汽車(chē)激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)分析

汽車(chē)激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)分析成長(zhǎng)性：短期成長(zhǎng)確定性高，長(zhǎng)期展望百億美元空間受益于規(guī)?；慨a(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，車(chē)載激光雷達(dá)成本正在持續(xù)下探。2022年作為激光雷達(dá)的上車(chē)元年，出貨量因疫情、俄烏沖突、缺芯等影響低于預(yù)期，我們估算全年全球乘用車(chē)激光雷達(dá)出貨量約15萬(wàn)顆。展望后市，我們認(rèn)為，短期來(lái)看，伴隨更多新車(chē)型的落地和補(bǔ)盲雷達(dá)的上市，車(chē)載激光雷達(dá)的快速成長(zhǎng)具有較高確定性，2023年全球出貨量大概率突破50萬(wàn)顆。中期來(lái)看，我們認(rèn)為，在車(chē)企對(duì)下一輪車(chē)型的規(guī)劃中，是否會(huì)繼續(xù)搭載激光雷達(dá)將主要取決于激光雷達(dá)本身的降本速度以及車(chē)企智能駕駛功能和純視覺(jué)路線的發(fā)展情況。特斯拉憑借純視覺(jué)路線實(shí)現(xiàn)智能駕駛功能，目前在成本方面較激光雷達(dá)方案具有明顯優(yōu)勢(shì)，而特斯拉的降價(jià)或會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)其它車(chē)企造成一定壓力。我們認(rèn)為，目前來(lái)看，其他車(chē)企在BEV、OccupancyNetwork等純視覺(jué)領(lǐng)域與特斯拉仍存在較大差距，想要實(shí)現(xiàn)相同乃至更佳的智能駕駛效果，大概率仍需要激光雷達(dá)的輔助。長(zhǎng)期來(lái)看，我們對(duì)2030年全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)空間進(jìn)行預(yù)估，中性情況下有望達(dá)168億美元，主要不確定性仍來(lái)自乘用車(chē)智能駕駛對(duì)激光雷達(dá)的需求情況。2022年：車(chē)載激光雷達(dá)出貨量低于預(yù)期，美股公司普遍承壓2022年，全球乘用車(chē)載激光雷達(dá)出貨量約15萬(wàn)顆，整體不及預(yù)期。我們以自下而上的方法，對(duì)2022年全球主要的激光雷達(dá)車(chē)型進(jìn)行梳理。其中，全系標(biāo)配激光雷達(dá)的車(chē)型分別為蔚來(lái)ET7/ET5/ES7、理想L9/L8Max版和北汽極狐阿爾法S全新HI版，其余普遍為選配。參考產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研情況，我們假設(shè)，中高端車(chē)型（定價(jià)35萬(wàn)元及以上）的激光雷達(dá)選配率為25%，中低端車(chē)型（定價(jià)20-30萬(wàn)元）為15%。綜合計(jì)算，2022年，我們估算全球乘用車(chē)載激光雷達(dá)出貨量約15萬(wàn)顆，而搭載激光雷達(dá)的乘用車(chē)銷(xiāo)量約10萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)8000萬(wàn)臺(tái)新車(chē)銷(xiāo)量滲透率約0.1%。我們總結(jié)2022年出貨量不及預(yù)期的原因主要在于：1）外圍環(huán)境影響：2022年，受俄烏沖突、東南亞疫情、內(nèi)地疫情等宏觀事件影響，全球汽車(chē)供應(yīng)鏈普遍承壓，進(jìn)而影響銷(xiāo)量。據(jù)JustAuto2022年12月預(yù)測(cè)，2022年全球輕型車(chē)銷(xiāo)量預(yù)計(jì)約8160萬(wàn)輛，與2021年基本持平（2021年整體表現(xiàn)不佳），較2019年下降近10%。而在中國(guó)市場(chǎng)，據(jù)中汽協(xié)2023年1月預(yù)測(cè)，2022年全國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)計(jì)約2686萬(wàn)輛，對(duì)比2021年12月時(shí)預(yù)測(cè)的2750萬(wàn)輛下滑約2.3%。2）海外激光雷達(dá)上車(chē)不及預(yù)期：以Innoviz為例，搭載Innoviz激光雷達(dá)的寶馬最新iX車(chē)型原定于2021年秋季上市，但并未履約。據(jù)TechTimes報(bào)道，InnovizOne將搭載于寶馬新7系，預(yù)計(jì)2023年上市。在此背景下，2022年，美股激光雷達(dá)公司表現(xiàn)普遍承壓。我們認(rèn)為，美股激光雷達(dá)公司的估值泡沫破裂后，行業(yè)將由預(yù)期驅(qū)動(dòng)回歸基本面驅(qū)動(dòng)，后續(xù)股價(jià)表現(xiàn)將主要取決于各公司實(shí)際的定點(diǎn)和量產(chǎn)節(jié)奏。激光雷達(dá)玩家自2020起紛紛選擇以SPAC方式“借道”二級(jí)市場(chǎng)，但上市后股價(jià)皆經(jīng)歷了大幅下跌，除Innoviz外2022年全年跌幅皆超70%，乃至90%。我們認(rèn)為，除美聯(lián)儲(chǔ)加息、美股科技股泡沫破裂等市場(chǎng)因素外，激光雷達(dá)上車(chē)進(jìn)度不及預(yù)期是最主要的原因。2022年，上述公司中僅Luminar于年底在上汽飛凡L7實(shí)現(xiàn)真正落地，其余公司在乘用車(chē)領(lǐng)域皆尚未上車(chē)。但長(zhǎng)期來(lái)看，我們認(rèn)為激光雷達(dá)助力乘用車(chē)輔助駕駛/自動(dòng)駕駛已是明確趨勢(shì)。美股激光雷達(dá)公司有望于2023年陸續(xù)開(kāi)啟量產(chǎn)交付，以修復(fù)投資者信心。短期：2023年全球車(chē)載激光雷達(dá)出貨量有望突破50萬(wàn)顆短期來(lái)看，未來(lái)兩年落地的車(chē)型目前已基本完成規(guī)劃，我們預(yù)計(jì)2023年全球車(chē)載激光雷達(dá)出貨量有望突破50萬(wàn)顆。我們對(duì)2023年有望搭載激光雷達(dá)的車(chē)型進(jìn)行梳理，其中標(biāo)配車(chē)型超10款，選配車(chē)型超20款。另有Cepton和通用的合作，以及速騰和比亞迪、一汽紅旗、奇瑞和極氪的合作，亦有望于2023年落地。綜合來(lái)看，2023年全球落地的激光雷達(dá)車(chē)型預(yù)計(jì)將超30款。針對(duì)車(chē)型銷(xiāo)量，我們參考過(guò)往銷(xiāo)量、車(chē)企品牌力以及定價(jià)區(qū)間，假設(shè)單車(chē)型的年銷(xiāo)量在1000-120000臺(tái)不等。針對(duì)選配比例，我們假設(shè)，中高端車(chē)型（定價(jià)30萬(wàn)元及以上）和中低端車(chē)型（定價(jià)20-30萬(wàn)元）分別約20%和10%。綜合計(jì)算，2023年，全球車(chē)載激光雷達(dá)出貨量預(yù)計(jì)超50萬(wàn)顆。禾賽、速騰和Innovusion仍將是出貨主力。此外，我們預(yù)計(jì)2023年全球搭載激光雷達(dá)的乘用車(chē)銷(xiāo)量約40-50萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)8700萬(wàn)臺(tái)新車(chē)銷(xiāo)量滲透率約0.5%，蔚來(lái)、小鵬、理想仍將貢獻(xiàn)主要銷(xiāo)量。而展望2024年，我們預(yù)計(jì)全球車(chē)載激光雷達(dá)出貨量有望在2023年的基礎(chǔ)上翻倍。一方面，海外車(chē)企的激光雷達(dá)車(chē)型有望于2024年開(kāi)始陸續(xù)落地，包括通用、沃爾沃等。另一方面，中國(guó)各激光雷達(dá)廠商于2022年紛紛發(fā)布補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品，普遍將于2023年量產(chǎn)，有望于2024年開(kāi)始上車(chē)。此外，從產(chǎn)能的角度，禾賽科技和速騰聚創(chuàng)2023年的規(guī)劃產(chǎn)能皆已超百萬(wàn)臺(tái)。2024年，全球激光雷達(dá)產(chǎn)能預(yù)計(jì)將超300萬(wàn)臺(tái)。中期：滲透率取決于降本速度和智能駕駛功能的發(fā)展情況車(chē)企在下一輪車(chē)型的規(guī)劃中，是否會(huì)繼續(xù)搭載激光雷達(dá)？我們認(rèn)為，汽車(chē)智能化是中長(zhǎng)期的確定趨勢(shì)，而激光雷達(dá)的上車(chē)進(jìn)度將主要取決于：1）激光雷達(dá)本身的降本速度：性?xún)r(jià)比如何？2）智能駕駛功能的發(fā)展情況：消費(fèi)者能否切實(shí)體驗(yàn)到智能駕駛功能帶來(lái)的便利？3）車(chē)企純視覺(jué)路線的發(fā)展情況：能否不用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的城市NOA功能？1）激光雷達(dá)的降本速度：激光雷達(dá)想要大規(guī)模上車(chē)（滲透率超50%），單車(chē)價(jià)值量或需控制在500美元以?xún)?nèi)，且需提供超出純視覺(jué)智駕系統(tǒng)的額外體驗(yàn)。目前，乘用車(chē)激光雷達(dá)的平均單車(chē)價(jià)值量在1000-1500美元區(qū)間，盡管對(duì)比此前動(dòng)輒上萬(wàn)美元的單價(jià)已大幅下降，但作為汽車(chē)零部件仍十分昂貴，對(duì)比毫米波雷達(dá)單價(jià)在100美元以?xún)?nèi)，攝像頭單價(jià)僅約25美元。特斯拉目前正在陸續(xù)嘗試取消銷(xiāo)售車(chē)型上的傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)，僅配備8個(gè)攝像頭，總成本僅約200美元。目前，國(guó)內(nèi)905nm主激光雷達(dá)的定價(jià)普遍在500-800美元左右，1550nm路線在1000美元以上，補(bǔ)盲激光雷達(dá)定價(jià)約為主激光雷達(dá)的1/2至1/3。我們認(rèn)為，激光雷達(dá)想要大規(guī)模上乘用車(chē)（滲透率超50%），仍需要繼續(xù)大幅降本，且需提供匹配額外成本的更佳體驗(yàn)，單車(chē)價(jià)值量或需控制在500美元以?xún)?nèi)。我們總結(jié)激光雷達(dá)未來(lái)降本的核心路徑在于：1）生產(chǎn)：制造流程的高度自動(dòng)化；2）供應(yīng)鏈：大規(guī)模量產(chǎn)帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)；3）設(shè)計(jì)：激光雷達(dá)電芯片的自研及SoC整合以及系統(tǒng)集成度的提升。2）智能駕駛功能的發(fā)展情況：此前消費(fèi)者對(duì)智能駕駛的認(rèn)知尚有不足，但我們認(rèn)為，隨著城市NOA的逐步落地，智能駕駛功能帶給消費(fèi)者的體驗(yàn)感將日益顯著。此前，消費(fèi)者對(duì)于乘用車(chē)智能駕駛的認(rèn)知更多集中于高速路段，而部分車(chē)企有能力在不使用激光雷達(dá)的情況下，以純視覺(jué)路線實(shí)現(xiàn)高速路的智能駕駛功能。因此，消費(fèi)者在購(gòu)車(chē)時(shí)，對(duì)于激光雷達(dá)的需求并不強(qiáng)烈，或仍抱以觀望的態(tài)度。但展望后市，我們認(rèn)為，汽車(chē)智能化是中長(zhǎng)期的高確定趨勢(shì)。通過(guò)特斯拉FSD對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行教育，以及國(guó)內(nèi)車(chē)企在2023年開(kāi)始逐步落地城市NOA，消費(fèi)者將對(duì)智能駕駛功能有更好的認(rèn)知，從而以供給推動(dòng)需求，強(qiáng)化激光雷達(dá)的選配比例。目前，已有多家國(guó)內(nèi)車(chē)企公布了城市NOA的上線計(jì)劃。小鵬P5于2022年9月開(kāi)始在廣州向部分車(chē)主推送城市CNGP；極狐阿爾法SHI版也在同月開(kāi)始在深圳、上海落地城區(qū)NCA；理想CEO李想在今年1月28日發(fā)給員工的全員信中提到，理想的城市NOA功能將在2023年底開(kāi)始落地；長(zhǎng)城旗下的毫末智行也將于2023年上市搭載城市NOH功能的新車(chē)型。此外，小馬智行、文遠(yuǎn)知行等L4Robotaxi玩家也開(kāi)始切入乘用車(chē)市場(chǎng)，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)也將于2023年下半年開(kāi)始落地，以較強(qiáng)的自動(dòng)駕駛技術(shù)能力對(duì)城市NOA功能進(jìn)行進(jìn)一步催化。3）車(chē)企純視覺(jué)路線的發(fā)展情況：特斯拉的純視覺(jué)路線目前在成本方面有明顯優(yōu)勢(shì)，但我們認(rèn)為，目前大部分搭載激光雷達(dá)的車(chē)型和特斯拉Model3/Y并不處于同一價(jià)格帶，特斯拉降價(jià)對(duì)價(jià)格帶在25萬(wàn)上下車(chē)型的激光雷達(dá)搭載率影響較大，對(duì)30萬(wàn)以上車(chē)型的影響相對(duì)可控。且目前來(lái)看，純視覺(jué)路線在技術(shù)和數(shù)據(jù)方面皆存在較高壁壘，中國(guó)車(chē)企與特斯拉仍有較大差距。特斯拉是純視覺(jué)方案的擁護(hù)者，馬斯克的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)，追求的是極致的性?xún)r(jià)比，而非極致的性能。因此馬斯克曾明確表示不會(huì)使用激光雷達(dá)，而是希望通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)挖掘視覺(jué)感知潛力，以提高整個(gè)駕駛系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。我們認(rèn)為，特斯拉此前不使用激光雷達(dá)的主要原因是：國(guó)外造車(chē)周期普遍較長(zhǎng)，而在特斯拉決定自動(dòng)駕駛技術(shù)方案時(shí)，當(dāng)時(shí)的激光雷達(dá)在成本和技術(shù)上確實(shí)不適用于乘用車(chē)。另外，特斯拉自動(dòng)駕駛最初是沿用Mobileye的方案，而該方案以視覺(jué)為主，盡管后來(lái)改用英偉達(dá)以及自研芯片，但視覺(jué)路線已較根深蒂固。特斯拉憑借亮眼的銷(xiāo)量表現(xiàn)，在過(guò)去幾年累積了相當(dāng)多視覺(jué)感知數(shù)據(jù)、算法和經(jīng)驗(yàn)。而目前來(lái)看，特斯拉在感知算法層面確實(shí)走在行業(yè)前列，目前不使用激光雷達(dá)也能夠達(dá)到較好的智能駕駛效果。事實(shí)上，特斯拉已于2021和2022年開(kāi)始嘗試放棄搭載傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)，最新的傳感器方案僅8個(gè)攝像頭。特斯拉通過(guò)BEV、Transformer、柵格網(wǎng)絡(luò)等一系列新技術(shù)，能夠較好地彌補(bǔ)因沒(méi)有搭載激光雷達(dá)而導(dǎo)致無(wú)法還原周?chē)?D場(chǎng)景的不足，縮小與多傳感器方案間的感知差距。2021年的AIDay上，特斯拉分享了BEV（Bird’sEyeView）感知方案的大量技術(shù)細(xì)節(jié)。BEV可將攝像頭提取到的圖像信息輸入至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以提取特征，再利用基于自注意力機(jī)制的Transformer算法將結(jié)果進(jìn)行拼接，最終形成一張俯視的鳥(niǎo)瞰圖。據(jù)42號(hào)車(chē)庫(kù)網(wǎng)介紹，BEV感知的核心思路是將多個(gè)傳感器生成的特征轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，再將其合并到一起。相較于傳統(tǒng)的攝像頭圖像，BEV提供了一個(gè)更貼近實(shí)際物理世界的統(tǒng)一空間，為后續(xù)的多傳感器融合以及規(guī)劃控制模塊開(kāi)發(fā)提供了更大的便利和更多的可能。Transformer是GoogleBrian團(tuán)隊(duì)在2017年提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，起初用于機(jī)器翻譯。隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)軍圖像視覺(jué)領(lǐng)域，目前已成功涉足分類(lèi)、檢測(cè)和分割三大圖像問(wèn)題。據(jù)汽車(chē)之心微信公眾號(hào)介紹，傳統(tǒng)的CNN模型的原理是通過(guò)卷積層構(gòu)造廣義過(guò)濾器，從而對(duì)圖像中的元素進(jìn)行不斷地篩選壓縮，因此其感受域一定程度上取決于過(guò)濾器的大小和卷積層的數(shù)量。而Transformer的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)借鑒了人腦的注意力（Attention）機(jī)制組成，在處理大量信息時(shí)能夠只選擇一些關(guān)鍵信息進(jìn)行處理，以提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的效率。隨著訓(xùn)練數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，CNN模型的收益會(huì)呈現(xiàn)過(guò)飽和趨勢(shì)，而Transformer的飽和區(qū)間很大，因此更適宜于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練的需求。GoogleBrainTeam2021年發(fā)表的論文“ANIMAGEISWORTH16X16WORDS:TRANSFORMERSFORIMAGERECOGNITIONATSCALE”中也指出，Transformer算法在大規(guī)模數(shù)據(jù)的訓(xùn)練中相較于傳統(tǒng)CNN模型有明顯優(yōu)勢(shì)。為了更好地將攝像頭的二維圖像重建成三維空間，特斯拉在2022年的AIDay上又進(jìn)一步提出了柵格網(wǎng)絡(luò)（OccupancyNetwork）的概念。此前，BEV感知描述的是2D柵格，而OccupancyNetwork在BEV的基礎(chǔ)上再添加了Z軸（高度）的信息，將BEV的2D柵格變?yōu)?D，從而更好地描述車(chē)身周?chē)?D場(chǎng)景。此前，純視覺(jué)方案最為人詬病的一點(diǎn)，就是需要依賴(lài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)注情況來(lái)進(jìn)行物體識(shí)別。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中未被標(biāo)注過(guò)的物體，例如異形車(chē)、散落的紙箱、側(cè)翻的大卡車(chē)等，純視覺(jué)方案很難準(zhǔn)確識(shí)別，也就是常說(shuō)的cornercases的處理能力。為了更有效地識(shí)別這些數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有的障礙物，業(yè)界的主流做法是獲取物體的幾何信息（深度或者高度），例如激光雷達(dá)就可以通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到障礙物的空間位置和尺寸，繪制出3D環(huán)境地圖。而OccupancyNetwork所實(shí)現(xiàn)的也是3D空間的重建。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，OccupancyNetwork將感知到的周?chē)鷪?chǎng)景劃分為一系列微小的體素（voxel），再預(yù)測(cè)每個(gè)體素被占用的概率，從而獲得一種簡(jiǎn)單的3D空間表示，同時(shí)給出被占據(jù)體素相應(yīng)的語(yǔ)義信息，而即使在不確定物體具體是什么的情況下，也能夠判斷物體的位置和接下來(lái)可能的運(yùn)動(dòng)。而與激光雷達(dá)相比，OccupancyNetwork的主要優(yōu)勢(shì)在于不需要和攝像頭進(jìn)行時(shí)間同步、外參對(duì)齊等工作，同時(shí)賦予了障礙物速度信息。特斯拉視覺(jué)模型負(fù)責(zé)人表示，在天氣正常、高速移動(dòng)的場(chǎng)景下，OccupancyNetwork的純視覺(jué)方案識(shí)別能力甚至可以超過(guò)激光雷達(dá)方案。特斯拉純視覺(jué)方案成本優(yōu)勢(shì)明顯，但特斯拉降價(jià)對(duì)激光雷達(dá)車(chē)型或不會(huì)造成太大影響。2023年1月6日，特斯拉宣布全系車(chē)型調(diào)價(jià)，銷(xiāo)量主力車(chē)型Model3起售價(jià)從26.59萬(wàn)元降至22.99萬(wàn)元，ModelY起售價(jià)也從28.89萬(wàn)元降至25.99萬(wàn)元。我們認(rèn)為，特斯拉大幅降價(jià)會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)其他車(chē)企造成一定成本壓力。但目前搭載激光雷達(dá)的車(chē)型仍以30萬(wàn)元以上的中高端車(chē)型為主，與特斯拉Model3/Y并不處于同一價(jià)格帶。針對(duì)中高端車(chē)型，智能化是車(chē)企打造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和樹(shù)立品牌的重要抓手，特斯拉降價(jià)不會(huì)改變車(chē)企對(duì)于智能化和激光雷達(dá)中長(zhǎng)期投入的戰(zhàn)略和決心。且目前來(lái)看，中國(guó)車(chē)企在純視覺(jué)領(lǐng)域與特斯拉仍存在較大差距。一方面，特斯拉已經(jīng)構(gòu)建了一套完整的工業(yè)化數(shù)據(jù)訓(xùn)練流程，從數(shù)據(jù)收集、訓(xùn)練、標(biāo)注、做黑白測(cè)試，以及服務(wù)器dojo中的離線模型訓(xùn)練。就目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)車(chē)企在大規(guī)模處理數(shù)據(jù)方面的技術(shù)積累和儲(chǔ)備方面仍與特斯拉相比存在明顯距離。另一方面，純視覺(jué)路線對(duì)于圖像的處理更依賴(lài)大量的數(shù)據(jù)采集和模型訓(xùn)練，而中國(guó)車(chē)企中智能駕駛自研能力相對(duì)突出的造車(chē)新勢(shì)力，在汽車(chē)銷(xiāo)量和車(chē)隊(duì)規(guī)模方面目前仍遠(yuǎn)不及特斯拉。據(jù)北醒科技CEO李遠(yuǎn)在第20屆中國(guó)汽車(chē)供應(yīng)鏈大會(huì)上的介紹，在視覺(jué)專(zhuān)利技術(shù)方面，日本和美國(guó)合計(jì)占全球?qū)＠麛?shù)的近8成，中國(guó)只有7.6%；而在激光雷達(dá)領(lǐng)域，中國(guó)的專(zhuān)利數(shù)在全球的占比達(dá)到15.9%，約為美國(guó)的一半，更有超車(chē)的可能。長(zhǎng)期：至2030年，全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)中性情況下有望達(dá)168億美元我們對(duì)未來(lái)全球車(chē)載激光雷達(dá)（輕型車(chē)輛）市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)，并基于重要假設(shè)：乘用車(chē)智能駕駛級(jí)別將以L2+/L3為主，而無(wú)需進(jìn)一步升級(jí)至L4/L5，而商用車(chē)自動(dòng)駕駛（即Robotaxi）則需實(shí)現(xiàn)L4/L5才有價(jià)值。綜合計(jì)算，我們預(yù)計(jì)至2030年，全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)空間中性情況下有望達(dá)168億美元（悲觀情況下約91億美元，樂(lè)觀情況下約242億美元）。乘用車(chē)方面：我們預(yù)計(jì)，2030年全球乘用車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模悲觀/中性/樂(lè)觀情境下分別約84/150/213億美元。我們?cè)谇拔奶岬剑?022/2023/2024年，全球激光雷達(dá)出貨量預(yù)計(jì)分別約10-15/50-100/~150萬(wàn)顆。2025年后，我們認(rèn)為乘用車(chē)中激光雷達(dá)的滲透率將主要取決于激光雷達(dá)的降本情況和純視覺(jué)路線的發(fā)展情況。悲觀情境下，我們假設(shè)至2030年高性能主激光雷達(dá)的平均價(jià)格約450美元，而相對(duì)低性能的補(bǔ)盲雷達(dá)價(jià)格約200美元，“1主2副”配置下單車(chē)激光雷達(dá)價(jià)值在850美元，較當(dāng)前的下降幅度約30%，作為汽車(chē)零部件價(jià)格仍相對(duì)高昂。此外，我們?cè)偌僭O(shè)部分領(lǐng)先車(chē)企屆時(shí)純視覺(jué)路線已相對(duì)成熟，因此激光雷達(dá)只會(huì)配置在相對(duì)高端或強(qiáng)調(diào)安全性能的車(chē)型上。假設(shè)激光雷達(dá)車(chē)型滲透率僅10%，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模84億美元。中性情境下，我們假設(shè)至2030年高性能主激光雷達(dá)的平均價(jià)格約400美元，而補(bǔ)盲雷達(dá)價(jià)格約180美元，“1主2副”配置下單車(chē)激光雷達(dá)價(jià)值在760美元，較當(dāng)前的下降幅度約37%。此外，我們?cè)偌僭O(shè)少數(shù)領(lǐng)先車(chē)企屆時(shí)純視覺(jué)路線已相對(duì)成熟，但大部分車(chē)企仍需配置激光雷達(dá)以實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的智能駕駛功能。假設(shè)激光雷達(dá)車(chē)型滲透率約20%（以中高端車(chē)型為主），對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模150億美元。樂(lè)觀情境下，我們假設(shè)至2030年高性能主激光雷達(dá)的平均價(jià)格約300美元，而補(bǔ)盲雷達(dá)價(jià)格約120美元，“1主2副”配置下單車(chē)激光雷達(dá)價(jià)值在540美元，較當(dāng)前的下降幅度約55%。此外，我們?cè)偌僭O(shè)除特斯拉外，純視覺(jué)路線仍存在較高技術(shù)難度，其它車(chē)企仍需配置激光雷達(dá)以實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的智能駕駛功能。假設(shè)激光雷達(dá)車(chē)型滲透率約40%，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模213億美元。商用車(chē)（Robotaxi）方面：我們預(yù)計(jì)，2030年全球商用車(chē)載激光雷達(dá)（Robotaxi）市場(chǎng)規(guī)模悲觀/中性/樂(lè)觀情境下分別約7/18/30億美元。激光雷達(dá)配置和價(jià)格方面，Robotaxi企業(yè)目前普遍搭載約5個(gè)激光雷達(dá)，以“2主3副”、“3主2副”等形式，平均價(jià)格假設(shè)略高于乘用車(chē)，悲觀/中性/樂(lè)觀情況下假設(shè)分別為300/250/200美元。銷(xiāo)量方面，參考各Robotaxi廠商的車(chē)輛情況，2022年全球Robotaxi車(chē)輛不到1萬(wàn)臺(tái)。我們認(rèn)為Robotaxi大規(guī)模商業(yè)化的時(shí)間點(diǎn)預(yù)計(jì)在2027年前后。至2030年，我們假設(shè)悲觀/中性/樂(lè)觀情境下，每年新車(chē)銷(xiāo)量中約有0.5%/1.5%/3%將搭載L4/L5自動(dòng)駕駛功能，以Robotaxi的形式提供出行服務(wù)，對(duì)應(yīng)新車(chē)銷(xiāo)量約49萬(wàn)/148萬(wàn)/296萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模7億/18億/30億美元。整機(jī)與產(chǎn)業(yè)鏈：技術(shù)路線與格局展望車(chē)載激光雷達(dá)短期有望快速上量，長(zhǎng)期展望百億美元的市場(chǎng)空間。在收發(fā)端，芯片龍頭一方面紛紛由消費(fèi)電子、工業(yè)等領(lǐng)域切入車(chē)規(guī)，從而打開(kāi)第二成長(zhǎng)曲線，另一方面將對(duì)Lumentum、索尼等海外巨頭形成國(guó)產(chǎn)替代。整機(jī)環(huán)節(jié)短期由于主機(jī)廠降本壓力、定點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)激烈等原因，企業(yè)毛利普遍承壓。但行業(yè)龍頭在定點(diǎn)數(shù)量、量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、人才團(tuán)隊(duì)、技術(shù)儲(chǔ)備和資金實(shí)力均占優(yōu)，規(guī)模量產(chǎn)后中長(zhǎng)期有望實(shí)現(xiàn)大幅降本，打開(kāi)毛利率上行空間。價(jià)值量角度，收發(fā)模組占據(jù)了激光雷達(dá)主要的BOM成本，但不同技術(shù)路線的具體結(jié)構(gòu)有所不同。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，例如Innovusion1550nm轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)，收發(fā)模組（激光器、APD等）、信息處理系統(tǒng)（主控芯片F(xiàn)PGA/ASIC）、掃描系統(tǒng)（轉(zhuǎn)鏡、反射鏡等光學(xué)件）和結(jié)構(gòu)件的成本占比分別約40%、30%、20%和10%。速騰聚創(chuàng)905nmMEMS激光雷達(dá)的電子件（激光器、MEMS芯片等）、光學(xué)件（鏡頭）和結(jié)構(gòu)件的占比則分別約50%、30%和20%。禾賽AT128據(jù)IHSMarkit預(yù)測(cè)，收發(fā)模組占據(jù)了約60%-70%的總成本。整機(jī)：禾賽科技、速騰聚創(chuàng)綜合實(shí)力強(qiáng)勁，圖達(dá)通、一徑科技值得關(guān)注激光雷達(dá)在2022年開(kāi)啟上車(chē)元年，第一輪淘汰賽已經(jīng)開(kāi)始。目前來(lái)看，禾賽科技、Innovusion和速騰聚創(chuàng)的出貨量走在行業(yè)前列。展望后市，禾賽和速騰在定點(diǎn)數(shù)量有一定優(yōu)勢(shì)且客戶相對(duì)分散，有望享受大規(guī)模量產(chǎn)帶來(lái)的降本潛力。Innovusion采用1550nm路線，目前對(duì)蔚來(lái)依賴(lài)度較高，后續(xù)客戶拓展情況值得期待。車(chē)載激光雷達(dá)廠商的銷(xiāo)量主要取決于搭載車(chē)型的銷(xiāo)量以及是否是標(biāo)配。2022年，Innovusion和禾賽科技的車(chē)載激光雷達(dá)銷(xiāo)量走在行業(yè)前列（分別約5萬(wàn)和6萬(wàn)臺(tái)），這主要是由于兩家分別斬獲了蔚來(lái)和理想的定點(diǎn)且為標(biāo)配。除理想外，禾賽有更多其它車(chē)企定點(diǎn)將在2023年陸續(xù)交付。相較之下，Innovusion在乘用車(chē)領(lǐng)域目前僅蔚來(lái)一家公開(kāi)定點(diǎn)，后續(xù)客戶拓展情況值得期待。速騰聚創(chuàng)是當(dāng)前斬獲車(chē)型定點(diǎn)最多的激光雷達(dá)廠商，但目前仍以選配為主。一徑科技盡管目前在乘用車(chē)領(lǐng)域進(jìn)展較慢，但公司于2022年初獲小鵬（持股5.8%）、百度（持股5%）、國(guó)汽智聯(lián)（持股1%）投資，未來(lái)或有合作展開(kāi)。如何評(píng)價(jià)一款激光雷達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)力？我們認(rèn)為，應(yīng)綜合考慮性能、成本和可靠性三方面，掃描方式和收發(fā)模組同等重要。1）性能方面，收發(fā)模組的影響更大，尤其是針對(duì)探測(cè)距離和精度，重點(diǎn)在于激光器的數(shù)量、整體的工作效率和波長(zhǎng)的選擇。例如采用1550nm波長(zhǎng)的激光發(fā)射器可使用更高的功率從而提升探測(cè)距離，但同時(shí)成本也會(huì)有所增加。而點(diǎn)頻主要是由收發(fā)模組的數(shù)量和激光器的發(fā)射頻率決定的。2）可靠性和壽命方面，掃描模塊的影響較大，重點(diǎn)在于包含機(jī)械部件的多少。此外發(fā)射激光器若數(shù)量較多、功率大也可能影響使用壽命。當(dāng)前，半固態(tài)激光雷達(dá)是乘用車(chē)企的主流上車(chē)選擇，即收發(fā)模塊被固定，只有掃描模塊在運(yùn)動(dòng)。但由于仍存在運(yùn)動(dòng)部件，不同的半固態(tài)技術(shù)路線在可靠性方面也仍面臨一定挑戰(zhàn)，需在實(shí)際上車(chē)過(guò)程中進(jìn)行驗(yàn)證。目前，激光雷達(dá)利潤(rùn)空間普遍較低，長(zhǎng)期毛利率有望在30%-35%左右。當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)車(chē)載攝像頭和超聲波雷達(dá)的毛利率水平分別在20%和25%左右，考慮到激光雷達(dá)具有更高的技術(shù)壁壘，也應(yīng)當(dāng)享有更高的毛利率水平。同時(shí)也可參考美股激光雷達(dá)上市公司對(duì)長(zhǎng)期毛利率的展望，普遍在40%-60%區(qū)間，其中軟件（ADAS算法）毛利率預(yù)計(jì)在70%左右，但激光雷達(dá)出售軟件算法的商業(yè)模式仍待驗(yàn)證。禾賽科技采用“905nm+一維轉(zhuǎn)鏡”技術(shù)路線，在成本、性能、可靠性三方面進(jìn)行了較好的平衡，因此在乘用車(chē)領(lǐng)域表現(xiàn)亮眼。一維轉(zhuǎn)鏡顧名思義，掃描模組只有一面轉(zhuǎn)鏡，利用多個(gè)激光器實(shí)現(xiàn)垂直方向的覆蓋，再通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)一面反射鏡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)水平方向的掃描。代表廠商為Valeo及禾賽科技。首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的激光雷達(dá)ValeoScala采用的就是一維轉(zhuǎn)鏡路線，搭載于2017年發(fā)布的奧迪A8，是全球首款量產(chǎn)的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)。因此，一維轉(zhuǎn)鏡已通過(guò)了傳統(tǒng)車(chē)企嚴(yán)苛的車(chē)規(guī)驗(yàn)證，并已實(shí)際上車(chē)多年。但A8的L3自動(dòng)駕駛功能由于監(jiān)管審批延遲等原因并未如期上線，Scala并未在奧迪A8上發(fā)揮其真正的作用。該方案的潛在風(fēng)險(xiǎn)在于轉(zhuǎn)鏡需通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而轉(zhuǎn)鏡重量較大，易導(dǎo)致電機(jī)軸承磨損、軸向偏移，從而使得鏡面?zhèn)葍A，進(jìn)而影響光路；電機(jī)的油脂在1-2年后也容易溢出以干擾鏡面，上述問(wèn)題皆會(huì)降低激光雷達(dá)的性能。此外，一維轉(zhuǎn)鏡能做到多少線取決于有多少個(gè)收發(fā)模組，因此集成難度很大，較難做出高線數(shù)產(chǎn)品。這也是為什么ValeoScala1和2分別只有4線和16線。主要解決方案是將收發(fā)模組芯片化，單個(gè)電路板嵌入數(shù)百個(gè)激光器通道，從而節(jié)省體積和成本。禾賽科技于2017年末成立芯片部門(mén)，研發(fā)內(nèi)容包括激光器驅(qū)動(dòng)芯片、模擬前端芯片、數(shù)字化芯片和SoC芯片，通過(guò)自研激光雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)電芯片，把數(shù)百個(gè)激光收發(fā)通道都集成到幾顆分別負(fù)責(zé)發(fā)送和接收的芯片上，極大的提高了系統(tǒng)集成度，從而以較低的難度和成本做出了高線數(shù)產(chǎn)品（禾賽AT128為128線）。隨著芯片方案陸續(xù)迭代，禾賽的激光雷達(dá)也有望進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)“摩爾定律”的軌道。值得一提的是，禾賽十分注重打磨激光雷達(dá)核心的收發(fā)端能力，而同一套收發(fā)端電子系統(tǒng)方案，既可用于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)，也可用于固態(tài)激光雷達(dá)，這也為禾賽未來(lái)拓展其他技術(shù)路徑打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。速騰聚創(chuàng)采用“905nm+MEMS”技術(shù)路線，斬獲眾多乘用車(chē)企量產(chǎn)訂單，我們認(rèn)為其主要優(yōu)勢(shì)在于較高的性?xún)r(jià)比、易于量產(chǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相對(duì)成熟的供應(yīng)鏈。而MEMS路線一直以來(lái)為人擔(dān)憂的可靠性問(wèn)題有望在今明年大規(guī)模的量產(chǎn)上車(chē)中得到驗(yàn)證。MEMS技術(shù)（micro-electromechanicalsystem，微振鏡）對(duì)于振動(dòng)相對(duì)敏感，因此需研發(fā)隔離振動(dòng)技術(shù)。MEMS技術(shù)的核心結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)扭桿使得MEMS微振鏡進(jìn)行振蕩扭轉(zhuǎn)，從而對(duì)激光進(jìn)行反射，僅需要少量激光探測(cè)器即可完成高線束的掃描效果，因此體積較小、成本可控。MEMS并非新技術(shù)，但成熟的硅基MEMS工藝鏡面直徑僅1mm左右，難以滿足激光雷達(dá)的性能要求。微振鏡面積太小，會(huì)導(dǎo)致掃描角度過(guò)小，視場(chǎng)角難以提升。同時(shí)微振鏡的接收孔徑也與振鏡尺寸直接相關(guān)，接收孔徑過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致光功率信號(hào)過(guò)低，探測(cè)距離偏近。因此，MEMS激光雷達(dá)想要提升性能，就必須增大振鏡尺寸。但鏡面尺寸變大后，成本會(huì)明顯上升，且支撐振鏡的兩根扭桿也更加容易斷裂，因此需研發(fā)隔離振動(dòng)技術(shù)。Innoviz此前采用靜電驅(qū)動(dòng)式MEMS路線，與寶馬的合作推進(jìn)并不順利，我們認(rèn)為或與車(chē)規(guī)問(wèn)題有關(guān)，且需要從激光雷達(dá)廠商、車(chē)企和Tier1三方進(jìn)行分析。計(jì)劃搭載Innoviz激光雷達(dá)的寶馬最新iX車(chē)型原定于2021年上市，但并未履約。據(jù)TechTimes報(bào)道，InnovizOne將搭載于寶馬新7系，預(yù)計(jì)2023年上市。鑒于MEMS激光雷達(dá)對(duì)于振動(dòng)相對(duì)敏感，因此我們認(rèn)為不排除InnovizOne在可靠性方面遇到了一定的挑戰(zhàn)。但與此同時(shí)，我們認(rèn)為，寶馬作為德國(guó)傳統(tǒng)車(chē)企，對(duì)于汽車(chē)上各零部件的車(chē)規(guī)認(rèn)證會(huì)更為嚴(yán)格，且對(duì)于激光雷達(dá)車(chē)型的推出也沒(méi)有造車(chē)新勢(shì)力那么迫切，這也會(huì)在一定程度上拖累Innoviz的上車(chē)進(jìn)度。此外或也與Tier1供應(yīng)商（Magna）有關(guān)。目前，Innoviz具體采用哪種MEMS路線不詳。速騰聚創(chuàng)采用電磁驅(qū)動(dòng)式MEMS技術(shù)路線，量產(chǎn)能力突出，產(chǎn)品可靠性有望在今明年量產(chǎn)上車(chē)的過(guò)程中得到檢驗(yàn)。我們認(rèn)為，速騰之所以能夠拿下多項(xiàng)定點(diǎn)，除產(chǎn)品本身突出的性?xún)r(jià)比外，公司的量產(chǎn)能力是另一大關(guān)鍵。其長(zhǎng)距激光雷達(dá)M系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相當(dāng)精簡(jiǎn)，包括5個(gè)收發(fā)模組+5塊小鏡子（反射鏡）+1個(gè)振鏡模組，元器件的減少使M系列的裝配難度和加工時(shí)間大幅下降。同時(shí)，速騰收購(gòu)MEMS供應(yīng)商希景科技，向上游整合，進(jìn)一步提升量產(chǎn)能力。2023年，速騰的年產(chǎn)能預(yù)計(jì)可達(dá)百萬(wàn)臺(tái)規(guī)模。而針對(duì)MEMS的可靠性問(wèn)題，速騰采用了可靠性相對(duì)較高的電磁驅(qū)動(dòng)方式，且獲得AEC-Q10X車(chē)規(guī)認(rèn)證。電磁驅(qū)動(dòng)和靜電驅(qū)動(dòng)的主要區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)方式的原理不同。電磁驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于電磁或永磁體（Magnet），需要有數(shù)十微米厚度的電磁線圈，封裝需要配置永磁鐵；而靜電驅(qū)動(dòng)則是利用帶電導(dǎo)體（電極板）間的靜電作用力。據(jù)汽車(chē)之心介紹，靜電驅(qū)動(dòng)方式較為成熟，封裝簡(jiǎn)單、體積小且功耗低，但電磁式能夠?qū)冶哿旱膹?qiáng)度做得更高，以提升可靠性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更大的掃描角度。2022年11月，速騰公開(kāi)了目前唯一獲得CNAS（中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)）認(rèn)可的車(chē)載激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室，擁有激光雷達(dá)全環(huán)境應(yīng)用場(chǎng)景的模擬測(cè)試能力，可自主進(jìn)行超過(guò)120項(xiàng)測(cè)試。據(jù)汽車(chē)之心微信公眾號(hào)報(bào)道，過(guò)去兩年，速騰的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)M系列累計(jì)完成了超36000小時(shí)高溫耐久測(cè)試、超24000小時(shí)高溫高濕測(cè)試、超21000小時(shí)的循環(huán)溫度沖擊測(cè)試以及超40000小時(shí)的獨(dú)立器件測(cè)試等，覆蓋了HALT測(cè)試、HAST測(cè)試、高低溫工作測(cè)試、EMC測(cè)試以及高海拔、鹽霧、冰水沖擊、防塵防水、溫度極限等車(chē)規(guī)級(jí)可靠性測(cè)試項(xiàng)目。另有一徑科技自研靜電式MEMS微振鏡，其補(bǔ)盲產(chǎn)品（905nm）在商用車(chē)領(lǐng)域斬獲頗豐，同時(shí)以長(zhǎng)距離產(chǎn)品（1550nm）向乘用車(chē)領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)力。一徑科技自研MEMS微振鏡、1550nm光纖激光器、APD陣列芯片、收發(fā)分離的系統(tǒng)架構(gòu)等多項(xiàng)核心部件。我們認(rèn)為，MEMS微振鏡和光纖激光器是激光雷達(dá)中壁壘較高且較為關(guān)鍵的兩個(gè)零部件，而芯片化又是激光雷達(dá)未來(lái)實(shí)現(xiàn)降本增效的必由之路，因此掌握相關(guān)研發(fā)能力能夠幫助公司建立更扎實(shí)的差異化優(yōu)勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期降本。具體到MEMS微振鏡，一徑科技深入晶圓、芯片、封裝等多個(gè)環(huán)節(jié)，目前已經(jīng)歷二三十個(gè)版本的迭代，我們認(rèn)為這能夠幫助公司對(duì)MEMS路線的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)有更深入的認(rèn)知，再進(jìn)行一一攻克后實(shí)現(xiàn)更高的成熟度和可靠性。針對(duì)MEMS路線連接軸易斷的問(wèn)題，一徑采用收發(fā)異軸方法，以更小的擺幅實(shí)現(xiàn)更大的視場(chǎng)角，從而增強(qiáng)激光雷達(dá)的穩(wěn)定可靠性。此外，MEMS微振鏡越大，性能越高，但支撐鏡子的懸臂梁也更容易斷裂。而一徑采用1550nm波長(zhǎng)，通過(guò)改變發(fā)射端而非掃描端來(lái)提升激光雷達(dá)的性能，也可一定程度確保產(chǎn)品的可靠性。但同時(shí)，公司也會(huì)面臨1550nm帶來(lái)的成本和功耗挑戰(zhàn)。目前，公司的長(zhǎng)距產(chǎn)品ML-Xs暫未有公開(kāi)的乘用車(chē)定點(diǎn)，我們認(rèn)為或也和1550nm的高成本有關(guān)。但公司于2022年初獲小鵬、百度、國(guó)汽智聯(lián)投資，未來(lái)或有合作展開(kāi)。Innovusion采用“1550nm+二維轉(zhuǎn)鏡”路線，性能表現(xiàn)突出，但成本和功耗偏高。乘用車(chē)企對(duì)零部件成本更為敏感，Innovusion目前除蔚來(lái)外暫無(wú)其它公開(kāi)的乘用車(chē)定點(diǎn)。我們認(rèn)為，現(xiàn)階段1550nm方案仍將主要應(yīng)用于定價(jià)較高的高端乘用車(chē)型和更強(qiáng)調(diào)感知距離的自動(dòng)駕駛重卡等商用車(chē)型，大部分乘用車(chē)仍將采用905nm激光雷達(dá)。Innovusion的二維轉(zhuǎn)鏡有一縱一橫兩面掃瞄鏡，橫軸的多邊形棱鏡能夠?qū)崿F(xiàn)光源的水平掃描，而縱軸的掃描振鏡則改變光源的垂直方向，通過(guò)兩面鏡子的旋轉(zhuǎn)配合，二維轉(zhuǎn)鏡僅需一束光源就能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)若干個(gè)光源才能實(shí)現(xiàn)的掃描效果。作為激光雷達(dá)最常見(jiàn)的兩大光源，1550nm光源在人眼安全方面較905nm更有優(yōu)勢(shì)，因此可通過(guò)增大光源功率實(shí)現(xiàn)更高的性能。人眼可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在380-780nm之間，905nm和1550nm同屬于不可見(jiàn)光，但1550nm適用的功率上限遠(yuǎn)高于905nm。這主要是由于1400nm以上的激光在到達(dá)人眼視網(wǎng)膜前就被眼球的透明部分吸收完了，因此對(duì)人眼的傷害相對(duì)較小。這也就意味著1550nm能夠在更高的光源功率下運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)更高的性能。在光斑大小和脈寬條件不變的情況下，1550nm激光所允許的最大峰值光功率值比905nm高出了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，1550nm的光束發(fā)散角要小于905nm，在探測(cè)遠(yuǎn)距離小物體時(shí)優(yōu)勢(shì)尤為明顯。激光雷達(dá)的光束發(fā)散角的單位為mrad（毫弧度），在1mrad（約等于0.057°）的光束發(fā)散角中，測(cè)距每增加100m，光斑直徑增加100mm。光束發(fā)散角越小，意味著光束照到遠(yuǎn)距離的小物體時(shí)信息損失就越少，返回的能量也就更大，從而實(shí)現(xiàn)更佳的探測(cè)效果。這也是為何Luminar和Innovusion激光雷達(dá)的測(cè)距參數(shù)在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先位置，二者的激光雷達(dá)10%反射率下的探測(cè)距離可達(dá)250米，而905nm的產(chǎn)品普遍在150-200米的水平。但需要指出的是，1550nm波長(zhǎng)一直被業(yè)內(nèi)詬病“容易被水吸收”，也就意味著在極端雨水天氣中，探測(cè)效果會(huì)大打折扣。為此，可通過(guò)提升功率的方式彌補(bǔ)這一缺陷，但這也同時(shí)意味著更高的功耗和更短的壽命。而據(jù)九章智駕微信公眾號(hào)引述Innovusion表示，普通的“雨點(diǎn)”對(duì)1550nm光束的影響并不大，只有成片狀的“水簾”或“水灘”才會(huì)明顯影響1550nm光波的探測(cè)能力。而激光雷達(dá)主要是進(jìn)行前向探測(cè)，很少會(huì)遇到片狀“水簾”的情況，而在極端暴雨天氣中，905nm的探測(cè)效果同樣會(huì)被“致盲”。1550nm激光雷達(dá)的劣勢(shì)在于成本和功耗，且皆為物理屬性問(wèn)題，較難得到根本解決。1）成本：1550nm波長(zhǎng)需搭配光纖激光器和銦鎵砷（InGaAs）探測(cè)器使用，成本和復(fù)雜度遠(yuǎn)高于905nm方案。即使未來(lái)經(jīng)過(guò)大規(guī)模生產(chǎn)和系統(tǒng)優(yōu)化，成本下限也高于905nm方案。一方面，光纖激光器是一套復(fù)雜的系統(tǒng)，由眾多元器件組成，價(jià)格明顯高于半導(dǎo)體激光器，未來(lái)需通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、無(wú)源器件的集成和大規(guī)模量產(chǎn)來(lái)進(jìn)行降本，但價(jià)格下限仍高于EEL和VCSEL激光器。另一方面，1550nm波長(zhǎng)無(wú)法被常規(guī)的硅材料所吸收，因此無(wú)法使用傳統(tǒng)的硅光電探測(cè)器，需配合銦鎵砷探測(cè)器使用，而銦鎵砷材料的價(jià)格顯著高于普通硅材料。此外，目前車(chē)載激光雷達(dá)行業(yè)仍以905nm方案為主，這也意味著905nm方案更有可能率先享受量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)鏈成熟帶來(lái)的紅利，進(jìn)一步降低生產(chǎn)制造成本。2）功耗：1550nm激光雷達(dá)需以更高的功率運(yùn)行，因此需解決散熱難題。1550nm方案的電光轉(zhuǎn)換效率低于905nm，因此為實(shí)現(xiàn)同樣的探測(cè)效果，必須提升發(fā)射端的功率。據(jù)九章智駕微信公眾號(hào)引用禾賽的觀點(diǎn)，905nm搭配VCSEL激光器在激光雷達(dá)中的電光轉(zhuǎn)換效率約20%，而1550nm僅10%出頭。這主要是由于在發(fā)射端，1550nm波長(zhǎng)需搭配復(fù)雜的光纖激光器。相較于905nm所需的半導(dǎo)體激光器可直接進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，光纖激光器還需經(jīng)歷光纖耦合和放大的過(guò)程，其中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的能量損耗，因此光纖激光器的電光轉(zhuǎn)換效率要低于半導(dǎo)體激光器。綜上，1550nm激光雷達(dá)在發(fā)射端需以更高的功率運(yùn)行，Luminar和Innovusion產(chǎn)品功耗分別為25W和28W，而采用905nm方案的激光雷達(dá)功耗多在15W左右，這也是為什么Luminar和Innovusion的產(chǎn)品都選擇搭載在車(chē)頂以便于散熱。3）可靠性：考慮到光纖激光器體積大、成本高、功耗高，目前的1550nm激光雷達(dá)只會(huì)使用1-2套光纖激光器，對(duì)比905nm可以將上百組激光器進(jìn)行芯片化。依賴(lài)單一激光器在魯棒性和可靠性角度上帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)。此外，單一激光器為實(shí)現(xiàn)更大的FOV，通常需要搭配二維轉(zhuǎn)鏡掃描架構(gòu)，與簡(jiǎn)單的一維轉(zhuǎn)鏡相比增加了激光雷達(dá)內(nèi)部的活動(dòng)部件，影響其穩(wěn)定性和壽命。905nm激光雷達(dá)的探測(cè)距離是否足夠？我們認(rèn)為，其性能上限已可基本滿足常規(guī)情況下自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的需求，但針對(duì)部分極端情況仍有待商榷。汽車(chē)制動(dòng)距離的公式可簡(jiǎn)單概括為S=Vt+(V^2)/(2gμ)（S為剎車(chē)距離，V為汽車(chē)行駛速度，t為系統(tǒng)制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，μ為路面摩擦系數(shù)，g為重力加速度即9.8m/s2）。我們?cè)谙卤碇辛信e了不同情況下，自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要的制動(dòng)距離。正常天氣和高速路面下，即使以最高限速120公里/小時(shí)行駛，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的剎車(chē)距離為111米，而當(dāng)前905nm激光雷達(dá)10%反射率下的探測(cè)距離大約在150米左右，可以覆蓋正常情況下的高速行駛需求。但在部分極端情況，例如惡劣天氣和路況以及超速行駛時(shí)，車(chē)輛所需要的制動(dòng)距離會(huì)超過(guò)150米，此時(shí)905nm激光雷達(dá)或難以支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需要的絕對(duì)安全性。但自動(dòng)駕駛系統(tǒng)也可通過(guò)控制不同情況下的行駛速度來(lái)避免上述極端情況的發(fā)生。2022年，國(guó)內(nèi)兩大Robotaxi玩家小馬智行和文遠(yuǎn)知行都宣布與速騰聚創(chuàng)達(dá)成合作，采用速騰聚創(chuàng)905nm激光雷達(dá)M系列進(jìn)行Robotaxi前裝量產(chǎn)方案的生產(chǎn)和落地。L4公司對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性具有更高的要求，因此我們認(rèn)為這也從側(cè)面體現(xiàn)了905nm激光雷達(dá)可支持常規(guī)情況下自動(dòng)駕駛功能的實(shí)現(xiàn)。發(fā)射：“多結(jié)工藝+補(bǔ)盲雷達(dá)”推動(dòng)VCSEL上量，中長(zhǎng)期格局較優(yōu)伴隨“多結(jié)”工藝的突破和補(bǔ)盲雷達(dá)的落地，車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的VCSEL芯片出貨量有望在今明年得到快速提升，目前供應(yīng)商仍以海外龍頭Lumentum為主。國(guó)產(chǎn)玩家中，縱慧芯光和長(zhǎng)光華芯（688048.SH）在該領(lǐng)域同樣具備強(qiáng)勁實(shí)力，車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于今明年陸續(xù)量產(chǎn)，我們認(rèn)為兩家廠商中長(zhǎng)期有望受益于VCSEL芯片整體較高的工藝壁壘和毛利率水平以及零部件國(guó)產(chǎn)替代的邏輯。根據(jù)激光增益介質(zhì)材料的不同，常見(jiàn)激光器可分為四大類(lèi)：固體激光器、光纖激光器、氣體激光器和半導(dǎo)體激光器。其中固體和氣體激光器由于體積偏大，并不適宜于車(chē)載場(chǎng)景。因此，當(dāng)前車(chē)載激光雷達(dá)的主流發(fā)射激光器主要包括半導(dǎo)體激光器和光纖激光器兩大類(lèi)。光纖激光器搭配1550nm光源使用，其市場(chǎng)空間主要取決于1550nm激光雷達(dá)的滲透情況，在此處我們不多做討論。而半導(dǎo)體激光又主要包括邊發(fā)射激光器（EEL）和垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）兩類(lèi)。激光發(fā)射器類(lèi)型的選擇主要取決于激光雷達(dá)的掃描方案和測(cè)距原理。VCSEL具有成本低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)光面積大導(dǎo)致的性能短板也有望通過(guò)“多結(jié)”工藝得到補(bǔ)齊，因此其應(yīng)用場(chǎng)景正在不斷拓寬。除激光雷達(dá)外，VCSEL亦可應(yīng)用于艙內(nèi)駕駛員監(jiān)控產(chǎn)品（DMS），同樣受益于汽車(chē)智能化的發(fā)展。針對(duì)905nm轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)，“多結(jié)”VCSEL中長(zhǎng)期有望逐漸取代EEL。EEL稱(chēng)為邊發(fā)射激光器，是過(guò)往最常用的激光雷達(dá)光源技術(shù)，光源能量密度高，供應(yīng)鏈也相對(duì)成熟，但在成本和體積方面不占優(yōu)。這主要是由于EEL激光器的激光是從芯片邊緣射出的，在形成晶圓后需再進(jìn)行切割，并對(duì)每個(gè)激光器的側(cè)表面分別進(jìn)行處理，因此成本較高。相較之下，VCSEL的優(yōu)勢(shì)主要在于：1）成本低：由于VCSEL激光器的光是垂直于芯片發(fā)射的，因此無(wú)需在側(cè)面進(jìn)行太多加工，后道處理工序成本低于EEL，長(zhǎng)期還有望享受消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的摩爾定律。2）更易于芯片化：VCSEL可在二維陣列中實(shí)現(xiàn)，單個(gè)芯片就能夠包含數(shù)百個(gè)獨(dú)立光源，因此較EEL更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)光陣列。針對(duì)905nmMEMS激光雷達(dá)，EEL當(dāng)前或仍更為合適。這主要是由于MEMS微振鏡面積較小，直徑約1-5mm，而VCSEL發(fā)光面積較大，因此準(zhǔn)直較為困難（VCSEL面積通常約250μm*250μm，EEL通常約250μm*10μm）。此外，MEMS激光雷達(dá)需要的激光器較少，例如速騰聚創(chuàng)的905nmMEMS激光雷達(dá)M系列僅使用了5個(gè)收發(fā)模組（5個(gè)EEL激光器+5個(gè)SiPM探測(cè)器），因此也可大幅避免EEL的成本和體積劣勢(shì)。針對(duì)Flash純固態(tài)激光雷達(dá)，普遍采用“VCSEL+SPAD”全芯片化方案，因此VCSEL激光器也有望受益于Flash激光雷達(dá)的活躍。Flash不像其他掃描技術(shù)使用光束實(shí)現(xiàn)掃描，而是在短時(shí)間內(nèi)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)于環(huán)境圖像的測(cè)繪。VCSEL可在二維陣列中實(shí)現(xiàn)，單個(gè)芯片就可包含數(shù)百個(gè)獨(dú)立光源，因此較EEL更適合芯片化，還為設(shè)計(jì)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣光源提供了可能。此外，VCSEL的發(fā)光面積更大，在Flash激光雷達(dá)中更容易實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)角，而EEL激光器配合Flash掃描方案則需要更為復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)。目前，激光雷達(dá)的VCSEL供應(yīng)商仍以海外龍頭Lumentum為主，Lumentum同時(shí)也占據(jù)了全球VCSEL芯片市場(chǎng)超40%的份額，可見(jiàn)市場(chǎng)集中度之高。Lumentum是全球最大的VCSEL供應(yīng)商。據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2021年Lumentum占據(jù)了全球VCSEL市場(chǎng)42%的份額。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，Lumentum是蘋(píng)果iPhone的供應(yīng)商。在車(chē)載激光雷達(dá)領(lǐng)域，Lumentum也于2022年宣布了與禾賽科技的合作，禾賽AT128采用的就是Lumentum的VCSEL激光器。除Lumentum外，II-VI通過(guò)2019年收購(gòu)Finisar成為了目前全球第二大VCSEL供應(yīng)商，2021年市占率達(dá)37%，即前兩大玩家合計(jì)占據(jù)了近80%的市場(chǎng)。如此高的集中度主要是由于VCSEL芯片具有較高的工藝壁壘，Lumentum和II-VI皆采用IDM模式，覆蓋芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、晶圓制造等全流程（Lumentum由于訂單量較大，部分或代工）。國(guó)內(nèi)廠商中，縱慧芯光和長(zhǎng)光華芯在多結(jié)VCSEL領(lǐng)域同樣具備強(qiáng)勁實(shí)力，車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品皆有望于2023年開(kāi)始陸續(xù)量產(chǎn)，中長(zhǎng)期有望受益于VCSEL芯片整體較高的工藝壁壘和毛利率水平以及零部件國(guó)產(chǎn)替代的邏輯?？v慧芯光成立于2015年，起源于斯坦福大學(xué)，專(zhuān)注于高功率、高頻率VCSEL芯片/模組的研發(fā)。公司采用Fablite模式，即自主生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)（外延），后續(xù)其它環(huán)節(jié)則委外代工。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，縱慧芯光的VCSEL芯片廣泛應(yīng)用于華為、榮耀、夏普、魅族等手機(jī)品牌，累計(jì)出貨超5000萬(wàn)顆，積累了豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。而在車(chē)載領(lǐng)域，縱慧芯光自2019年開(kāi)始布局，目前正與國(guó)內(nèi)外多家激光雷達(dá)廠商合作開(kāi)發(fā)混合固態(tài)和固態(tài)激光雷達(dá)方案，其VCSEL產(chǎn)品已于2020年通過(guò)AEC-Q102車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證，2021年初通過(guò)IATF16949認(rèn)證，有望于2023年開(kāi)始量產(chǎn)。2022年8月，縱慧芯光獲新一輪戰(zhàn)略融資，投資者包括速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、比亞迪等產(chǎn)業(yè)鏈玩家，國(guó)產(chǎn)替代邏輯較強(qiáng)。接收：905nm快速邁向SPAD/SiPMSPAD/SiPM的靈敏度優(yōu)勢(shì)明顯，越來(lái)越多的905nm激光雷達(dá)產(chǎn)品開(kāi)始在接收端采用SiPM/SPAD，替代APD已成為明顯趨勢(shì)。目前，SPAD/SiPM核心廠商仍以濱松光子、索尼、安森美等海外龍頭為主。南京芯視界、靈明光子、宇稱(chēng)電子、阜時(shí)科技等國(guó)產(chǎn)玩家存在國(guó)產(chǎn)替代的機(jī)會(huì)，但產(chǎn)品性能對(duì)比國(guó)際龍頭仍有進(jìn)步空間。激光雷達(dá)的探測(cè)器按照器件結(jié)構(gòu)可以分為PIN二極管、APD雪崩二極管、SPAD單光子陣列和SiPM探測(cè)器。其中PIN二極管由于無(wú)任何增益效果，因此應(yīng)用不多。APD（雪崩光電二極管）技術(shù)已然十分成熟，SPAD（單光子雪崩二極管）和SiPM（硅光電倍增管）則相對(duì)新興。SPAD為蓋革模式（即偏置電壓高于擊穿電壓）下的APD，具備單光子成像的能力；而SiPM是硅基陣列模式的SPAD，由多個(gè)SPAD并聯(lián)組成。與APD相比，SPAD/SiPM的主要優(yōu)勢(shì)在于更強(qiáng)的增益效果和更高的靈敏度，但面臨日光干擾的問(wèn)題。據(jù)安森美官網(wǎng)，APD的內(nèi)部增益大約在100x，而SPAD/SiPM的內(nèi)部增益可達(dá)百萬(wàn)級(jí)。因此，使用SPAD/SiPM結(jié)構(gòu)的接收器能夠在更低的功率下實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，在功耗和體積方面優(yōu)勢(shì)明顯，在夜晚等弱光環(huán)境下的探測(cè)效果也更佳。目前，禾賽科技、速騰聚創(chuàng)等主要激光雷達(dá)玩家皆已開(kāi)始在激光雷達(dá)接收端采用SPAD/SiPM方案。但需注意，SPAD/SiPM并非毫無(wú)缺點(diǎn)。SPAD/SiPM由于靈敏度極高，因此在強(qiáng)太陽(yáng)光等背景光噪聲較大的環(huán)境下，反而會(huì)因信噪比較低而出現(xiàn)探測(cè)距離明顯下降的問(wèn)題。而對(duì)比SPAD和SiPM，長(zhǎng)距激光雷達(dá)目前多使用SiPM，F(xiàn)lash補(bǔ)盲激光雷達(dá)則以SPAD為主。SPAD的主要優(yōu)勢(shì)在于像素?cái)?shù)更高，因此在相同分辨率下，陣列體積會(huì)更小。Flash固態(tài)激光雷達(dá)的角分辨率主要受限于像素?cái)?shù)量，且作為補(bǔ)盲雷達(dá)對(duì)體積的要求更高，因此更適合采用SPAD方案。而SiPM的主要優(yōu)勢(shì)在于可一定程度彌補(bǔ)SPAD對(duì)光感知能力不足的問(wèn)題。這主要是由于SPAD只需1個(gè)光子就會(huì)發(fā)生雪崩，而SiPM通過(guò)將大量SPAD并聯(lián)，可通過(guò)發(fā)