鑽石舞台

目前激光雷達車規標準由各車廠制定，暫未統一，但主要性能指標包括：1）探測範圍：探測距離、視場角（H×V）；2）點雲質量：點頻、角分辨率、掃描幀頻；3）量產落地因素：成本、尺寸、使用壽命等。

激光雷達技術路徑尚未收斂，905nm發射器和MEMS或成中期主流方案。1）激光發射器：905nm是在滿足當前自動駕駛性能需求基礎上成本最優的方案；2）掃描方式：轉鏡式激光雷達最早通過車規並實現上路，但存在線數難做高、尺寸較大、功耗較高等問題。我們認為，綜合考慮成熟度、性價比、車規的可靠性、規模化製造等維度，MEMS激光雷達方案效用最佳，有望成為未來3-5年內最早大規模落地的商業技術路線。長期來看，資本和技術的加持推動固態雷達產業化加速，隨着Flash、OPA等純固態技術逐漸成熟，我們認為固態激光雷達有望在未來3-5年迎來商用落地。

激光雷達降本路徑逐漸清晰，有望實現價格下探。成本是目前激光雷達實現大規模上車的主要阻礙，當前可量產激光雷達的平均價格已下探至500-1000美元區間，我們認為未來有望下降至200美元以下，主要的降本路徑有：1）提升設計能力，向固態化+集成化發展。系統設計的優化在降低BOM成本的同時簡化電路結構，有助於減少電子器件的用量並大幅降低裝調成本；2）大規模量產，分攤製造和研發成本；3）自研關鍵芯片，控制上游元件成本；4）激光器等上游器件逐步實現國產替代；5）提升工藝，控制生產良率。

車載激光雷達量產進程不及預期；上車進度不及預期；成本下降幅度不及預期；自動駕駛政策開放不及預期。

車規級激光雷達的性能指標主要分為三類：1）是否能探測到：探測距離和視場角決定了激光雷達的探測範圍；2）探測是否清晰準確：點頻最能反映激光雷達的點雲質量；3）是否能落實到量產裝車：需要綜合考慮可靠性、尺寸、使用壽命、功耗及成本等因素。

圖表：激光雷達車規級關鍵性能指標分析

資料來源：汽車之心，CSDN，九章智駕，各公司官網，禾賽科技招股說明書，中金公司研究部

各車廠對激光雷達的性能要求標準並不統一，但與量產相關的車規級認證主要有IATF 16949、ISO 26262、AEC-Q100、ISO 16750、A-SPICE等，各自側重點不同，其中三者更加重要——1）功能安全：ISO 26262；2）零部件供貨及供應商質量管理：IATF 16949；3）IC產品測試認證：ACE-Q100。

圖表：激光雷達量產相關的車規標準

資料來源：國際標準化組織，國際汽車工作組，AEC，汽車之心等，中金公司研究部

從理論上來說，各性能指標相互聯繫：1）由於每個激光器的點頻存在上限，視場角、角分辨率及掃描幀頻三者相互制約，提升某一性能必然是以犧牲其他性能為代價；2）有效探測距離是相對於足夠的反射點雲來說的，二者相互依存。

從實際出發，增大發射功率可以提高探測距離，但對於905nm來講，增加發射功率可能會有傷害人眼的危險；對於1550nm來講，增加發射功率，對熱管理要求較高。提高激光收發單元數、提升掃描幀頻等可以提高點頻密度，但會付出成本高、體積大、使用壽命降低的代價。

圖表：部分廠商性能提升方式

資料來源：汽車之心，高工智能，九章智駕，中金公司研究部

激光發射器按波長來分，可以分為905nm、1550nm、940nm等不同種類。激光雷達的激光波長的選擇主要基於：1）太陽光的功率在近紅外波段和短波紅外波段較低，日光干擾低；2）特定的波長能夠被特定的材料（Si、InGaAs等）吸收。根據Yole數據，目前激光器波長主要為905nm和1550nm兩種，3Q21的市場份額分別為69%、14%。

圖表：905nm波長與1550nm波長的激光雷達對比

資料來源：Yole，智能汽車俱樂部，中金公司研究部

905nm激光發射器由於產業鏈較為成熟、成本相對較低等原因是目前應用相對較廣的一類激光器：1）車載激光雷達的先行者Velodyne在2007年就布局905nm激光雷達（HDL-64E），並和Google、百度等自動駕駛算法公司協作進行路測；2）Lumentum、Hamamatsu、Osram等廠商具有較為成熟的905nm激光發射器製造工藝；3）用於接收905nm波長激光的Si探測器成本也相對較低。

1550nm波長的激光雷達以優異的探測性能取勝。波長1400nm以上的激光到達視網膜之前，就會被眼球的透明部分吸收完，對人眼沒有傷害，1550nm波長的激光雷達可以相較905nm波長以10倍至40倍的功率運行，發射功率越大，光子攜帶的能量越多，越不容易在傳輸中發生衰減，從而能獲得更高的點雲分辨率、更遠的探測距離以及更強的複雜環境穿透力。

圖表：激光雷達回波功率理論公式

資料來源：CSDN，中金公司研究部

我們認為905nm激光雷達探測距離較短的缺陷不妨礙其在正常情況下支持汽車自動駕駛功能，但極端情景能否保護駕駛員安全仍有待商榷。我們通過簡化後的剎車距離公式s= vt +v2/2μg（s為剎車距離，v為汽車巡航速度，μ為車輪與路面間的滑動摩擦係數，g為重力加速度9.8m/s2，t為反應時間）進行討論，我們假設汽車自動駕駛的反應時間為0.5s：

► 極端情景#1：大雨天高速公路上，假設汽車以100km/h的巡航速度進行L3+自動駕駛，由於雨天路滑μ為0.3，根據公式可推算出汽車的完整剎車距離為145.14m。

► 極端情景#2：濃霧天氣下，假設汽車以50km/h（13.89m/s）的巡航速度進行L3+自動駕駛，μ為1，根據公式可以推算出汽車的完整剎車距離為16.79m。

► 極端情景#3：在不限速的高速公路上，假設汽車以200km/h的巡航速度進行L3+自動駕駛，μ為1，此情形下汽車的完整剎車距離為185.28m。

正常情況下，在限速120km/h的高速上行駛時，汽車的完整剎車距離為73.36米，而905nm激光器的探測距離大致在150米左右，基本覆蓋正常情況下的剎車距離，因此我們認為除了較惡劣天氣及超速行駛情形外，905nm激光雷達基本可以支持日常出行。

雖然1550nm激光雷達有更高的探測距離，但其成本過高，且使用的光纖激光器體積也很大。根據IHS Markit數據，2019年905nm和1550nm的一個激光收發組件的價格分別為4~20$和275$，並且其預計2025年分別為2~10$和155$。此外，1550nm激光器需要高功率以提升探測距離，但其中一半會轉化為熱能，帶來較複雜的熱管理問題，綜合成本或進一步上升。

激光雷達的掃描方式主要可以分為ToF（Time of Flight，飛行時間）和FMCW（frequency modulated continuous wave，調頻連續波）兩大類。其中，根據內部有無運動器件，ToF又可以細分為機械式、半固態式（轉鏡、MEMS等）和固態式（OPA、Flash等）。

目前，機械式激光雷達技術最為成熟，其特徵是具有一個裸露的可以360°旋轉的筒狀結構，主要應用於自動駕駛測試研發領域。但機械式激光雷達存在成本較高、裝配調製困難、掃描頻率低、生產周期長、機械零部件壽命不長等缺點，且由於旋轉部件體積較大不易集成到車體，我們認為該技術方案較難應用在規模量產車型中。

圖表：激光雷達按掃描方式分類及代表性品牌

資料來源：佐思汽研，蓋世汽車，中金公司研究部

和機械式相比，半固態式激光雷達保持激光收發模塊靜止，僅掃描部件旋轉或振動。現階段國內乘用車激光雷達技術路線之爭，主要是半固態下轉鏡與MEMS兩種技術方案之間的較量。

轉鏡式激光雷達是最早通過車規並實現上路的方案，有望階段性率先起量。轉鏡方案沒有外露的旋轉部分，通過電機帶動一個內置的可旋轉鏡子做機械運動，實現約120°範圍的掃描。轉鏡方案又可分為一維轉鏡（以法雷奧、禾賽為代表）和二維轉鏡（以Luminar為代表）兩種技術路線。我們認為，轉鏡式激光雷達方案具有易過車規認證、成本可控、性能滿足需求門檻、可批量穩定供貨等優勢，為主機廠乘用車產品實現從0到1跨越的首選方案。但轉鏡方案目前尚未實現大規模上車的原因在於：1）線數難做高，視場角和角分辨率受到限制；2）尺寸較大且功耗較高；3）成本下降空間有限。

圖表：機械式激光雷達工作原理

資料來源：汽車之心，中金公司研究部

圖表：法雷奧SCALA轉鏡方案拆解

資料來源：Yole，法雷奧，中金公司研究部

MEMS激光雷達通過MEMS（micro-electro-mechanical-system，微機電系統）技術將機械式激光雷達、轉鏡式激光雷達中的鏡面、轉軸等機械零部件集成化至芯片級別，在微觀上實現發射端的光束操縱，具有尺寸小、可靠性高、批量生產後成本低、分辨率高等優勢：

► 優勢#1：尺寸小、可靠性高。MEMS激光雷達相較機械式/轉鏡式激光雷達使用MEMS微振鏡替代了馬達、稜鏡等機械運動裝置，減小尺寸空間，提高系統穩定性。

► 優勢#2：成本低。MEMS微振鏡可實現快速掃描，其等效線數高達一至兩百線，因此要實現相同的點雲密度，MEMS所需的激光發射器數量較機械式/轉鏡式少，成本下降。此外，MEMS是半導體工藝，規模量產後MEMS微振鏡的ASP可進一步下降。

► 優勢#3：分辨率高。MEMS微振鏡可以精確控制偏轉角度。

綜合考慮成熟度、性價比、車規的可靠性、規模化量產的可行性等維度，我們認為MEMS激光雷達方案效用最佳，有望成為未來3-5年內最早大規模落地的商業技術路線。據我們的行業觀察發現，整機廠對MEMS方案的青睞度提升，上車比例有所提高。根據公司官網，Innoviz的MEMS激光雷達產品InnovizOne於2021年搭載在寶馬新型BMW iX車型上；國內廠商速騰聚創的MEMS激光雷達RS-LiDAR-M1於2021年6月實現量產裝車；在CES 2022上，作為轉鏡方案代表的法雷奧在第三代產品中轉向MEMS設計，公司預計第三代將在2024年正式上市。

圖表：MEMS微振鏡

資料來源：MEMS，中金公司研究部

圖表：MEMS激光雷達工作原理

資料來源：Elektrotechnik & Informationstechnik《MEMS-based lidar for autonomous driving》（2018），中金公司研究部

圖表：部分搭載激光雷達車型統計

資料來源：佐思汽研，蓋世汽研，半導體行業觀察，廣州車展，中金公司研究部

長期看，「固態化」是車載激光雷達發展的主旋律，我們認為純固態有望成為激光雷達的終極形態。純固態激光雷達中沒有任何運動部件，在顛簸、震動、高低溫等嚴苛環境中具備壽命優勢，最易達到高等級車規要求；且理論體積可進一步縮小、並可以進行高度芯片化，理論成本有望下探到100美元。目前純固態技術方案主要有Flash和OPA兩種：

► Flash：Flash固態激光雷達的成像原理類似快閃，在短時間內向大片探測區域直接發射激光，再通過高度靈敏的接收器接收後輸出圖像。Flash激光雷達的優勢在於能夠一次性實現全局成像，避免了運動補償，且無需掃描，成像速度更快，但其缺點是激光功率受限，導致探測距離、FoV（視場角）、探測精度三者難以兼顧，現階段通常作為輔助雷達出現。

► OPA：OPA固態激光雷達運用光學相控陣（Optical-Phased-Array）技術，通過調節發射陣列中每個移相器的相位控制激光束的輸出方向，完成對目標區域的掃描測量。OPA激光雷達具有體積小、掃描速度快、精度高、可控性好等優點，但因當前技術限制，激光在最大功率方向之外的地方易形成旁瓣，使激光能量被分散，影響作用距離與角分辨率，且微陣列芯片設計的工藝難度較高，制約其大規模量產。

圖表：純固態激光雷達工作原理（Flash/OPA技術方案）

資料來源：Li, You and J. Ibañez-Guzmán. 「Lidar for Autonomous Driving：The Principles, Challenges, and Trends for Automotive Lidar and Perception Systems.」 IEEE Signal Processing Magazine 37 (2020)：50-61.，中金公司研究部

當前激光雷達受到市場極高關注度，資本和技術的加持有望推動固態雷達產業化加速，我們認為固態激光雷達有望在未來3-5年迎來商用落地。但當前純固態方式仍較多處於實驗室或初步測試階段，距離性能提升、技術成熟、大規模量產還有一段路要走：1）Flash方案廠商主要通過提升光源質量（從LED/CMOS光源→VCSEL）、使用SPAD陣列進行接收端增益以及提升單車搭載數量改善產品性能。根據公司官網，搭載3個IbeoNext固態激光雷達的長城WEY摩卡車型預計在2022年量產；Ouster ES2選擇犧牲掃描角度（26°×12°）換取較遠的探測距離（200m），預計2024年實現批量交付。2）OPA方案代表廠商Quanergy儘管早在CES 2017大會上發布了S3純固態產品，但由於技術突破難度大，底層製造工藝的穩定性仍需提升，至今未實現真正的商業化落地。

圖表：各廠商純固態激光雷達最高性能產品一覽

資料來源：各公司官網，中金公司研究部；註：/表示尚未公開披露

激光雷達一般由發射模塊、接收模塊、掃描模塊以及信息處理模塊四部分構成：1）激光發射模塊：激光器（EEL/VCSEL/光纖激光器）發射的激光脈衝通過發射光學系統，將激光發射至目標物體；2）激光接收模塊：經接收光學系統，光電探測器（APD/SAPD/SiPM）接受目標物體反射回來的激光，產生接收信號；3）掃描模塊：不同的掃描方式對應不同的掃描部件，對所在平面進行掃描生成實時圖像；4）信息處理模塊：接收信號經過放大處理和數模轉換，經由主控模塊計算，建立最終的3D模型。激光雷達內部結構複雜，依賴精密製造和高端元器件，前期研發投入較大、生產製造成本高昂；且目前L3+高級別自動駕駛處於導入初期，尚不具備規模量產條件，成本無法被攤薄，導致激光雷達短期價格居高不下。

圖表：激光雷達核心模塊示意圖

資料來源：禾賽科技招股說明書（申報稿），中金公司研究部

激光雷達成本包括BOM 成本（物料成本）、生產成本和研發成本。生產成本側，半固態式激光雷達的裝調和人工費用相較機械式下降明顯。

BOM成本側，從機械式到半固態，收發單元的成本占比下降，主板和掃描部件占比有所提升。1）根據汽車之心，Velodyne的16線機械激光雷達中激光、光電二極管占比合計約75%。2）4線轉鏡式激光雷達法雷奧Scala1成本拆分中主板占比最高，激光單元板、光學部件和激光機械部件分別占BOM成本的23%、13%和10%。3）稜鏡式方案代表產品Livox Horizon採用非往復式掃描技術，用較少數量的收發模組實現等價100線數效果。根據System plus Consulting測算，Livox發射和接收器件成本占比分別下降至7%和4%，光學部件（包括透鏡模組等掃描器件）的成本占比最高，達到54%，其次是主板。4）MEMS激光雷達用MEMS微振鏡替代馬達、稜鏡等機械部件，且收發模塊數進一步減少，主要成本集中在主板和MEMS微振鏡兩部分。

圖表：各類型激光雷達成本拆分

資料來源：汽車之心，System plus Consulting，半導體風向標，中金公司研究部

結合我們的草根調研，我們預計當前可量產激光雷達的平均價格約500-1000美元；而根據蓋世汽研調查顯示，如果激光雷達要大規模裝車，64%的車企接受的價格在1,000元人民幣以下，當前激光雷達價格離規模量產仍有一定距離。2020年8月，第十二屆汽車藍皮書論壇上，時任華為智能汽車BU總裁王軍表示，未來計劃將激光雷達成本降至200美元，甚至100美元[1]。我們認為，隨着低成本技術方案的逐漸成熟，同時疊加高級別自動駕駛滲透率提升、量產規模擴大，激光雷達成本下探空間可期，我們預計到2030年激光雷達單價有望下降到200美元以下。

圖表：部分激光雷達型號銷售價格（截至2021年）

資料來源：半導體行業觀察，中金公司研究部

圖表：激光雷達價格趨勢

資料來源：Livox官網，中金公司研究部

我們認為，激光雷達的降本路徑主要有提升設計能力、規模量產、自研芯片、產業鏈國產化、工藝調試等。

► 提升設計能力，向固態化+集成化發展。分系統模塊看：1）發射模塊：由人工成本較高的EEL向可機器量產、生產良率可控的VCSEL激光器發展；2）掃描系統：由機械部件成本較高、收發模組數量較多的機械式向MEMS甚至向理論成本更低的純固態遷移；3）接收模塊：逐步採用性能更優、成本更低的SiPM探測器；4）信息處理：單片集成探測器、前端電路、脈衝控制等功能，顯著降低系統複雜性和成本，可取代FPGA主控單元。我們認為，激光雷達的終極形態可能是由一顆集成了激光器的發射端芯片、一顆集成了探測器芯片、模擬芯片、數模轉換芯片、主控芯片的SoC系統級芯片和光學部件三部分構成，系統設計的優化在降低BOM成本的同時簡化電路結構，有助於減少被動元器件等電子器件的用量並大幅降低裝調成本，後續還可通過提高芯片製程進一步下調成本。

圖表：激光雷達通過提升設計能力實現降本

資料來源：濱松光子公司官網，禾賽科技招股說明書（申報稿），中金公司研究部

► 實現大規模量產，分攤製造成本。2022年為激光雷達前裝量產元年，下游需求起量有望助推車載激光雷達產量從萬台倍增至百萬台量級，研發成本與生產製造成本將得到顯著分攤。據銳馳智光披露，LakiBeam128在萬台、十萬台、百萬台級別的供貨價分別為743、498和289美元[2]，量產數量級提升帶來的價格下探幅度超過50%。根據汽車之心，大規模量產後的MEMS微振鏡單價可降至30到50美元。

► 自研關鍵芯片，控制上游元件成本。根據禾賽科技招股書（申報稿），禾賽自研的發射端驅動芯片和接收端模擬前端芯片已批量生產，有望實現對TI芯片和ADI芯片的替代，接收端的模擬數字轉換芯片也已進入開發後期；Flash方案代表廠商Ouster亦擁有自主定製化設計芯片的能力，將VCSEL和SPAD分別集成到單顆ASIC芯片上，降低系統複雜度。

圖表：Ouster搭載自研ASIC芯片的數字激光雷達

資料來源：Ouster官網，中金公司研究部

► 核心器件的國產替代。隨着國內激光器、探測器廠商的逐漸崛起，激光雷達在上游元器件激光器、探測器側已具備初步的國產替代能力；光學部件側，國產廠商的技術水平已達到海外領先水平，且成本優勢突出，可完全替代國外供應鏈。國內光學龍頭舜宇光學從鏡片供應業務延伸至光路設計、組裝及光學代工。

► 提升工藝，控制生產良率。隨着激光雷達廠商製造工藝Know-How的不斷積累，工藝調試能力顯著提升，產品的生產良率有望提高。此外，2021年11月，速騰聚創與立訊精密宣布達成戰略合作，或建合資工廠[3]。我們認為，激光雷達廠商尋求代工合作有望發揮代工廠的製造工藝優勢，減少人工成本以及提升製造過程中的良品率。

國內已實現整車廠定點的激光雷達公司有:速騰聚創、禾賽科技、北醒光子、圖達通等。對於產業鏈領域，我們認為上游激光發射器、光學器件等環節有望逐步實現國產替代。

圖表：車載激光雷達產業鏈

資料來源：Yole，各公司官網，彭博資訊，中金公司研究部

我國車載激光雷達廠商具備全球競爭力，速騰聚創等本土廠商所占份額全球領先。根據Yole Developpement統計，2021年1-11月，全球車載激光雷達領域法雷奧市場占有率名列第一（達28%），而速騰聚創僅次於法雷奧，市占率達到10%。截至3Q21，速騰聚創、大疆、圖達通、華為、禾賽科技等5家本土廠商合計市場份額約26%，在全球範圍內占據較大市場份額。

當前激光雷達整機廠技術路線尚未統一，國內廠商量產節奏與國際領先水平相當，有望進一步拓展海外市場。速騰聚創機械式激光雷達及MEMS激光雷達（M1）均已量產，獲得廣汽、威馬、比亞迪等車企定點；稜鏡式激光雷達大疆Livox Horizon也已實現量產；禾賽科技、圖達通等廠商在CES 2022上公布其轉鏡產品將於2022年批量交付，國內廠商量產節奏與國際廠商同步。同時，根據Lucid官網，Lucid Air車型前裝的激光雷達由速騰聚創提供，我們認為憑藉出色的成本控制和不斷的技術研發，本土廠商也有望實現海外出貨。

圖表：全球車載激光雷達領域廠商市場份額（2021年1-11月）

資料來源：Yole，中金公司研究部

速騰聚創：車規級量產激光雷達先行者

公司深耕MEMS微振鏡技術路徑，其RS-LiDAR-M1（MEMS）是全球首款車規級量產的MEMS激光雷達。RS-LiDAR-M1於2018年獲得IATF 16949車規認證，2020年出貨北美，並於2021年實現量產交付。從性能上看，M1擁有120°×25°的超廣視場角以及最遠200m的測距能力，突破了905nm光源MEMS激光雷達測距極限。此外，公司通過投資控股希景科技自研MEMS微振鏡，以實現降本可量產。

目前公司獲得40個左右的定點車型。2020年7月以來，RS-LiDAR-M1連續獲得全球多個量產車型定點合作訂單，其中首個定點來自北美某車企。公司目前已與廣汽、上汽、北汽、吉利、一汽、宇通、現代摩比斯、AutoX、阿里、Mobileye、Lucid等國內外知名企業建立合作關係。根據Yole數據，截至3Q21，速騰聚創車載前裝激光雷達全球市場份額占比10%，位居中國第一、世界第二。

禾賽科技：高線數激光雷達技術成熟

禾賽科技於2014年在上海成立，2017年4月推出40線機械激光雷達Pandar40，迅速占領國內市場份額。2017年末，禾賽科技發布了基於百度Apollo平台的自動駕駛開發者套件Pandora，將激光雷達Pandar40與多個全景攝像頭裝入同一器件，進行同步感知工作，表明公司有能力實現激光雷達和其他傳感器數據的底層同步和融合，可幫助下遊客戶解決調教感知系統硬件的行業痛點；公司瞄準市場機遇，致力於成為系統解決方案的提供商。

據禾賽科技官網顯示，公司在機械式激光雷達方面與Velodyne一樣擁有成熟的產品線（32/40/64/128線）；在固態產品方面則推出PandarGT，採用MEMS技術路徑，內部的微振鏡器件由公司自主研發，抗衝擊性強、溫度適用範圍廣（-40℃-120℃）。公司目前已布局500多項專利，客戶遍布全球20個國家和地區的70座城市，包括理想、博世、百度、上汽、文遠知行等知名廠商。

圖達通：超遠距激光雷達領先企業

圖達通於2016年成立，是國內外領先的300線激光雷達廠商。激光雷達產品分為獵豹、捷豹、獵鷹系列，獵豹和捷豹系列產品是300線1550nm的激光雷達，探測距離可達280米，應用於智慧城市和高速公路以及軌道和礦山領域；獵鷹系列（1550nm）為車載激光雷達，將搭載於蔚來ET7中，探測距離可達500米，是目前車載激光雷達中探測距離最遠的，同時具有120°的超廣視角以及300線等效分辨率。

北醒光子：應用領域豐富

北醒光子於2015年成立，激光雷達現已實現量產，年產能達到60萬台。合作夥伴覆蓋全球超過64個國家和地區，為智慧軌道交通、智慧民航、智慧航運、車路協同及自動駕駛、無人機、機器人、物位檢測、安防、IoT等行業實現技術升級。Horn-X2 Pro用於智能駕駛領域，最遠探測距離為300米，最高角分辨率為0.05°×0.05°，等效600線。截至2019年1月，已獲得包括IDG資本、順為資本、凱輝汽車基金（法雷奧LP）、達泰資本、Keywise資本及科沃斯等多家資本投資。

激光器是激光雷達發射模塊的重要組成部分，主要方案有邊發射激光器(EEL)、垂直腔面發射激光器(VCSEL)和光纖激光器三種，其中EEL和VCSEL屬於半導體激光器。現階段發射端激光器仍由國外廠商主導，代表企業有濱松光子、Lumentum、歐司朗、Lumibird等。

國內激光器產品性能接近海外水平，具備價格優勢，有望加速國產替代。國內激光器廠商起步較海外晚，近幾年加快追趕步伐，儘管產品在成熟度和可靠性方面略遜於海外，但整體性能已接近國外供應商水平。我們認為，未來隨着產品逐步迭代成熟，有望憑藉低成本等優勢加速滲透激光雷達供應鏈。其中，炬光科技主要布局EEL和VCSEL領域，與Velodyne、Luminar、速騰聚創等多家激光雷達整機廠開展技術與業務合作；光庫科技、昂納科技、海創光電則瞄準了實現1550nm+FMCW所必需的光纖激光器。

激光芯片廠商前瞻布局車規級場景，有望破局「有器無芯」局面。瑞波光電開發並小批量生產的1550nm EEL半導體激光芯片已供給激光雷達客戶；縱慧芯光、長光華芯獲得華為直接或間接投資，目前縱慧芯光的VCSEL產品已通過AEC-Q、IATF16949認證，我們預計將於2022年在汽車電子領域實現前裝量產，長光華芯應用於車載激光雷達的高功率、多結、高能量密度VCSEL產品也於2021年取得重要突破。

圖表：國內外激光器廠商

資料來源：各公司官網，Yole，中金公司研究部

炬光科技：稀缺的高功率半導體激光器廠商

炬光科技成立於 2007 年，主要從事激光行業上游的高功率半導體激光元器件、激光光學元器件的研發、生產和銷售，業務布局半導體激光、激光光學，汽車應用和光學系統四大板塊，其中汽車應用主要為智能駕駛激光雷達（LiDAR）與智能艙內駕駛員監控系統（DMS），產品涵蓋激光雷達面光源、線光源及光源光學組件等。

車載領域客戶資源豐富，有望充分受益激光雷達前裝量產浪潮。公司擁有車規級激光雷達發射模組設計、開發、可靠性驗證、批量生產等核心能力，已與Velodyne LiDAR、Luminar、Argo AI、大陸等公司開展業務合作，其中高峰值功率固態激光雷達面光源與德國大陸集團簽訂批量供貨合同，現已進入批量生產階段。2021年公司又開拓了速騰聚創、IBEO、法雷奧等新激光雷達製造商客戶。我們認為，隨着2022年激光雷達陸續上車，公司激光發射模組業務將迎來增長，公司在回復問詢函中預計2023年激光雷達相關業務收入體量可達5.4億元。

圖表：炬光科技主營業務

資料來源：公司公告，萬得資訊，中金公司研究部

圖表：炬光科技激光雷達收入預測

資料來源：：炬光科技招股書及回復問詢函，中金公司研究部

長光華芯：全球少數具備高功率激光芯片量產能力的企業

長光華芯成立於2012年，業務聚焦半導體激光芯片領域，主要產品包括高功率單管、高功率巴條、高效率VCSEL及光通信芯片等。公司秉持「一平台，一支點，橫向擴展，縱向延伸」的發展戰略，憑藉其在高功率半導體激光芯片領域的技術積累，構建了GaAs（砷化鎵）和InP（磷化銦）兩大材料體系，建立了邊發射和面發射兩大工藝技術平台。2021年9月，公司成功過會，擬募資13.84億元用於高功率激光芯片、器件、模塊產能擴充項目，垂直腔面發射半導體激光器（VCSEL）及光通訊激光芯片產業化項目等。

公司技術、人才優勢突出，是全球少數具備高功率激光芯片量產能力的企業之一。目前公司研發技術隊伍中碩博背景人才占比超過50%，已建成從芯片設計、MOCVD（外延）、光刻、解理鍍膜、封測等IDM全流程工藝平台和量產線。公司掌握多項關鍵核心技術，包括器件設計及外延生長技術、FAB晶圓工藝技術、腔面鈍化處理技術等，得益於技術升級和工藝改進，2018到2020年公司激光芯片生產的良率不斷提高，複合增長率達到33.40%。

激光探測器利用光電效應將光信號轉化為電信號從而實現對光信號的探測。按照材料可分為Si、Ge、InP、InGaAs、InGaAsP等不同種類，Si探測器能很好的接收905nm激光，是目前的主流方案，而InGaAs激光探測器能有效接收1550nm激光；按照工作原理可以分為PIN-PD（PIN光電二極管）、APD（雪崩光電二極管）、SPAD（單光子雪崩二極管）、SiPM（硅光電倍增管）等不同種類，目前APD憑藉性能/產業鏈更加成熟的優勢占據主流。

國外廠商較早入局，在產業鏈成熟度、產品可靠性方面優勢明顯，目前First Sensor、濱松、安森美半導體、Sony等國際廠商仍主導市場。國內供應商起步較晚，但發展迅速，產品性能可與國外供應鏈水平匹敵，已憑藉較高的客制化能力及成本優勢突破國外廠商的壟斷。我們認為，靈明光子、京邦科技、阜時科技、芯視界等國內廠商有望通過前瞻布局SPAD、SiPM等新產品實現彎道超車。

圖表：國內外探測器廠商

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

光學元件及組件分布於激光雷達的掃描系統、發射模塊和接收模塊中，主要有MEMS振鏡、反射鏡、透鏡、稜鏡/轉鏡、濾光片等。一般由激光雷達整機廠自主研發設計，光學元件廠商負責生產加工。

國內光學部件廠商技術水平已處於國際領先水平，具備成本優勢。舜宇光學、騰景科技等精密光學元器件廠商已經可以替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。永新光學與禾賽、Innoviz、麥格納均有合作，與Innoviz合作的激光雷達已在寶馬搭載，舜宇光學也與麥格納、華為、大疆等合作，並進入Leddar Tech生態系統。

優質光通信廠商通過光學元件切入激光雷達賽道。光通信中的鏡片等光學元件與激光雷達中光學元件加工工藝相似，可共用一個技術平台，天孚通信、昂納科技等憑藉光通信中的技術積累延伸拓展激光雷達領域。

圖表：國內外激光雷達光學元件廠商

資料來源：Yole，各公司官網，中金公司研究部

舜宇光學：車載鏡頭龍頭企業

舜宇光學科技成立於1984年，深耕精密光學領域，手機與車載業務共振成長。早期主要生產相機、顯微鏡等光學零件，2004年進入車載領域，並於2006年量產第一款ADAS鏡頭，此後公司多次對外投資合作在車載領域深入鏡頭研發，目前產品已覆蓋車載多類傳感器，鏡頭、攝像頭模組以及激光雷達。

客戶包括 Valeo、Bosch、Continental、Delphi 等Tier1供應商以及特斯拉、Mobileye等新勢力車廠，同時公司的車載鏡頭被廣泛應用於通用、寶馬、奔馳等知名品牌配備ADAS（高級駕駛輔助系統）的車型上。根據ICVTank數據，2012-2020年公司車載攝像頭出貨量始終居於全球第一位置，專利技術積累深厚，龍頭優勢顯著。

騰景科技：精密光學器件領軍者

騰景科技成立於2013年，主要產品為精密光學元件以及光纖器件，光學元件產品主要包括平面光學元件、球面光學元件、模壓玻璃非球面透鏡等；光纖器件產品主要包括鍍膜光纖器件、準直器、聲光器件等。具備光學薄膜類技術、精密光學類技術、模壓玻璃非球面類技術和光纖器件類技術四大類核心技術，產品應用領域包括光通信、光纖激光、生物醫療、消費類電子等，在激光雷達領域，主要從事光學元件的設計製作，已獲得車規級認證，並向禾賽科技、鐳神智能等出貨。

FPGA芯片通常被用作激光雷達的主控芯片，儘管FPGA可被MCU和DSP方案代替，且部分廠商選擇自研ASIC芯片，FPGA仍是當前激光雷達的主流芯片。

國產企業發力較晚，仍需等待技術成熟與性能提升。由於國外廠商起步較早，FPGA 芯片市場基本被海外龍頭壟斷，賽思靈和英特爾占有市場83%的份額；在激光雷達主控芯片市場，賽靈思的壟斷地位更為突出，根據賽靈思社區數據，賽靈思FPGA產品的市占率達到90%。我國FPGA的研發基礎相對薄弱，產品性能不及國外領先產品，但近幾年紫光同創、安路科技、復旦微電等廠商發展迅速，我們認為有望逐步進行國產替代。

安路科技：國產FPGA龍頭

國內FPGA領軍企業，出貨量在本土廠商中排名前列。公司成立於2011年，是目前A股上市公司中技術領先的FPGA芯片稀缺標的，目前已形成了PHOENIX高性能系列、EAGLE高性價比系列和ELF低功耗系列三大產品線，廣泛應用於工業控制、網絡通信、消費電子等領域，並擁有自研EDA軟件TangDynasty。根據Frost&Sullivan數據，憑藉產品質量穩定與性價比優勢，2019年公司FPGA芯片出貨量在國產供應商中排名第一。

汽車連接器可分為高壓連接器和高頻高速連接器兩類，高頻高速連接器一般運用在車外感知與車內通訊領域，連接激光雷達、攝像頭與控制域等，而在汽車智能化趨勢下，傳輸數據的總量和速率不斷提升，激光雷達一般使用Fakra等高頻連接器。

國際廠商先發優勢明顯，國產廠商有望憑藉技術高投入實現彎道超車。據Bishop & Associates數據顯示，2019年泰科電子占到全球汽車連接器市場39.1%的份額。國內已有數十家廠商進軍汽車連接器領域，並十分重視技術投入，近三年研發費用率均高於國外廠商。瑞可達、立訊精密、中航光電等均已實現高壓連接器量產落地，而在高速連接器領域，電連技術等也發展迅速，電連技術量產經驗豐富，已進入吉利、長城、比亞迪等車廠供應鏈。

圖表：2020年全球FPGA芯片競爭格局

資料來源：賽靈思，中金公司研究部

圖表：2019年全球汽車連接器廠商競爭格局

資料來源：Bishop & Associates，中金公司研究部

車載激光雷達量產進程不及預期。車載激光雷達生產製造過程有較多工藝調試與車規驗證，需要一定的生產周期，如果激光雷達量產進程不及預期，將直接影響成本和後續的裝車交付。

激光雷達上車進度不及預期。激光雷達的搭載進程受L3+級別滲透率的影響，若未來高級別自動駕駛滲透放緩，激光雷達的市場空間將不達預期。

成本下降幅度不及預期。激光雷達的高成本一直是其「落地難」的重要原因，若未來激光雷達無法從技術層面找到降成本的突破口，我們認為其滲透進程依然存在被滯後的可能。

自動駕駛政策開放不及預期。自動駕駛的安全一直是監管者關心的問題，如果相關法規嚴格程度超出預期，對自動駕駛相關路測試驗、上路資格限制較多，可能會影響汽車智能化進程。

[1]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1674778073316738567&wfr=spider&for=pc

[2]https://www.sohu.com/a/453786241_489960

[3]https://www.eet-china.com/mp/a91411.html

本文摘自：2022年1月25日已經發布的《汽車智能化系列之激光雷達：上車元年來臨，五問五答瞻前景》

陳 昊 SAC 執業證書編號：S0080520120009 SFC CE Ref：BQS925

李詩雯 SAC 執業證書編號：S0080521070008 SFC CE Ref：BRG963

彭 虎 SAC 執業證書編號：S0080521020001 SFC CE Ref：BRE806