激光雷达行业分析报告( 75 页)

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目 录

1、 多重利好刺激下的激光雷达行业前景光明 ....... - 7 -

1.1 投资激光雷达的本质是投资多传感器融合的自动驾驶方案 - 7 -

1.2 重磅政策助力自动驾驶行业发展，上游核心产业直接受益高速发展 ....... - 9 -

1.3 大型资本持续注资刺激发展，中上游产业链资金充裕保障技术快速迭代 ...... - 13 -

1.4 伴随新车型量产，2022 年下半年激光雷达出货量有望跃升- 14 -

1.5 激光雷达车用市场空间大，2025 年全球规模达25 亿美元 - 16 -

2、 激光雷达核心组件分析和技术趋势 .... - 18 -

2.1 激光雷达组件（1）：发射模组 ...... - 19 -

2.2 激光雷达组件（2）：接收模组 ...... - 28 -

2.3 激光雷达组件（3）：扫描模组 ...... - 32 -

2.4 激光雷达组件（4）：信息处理模组 ....... - 41 -

3、激光雷达整机厂核心竞争力：短期看产品能力、长期看技术水平 -44 -

3.1 短期来看，产品能力决定企业能否进入下游客户供应链 . - 44 -

3.2 长期来看，技术水平决定企业能否长期保持竞争力 ..... - 47 -

3.3 中长期两个决定激光雷达企业发展的因素，我们认为国产激光雷达产业链将高速发展并带动国产激光雷达品牌实现弯道超车，具体三点理由如下： .... - 48 -

4、国内外激光雷达整机厂竞争格局及梳理： ....... - 52 -

4.1.1 Luminar(LAZR.O) ：1550nm 高性能方案助力激光雷达前装上车，上游不断垂直整合促进成本下探，下游绑定吉利控股集团拥有稳定客户 .... - 53 -

4.1.2 Aeva(AEVA.N)：专注芯片化FMCW 方案激光雷达 .... - 55 -

4.1.3 Innoviz (INVZ.O) ：车规级MEMS 方案先行者，大规模上车即将实现 ...... - 57 -

4.1.4 AEye(LIDR.O)：软件定义商业模式下的多传感器融合方案先驱.... - 59 -

4.1.5 Ouster(OUST.N)：“VCSEL+SPAD”全固态Flash 方案推广者 . -60 -

4.1.6 Velodyne(VLDR.O)：汽车激光雷达领域领先者，转型似乎不顺.... - 63 -

4.1.7 禾赛科技：“VCSEL+一维转镜”方案收获多家车企定点 - 64 -

4.1.8 速腾聚创：机械式方案入局，高性价比MEMS 激光雷达获得广泛车企青睐 ...... - 66 -

4.1.9 华为：前瞻性战略投资叠加技术积累助力推出高性能产品 . -67 -

5、激光雷达产业链发展趋势及梳理 ....... - 68 -

5.1.1 长光华芯(688048.SH)，领先的VCSEL 研发和制造商: - 70 -

5.1.2 炬光科技(688167.SH)：专注于产生光子和调控光子的激光雷达公司 ...... - 71 -

5.1.3 德明利(001309.SZ)：VCSEL 新玩家，探索产业化机会 - 72 -

5.1.4 永新光学(603297.SH)：精密仪器切入激光雷达，有望实现5年5 倍的目标 .... - 72 -

5.1.5 舜宇光学科技(02382.HK)：车载摄像头切入激光雷达，经验丰富技术领先 .... - 73 -

6、投资建议： ..... - 74 -

7、风险提示 ....... - 75 -

图 目 录

图1、激光雷达点云数据样例 ...... - 7 -

图2、摄像头、4D 雷达、激光雷达数据输出对比 ..... - 8 -

图3、2026 年ADAS 场景下的激光雷达市场将达23 亿美元 ..... - 9 -

图4、传感器在各级别自动驾驶的功能中的应用举例 ...... - 9 -

图6、国外激光雷达厂商融资情况 ..... - 13 -

图7、Luminar 的主要机构投资者 ..... - 13 -

图8、激光雷达出货量预测 ....... - 15 -

图9、激光雷达零部件逻辑框图 ....... - 18 -

图10、不同波长下的太阳光谱辐照度 ...... - 19 -

图11、主流激光厂家多采用近红外波长 .... - 19 -

图12、IEC-60825 对最大允许辐照的标准 ...... - 20 -

图13、比起905nm、850nm，1550nm 激光不会触及视网膜 ..... - 20 -

图14、四类激光器特点对比 ...... - 21 -

图15、四类激光器市场份额（2022-03） ....... - 21 -

图16、EEL 与VCSEL 发光面示意图 .... - 22 -

图17、EEL、VCSEL、LED 光斑对比 .... - 22 -

图18、VCSEL 阵列芯片示意图 .... - 23 -

图19、多层结VCSEL 结构示意图 ...... - 23 -

图20、光纤激光器框图 ...... - 24 -

图21、光纤激光器可发射多种圆形光斑 .... - 24 -

图22、传感应用的VCSEL 产业链 ...... - 25 -

图23、炬光科技智能驾驶激光雷达产品 .... - 25 -

图24、三角测距法光路图 .... - 26 -

图25、dToF 技术原理示意图 ..... - 27 -

图26、FMCW 激光雷达测距原理示意图 ..... - 28 -

图27、相较于ToF 方案FMCW 方案在测量横向速度时不存在优势 . - 28-

图28、Valeo Scala 1 主要器件 ...... - 29 -

图29、Valeo Scala 1 成本构成 ...... - 29 -

图30、PN 光电二极管的工作原理 ..... - 30 -

图31、PIN 光电二极管的工作原理 .... - 30 -

图32、盖革模式下的偏置电压在击穿电压之上 ...... - 31 -

图33、盖革模式下的光电探测器具备高增益的特性 ...... - 31 -

图34、SiPM 结构示意图 ..... - 31 -

图35、SiPM 与APD 具体参数比较 ..... - 31 -

图36、PIN-PD、APD、SPAD、SiPM 特点对比 .... - 32 -

图37、Velodyne HDL-64E 64 线三维激光雷达 ...... - 33 -

图38、棱镜式车规级激光雷达Livox 浩界 HAP ..... - 35 -

图39、双楔形棱镜式激光雷达结构示意图 ...... - 35 -

图40、Valeo Scala 使用的一维转镜方案 ...... - 36 -

图41、二维转镜方案示意图 ...... - 36 -

图42、硅基MEMS 悬臂梁结构示意图 ....... - 37 -

图43、硅基MEMS 长期工作的可靠性欠佳 ....... - 37 -

图44、Ibeo 的4D 固态激光雷达方案示意图 .... - 38 -

图45、IbeoNEXT 固态激光雷达 ....... - 38 -

图46、VCSEL 方案的亮度明显小于EEL ..... - 39 -

图47、硅基探测器对近红外光敏感 .... - 39 -

图48、OPA 激光雷达工作原理图 ...... - 40 -

图49、加州大学伯克利分校硅光-CMOS 三维集成OPA ..... - 40 -

图50、OPA 远场辐射示意图 ...... - 41 -

图51、激光雷达上车时间线中FPGA 仍为主流 ....... - 41 -

图52、ASIC 的设计研发流程比FPGA 更为复杂 ...... - 42 -

图53、FPGA 适用于设计规模适中，需要灵活设计且需要快速占领市场的产品 .... - 43 -

图54、FPGA 与ASIC 方案的优缺点对比 .... - 43 -

图55、紫光同创推出的中国第一款国产自主产权千万门级高性能FPGA产品 ...... - 43 -

图56、蔚来ET7 上搭载了一颗图达通的激光雷达 .... - 46 -

图57、理想、蔚来、小鹏激光雷达对比 .... - 46 -

图58、Luminar 新生产设施有望最终达到25 万件激光雷达的年产能 -47 -

图59、2018 年以后国内厂家成为专利地图中强有力的竞争者 . - 50 -

图60、美股7 大激光雷达企业股价走势（2020.07-2022.08） . - 53 -

图61、Luminar 激光雷达架构与传统机械旋转激光雷达架构对比 - 54-

图62、Luminar 主要合作伙伴 .... - 55 -

图63、日产ProPILOT 自动驾驶辅助系统于车顶部署Luminar Iris 激光雷达 .... - 55 -

图64、FMCW 技术与ToF 的区别 ....... - 56 -

图65、Aeva 的4D 激光雷达理论性能优异 ...... - 56 -

图66、Aeva 开创性的硅光子设计不使用任何光纤 ....... - 56 -

图67、Aeva 正在快速推进开创新技术的市场化进度 ..... - 57 -

图68、Innoviz 计划用软件升级的方式实现从L2+向L3/L4 级别自动驾驶的跨越 .... - 58 -

图69、Innoviz 产品涉及所有激光雷达行业 .... - 58 -

图70、Innoviz 公司的产品发展路径 ...... - 58 -

图71、AEye 传感平台的格栅及车顶集成方案 ....... - 59 -

图72、AEye 的多传感器融合方案及软件模块 ....... - 59 -

图73、AEye iDAR 产品的性能测试部分结果示意图 ...... - 60 -

图74、Ouster 数字激光雷达拥有高度简化的架构 ....... - 61 -

图75、2020 款iPad Pro 采用“VCSEL+SPAD”方案的激光雷达 - 61 -

图76、Ouster 产品比消费级产品性能更加优异 ..... - 61 -

图77、Ouster 第二代OS1 的探测性能有限 ..... - 62 -

图78、Ouster 历代激光雷达SoC 性能示意图 ....... - 62 -

图79、Ouster 目前有OS 及DF 两条产品线 ..... - 63 -

图80、Ouster 部分合作伙伴 ..... - 63 -

图81、2020Q2 Velodyne 在自动驾驶汽车板块的营收占比已下滑至总营收的四分之一 .... - 64 -

图82、AT128 产品在前装量产车的安装示意 .... - 65 -

图83、路特斯Eletre 前后主激光雷达采用AT128 ....... - 65 -

图84、速腾聚创部分明星投资方 ...... - 66 -

图85、二维MEMS 芯片智能扫描方案示意图 ..... - 67 -

图86、速腾M1 上车广汽埃安AION LX Plus .... - 67 -

图87、激光雷达核心器件国内外代表企业（2022.08） ....... - 68 -

图88、激光雷达行业的供应商关系（截止2021.12） .... - 69 -

图89、复旦微是国内最早成功研制的亿门级FPGA 的企业 ..... - 70 -

图90、Xilinx 及Intel 垄断了FPGA 市场 ...... - 70 -

图91、长光华芯高效率 VCSEL 系列产品 ....... - 71 -

图92、炬光科技车载应用产品线 ...... - 72 -

图93、舜宇光学激光雷达产品 .... - 73 -

表 目 录

表1、摄像头、毫米波雷达、激光雷达特点对比 ...... - 8 -

表2、《汽车驾驶自动化分级》国家标准 ....... - 10 -

表3、北上广深自动驾驶相关政策 ..... - 11 -

表4、国内自动驾驶相关政策梳理 ..... - 12 -

表5、国内CVC 机构主要投资事件（2022 年1 月-5 月） ...... - 14 -

表6、国内激光雷达企业融资及上市动态 ....... - 14 -

表7、搭载激光雷达重点车型一览 ..... - 15 -

表8、国内外乘用车板块激光雷达市场空间测算 ..... - 17 -

表9、激光雷达模块及功能 ....... - 18 -

表10、不同波长激光优劣势对比 ...... - 20 -

表11、VCSEL、EEL 特性对比 ..... - 22 -

表12、激光雷达扫描方式优缺点对比 ...... - 32 -

表13、全球三大车规认证标准 .... - 34 -

表14、速腾聚创激光雷达量产前各节点参数要求 .... - 34 -

表15、八大激光雷达企业旗舰产品参数对比 .... - 45 -

表16、各激光雷达企业分车企年度出货量预测（台/年） ..... - 49 -

表17、激光雷达专利的所属机构排名（Top28） ..... - 50 -

表18、美股7 大激光雷达企业上市后股价表现 ...... - 52 -

表19、Luminar 已收购企业及供应链制造合作企业 ...... - 54 -

表20、禾赛科技主要产品矩阵 .... - 64 -