汽車自動(dòng)駕駛行業(yè)深度研究

汽車自動(dòng)駕駛行業(yè)深度研究1

自動(dòng)駕駛技術(shù)路徑：激光雷達(dá)是否具有必要性？當(dāng)前在單車智能駕駛方案內(nèi)部，對(duì)于自動(dòng)駕駛傳感器的選擇，市場(chǎng)上存在著兩種不同

路徑：一種是由攝像頭主導(dǎo)、配合毫米波雷達(dá)等低成本元件組成，構(gòu)成純視覺計(jì)算，典型

代表為特斯拉、Mobileye和國(guó)內(nèi)唯一自動(dòng)駕駛純視覺城市道路閉環(huán)解決方案——百度

ApolloLite（ApolloLite不再使用激光雷達(dá)，使用了純視覺方案）；另一種是由激光雷達(dá)主

導(dǎo)，配合攝像頭、毫米波雷達(dá)等元器件進(jìn)行融合感知，典型代表為谷歌

Waymo、國(guó)內(nèi)的

華為、百度

Apollo（除

ApolloLite）、小馬智行、文遠(yuǎn)知行等頭部自動(dòng)駕駛廠商。從

2022

年開始，隨著國(guó)內(nèi)乘用車開始布局高階自動(dòng)駕駛解決方案，我們看到基本所

有高階

ADAS乘用車都選擇了包含了激光雷達(dá)的混合感知解決方案。雖然成本仍然是這套

高階解決方案的主要痛點(diǎn)，但車企仍選擇依靠提升單車售價(jià)的方式來(lái)推廣自身的智能化解

決方案，反映出了車企對(duì)依靠自動(dòng)駕駛能力吸引消費(fèi)者，構(gòu)筑品牌影響力的信心。視覺算法：?jiǎn)文肯噍^雙目/三目更成熟，純視覺算法應(yīng)對(duì)特定場(chǎng)景存在弊端攝像頭是最早的自動(dòng)駕駛傳感器之一，Mobileye是業(yè)內(nèi)最早與實(shí)力最強(qiáng)的研發(fā)者。

Mobileye是誕生于以色列的單目視覺公司，現(xiàn)已被

Intel收購(gòu)，有著在汽車高級(jí)輔助駕駛

系統(tǒng)領(lǐng)域

12

年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提供芯片和計(jì)算機(jī)視覺算法運(yùn)行輔助駕駛功能。在

Mobileye研發(fā)下，單目攝像頭已經(jīng)可以較完善的實(shí)現(xiàn)包括車道偏離警告

(LDW)、基于雷達(dá)視覺融合

的車輛探測(cè)、前部碰撞警告

(FCW)、車距監(jiān)測(cè)

(HMW)、行人探測(cè)、智能前燈控制

(IHC)、

交通標(biāo)志識(shí)別

(TSR)、僅視覺自適應(yīng)巡航控制

(ACC)

等功能；根據(jù)

Mobileye于

2019

年

統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)測(cè)算，Mobileye的產(chǎn)品占據(jù)全球

L2

及以下市場(chǎng)超過(guò)

70%的份額。繼承自

Mobileye，特斯拉是攝像頭算法的另一大擁護(hù)者。自

2016

年

7

月

Mobileye不再為特斯拉

Autopilot提供技術(shù)支持后，特斯拉的全自助駕駛

FSD（原稱

Autopilot）沿

用了與

Mobileye合作時(shí)發(fā)展的視覺算法體系，以攝像頭作為主要感知器，特斯拉的視覺

算法的感知配件包括

8

個(gè)攝像頭——后方的一個(gè)倒車攝像頭，前方的一個(gè)三目總成件，兩

側(cè)的兩個(gè)環(huán)繞攝像頭，此外還包含一個(gè)毫米波雷達(dá)。隨著單目攝像頭的發(fā)展，業(yè)內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了其對(duì)于特殊場(chǎng)景處理困難的劣勢(shì)，并且

Mobileye的壟斷地位也使得新入局玩家希望通過(guò)其他技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)彎道超車，雙目攝像頭、

多目攝像頭等技術(shù)在近年快速發(fā)展。而限制各種技術(shù)路徑發(fā)展的當(dāng)前主要難題是處理攝像

頭數(shù)據(jù)的芯片。Mobileye用了十年才制造出了滿足汽車電子規(guī)范要求的芯片，難度極大。

雙目、多目攝像頭當(dāng)前仍然只能使用定制化的

FPGA，因此單目攝像頭是業(yè)內(nèi)最成熟的技

術(shù)路徑。特斯拉應(yīng)用了三目攝像頭，但算法后置到

FSD芯片上的

Autopilot。2016

年以前，

Tesla的

ModelS采用的是

Mobileye的

EyeQ3

芯片與單目攝像頭，此后特斯拉轉(zhuǎn)為自研。

Model3

Tesla的三目攝像頭是純

OEM硬件，攝像頭采集完數(shù)據(jù)后發(fā)給

Autopilot控制器。

三個(gè)攝像頭分別對(duì)應(yīng)

60m、150m、250m覆蓋范圍。特斯拉的攝像頭模塊將所有

CMOS傳感器嵌入到

PCB中，而將圖像處理交給

Autopilot的控制器完成。與特斯拉不同的是，

其他車企采用的三目攝像頭多來(lái)自采埃孚這一

Tier1

供應(yīng)商，采埃孚的三目攝像頭搭載的

是

Mobileye的算法能力。但是在

L4

級(jí)自動(dòng)駕駛傳感器選型上，純視覺方案會(huì)存在精度、穩(wěn)定性和視野等方面

的局限性，無(wú)法滿足高級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)于傳感器的性能要求。特斯拉的幾次重大安全事故頻

繁發(fā)生在白色大型貨車相關(guān)的場(chǎng)景中，主要原因在于單目或三目攝像頭無(wú)法像雙目攝像頭

一樣通過(guò)視覺差判斷距離，純靠

AI算法窮舉會(huì)在新場(chǎng)景上遇到

Cornercase，很有可能對(duì)

距離判斷失誤。與此同時(shí)，靜止不動(dòng)的物體會(huì)在算法上被毫米波雷達(dá)忽視。攝像頭和毫米

波雙雙可能遇到失效的場(chǎng)景，使得特斯拉頻繁出現(xiàn)與白色靜止貨車相撞的事故?？偨Y(jié)來(lái)看，純視覺方案存在部分問(wèn)題難以通過(guò)單純的算法提升而彌補(bǔ)。包括如測(cè)距精

度有限，對(duì)于強(qiáng)光場(chǎng)景處理難度大，視野范圍有限，攝像頭機(jī)械穩(wěn)定性差等。這些問(wèn)題使

得使用包括激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波在內(nèi)的多傳感器融合的方案更有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前較為成熟的算法方案，即使選用了多傳感器融合，也大多以攝像頭輸入數(shù)據(jù)作為

主要建模數(shù)據(jù)，其他傳感器起到補(bǔ)盲的作用。因此激光雷達(dá)等傳感器與攝像頭并不是排他

關(guān)系，激光雷達(dá)的使用，恰恰是為了解決攝像頭方案難以解決的

cornercase問(wèn)題。不過(guò)

我們需要強(qiáng)調(diào)的是，自動(dòng)駕駛算法的首要考慮是安全，因此遇到攝像頭處理不了的問(wèn)題雖

然是小概率事件，但在保護(hù)整車安全的角度來(lái)看，激光雷達(dá)的重要性十分顯著。馬斯克堅(jiān)持擁護(hù)視覺算法而排斥激光雷達(dá)技術(shù)的原因主要可能有以下幾點(diǎn)：一是商業(yè)

成本的考量，在特斯拉決定開發(fā)

FSD純視覺方案時(shí)，彼時(shí)市場(chǎng)上的激光雷達(dá)主要以

Velodyne的機(jī)械式激光雷達(dá)為主，解決方案價(jià)格昂貴且難以進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)，視覺算法的

硬件價(jià)格遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)解決方案價(jià)格。即使到了

2022

年，上車的激光雷達(dá)售價(jià)仍普遍

在

800-1000

美元左右，比純視覺方案要貴不少。二是快速響應(yīng)的因素，特斯拉的自動(dòng)駕

駛利用影子模式等技術(shù)實(shí)現(xiàn)小步快跑，需要大量裝車來(lái)獲取更多數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代，如果要加

裝激光雷達(dá)，對(duì)于激光雷達(dá)的規(guī)模發(fā)貨能力是一個(gè)很大的考驗(yàn)，激光雷達(dá)在

2022

年剛開

始規(guī)模交付，顯然很難滿足特斯拉大批量裝車的需求。激光雷達(dá)技術(shù)：直接提供距離信息克服視覺算法弊端，L3

以上必備傳感器與雷達(dá)工作原理類似，激光雷達(dá)通過(guò)測(cè)量激光信號(hào)的時(shí)間差或相位差來(lái)確定距離，其

最大優(yōu)勢(shì)在于能夠利用測(cè)距來(lái)創(chuàng)建出目標(biāo)清晰的

3D圖像。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射和接收激光

束，分析激光遇到目標(biāo)對(duì)象后的折返時(shí)間，計(jì)算出到目標(biāo)對(duì)象的相對(duì)距離，并利用此過(guò)程

中收集到的目標(biāo)對(duì)象表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，快速得到出被

測(cè)目標(biāo)的三維模型以及線、面、體等各種相關(guān)數(shù)據(jù)，建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán)境地圖，

以達(dá)到環(huán)境感知的目的。為了看清楚前方障礙物的情況，我們希望激光雷達(dá)產(chǎn)生的點(diǎn)云圖

越密越好，對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)線束（激光發(fā)射-接收器對(duì)數(shù)）越多，

點(diǎn)云越密，車輛行駛的安全性越高。相比于可見光、紅外線等傳統(tǒng)被動(dòng)成像技術(shù)，激光雷達(dá)技術(shù)具有如下顯著特點(diǎn)：一方

面，它顛覆傳統(tǒng)的二維投影成像模式，可采集目標(biāo)表面深度信息，得到目標(biāo)相對(duì)完整的空

間信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理重構(gòu)目標(biāo)三維表面，獲得更能反映目標(biāo)幾何外形的三維圖形，同時(shí)還

能獲取目標(biāo)表面反射特性、運(yùn)動(dòng)速度等豐富的特征信息，為目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別、跟蹤等數(shù)據(jù)

處理提供充分的信息支持，降低算法難度；另一方面，主動(dòng)激光技術(shù)的應(yīng)用，使得其具有

測(cè)量分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)、抗隱身能力強(qiáng)、穿透能力強(qiáng)和全天候工作的特點(diǎn)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、掃描系統(tǒng)、激光接收和信息處理四大系統(tǒng)。首先由激光

發(fā)射系統(tǒng)中的激光光源周期性地驅(qū)動(dòng)激光器，發(fā)射激光脈沖；掃描系統(tǒng)（可以是軸承、轉(zhuǎn)

鏡、MEMS振鏡等多種形式）通過(guò)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)光線的分散發(fā)射；激光接收系

統(tǒng)中光電探測(cè)器接受目標(biāo)物體反射回來(lái)的激光，收到回饋的接收光信號(hào)；信息處理系統(tǒng)中

接收信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由信息處理模塊計(jì)算，獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬

性等特性，最終建立物體模型。由于特斯拉至今沒有采用激光雷達(dá)，因此業(yè)界對(duì)于

L3

以上自動(dòng)駕駛是否需要激光雷

達(dá)仍存在爭(zhēng)議。但從眾多車廠實(shí)際量產(chǎn)情況來(lái)看，激光雷達(dá)將會(huì)成為主流的

L3

級(jí)及以上

自動(dòng)駕駛必備傳感器。相比毫米波雷達(dá)和攝像頭，激光雷達(dá)在目標(biāo)輪廓測(cè)量、角度測(cè)量、

光照穩(wěn)定性、通用障礙物檢出等方面都具有極佳的能力。因此在一些難點(diǎn)場(chǎng)景下，例如城

區(qū)非規(guī)范行人、非規(guī)范道路，甚至是非規(guī)范駕駛的行為，激光雷達(dá)相比其它傳感器可以更

容易進(jìn)行判斷?？梢哉f(shuō)激光雷達(dá)是解決連續(xù)自動(dòng)駕駛體驗(yàn)的關(guān)鍵傳感器，可以帶來(lái)更好的

駕駛體驗(yàn)，也使得當(dāng)前大部分整車廠與

Tier1

供應(yīng)商選擇了激光雷達(dá)為

L3

以上的必備傳

感器。激光雷達(dá)是當(dāng)前傳感器中最為昂貴的一種，但其價(jià)格也在技術(shù)改進(jìn)和規(guī)模量產(chǎn)下大

幅下降。激光雷達(dá)是解決各種駕駛

CornerCase的一種重要手段。我們認(rèn)為，未來(lái)主流自動(dòng)

駕駛解決方案將會(huì)融合攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波、超聲波等多種傳感器，激光雷達(dá)的融

合將會(huì)更好的應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。遠(yuǎn)距小障礙物場(chǎng)景：毫米波雷達(dá)的角分辨率不夠，攝像頭對(duì)遠(yuǎn)端的通用障礙物識(shí)

別不夠，而這種場(chǎng)景下激光雷達(dá)就可能及時(shí)識(shí)別。近距離加塞場(chǎng)景：毫米波雷達(dá)的角分辨率不夠，攝像頭通常來(lái)說(shuō)需累計(jì)多幀，需

要幾百毫秒才可以確認(rèn)加塞，而激光雷達(dá)由于精確的角度測(cè)量能力和輪廓測(cè)量能

力，可以

2-3

幀確認(rèn)加塞，百毫秒內(nèi)做出判斷。近端突出物場(chǎng)景：激光雷達(dá)相較于毫米波雷達(dá)和攝像頭可以做出快速判斷。隧道場(chǎng)景：攝像頭在光線亮度發(fā)生突然變換的場(chǎng)景有致盲情況發(fā)生，而毫米波雷

達(dá)一般不識(shí)別靜止物體，如果隧道口剛好有一個(gè)靜止車輛，這時(shí)就需要激光雷達(dá)

的準(zhǔn)確識(shí)別能力。十字路口無(wú)保護(hù)左拐?qǐng)鼍埃盒枰す饫走_(dá)的大角度全視場(chǎng)測(cè)量能力，同時(shí)滿足大

視場(chǎng)和遠(yuǎn)距測(cè)量能力。地庫(kù)場(chǎng)景：毫米波雷達(dá)由于多徑反射性能不佳，而光線強(qiáng)弱變化又會(huì)影響攝像頭的性能，因此激光雷達(dá)是最優(yōu)解決方案。2

市場(chǎng)規(guī)模分析：四大應(yīng)用場(chǎng)景，高速增長(zhǎng)賽道2022

年被市場(chǎng)認(rèn)為是激光雷達(dá)真正的市場(chǎng)元年，市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)張。咨詢機(jī)構(gòu)

Yole預(yù)計(jì)，激光雷達(dá)應(yīng)用是目前汽車行業(yè)增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。從出貨量來(lái)看：Yole數(shù)據(jù)顯示，

2020

年全球激光雷達(dá)出貨量約

34

萬(wàn)個(gè)，預(yù)計(jì)

2025

年全球激光雷達(dá)出貨量約

470

萬(wàn)個(gè)，

2030

年全球激光雷達(dá)出貨量約

2390

萬(wàn)個(gè)。從銷售額來(lái)看：2020

年全球激光雷達(dá)銷售額

約

12.95

億美元，2025

年全球激光雷達(dá)銷售額將達(dá)到約

61.9

億美元，2030

年全球激光雷

達(dá)銷售額將達(dá)到約

139.32

億美元。未來(lái)，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)一步普及，預(yù)計(jì)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，而

單車價(jià)值量下降將會(huì)進(jìn)一步有利于激光雷達(dá)的量產(chǎn)使用，預(yù)計(jì)

2030

年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)

規(guī)模將超百億美金。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，激光雷達(dá)下游應(yīng)用領(lǐng)域可以分為

Robo-Taxi(后裝)，量產(chǎn)乘用車

ADAS

（前裝）、服務(wù)機(jī)器人、車聯(lián)網(wǎng)四個(gè)下游應(yīng)用場(chǎng)景。其中

ADAS料將會(huì)是長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間最

大的方向。從應(yīng)用時(shí)間上來(lái)看，2017

年后激光雷達(dá)開始小批量的應(yīng)用于

Robotaxi與

ADAS場(chǎng)景

中，在工業(yè)上亦有小規(guī)模應(yīng)用；但無(wú)論規(guī)模還是技術(shù)成熟度，2022

年都是顯著的分水嶺。

隨著大批量的乘用車開始裝配激光雷達(dá)作為車規(guī)級(jí)

ADAS傳感器，激光雷達(dá)的生態(tài)鏈條已

經(jīng)成熟，投資開始進(jìn)入回報(bào)周期。由于應(yīng)用場(chǎng)景和搭載激光雷達(dá)載體有明顯差異，其對(duì)激光雷達(dá)的性能、價(jià)格、體積等

維度均有不同需求。Robotaxi后裝市場(chǎng)：低價(jià)格敏感度高毛利的穩(wěn)態(tài)市場(chǎng)，2025

年空間

35

億

美金Robotaxi當(dāng)前廠商多為算法運(yùn)營(yíng)公司：國(guó)內(nèi)的主要廠商如百度

Apollo、滴滴、小馬

智行等對(duì)于產(chǎn)品價(jià)格及與車身的集成度要求較低，并且對(duì)使用時(shí)長(zhǎng)并沒有車規(guī)級(jí)的要求，

但對(duì)激光雷達(dá)的精密度要求較高。Robotaxi對(duì)于自動(dòng)駕駛等級(jí)要求高，且對(duì)成本不敏感，

是目前激光雷達(dá)廠商的主要收入來(lái)源。ReportLinker預(yù)計(jì)，2025

年全球包括運(yùn)送乘客和貨

物在內(nèi)的

L4/L5

級(jí)無(wú)人駕駛車輛數(shù)目將達(dá)

53.5

萬(wàn)輛。Robotaxi廠家加速商業(yè)化落地，支撐市場(chǎng)空間。2020

年

10

月，Waymo宣布通過(guò)旗

下的叫車軟件

WaymoOne提供完全無(wú)人駕駛服務(wù)，全球領(lǐng)先。國(guó)內(nèi)百度

Apollo、文遠(yuǎn)知

行、圖森未來(lái)、智加科技等公司也在加速落地商用化，去年百度在北京開放了無(wú)人駕駛出租

車服務(wù)，乘客可免費(fèi)試乘

ApolloGO，文遠(yuǎn)知行當(dāng)前在廣州的無(wú)人駕駛運(yùn)營(yíng)及測(cè)試車隊(duì)數(shù)量

達(dá)260

臺(tái)。由于機(jī)械式激光雷達(dá)下游僅限于

Robataxi廠商，該激光雷達(dá)本身市場(chǎng)空間、增速發(fā)展

有限。Robataxi廠商采用機(jī)械式激光雷達(dá)主要是因?yàn)闄C(jī)械式激光雷達(dá)點(diǎn)云質(zhì)量高，能更好

的訓(xùn)練算法，長(zhǎng)期來(lái)看，該種激光雷達(dá)的市場(chǎng)空間反而會(huì)隨自動(dòng)駕駛算法趨近成熟而減少。

因?yàn)樗惴ㄒ坏┏墒?，批量上車的時(shí)候就要考慮成本問(wèn)題，會(huì)更多采用其它形態(tài)的車規(guī)級(jí)激

光雷達(dá)。機(jī)械式激光雷達(dá)是當(dāng)前最為成熟的激光雷達(dá)樣式，滿足

Robotaxi場(chǎng)景需求。機(jī)械式

激光雷達(dá)作為技術(shù)成熟，最早量產(chǎn)出貨。由于

Robotaxi廠商需求的激光雷達(dá)主要架設(shè)于車

輛頂部，且對(duì)光路質(zhì)量要求較高，機(jī)械式激光雷達(dá)最為合適。此外，機(jī)械式激光雷達(dá)的缺點(diǎn)在

Robotaxi廠商可以接納的范圍之內(nèi)。機(jī)械式主要問(wèn)

題在于價(jià)格昂貴，且可用時(shí)間僅

2-3

年。而對(duì)于后裝形式，列裝激光雷達(dá)的

Robotaxi廠商

是可以接受的。、穩(wěn)定性這些方面沒有太多要求，應(yīng)對(duì)的場(chǎng)

景就是測(cè)試這樣一個(gè)環(huán)境。2019

年前，Robotaxi的激光雷達(dá)市場(chǎng)處于

Velodyne一家壟斷的局面。壟斷性市場(chǎng)

地位加之產(chǎn)業(yè)鏈不成熟帶來(lái)的較高成本，使得

Velodyne的產(chǎn)品定價(jià)極為高昂，64

線激光

雷達(dá)價(jià)格最高時(shí)接近

70

萬(wàn)元。但隨著國(guó)產(chǎn)廠商迅速在

Robotaxi市場(chǎng)開疆拓土，機(jī)械式激

光雷達(dá)價(jià)格出現(xiàn)大幅下降。國(guó)內(nèi)廠商禾賽科技與速騰聚創(chuàng)分別從高端

64

線和低端

16

線激光雷達(dá)展開產(chǎn)品研發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游也迅速成熟，眾多廠商開始選擇與國(guó)內(nèi)廠商合作。如

百度

Apollo選擇與激光雷達(dá)公司禾賽科技達(dá)成合作，將與禾賽共同研發(fā)新一代激光雷達(dá)產(chǎn)

品，搭載于其第五代

Robotaxi中。ADAS：量產(chǎn)車前裝貢獻(xiàn)未來(lái)

700

億美金以上龐大市場(chǎng)車載激光雷達(dá)前裝與后裝的需求差異較大：以

Robo-Taxi為代表的后裝需求，直接應(yīng)

用于

L4~L5

完全自動(dòng)駕駛開發(fā)，其在全球需求量級(jí)有限，且價(jià)格普遍較高，一般都選用高

性能的機(jī)械式激光雷達(dá)；以

ADAS乘用車為代表的前裝需求，應(yīng)用于乘用車

L2+/L3

(ADAS高級(jí)輔助駕駛/

AD自動(dòng)駕駛)的車規(guī)激光雷達(dá)，對(duì)尺寸、價(jià)格、生產(chǎn)制造性、穩(wěn)定性有嚴(yán)

格要求，性能方面則是在滿足了車規(guī)級(jí)的基礎(chǔ)上逐步迭代升級(jí)。由于其直接面向消費(fèi)者，

且作為未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車滲透率最高的零部件，市場(chǎng)空間最為廣闊。激光雷達(dá)最早應(yīng)用于

2017

年乘用車，但彼時(shí)法律與技術(shù)仍不成熟。2017

年，奧迪

A8

搭載法雷奧

Scala激光雷達(dá)，雖然只有

4

線，但幫助奧迪

A8

實(shí)現(xiàn)了

TrafficJamPilot的

L3

級(jí)別功能。但由于過(guò)于超前，全球?qū)τ?/p>

L3

級(jí)別汽車的上路政策仍然不完備，奧迪

A8

面臨各種法律問(wèn)題，市場(chǎng)推廣不及預(yù)期，使得此后三年內(nèi)全球車企均未裝配激光雷達(dá)。激光雷達(dá)料將在

2022

年進(jìn)入全面爆發(fā)期。在

2020CES展會(huì)上，大部分激光雷達(dá)供

應(yīng)商新推出的激光雷達(dá)價(jià)格都已降至

1000

美元以下，標(biāo)志著激光雷達(dá)價(jià)位進(jìn)入乘用車量

產(chǎn)時(shí)代。而在整個(gè)

2021

年中，大量車企公布了搭載激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛車型，其中大部

分計(jì)劃將在

2022

年正式量產(chǎn)，整個(gè)行業(yè)迅速走向成熟期。由于激光雷達(dá)的重要性，部分車企開始通過(guò)共同研發(fā)乃至直接入股的方式，與激光雷

達(dá)企業(yè)達(dá)成深度合作關(guān)系。如蔚來(lái)與圖達(dá)通實(shí)現(xiàn)了股份的強(qiáng)綁定，并為其提供了十萬(wàn)級(jí)別

的訂單，驅(qū)動(dòng)圖達(dá)通迅速成熟。由于激光雷達(dá)本身技術(shù)仍處于不成熟期，站在激光雷達(dá)廠

商角度，同樣也希望與頭部智能化車企合作開發(fā)，幫助自身技術(shù)快速走向車規(guī)級(jí)落地。當(dāng)前單車主流的激光雷達(dá)配置數(shù)量在

1-3

個(gè)左右。全車方案中最核心的激光雷達(dá)為前

向主激光雷達(dá)，承擔(dān)了主要的前向駕駛信號(hào)感知的工作，車企會(huì)選用線束高能力強(qiáng)的激光

雷達(dá)，當(dāng)前這一主激光雷達(dá)的價(jià)格仍然高達(dá)

800-1000

美金。進(jìn)入

L4

自動(dòng)駕駛等級(jí)后，部

分車企方案中加設(shè)了

1-2

個(gè)側(cè)向的激光雷達(dá)，目的為了覆蓋前向激光雷達(dá)的死角，側(cè)向激

光雷達(dá)的探測(cè)距離只需要在

100m左右，主要用于處理側(cè)向死角的變道車輛，因此價(jià)格會(huì)

下降到

500

美金左右，是主激光雷達(dá)的一半。從長(zhǎng)城的沙龍機(jī)甲龍來(lái)看，還有可能在尾部

加設(shè)

1-2

個(gè)激光雷達(dá)，單價(jià)預(yù)計(jì)與側(cè)向激光雷達(dá)近似或略低，但是當(dāng)前主流解決方案中并

沒有采取這一設(shè)計(jì)。市場(chǎng)空間估算：長(zhǎng)期來(lái)看，根據(jù)

IHS的數(shù)據(jù)，2019

年全球汽車銷量為

0.91

億輛，全

球乘用車市場(chǎng)空間相對(duì)已經(jīng)穩(wěn)定。假設(shè)智能汽車覆蓋率高度成熟，滲透率達(dá)到

70%，激光

雷達(dá)方案達(dá)到

80%市占率，每輛汽車平均搭載

2.5

個(gè)激光雷達(dá)，按照激光雷達(dá)單價(jià)長(zhǎng)期下

降至

500

美元/個(gè)計(jì)算，對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)空間約

679

億美元。中期來(lái)看，預(yù)計(jì)至

2025

年全球乘用車新車市場(chǎng)

L3

級(jí)自動(dòng)駕

駛的滲透率將達(dá)約

6%，即每年將近

600

萬(wàn)輛新車將搭載激光雷達(dá)。Yole預(yù)計(jì)

Robotaxi無(wú)人駕駛與

ADAS將會(huì)在未來(lái)三年內(nèi)迅速成為激光雷達(dá)主要應(yīng)用

方向，在

2018

年工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用

83%，而到

2024

年，車載激光雷達(dá)將會(huì)占到

70%以上。機(jī)器人與車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)：空間相對(duì)有限，性價(jià)比成為主要考量因素服務(wù)機(jī)器人場(chǎng)景復(fù)雜度低，對(duì)性能要求適中但對(duì)價(jià)格敏感。服務(wù)型機(jī)器人主要應(yīng)用范

圍包括無(wú)人配送、無(wú)人清掃、無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)、無(wú)人巡檢等，越來(lái)越多的電商、消費(fèi)服務(wù)業(yè)巨頭及

初創(chuàng)公司投入該領(lǐng)域。當(dāng)前，服務(wù)機(jī)器人落地應(yīng)用主要集中在校園、社區(qū)和工業(yè)園區(qū)等相對(duì)

封閉場(chǎng)景。2019

年

12

月，美國(guó)自動(dòng)駕駛送貨科技公司

Nuro與零售巨頭

Kroger(酷樂(lè)客)合作，

在休斯頓為顧客提供無(wú)人送貨服務(wù)；2020

年

7

月，京東物流無(wú)人配送車正式上線；2020

年

10

月，美團(tuán)正式發(fā)布智慧門店

MAIShop，集成了無(wú)人微倉(cāng)與無(wú)人配送服務(wù)；在

2022

年

CES展廳中，國(guó)內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)擎朗智能等亦展示了應(yīng)用了激光雷達(dá)技術(shù)的送餐、酒店、廣告

引領(lǐng)和消毒機(jī)器人等商用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品。隨著全球服務(wù)型機(jī)器人出貨量快速增長(zhǎng)，以及激光雷達(dá)在服務(wù)型機(jī)器人領(lǐng)域滲透持續(xù)

提升，IDC預(yù)計(jì)

2025

年激光雷達(dá)在該領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到

7

億美元，2019-2025

年的

CAGR達(dá)

57.9%。除車側(cè)裝配激光雷達(dá)外，在交通設(shè)施裝配支持車路協(xié)同應(yīng)用的激光雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)城

市交通動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)感知與智能向?qū)?，為駕駛者和政府交管部門提供更多數(shù)據(jù)支撐。歐司朗稱

智慧交通可使車輛安全事故率降低

20%以上，交通堵塞減少約

60%，短途運(yùn)輸效率提高

近

70%，現(xiàn)有道路網(wǎng)的通行能力提高

2-3

倍。V2X激光雷達(dá)數(shù)據(jù)也可以支撐車輛的自動(dòng)駕

駛，為駕駛員提供全面的出行信息服務(wù)等應(yīng)用。車輛網(wǎng)場(chǎng)景的激光雷達(dá)廠商多需具備優(yōu)秀算法能力：車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)車規(guī)化和集成度要

求較低，但路端應(yīng)用需要基于激光雷達(dá)點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物聚類和跟蹤，因而對(duì)激光雷達(dá)供應(yīng)

商配套感知算法能力要求較高。由于單車智能水平與探測(cè)距離始終受限，使用單車智能疊加

V2X信號(hào)后的混合感知

算法，有望成為

L4+級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)的落地方向。2020

年

2

月國(guó)家發(fā)改委、工信部、

科技部等

11

部委聯(lián)合印發(fā)的智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，要求到

2025

年車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)

LTE-V2X實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋，新一代車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)

5G-V2X在部分城市、高速公路逐步開

展應(yīng)用。激光雷達(dá)結(jié)合智能算法，能夠提供高精度的位置、形狀、姿態(tài)等信息，對(duì)車路協(xié)同

V2X的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。市場(chǎng)空間：隨著智能城市、智能交通項(xiàng)目的逐步落地，該市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)的需求將呈

現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。IDC預(yù)測(cè)到

2025

年，全球激光雷達(dá)在路測(cè)激光雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模將超

45

億美金，2019-2025

年

CAGR達(dá)

48.5%。但由于不同國(guó)家和地區(qū)的通信與自動(dòng)駕駛路徑差

異，可能會(huì)出現(xiàn)不同市場(chǎng)滲透率差距非常大的情況。受限于疫情影響及各國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況等因

素，我們認(rèn)為未來(lái)三到五年，單車智能化水平提升仍將是自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的主要路徑。于國(guó)內(nèi)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及

V2X推進(jìn)方面領(lǐng)先全球，我們認(rèn)為路測(cè)激光雷達(dá)的主

要市場(chǎng)可能會(huì)在中國(guó)率先發(fā)力。根據(jù)國(guó)內(nèi)“十四五”規(guī)劃，我們假定

2025

年

V2X能夠?qū)?/p>

現(xiàn)國(guó)內(nèi)核心路段和核心城市覆蓋，其中需要進(jìn)行改造的

AB級(jí)路口及部分

C級(jí)路口智慧路

口共有

25

萬(wàn)個(gè)，單個(gè)路口需要至少兩個(gè)激光雷達(dá)覆蓋，路測(cè)激光雷達(dá)成本相對(duì)較低，假

設(shè)為

4000

元單個(gè)，則市場(chǎng)空間有望達(dá)到

20

億元人民幣。3

從技術(shù)路徑看估值差異：應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)積累不同激光雷達(dá)技術(shù)路徑不盡相同，且當(dāng)前并不存在明確的最優(yōu)解路徑。激光雷達(dá)的各

個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都有不同的執(zhí)行方式；按照測(cè)距原理，可以分為依賴飛行時(shí)間的脈沖

ToF型，

或是不基于時(shí)間的連續(xù)波

FMCW型。我們常見的產(chǎn)品多為脈沖

ToF型，依賴于探測(cè)激光

飛行的時(shí)間來(lái)確定距離長(zhǎng)度，在硬件上由四部分構(gòu)成，分別是激光的發(fā)射器、接收器、掃

描器和數(shù)據(jù)處理芯片。激光雷達(dá)廠商設(shè)計(jì)與

Know-how，以及決定激光雷達(dá)外部形態(tài)、功能實(shí)現(xiàn)的是其掃描

系統(tǒng)。由于光發(fā)射端與接收端主為光器件產(chǎn)業(yè)鏈，而主控模塊部分依賴半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，均

相對(duì)成熟，使得掃描系統(tǒng)成為當(dāng)前激光雷達(dá)廠商最主要的分類方向。當(dāng)前針對(duì)激光雷達(dá)的

特定需求，產(chǎn)業(yè)也在向更適合的方向進(jìn)行研發(fā)迭代。掃描系統(tǒng)：半固態(tài)/固態(tài)成為

ADAS最優(yōu)選，F(xiàn)lash方案短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)ToF激光雷達(dá)宏觀上可以分為兩類，針對(duì)是否需要改變光的傳播方向，分為需要更改

傳播方向的

beamsteering（光束控制式）與不改變光傳播方向的

fixedbeam（固態(tài)）。

其中

beamsteering激光雷達(dá)通常又可分為機(jī)械式激光雷達(dá)與半固態(tài)激光雷達(dá)兩種，半固

態(tài)雷達(dá)以轉(zhuǎn)鏡式、振鏡式（MEMS）、雙棱鏡式三類為代表；而固態(tài)激光雷達(dá)包括

OPA、

Flash等技術(shù)方向?？傮w上，改變光傳播方向總會(huì)對(duì)光帶來(lái)?yè)p耗，因此純固態(tài)在長(zhǎng)期來(lái)看

是激光雷達(dá)的最優(yōu)解；而在進(jìn)行光傳播方向改變時(shí)，則是進(jìn)行物理動(dòng)作的零部件越少則耗

損越慢，且等效線數(shù)相同的情況下，需要使用的發(fā)射/接收組件對(duì)數(shù)越少越利于控制成本。

但是實(shí)際使用上，則要考慮到技術(shù)成熟度，成本，算法成熟度，與其他傳感器的適配等多

個(gè)層面因素，才能決定哪種方案是當(dāng)下的最優(yōu)解。機(jī)械式激光雷達(dá)在上文中已經(jīng)做過(guò)闡述，

因此本節(jié)主要介紹半固態(tài)和固態(tài)激光雷達(dá)。半固態(tài)激光雷達(dá)：轉(zhuǎn)鏡/MEMS成為當(dāng)前熱門量產(chǎn)技術(shù)路徑1)

轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)：高成熟度，落地主力轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)是當(dāng)前半固態(tài)激光雷達(dá)中最成熟的一類。原理是保持收發(fā)模塊不動(dòng)，

讓電機(jī)在帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中將光束反射至空間的一定范圍，從而實(shí)現(xiàn)掃描探測(cè)，其技

術(shù)創(chuàng)新方面與機(jī)械式激光雷達(dá)類似。但依靠轉(zhuǎn)鏡的表面垂直角度不同，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)可

以將光源發(fā)出的光束路徑進(jìn)行倍數(shù)級(jí)放大，從而大幅減少光學(xué)組件的應(yīng)用數(shù)量，達(dá)到與機(jī)械式激光雷達(dá)純粹依靠堆疊激光/接受器對(duì)數(shù)近似的圖像效果。轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)技術(shù)較為成熟。Ibeo/Valeo的

Scala一代與二代使用的就是轉(zhuǎn)鏡掃描

方式，在

2017

年已經(jīng)應(yīng)用于

AudiL3

智能駕駛車型中，并在工業(yè)領(lǐng)域亦有應(yīng)用，是除機(jī)

械式激光雷達(dá)外快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的選擇。華為應(yīng)用與北汽極狐上的

96

線激光雷達(dá)同樣屬于

這一技術(shù)路徑，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)雖然相較于

MEMS激光雷達(dá)應(yīng)用激光器數(shù)量較多；但是

技術(shù)路徑成熟，量產(chǎn)壓力較小，成為華為第一代量產(chǎn)激光雷達(dá)的技術(shù)選擇。從

BOM成本上來(lái)看，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)的成本下降主要得益于產(chǎn)量提升的驅(qū)動(dòng)。根據(jù)

法雷奧的測(cè)算，平均每年一百萬(wàn)臺(tái)的產(chǎn)出下，單臺(tái)的

BOM成本有望下降至

105

美金（ScalaGEN1

是

4

線激光雷達(dá)）。在

GEM1

當(dāng)中，BOM成本中當(dāng)前

45%來(lái)自主要硬件模塊，這

一比例在更高線束的激光雷達(dá)中會(huì)更高，超過(guò)

50%以上——包括發(fā)射-接收組件，F(xiàn)PGA板，主控板與電源模組等。應(yīng)用成熟上游激光器與接收器的激光雷達(dá)廠商在該部分的成本

降低空間有限，隨著大規(guī)模量產(chǎn)預(yù)計(jì)有

20%-30%降幅；而應(yīng)用

1550nm收發(fā)組件的廠商

仍有部分降本空間。BOM成本排第二的是光學(xué)模塊組件——由反射鏡、透鏡、棱鏡、窗口玻璃等構(gòu)成的光通道，成本占比在

25%左右；除此之外的

BOM成本包括了結(jié)構(gòu)模塊：

支撐了硬件模塊與光學(xué)模塊的支架，電機(jī)，軸承（這一部分

占比在不同類型激光雷達(dá)中差距較大）等。國(guó)內(nèi)的頭部廠商之一，禾賽科技的半固態(tài)激光雷達(dá)

AT128

即為車規(guī)級(jí)的轉(zhuǎn)鏡式激光

雷達(dá)，具備

200

米

@10%的測(cè)距能力，而且最遠(yuǎn)地面線可以達(dá)到

70

米。通過(guò)芯片化

128

通道的固態(tài)電子掃描，實(shí)現(xiàn)了“真

128

線”的結(jié)構(gòu)化掃描，避免了二維高速機(jī)械掃描對(duì)產(chǎn)品

可靠性和壽命帶來(lái)的影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云在水平和垂直方向完整視場(chǎng)角無(wú)拼接均勻分

布，形同攝像頭的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以給后期算法帶來(lái)非常大的便利。當(dāng)前禾賽的

ATB128

產(chǎn)

品已經(jīng)接到了超過(guò)

150

萬(wàn)臺(tái)的車企定點(diǎn)，預(yù)計(jì)將在

2022

年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)交付。除禾賽

科技外，華為當(dāng)前也采用了轉(zhuǎn)鏡式的激光雷達(dá)，為等效

96

線產(chǎn)品。2)

MEMS激光雷達(dá)：當(dāng)前落地最多產(chǎn)品，成熟度已滿足規(guī)模量產(chǎn)MEMS激光雷達(dá)通過(guò)

MEMS振鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光線偏轉(zhuǎn)，打出光面實(shí)現(xiàn)掃描過(guò)程，最大程

度地減少了例如電機(jī)、軸承等可動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來(lái)磨損，同時(shí)也消除了光電器件因?yàn)闄C(jī)械旋

轉(zhuǎn)可能造成故障，可以很好的解決機(jī)械式激光雷達(dá)面臨的物料成本高+量產(chǎn)成本高的問(wèn)題。MEMS激光雷達(dá)應(yīng)用

MEMS微振鏡進(jìn)行掃描。MEMS激光雷達(dá)通過(guò)硅基芯片上微振

鏡以一定諧波頻率的振蕩，來(lái)反射激光器的光線，從而以超高的掃描速度形成高密度的點(diǎn)

云圖。由此改變單個(gè)發(fā)射器的發(fā)射角度進(jìn)行掃描，形成較廣的掃描角度和較大的掃描范圍。

其核心光束操縱元件為

MEMS微振鏡，大大減少了激光雷達(dá)的尺寸，減少激光器和探測(cè)

器數(shù)量，極大地降低成本，具有高性能、穩(wěn)定可靠、易于生產(chǎn)制造等優(yōu)點(diǎn)，兼顧車規(guī)量產(chǎn)

與高性能的需求。MEMS技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：第一，MEMS微振鏡擺脫了笨重的馬達(dá)、多棱鏡等機(jī)械運(yùn)動(dòng)

裝置，毫米級(jí)尺寸的微振鏡大大減少了激光雷達(dá)的尺寸，同時(shí)也一定程度上提高了使用壽

命限制。第二，MEMS微振鏡的引入可以減少激光器和探測(cè)器數(shù)量，極大地降低成本。對(duì)

于

MEMS激光雷達(dá)，發(fā)射和接收激光器大幅度減少，即使做到等效上百線，有些只有幾

個(gè)發(fā)射，接收可以用單線的

SiPM，也可以用陣列，比較靈活。BOM成本大幅度降低，其

主要成本集中在

MEMS振鏡上，大規(guī)模量產(chǎn)

MEMS振鏡可以降低到

30-50

美元，基于振

鏡和光源不同，MEMS激光雷達(dá)

BOM成本目前約

300-1200

美元。Innoluce曾發(fā)布一款

MEMS激光雷達(dá)設(shè)計(jì)方案，采用

MEMS微振鏡，并將各種分立芯片集成設(shè)計(jì)到激光雷達(dá)控制芯片組，將激光雷達(dá)的成本控制在

300

美元以內(nèi)。從國(guó)內(nèi)當(dāng)前廠商來(lái)看，速騰聚創(chuàng)的

最新產(chǎn)品基于

MEMS振鏡的

M1

激光雷達(dá)的售價(jià)在

5000

元左右。第三，MEMS在投影顯示領(lǐng)域商用化應(yīng)用多年，技術(shù)較為成熟。車規(guī)級(jí)的

MEMS芯

片對(duì)抗振動(dòng)、工作溫度、尺寸等都有要求，需要針對(duì)車規(guī)級(jí)需求的定制化研發(fā)。但是

MEMES仍有缺點(diǎn)：其光路較復(fù)雜，微振鏡結(jié)構(gòu)較為脆薄，影響整個(gè)激光雷達(dá)的壽命；激光掃描范

圍受微振鏡面積限制，視野相對(duì)較窄。針對(duì)這些缺點(diǎn)，振鏡廠商正在做出進(jìn)一步的改良，

電磁式

MEMS振鏡相較靜電式，體積大，懸臂強(qiáng)度高，可以做到

300G以上的抗沖擊，

遠(yuǎn)超車規(guī)要求的

50G。國(guó)內(nèi)在

MEMS技術(shù)當(dāng)中最領(lǐng)先的玩家是速騰聚創(chuàng)，這也使得它成為了當(dāng)前最受自主

品牌歡迎的國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)廠商。速騰聚創(chuàng)在

2016

年即開始布局

MEMS技術(shù)，在

2018

年

CES推出

MEMS雷達(dá)

M1

的早期版本，2021

年

3

月宣布落成國(guó)內(nèi)首條車規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷

達(dá)產(chǎn)線。除了落地進(jìn)度領(lǐng)先外，速騰聚創(chuàng)在

MEMS技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)了基于

MEMS二維

掃描芯片技術(shù)的可智能變焦的“凝視”功能，使得

M1

可以任意改變橫向和縱向的掃描速

度從而改變掃描形態(tài)，且在收到指令后的下一幀即可完成切換，幫助車輛聚焦于重點(diǎn)感知

區(qū)域，提升自動(dòng)駕駛性能。這一特性使得速騰聚創(chuàng)產(chǎn)品在一般的

MEMS產(chǎn)品外更具備自

身特色。除國(guó)內(nèi)的速騰聚創(chuàng)外，應(yīng)用

MEMS技術(shù)的頭部廠家包括了海外的

Luminar、Innoviz。3)

雙棱鏡式激光雷達(dá)：成本最優(yōu)，優(yōu)劣勢(shì)均突出除了轉(zhuǎn)鏡式和振鏡式，較為獨(dú)特的雙棱鏡式激光雷達(dá)主要應(yīng)用者為大疆

Livox。掃描

系統(tǒng)采取兩個(gè)棱鏡來(lái)改變光路，光電發(fā)射組件不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此歸為混合固態(tài)激光雷達(dá)。

技術(shù)路徑的優(yōu)勢(shì)在于其易過(guò)車規(guī)（旋轉(zhuǎn)部件較少，不易損）、性價(jià)比高（實(shí)現(xiàn)等效線數(shù)需

要的激光/接收組件比

MEMS式更少）。Horizon等效為

64

線激光雷達(dá)，Tele-15

等效為

128

線以上的激光雷達(dá)。大疆?dāng)埼值膬?yōu)勢(shì)使其成為所有問(wèn)世的激光雷達(dá)當(dāng)中價(jià)格最為低廉的，

最早的

MID系列即以

4000

元售價(jià)出售，新款產(chǎn)品價(jià)格與此類似，也使其成為最早在國(guó)內(nèi)

上車上路的激光雷達(dá)產(chǎn)品之一。（裝配于小鵬的

P5

系列當(dāng)中）雙棱鏡式的缺點(diǎn)同樣較為明顯。一是非重復(fù)掃描的幀率較低，點(diǎn)云密度需要較長(zhǎng)的掃

描時(shí)間，對(duì)于注重反應(yīng)時(shí)間的

ADAS場(chǎng)景來(lái)說(shuō)存在較大缺陷；二是雙棱鏡下點(diǎn)云會(huì)呈現(xiàn)出

與其他方式均不同的“萬(wàn)花筒”式結(jié)構(gòu)，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等

AI技術(shù)的自動(dòng)駕駛公司若想使用

該類激光雷達(dá)，需要使用新的算法，并與其他傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。固態(tài)激光雷達(dá)：或?yàn)殚L(zhǎng)期趨勢(shì)，但短期內(nèi)落地難度大在激光雷達(dá)技術(shù)演技路線層面，基于轉(zhuǎn)鏡和

MEMS方式的固態(tài)激光雷達(dá)是最有希望

快速落地的成熟方案，OPA與

Flash則是明日之星，但落地進(jìn)度持續(xù)不及此前業(yè)內(nèi)的期

望，發(fā)展進(jìn)度緩慢?；?/p>

OPA的固態(tài)激光雷達(dá)主要利用光的干涉原理，通過(guò)改變不同縫

中入射光線的相位差即可改變光柵衍射后中央明紋的位置，盡管有著掃描速度快、精度高、

可控性好的優(yōu)點(diǎn)，但其生產(chǎn)難度較高。OPA激光雷達(dá)：這種固態(tài)激光雷達(dá)有著掃描速度快、精度高、可控性好、抗振性能好、

體積小、量產(chǎn)一致性高、成本更低等優(yōu)點(diǎn)。但仍有易形成旁瓣效應(yīng)、光信號(hào)覆蓋有限、環(huán)

境光干擾、測(cè)距較短等問(wèn)題，而且加工難度較高。Flash激光雷達(dá)也被稱為深度相機(jī)。其原理是通過(guò)短時(shí)間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)

區(qū)域的激光，再以高度靈敏的接收器完成對(duì)環(huán)境周圍圖像的繪制。Flash雷達(dá)雖然穩(wěn)定性

和成本不錯(cuò)，但由于其功率密度太低，導(dǎo)致有效距離一般難以超過(guò)

50

米。要改善其性能，

需要使用功率更大的激光器，或更先進(jìn)的激光發(fā)射陣列，讓發(fā)光單元按一定模式導(dǎo)通點(diǎn)亮，

以取得掃描器的效果。Flash長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)顯而易見，受到廠商追捧，包括：最容易通過(guò)嚴(yán)格車規(guī)、體積最小、

安裝位置最靈活、全芯片化、成本最低（單價(jià)可輕松做到

100

美元以下）、性能挖掘潛力

最大（深度相機(jī)不僅可以用于車載領(lǐng)域，也可以用于其他固態(tài)

3D感測(cè)領(lǐng)域，還有

AR/VR）。發(fā)射端（VCSEL）和接收端（SPAD）設(shè)備都已經(jīng)做成了芯片級(jí)部件，再加上一個(gè)驅(qū)

動(dòng)器和主板即可做成雷達(dá)本體，因?yàn)閮?nèi)部沒有了精密的旋轉(zhuǎn)部件，且收發(fā)端實(shí)現(xiàn)了芯片級(jí)

設(shè)計(jì)，所以又解決了過(guò)車規(guī)以及成本的問(wèn)題。在這些原因推動(dòng)下，全球科技巨頭紛紛選擇了直接投入這個(gè)可能是激光雷達(dá)“終局”

的賽道，全球科技界在全局

Flash領(lǐng)域的研發(fā)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類型的激光雷達(dá)：包括博

通（特斯拉的合作伙伴，在

2020

年

11

月

EPIC在線會(huì)議上推出車載

Flash激光雷達(dá)

用

SPAD或

SiPM陣列芯片）、蘋果（iPhone12

Pro的超廣角鏡頭的上下兩部分構(gòu)成了激

光雷達(dá)的

VCSEL+SPAD設(shè)計(jì)）、索尼、三星、意法半導(dǎo)體、英飛凌、AMS、Lumentum、

東芝、松下、佳能、濱松、安森美、電裝以及豐田都在開發(fā)

Flash車載激光雷達(dá)。較為成熟的固態(tài)激光雷達(dá)廠商包括

Quanergy、ibeo等。其中

Quanergy的新產(chǎn)品

S3

自稱為全球首款全固態(tài)

LiDAR，可廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)、智能機(jī)器人、安防、智能家居

及工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。Ibeo在與法雷奧合作的機(jī)械式激光雷達(dá)產(chǎn)品

SCALA系列大獲成功后，

于

2016

年被

ZF收購(gòu)

40%股份，開始著力研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，Ibeo預(yù)計(jì)于

2022

年

實(shí)現(xiàn)成熟的固態(tài)激光雷達(dá)量產(chǎn)。傳統(tǒng)的以機(jī)械式為主要路徑的廠商均開始嘗試發(fā)力固態(tài)雷

達(dá)，以小型化、低成本、可靠性高作為未來(lái)發(fā)展方向。Flash激光雷達(dá)的最大痛點(diǎn)是短期內(nèi)難以順利落地量產(chǎn)。核心原因在于

Flash技術(shù)需

要的

VCSEL芯片功率難以順利提升。作為這一賽道的頭部廠商，Quanergy的產(chǎn)品推進(jìn)進(jìn)

度持續(xù)不及預(yù)期，一定程度上降低了市場(chǎng)對(duì)于純固態(tài)激光雷達(dá)快速投入使用的期望?？偨Y(jié)來(lái)看，機(jī)械式激光雷達(dá)雖然是當(dāng)前主流且技術(shù)成熟，但預(yù)計(jì)不會(huì)成為未來(lái)車廠

OEM的量產(chǎn)產(chǎn)品；轉(zhuǎn)鏡式以及

MEMS振鏡成本較低，技術(shù)也相對(duì)成熟，較適合大規(guī)模應(yīng)

用；Flash激光雷達(dá)不再需要掃描設(shè)備，避過(guò)了各類掃描設(shè)備的所有缺點(diǎn)，但由于當(dāng)前技

術(shù)受到激光器功率限制，未來(lái)隨著激光器技術(shù)演進(jìn)可能是主流技術(shù)。當(dāng)前量產(chǎn)下，轉(zhuǎn)鏡和

MEMS量產(chǎn)較多。在車規(guī)量產(chǎn)和高性能需求下，固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)快速發(fā)展。目前，激光雷達(dá)正從機(jī)械

旋轉(zhuǎn)式到混合固態(tài)，再到純固態(tài)方向演進(jìn)。但由于純固態(tài)受限于上游材料學(xué)因素，當(dāng)前市

場(chǎng)主流選擇為混合固態(tài)的激光雷達(dá)。雖然當(dāng)前

ADAS領(lǐng)域，混合固態(tài)占主導(dǎo)，長(zhǎng)期來(lái)看，固態(tài)更有優(yōu)勢(shì)：Yole預(yù)計(jì)固態(tài)

激光雷達(dá)和

Flash激光雷達(dá)出貨量將從

2021

年起逐漸增多，到

2025

年，固態(tài)/Flash出貨

量約為

50

萬(wàn)個(gè)，機(jī)械式約

290

萬(wàn)個(gè)，比例為

1：5.8；從

2029

年開始，固態(tài)/Flash出貨

量將超過(guò)機(jī)械式激光雷達(dá)，到

2030

年，固態(tài)/Flash出貨量約為

1200

萬(wàn)個(gè)，機(jī)械式約

730

萬(wàn)個(gè)，比例為

1.64：1。在

RoboticCars領(lǐng)域，機(jī)械式占主導(dǎo)，前期以機(jī)械式激光雷達(dá)為主，Yole預(yù)計(jì)固態(tài)

激光雷達(dá)和

Flash激光雷達(dá)出貨量在

2023

年起逐漸增多：2025

年，固態(tài)/Flash出貨量約

為

5

萬(wàn)個(gè)，機(jī)械式約

120

萬(wàn)個(gè)，比例為

1：24；到

2030

年，固態(tài)/Flash出貨量約為

54

萬(wàn)個(gè)，機(jī)械式約

400

萬(wàn)個(gè)，比例為

1：7.4；從銷售額的角度，2025

年固態(tài)/Flash約為

7300

萬(wàn)美元，機(jī)械式約

45.82

億美元；到

2030

年，固態(tài)/Flash銷售額約為

6.46

億美元，機(jī)械

式約

58.94

億美元?？偟膩?lái)看，根據(jù)

Yole預(yù)測(cè)，固態(tài)激光雷達(dá)的銷售額占比將會(huì)從

2025

年的

4.78%增

加到

2030

年的

37.25%，銷量占比將會(huì)從

2025

年的

11.83%增加到

2030

年的

52.6%。激光器劃分差異：1550nm安全性優(yōu)于

905nm，EEL開始向

VCSEL過(guò)渡VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）芯片的消費(fèi)者級(jí)生產(chǎn)線已經(jīng)非常完備。自從

2017

年

蘋果將

VCSEL應(yīng)用在前置結(jié)構(gòu)光方案實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別功能之后，VCSEL開始在消費(fèi)電子領(lǐng)

域得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。2020

年，蘋果在新款

iPadPro和

iPhone12

Pro上先后采