激光器成本较高为当前制约 1550nm 激光雷达普及的核心矛盾之一。根据前文所述， 1550nm 激光雷达因“人眼安全”等特性有望在车载场景中可以输出更高功率，以获得更远 的探测距离，目前 1550nm 激光雷达主要采用光纤激光器作为激光光源。而由于当前光纤 激光器生产成本较高，成为制约 1550nm 激光雷达普及的核心矛盾之一。镭神智能创始人胡小波在接受《极智谈》栏目采访时表示，光纤 激光器成本约占 1550nm 激光雷达成本的 80%~85%。我们大家都认为未来光纤激光器上游核心 元器件随着技术成熟、国产化率提升，有望驱动光纤激光器成本进一步下探，带动其在激 光雷达中的渗透率提升。

  半导体激光器封装环节国产厂商已取得突破；激光芯片进口替代空间广阔。在激光雷达中 半导体激光器封装领域，国内厂商如炬光科技等通过较为领先的封装技术实现激光发射模 组的国产化，根据炬光科技招股书，其激光雷达发射模组已与德国大陆签署 4 亿元框架协 议；而激光光源中的激光芯片等核心器件存在较高技术壁垒，供应商方面目前仍以海外为 主，例如 Lumentum、II-VI、Osram、滨松等仍占据优势地位；伴随国产厂商纵慧芯光、长 光华芯和深圳瑞波等向激光芯片技术的持续探索，未来有望实现国产化替代。

  发射光学系统：国内产业链配套较为完备，有望率先受益激光雷达产业快速发展。发射光 学系统主要用于对激光器输出光束进行调控，例如能有效减小发射光束的发散角，对半导 体激光器发出的形状不对称、发散角较大、存在像散的质量较差的光束进行准直和整形， 其好坏直接影响激光雷达的测量精度。发射光学系统一般包括分束器、扩散片、准直透镜、 滤光片等关键元器件。

  技术具备同源性，光通信配套厂商有望迎接新机遇。发射光学系统的部分核心技术与激光、 光通信产业同源，可以实现技术复用，例如当前国内光模块厂商在滤光片、透镜、隔离器 等光学元器件环节具备技术优势，且产业链配套较为齐全，有望顺利切入激光雷达赛道， 受益于未来激光雷达产业的快速放量；另一方面，光模块厂商此前积累的供应链体系以及 低成本、高质量的量产交付经验有望成为在未来行业竞争中的亮点。

  接收模块：探测器为核心组件。激光雷达的接收模块主要用途为接收发射模块发射后经过 外界物体反射回来的激光，并产生接收信号。接收模块包括接收光学系统和光电探测器， 其中接收光学系统与发射光学系统组成类似，包括透镜、反射镜、滤光片等，作用为对回 波光束进行过滤、汇聚等，使探测器可以更好地接收返回光束。目前国内接收光学系统配 套产业链已较为完备；光电探测器为接收模块核心，其通过光电效应将入射光转化为光电 流，从而通过检验电信号进行光信号的探测。因为在远距离高性能激光雷达应用中，目标 的回波光信号往往十分微弱，探测器的信噪比、灵敏度、响应度等参数可以评估其对弱信 号的捕获与转换能力，成为激光雷达的探测距离核心决定因素之一。

  关注 APD 技术 SPAD/SiPM 等探测技术路径演进。向按照器件结构分类，探测器可以分为 APD 探测器（雪崩式光电二极管）、SPAD 探测器（单光子雪崩二极管）以及 SiPM 探测器 （硅光电倍增管，是集成了多个单光子雪崩二极管的光电探测器件）等，当前探测器以 APD 技术为主。根据禾赛科技招股书，APD 的典型增益是 100 倍，而 SPAD、SiPM 是工作在 盖革模式下的 APD，能够有效提升探测器增益，提高灵敏度与探测距离。SiPM 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。根据滨松官网，伴随工艺与技术发展，SPAD、SiPM 有望在性能（光子探 测效率）上取得进一步优化。

  硅/InGaAs 探测器分别用于 905nm/1550nm 产品，其中 InGaAs 探测器成本仍较高。激 光雷达探测器按照材料分类，主要包括硅探测器以及 InGaAs 探测器等，其中硅探测器主 要适配于 905nm 激光雷达，InGaAs 探测器主要适配于 1550nm。相较于目前更为成熟的 硅工艺，InGaAs 探测器生产成本仍高于硅探测器，这也是制约 1550nm 激光雷达普及的另 一关键因素。目前美国激光雷达厂商 Luminar 深耕于 1550nm 激光雷达产品，所采用的探 测器即基于 InGaAs 材料。

  探测器供应仍以国外厂商为主，国产厂商持续推进进口替代进程。国外供应商在探测器行 业耕耘较久，产品的成熟度和可靠性上有更多的实践经验和优势，客户群体也更为广泛。目前激光雷达探测器的主要供应商包括滨松、安森美半导体、索尼、Osram、AMS、First Sensor 等；国内供应商近些年发展迅速，产品性能持续提升，目前主要国产厂商包括芯视 界、量芯集成、灵明光子等。我们大家都认为相比国外供应商，国内供应商在产品的定制化上有 较大的灵活性，价格也有一定优势，未来随着国产探测器厂商技术的不断突破，有望持续 推进进口替代进程。

  （本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）