激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)深度研究：從拆解五款激光雷達(dá)看智能駕駛投資機遇

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)深度研究：從拆解五款激光雷達(dá)看智能駕駛投資機遇創(chuàng)新之處1、直觀展示了激光雷達(dá)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。投資人對各家激光雷達(dá)的掃描方式、激光器、以及其它核心零部件缺乏系統(tǒng)、直觀的認(rèn)知，為此我們拆解了五款激光雷達(dá)，包含鐳神智能C16（機械式）、鐳神智能CH32（轉(zhuǎn)鏡式，主要用于路側(cè)和物流車）以及三款車規(guī)級產(chǎn)品，即圖達(dá)通falcon（轉(zhuǎn)鏡+振鏡二維掃描，搭載在蔚來

ET7、ET5、ES7上）、速騰聚創(chuàng)M1（MEMS，搭載在小鵬G9、智己L7、長城Wey等一系列車型上）、大疆覽沃HAP（雙楔形棱鏡，搭載在小鵬P5上）。對于無法用肉眼看清楚的激光發(fā)射芯片、APD接收芯片、微透鏡、MEMS鏡片等結(jié)構(gòu)我們采用了高倍電子顯微鏡放大，以期讓投資人有更直觀、更清晰的認(rèn)知。2、深入解答了投資人的多個疑問。a)集中度問題：針對投資人擔(dān)心激光雷達(dá)市場參與者眾多，行業(yè)集中度會比較分散，我們在第三章通過和攝像頭、毫米波雷達(dá)的對比，分析了激光雷達(dá)的車規(guī)難度，認(rèn)為激光雷達(dá)壁壘高于另外幾類傳感器，預(yù)計將有較高的集中度，國內(nèi)CR5的穩(wěn)態(tài)集中度可能在80%以上。b)毛利率問題：針對投資人關(guān)心的激光雷達(dá)毛利率問題，我們復(fù)盤了過去三年國內(nèi)主要汽車零部件的毛利率、凈利率區(qū)間，以及海外功率芯片、大算力芯片的毛利率區(qū)間，結(jié)合我們預(yù)計激光雷達(dá)的車規(guī)、算法和整機耦合、頭部廠商會進(jìn)行垂直一體化的觀點，給出激光雷達(dá)在完成不同價值量工作時可能對應(yīng)的毛利率。c)供應(yīng)鏈投資問題：正因為我們認(rèn)為激光雷達(dá)整機將有較高的集中度，我們提出激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈的投資應(yīng)該圍繞頭部激光雷達(dá)公司的供應(yīng)鏈展開，而不是圍繞什么公司做了什么產(chǎn)品展開。由于激光雷達(dá)目前處于發(fā)展早期，供應(yīng)鏈的變化具有很大的不確定性，尋找頭部激光雷達(dá)公司供應(yīng)鏈的變化或?qū)⒊蔀槲磥韼啄昙す饫走_(dá)投資的重點。d)EEL和VCSEL格局問題，TEC是否需要應(yīng)用問題：針對投資人不理解為什么歐司朗在905nm的EEL光源方面有極高的市占率，后續(xù)發(fā)展趨勢會怎樣，以及激光雷達(dá)后續(xù)是否需要TEC進(jìn)行降溫，我們在第四章第一節(jié)指出，根據(jù)歐司朗的專利《WO2021/214174Al》，其在905nmEEL低溫漂光芯片的專利極難繞過，預(yù)計很難有廠商能夠顛覆歐司朗在EEL上的地位。隨著各激光雷達(dá)廠商在光源側(cè)紛紛開始選擇VCSEL光源（比如禾賽科技、華為），我們判斷國內(nèi)VCSEL廠商長光華芯、縱慧光芯將迎來發(fā)展良機。我們同時指出，由于EEL的溫漂問題已被歐司朗解決，VCSEL芯片又天然具有低溫漂的特性，TEC后續(xù)在激光雷達(dá)上將難有用武之地。e)接收端問題：由于當(dāng)前二級市場沒有APD、SiPM、SPAD標(biāo)的，接收端的研究長期被忽視。實際上，當(dāng)前905nm都開始逐步采用SiPM、SPAD，相關(guān)產(chǎn)品有較高的技術(shù)壁壘，目前激光雷達(dá)基本采用的是索尼、濱松等海外產(chǎn)品。隨著國內(nèi)激光雷達(dá)的發(fā)展，接收端相關(guān)公司預(yù)計將迎來投資機遇。激光雷達(dá)：遠(yuǎn)期想象空間帶來高估值，明年有望放量迎來投資時間窗價值辨析：激光雷達(dá)是L4收斂CornerCase的關(guān)鍵手段激光雷達(dá)領(lǐng)域投資第一個遇到的挑戰(zhàn)就是特斯拉為什么不用激光雷達(dá)？當(dāng)前全球的自動駕駛（包括特斯拉）應(yīng)當(dāng)說都還處于L2+的水平，遇到無法處理的CornerCase，還是交給人來解決。到了L4之后，不再有人接管的選項就意味著L4系統(tǒng)處理CornerCase的能力要大大的提升。眾所周知，對于自動駕駛或者輔助駕駛算法而言，難點首先在感知，多數(shù)時候搭載ADAS算法的車出現(xiàn)安全事故，主要原因都是對于相關(guān)目標(biāo)物體沒有有效識別。那么后續(xù)什么零部件對于提升ADAS算法對不常見物體的感知最為有效，能夠大幅減少CornerCase對于安全的影響呢？我們認(rèn)為安裝激光雷達(dá)是最為直接有效的手段。L4要真正到來，業(yè)界普遍認(rèn)為需要比人駕駛有更高的安全性。目前高級駕駛輔助系統(tǒng)中普遍應(yīng)用的傳感器有攝像頭和毫米波雷達(dá)。在物體的拍攝上，攝像頭主要缺點是在暗光環(huán)境切換至亮光環(huán)境時易出現(xiàn)過曝光、在逆光條件下或攝像頭被污漬遮擋便會嚴(yán)重影響其信息采集效果。同時，在物體識別上，由于智能汽車

ADAS前置攝像頭的主流產(chǎn)品是單目和三目攝像頭，其測距原理都是先通過圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識別

（各種車型、行人、物體等），再通過目標(biāo)在圖像中的大小去估算目標(biāo)距離。在估算距離之前，首先要求準(zhǔn)確識別目標(biāo)，是車、行人、卡車、SUV還是轎車，因此正確識別是正確估計距離的第一步，為此，需要建立并持續(xù)維護(hù)巨大的示例特征數(shù)據(jù)庫以確保它包含要識別的所有特征數(shù)據(jù)。在此背景下，遇到未訓(xùn)練過的場景，攝像頭很難對距離進(jìn)行有效判斷，從而容易發(fā)生事故。市場空間：遠(yuǎn)期千億美金空間，2027年中國市場空間預(yù)計超過50億美金資本市場給予了激光雷達(dá)的相關(guān)公司較高的估值，我們認(rèn)為這跟激光雷達(dá)遠(yuǎn)期（比如2030年或2035年，跟L4級自動駕駛落地時間有關(guān)）的市場空間有較強的相關(guān)性。美股上市的各家激光雷達(dá)公司對2030年的市場空間都抱有很高的預(yù)期。那么中期的發(fā)貨量和市場規(guī)模會是怎樣呢？根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，從出貨量來看：

2018-2021年，與ADAS有關(guān)的激光雷達(dá)出貨量總共約15.6萬件，Yole預(yù)計2022年出貨量約19.4萬件，2027年達(dá)到446.1萬件，2022-2027年復(fù)合增長率87.1%。從市場規(guī)模來看：2021年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模約20.7億美元，其中ADAS市場約1.1億美元。Yole預(yù)計到2027年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模約63.1億美元，其中ADAS和自動駕駛汽車會分別以73%和28%的年復(fù)合增長率增長至20.1/7.0億美元。從實際落地情況來看，據(jù)我們統(tǒng)計，至2022年底，全球預(yù)計共有32款車型發(fā)布并搭載激光雷達(dá)，其中售價或預(yù)計售價在35萬以上的為26款，25-35萬為5款，25萬以下僅1款，其中有近三分之二方案由國內(nèi)激光雷達(dá)廠商提供。同時，激光雷達(dá)已成為國內(nèi)新能源品牌高端車型的普遍配置，平均搭載價格隨著國內(nèi)激光雷達(dá)廠商的崛起已有明顯下探。我們認(rèn)為，隨著智能化浪潮的進(jìn)一步深化，激光雷達(dá)的滲透率將得以迅速提升。我們通過拆分價格區(qū)間，以汽車銷售量XL2級以上ADAS滲透率X激光雷達(dá)在ADAS方案中滲透率X單車價值量的方法，測算得出2022/2023/2024/2025/2026/2027年國內(nèi)激光雷達(dá)市場規(guī)模分別對應(yīng)2.26/11.37/15.65/21.26/33.92/53.42億美元。我們預(yù)測的滲透率及市場空間高于Yole的預(yù)期：1）由于激光雷達(dá)主要用于智能駕駛，所以我們首先估算所有乘用車中L2以及L2+級別輔助駕駛的滲透率；2）然后在配備L2及以上級別輔助駕駛的車輛中估算激光雷達(dá)的滲透率，從而算出激光雷達(dá)在乘用車整體中的滲透率；3）根據(jù)乘用車整體出貨量數(shù)據(jù)以及激光雷達(dá)滲透率數(shù)據(jù)即可得到激光雷達(dá)預(yù)期出貨量；4）最后，量價相乘，根據(jù)激光雷達(dá)預(yù)期售價和預(yù)期出貨量，測算預(yù)期市場空間。我們主要采用以下五點核心假設(shè)：1.價格方面，根據(jù)Yole的ASP數(shù)據(jù)（包含905nm前向雷達(dá)與補盲雷達(dá)）與我們產(chǎn)業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)（1550nm前向雷達(dá)），2022年前向905/前向1550/補盲三種雷達(dá)ASP分別為600/1150/300美金。隨著VCSEL光源逐步替代EEL光源帶來成本下降，以及激光雷達(dá)大規(guī)模量產(chǎn)帶來的成本攤薄，我們預(yù)計三種激光雷達(dá)價格將逐步下降至2027年的476/780/228美金。2.數(shù)量方面，首先預(yù)測L2及以上級別輔助駕駛滲透率。根據(jù)高工智能研究院2022H1的數(shù)據(jù)，我們假設(shè)2022年L2以及L2+滲透率與上半年保持穩(wěn)定，預(yù)計2022年價位在10萬以下/10-15萬/15-20萬/20-25萬/25-35萬/35萬以上L2及L2+ADAS滲透率分別為0.85%/20.41%/32.55%/53.24%/49.53%/27.41%，我們根據(jù)近年來ADAS滲透率提升速度，假設(shè)2027年達(dá)到25%/45%/65%/82.5%/82.5%/55%，總體滲透率從2022年的26.64%增長至2027年的55.75%。3.更進(jìn)一步估算激光雷達(dá)在搭載L2以上輔助駕駛車型中的滲透率。根據(jù)我們統(tǒng)計，2022年以來，國內(nèi)新能源廠商35萬以上新車型基本做到標(biāo)配激光雷達(dá)或提供激光雷達(dá)選項，蔚小理等新勢力和北汽、上汽、廣汽等廠商均是如此；而國外廠商如BBA、大眾、通用、日產(chǎn)等廠商激光雷達(dá)量產(chǎn)上車規(guī)劃集中在2024、2025年。因此我們預(yù)計2025年左右，在配備L2的中高端車型中，激光雷達(dá)會接近成為標(biāo)配。我們預(yù)計2023年，10-15萬/15-20萬/20-25萬/25-35萬/35萬以上L2及L2+ADAS方案中激光雷達(dá)的滲透率分別為0%/0%/5%/30%/60%，2027年達(dá)到10%/25%/50%/85%/90%，對應(yīng)全部乘用車中激光雷達(dá)分價位滲透率4.5%/16.3%/41.3%/70.1%/49.5%，總體乘用車滲透率從2022年的0.70%增長至2027年的23.61%。4.數(shù)量方面除了滲透率，還需要估算單車配備激光雷達(dá)的數(shù)量。我們預(yù)計，到2027年，ADAS雷達(dá)方案根據(jù)市場定位將主要分為單前向雷達(dá)、1前向+2補盲雷達(dá)兩種方案。5.最后，乘用車總銷量近年來保持相對穩(wěn)定。中信證券研究部汽車組預(yù)計隨著疫情與經(jīng)濟(jì)情況改善，乘用車整體銷量和價格區(qū)間將有小幅上升，預(yù)計銷量將從2021年的2148.2萬輛增長至2027年的2507.4萬輛。隨著固態(tài)雷達(dá)方案的持續(xù)發(fā)展以及部件集中度的提高，單車價值量將會進(jìn)一步下降，有利于激光雷達(dá)的量產(chǎn)使用，同時，隨著L2+滲透率的提升以及L3方案的逐漸滲透，我們預(yù)計2030年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模將逐步擴大。時間節(jié)奏：2022年是上車元年，2023年開始集中放量我們認(rèn)為激光雷達(dá)行業(yè)拐點已至，從定點訂單、車型上市量、預(yù)計發(fā)貨量來看，今年較以前均有較大提升，可以說2022年為激光雷達(dá)上車元年。根據(jù)Yole的統(tǒng)計，從定點訂單來看：2018-2021年激光雷達(dá)公司共收獲29個定點，2022年截至目前已有26個新定點。從搭載車型上市情況來看，從奧迪A8搭載車載激光雷達(dá)算起，截至2021年底共有13款上市車型搭載激光雷達(dá)。2022年預(yù)計有22款搭載激光雷達(dá)的新車上市。同樣根據(jù)Yole，從ADAS發(fā)貨量來看，截止2021年底，全球共有15.6萬臺ADAS激光雷達(dá)發(fā)貨，Yole預(yù)計2022年有22.1萬臺。我們認(rèn)為當(dāng)前搭載激光雷達(dá)的駕駛方案正處于降本過程的第一個節(jié)點。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，各雷達(dá)廠商生產(chǎn)良率提升，并隨著發(fā)射、接收模組成本下降而逐步實現(xiàn)更優(yōu)性能、更低價格，激光雷達(dá)ASP也迅速下降，超出2020年美股激光雷達(dá)廠商IPO時的整體預(yù)期。根據(jù)Yole咨詢，2022年截至9月，ADAS功能相關(guān)的激光雷達(dá)平均價格約579美元，包括前向主雷達(dá)和短距離補盲雷達(dá)，其中前向主雷達(dá)約662美元，短距離補盲約220美元，預(yù)計會在2027分別降至475美元和158美元。結(jié)合IHSMarkit對于原材料的成本預(yù)測，即2025年，一方面由于SPAD和VCSEL的快速降本，另一方面由于掃描結(jié)構(gòu)相對簡單，悲觀/樂觀情況下激光雷達(dá)成本會降至305.1/182.2美元，35%毛利率對應(yīng)單價469/280美元。我們認(rèn)為，激光雷達(dá)的上車會首先集中在新能源廠商。傳統(tǒng)主機廠如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、通用、日產(chǎn)等節(jié)奏相對較慢，除在高端車型進(jìn)行一定試點外，目前量產(chǎn)規(guī)劃都在2024、2025年。而目前國內(nèi)新能源廠商在35萬以上的高端車上已經(jīng)做到了普及，如

蔚來、理想近年上市的車型ET7、ES7、ET5、L9等都全線標(biāo)配激光雷達(dá)。小鵬、上汽、北汽、廣汽的高端車型也都具有搭載激光雷達(dá)選項，我們預(yù)計這部分市場會在2023年開始集中兌現(xiàn)，并隨著傳統(tǒng)主機廠的加入在2024-2025年持續(xù)增長，參考毫米波雷達(dá)以及L2方案的滲透過程，接下來有望下沉到20-35萬價格區(qū)間，并預(yù)計在2025年在該區(qū)間達(dá)到約31.2%的滲透率。根據(jù)高工智能研究院的數(shù)據(jù)，2022年上半年，中國市場（不含進(jìn)出口）乘用車搭載前向ADAS上險量為416.7萬輛，前裝搭載率達(dá)到46.8%，L2級上險量237.0萬輛，前裝搭載率達(dá)到26.6%。2019-2022H1，L2滲透率從3.5%增長至26.6%，主要由其價格區(qū)間的快速下探導(dǎo)致。根據(jù)高工智能研究院的預(yù)測，L2的滲透率會在2025年至少達(dá)到50%，我們保守估計約43.71%。屆時，激光雷達(dá)會成為高價格區(qū)間內(nèi)L2級ADAS的標(biāo)配。從拆機看整機：整機是最有價值的投資方向，行業(yè)將有較高集中度雖然目前激光雷達(dá)行業(yè)參與者眾多，格局看起來非常分散，但是在整個產(chǎn)業(yè)鏈條里，我們依然認(rèn)為整機是最有投資價值的方向。除了整機的單車價值量高以外，我們還認(rèn)為長期來看整機的集中度會相對集中，國內(nèi)CR5可能會高達(dá)85%，毛利率可能會達(dá)到35%-40%，雖然參與廠商眾多，但預(yù)計會逐步走向集中化。第一，激光雷達(dá)的上車難度遠(yuǎn)高于另外兩類傳感器和眾多零部件。第二，由于光學(xué)路徑設(shè)計的非標(biāo)，激光雷達(dá)的算法和整機是一個耦合的關(guān)系。第三，頭部公司在進(jìn)行電芯片的SOC整合，長期來看會通過SOC構(gòu)筑競爭壁壘。投資價值：高壁壘帶來高集中度，軟硬件耦合預(yù)計毛利率區(qū)間35%-40%無論是車規(guī)難度，還是算法耦合、芯片自研，從投資的視角它們有一個共同的屬性，即什么會形成激光雷達(dá)行業(yè)的壁壘。我們希望通過和其它汽車零部件尤其是攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等幾類傳感器的對比來判斷激光雷達(dá)未來可能的行業(yè)集中度和毛利率區(qū)間。對比不同的傳感器，我們發(fā)現(xiàn)，從攝像頭到毫米波雷達(dá)，產(chǎn)品復(fù)雜度提升，壁壘越來越高，市場集中度也越來越高。在毫米波雷達(dá)市場內(nèi)部也有類似現(xiàn)象，難度較高的前向毫米波雷達(dá)市場集中度明顯高于角雷達(dá)。與之對應(yīng)，壁壘越高毛利率也越高，例如4D毫米波雷達(dá)技術(shù)難度和壁壘比普通毫米波雷達(dá)更高，對應(yīng)領(lǐng)域的Arbe公司毛利率也達(dá)到了70%附近。激光雷達(dá)與這些傳感器對比有更高的技術(shù)壁壘和車規(guī)級難度，因此我們認(rèn)為長期來看，激光雷達(dá)整機將具有比毫米波雷達(dá)和攝像頭模組更高的市場集中度，也應(yīng)當(dāng)有更高的毛利率。關(guān)于激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)、攝像頭的對比，我們會在接下來三節(jié)里詳細(xì)地闡述。如果將視野擴大到整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈，激光雷達(dá)又應(yīng)當(dāng)處于何處？我們對汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的A股上市公司以及部分海外公司分行業(yè)進(jìn)行了統(tǒng)計。將公司聚類為20余個行業(yè)，制作氣泡圖，橫軸為三年加權(quán)平均毛利率，縱軸為三年加權(quán)平均凈利率，氣泡大小為三年行業(yè)營收總和（由于海外公司規(guī)模較大，業(yè)務(wù)范圍較廣，汽車業(yè)務(wù)通常僅為營收的一部分，我們僅統(tǒng)計了部分汽車業(yè)務(wù)占比較高的公司）。對比結(jié)果呈現(xiàn)的規(guī)律仍舊是高壁壘帶來高毛利，例如功率半導(dǎo)體、車燈控制等。此外，汽車芯片和算力芯片則有高毛利率。在整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，我們認(rèn)為激光雷達(dá)整機的壁壘比當(dāng)前A股大多功率半導(dǎo)體產(chǎn)品（芯片產(chǎn)品較少，模組封裝公司占比更高）更高，且也應(yīng)當(dāng)高于車燈控制等行業(yè)。我們認(rèn)為，激光雷達(dá)的毛利率區(qū)間可能在35%-40%左右，凈利率約為12%-15%。此外，如果激光雷達(dá)公司能夠進(jìn)一步提供上層算法或ADAS解決方案，其毛利率可能更高。根據(jù)各家公司投資者交流會，多數(shù)美股激光雷達(dá)公司展望未來毛利率處于50%-60%區(qū)間。我們理解其毛利率可以拆分為軟件和硬件兩部分。硬件可以參考Velodyne傳感器業(yè)務(wù)的毛利率，預(yù)期在45%左右；軟件則主要包含高級ADAS功能，毛利率可以參考經(jīng)緯恒潤的智能駕駛軟件方案和Mobileye的芯片加算法方案，分別約為80%和75%。但這一預(yù)期的主要問題在于，主機廠未必樂于使用激光雷達(dá)廠商提供的ADAS解決方案或算法方案，如果車企更傾向于自己掌握智能駕駛核心算法，則來自于算法的高毛利或難以實現(xiàn)。車規(guī)壁壘：由于復(fù)雜的光學(xué)和機械結(jié)構(gòu)，激光雷達(dá)的DV、PV有著高門檻要做一款車規(guī)級的激光雷達(dá)是殊為不易的。廠商的第一款車規(guī)級激光雷達(dá)，總歷時可能接近四年半到五年時間，具體而言可以分為“2+2+1”。第一個“2”，是指概念設(shè)計到原型機“A樣”出來，大約需要2年時間。第二個“2”，是指從B1樣接洽開始，一直到經(jīng)過車企的DV、PV認(rèn)證到SOP，大約需要2年時間。第三個“1”，是指SOP之后，繼續(xù)解決產(chǎn)能、良率、返修率等各種問題。廠商的第二款車規(guī)級激光雷達(dá)，由于吸取了第一款的經(jīng)驗教訓(xùn)，這個過程有望縮短到3年左右。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于早期階段，除了開發(fā)周期長以外，激光雷達(dá)還是一個集光學(xué)、電子、機械為一體的設(shè)備，器件的認(rèn)證和整機的認(rèn)證有較高的門檻。如器件要滿足AEC-Q102（汽車光電半導(dǎo)體相關(guān)測試）、AEC-Q103（汽車傳感器相關(guān)測試）等標(biāo)準(zhǔn)要求，整車廠的EMC（電磁兼容）、NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）要求，以及功能安全ASIL-B(D）等要求。整機測試要滿足IATF16949質(zhì)量管理體系、IEC60825激光產(chǎn)品安全要求，能經(jīng)受住-40℃至125℃工作溫度，滿足OEM廠的DV/PV試驗（電子電氣試驗)等要求。除了所采用的零部件應(yīng)當(dāng)滿足AEC車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)外，主機廠的DV/PV/PPAP認(rèn)證也必不可少。DV指設(shè)計驗證（DesignValidation），是主要用于檢驗汽車電子零部件產(chǎn)品硬件設(shè)計質(zhì)量的一種測試手段，DV的測試項目及等級依據(jù)OEM企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（沒企標(biāo)的按國標(biāo)或ISO標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行，產(chǎn)品通過試驗后才能進(jìn)入量產(chǎn)階段。根據(jù)我們的了解，車廠的DV測試周期三個月到半年不等，一般需要至少兩輪DV才能滿足認(rèn)證要求。PV指產(chǎn)品驗證（ProductValidation），是用于檢驗產(chǎn)品量產(chǎn)質(zhì)量的一種測試手段，一般測試項目來自于DV，但較DV要少得多，側(cè)重于檢驗產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性。一般一條產(chǎn)線工藝穩(wěn)定，下來一批產(chǎn)品，經(jīng)過PV之后驗證了產(chǎn)線工藝的性能，后續(xù)一般只有工藝或者產(chǎn)品做了修改，才會再針對性的進(jìn)行相關(guān)的PV。極高的上車門檻也使得各廠商在當(dāng)前沒有能力并行開發(fā)多款車規(guī)級激光雷達(dá)。從其它兩類傳感器來看，前向傳感器的規(guī)格和性能會遠(yuǎn)高于側(cè)向和后向傳感器，如毫米波雷達(dá)，車的正前方一般會搭載LRR（LongRangeRadar，覆蓋距離約200-250米），而在側(cè)向會搭載MRR（MiddleRangeRadar，覆蓋距離約100米）或SRR（ShortRangeRadar，覆蓋距離小于30米）；又如攝像頭，特斯拉的前攝達(dá)到130萬像素，而側(cè)向翼子板和B柱的攝像頭僅為30萬像素。然而我們在激光雷達(dá)上看到了不一樣的配置。比如長城的沙龍機甲龍上搭載了4顆華為的激光雷達(dá)，前向、側(cè)向、后向為完全相同的規(guī)格；廣汽埃安上搭載了3顆速騰聚創(chuàng)的激光雷達(dá)，前向和兩個側(cè)向激光雷達(dá)的規(guī)格也完全一樣。這從側(cè)面也驗證了當(dāng)前車規(guī)級激光雷達(dá)確實有著很高的門檻。算法壁壘：光學(xué)路徑設(shè)計非標(biāo)使得激光雷達(dá)整機和算法必須是耦合的關(guān)系投資者比較關(guān)心的一個問題是攝像頭模組沒有高毛利率，激光雷達(dá)與攝像頭模組有多大區(qū)別，會不會和攝像頭模組一樣沒有高毛利？

應(yīng)該說兩者的本質(zhì)差異比較大。攝像頭的封裝比較簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度很高。那么激光雷達(dá)包含了哪些算法呢。首先是點云生成的一系列算法，這個與硬件以及光學(xué)設(shè)計是強耦合的關(guān)系，也稱為嵌入式算法，包含以下四個方面。（1）光源生成：由FPGA、LaserDriver及相關(guān)算法生成，同時由FPGA形成抗干擾編碼等；（2）光源掃描：電機、MEMS等相關(guān)部件的掃描算法、ROI區(qū)域形成由DSP等器件來完成；（3）光源接收：信號檢測、放大、噪聲濾除、近距離增強由DSP算法完成；（4）信號處理：點云生成、狀態(tài)數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)等。點云生成后，有的車企會需要激光雷達(dá)廠商提供目標(biāo)識別算法，有的則不需要。目標(biāo)識別需要的算力比較大，如果FPGA算力不夠的話，通常需要到駕駛域控制進(jìn)行計算，比如到Orin或者地平線J5平臺上進(jìn)行計算。類似Luminar這樣的企業(yè)會走得更為靠前，會基于點云和目標(biāo)識別做ADAS算法，比如ACC、AEB、LKA乃至L4算法等。因此，Luminar在財報里對2025年的毛利率也有比較樂觀的估計，預(yù)計平均能到60%。芯片壁壘：頭部的激光雷達(dá)公司將在電芯片層面進(jìn)行垂直一體化隨著激光雷達(dá)自身的不斷發(fā)展，算法不斷成熟，其算法演進(jìn)也比以前更加穩(wěn)定。隨著大量車型開始搭載，激光雷達(dá)也開始從實驗性質(zhì)的產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變成工業(yè)產(chǎn)品，客觀上軟件的變動也變得更小。在這樣的情況下，用SoC的形式將相對成熟的算法固化在電路中，提升集成度，降低成本成為當(dāng)前激光雷達(dá)廠商的考量。而且，隨著出貨量增加，為其專門設(shè)計一款SoC也成為了可行的選擇。在可見的未來，諸多固化在FPGA中的算法、用于電機控制的DSP等都可能集成到SoC中，從而減少FPGA的使用量，降低成本。在毫米波雷達(dá)中，SOC化的過程早已完成。從拆機看供應(yīng)鏈：發(fā)射和接收是核心，F(xiàn)MCW3-5年內(nèi)難落地由于FMCW激光雷達(dá)面臨激光器成本高、窄線寬線性、光波導(dǎo)器件表面公差難控制等一系列問題，我們認(rèn)為3-5年之內(nèi)難以成為實際落地方案，因此在供應(yīng)鏈的探討中，我們只討論TOF激光雷達(dá)，不對FMCW的激光器、調(diào)制器等部件展開論述。如上一章所述，我們認(rèn)為激光雷達(dá)整機將有較高的集中度，因此供應(yīng)鏈投資應(yīng)當(dāng)圍繞頭部激光雷達(dá)公司的供應(yīng)鏈中有核心壁壘的器件展開。由于激光雷達(dá)目前處于發(fā)展早期，供應(yīng)鏈的變化具有很大的不確定性，因此尋找頭部激光雷達(dá)公司供應(yīng)鏈的變化或?qū)⒊蔀槲磥韼啄昙す饫走_(dá)投資的重點工作。發(fā)射端：國產(chǎn)激光芯片從VCSEL開始突破，快慢軸準(zhǔn)直有較高壁壘在激光雷達(dá)中，發(fā)射端是價值量最高、壁壘最高的環(huán)節(jié)之一。在發(fā)射端中，隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈崛起以及產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)路線調(diào)整，905nmVCSEL激光芯片等產(chǎn)品有望在市場實現(xiàn)突破。此外，1550nm光源也具備獨特優(yōu)勢，與主流的905nm形成錯位競爭，未來隨著FMCW測距路線的逐步發(fā)展，預(yù)計其份額還有進(jìn)一步增長的空間。光源：905nm走向VCSEL大勢所趨，1550nm實現(xiàn)錯位競爭發(fā)射端的“心臟”就是光源。目前，決定光源技術(shù)路線的主要可以歸納為發(fā)光波長、激光器結(jié)構(gòu)兩大指標(biāo)。按照波長劃分，最主流的是905nm波長和1550nm波長。按照結(jié)構(gòu)來劃分則主要分為EEL（邊發(fā)射激光器）、VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器），以及1550nm使用的光纖激光器。光源的選擇制約因素主要有性能、成本、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、人眼安全四大要素。光源選擇完之后，需要解決光源校準(zhǔn)、溫漂、無熱化三大問題。接下來我們將從一些重點關(guān)注的問題出發(fā)，分析不同技術(shù)路線的優(yōu)劣勢與特點，以及對應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的壁壘和價值。本節(jié)主要回答以下問題。1、為什么激光雷達(dá)會選擇在905nm和1550nm發(fā)光；2、905nm和1550nm各有什么優(yōu)勢，各自的應(yīng)用場景是什么？3、為什么歐司朗在905nmEEL的一家獨大的局面難以動搖；4、為什么905nmVCSEL會成為產(chǎn)業(yè)趨勢；5、為什么TEC在激光雷達(dá)里不再被需要；6、為什么激光器里需要加快慢軸準(zhǔn)直。1、為什么是905nm與1550nm？自然傳播窗口與產(chǎn)業(yè)鏈成熟度共同決定首先，為何有905nm與1550nm兩條路線，而不是其他波長？這首先受到激光傳播窗口的限制。大氣吸收譜限制了哪些激光波長能夠在空氣中使用，比如300nm以下的短波會被臭氧吸收，1微米以上的紅外波長又經(jīng)常會被水蒸氣吸收，所以激光器通常只能在少數(shù)特定窗口工作。2、選擇905nm還是1550nm？允許的峰值功率高使得1550nm有探測優(yōu)勢，材料體系使得905nm有成本優(yōu)勢在905nm與1550nm光源中如何做選擇？主要還是取決于需求。激光雷達(dá)用戶對激光雷達(dá)的首要需求就是看得遠(yuǎn)（發(fā)光功率大）、看得清（分辨率高，激光器點頻高）。激光雷達(dá)需要看多遠(yuǎn)？主要取決于制動距離。在通常的柏油路面上，120km/h條件下，制動距離接近130米，所以需要確保探測距離在制動距離之上，才能在高速場景下保障安全。那么是否現(xiàn)有的905nm和1550nm激光雷達(dá)都能做到足夠長的探測距離？其實不然。1550nm激光器由于采用光纖能夠放大激光，因此其功率更大，幾毫瓦功率的種子光源經(jīng)過光纖放大，瞬時發(fā)光功率可達(dá)1kW級別（905nm激光器則只有100W級別）。大功率帶來的好處是探測距離更遠(yuǎn)，根據(jù)目前各家產(chǎn)品參數(shù)，1550nm激光雷達(dá)對10%反射率物體的探測距離通常能夠達(dá)到250m以上（905nm大多在150m\t"/9508834377/_blank"@10%左右）。對10%反射率物體具備150m探測距離有些時候是不夠的，其原因在于有大量低反射率物體，比如動物毛皮、輪胎等，這些物體同樣會影響駕駛安全，但激光雷達(dá)對其探測距離往往會大幅縮減，在這種情況下，1550nm激光雷達(dá)會有更高的安全系數(shù)。既然探測距離主要跟激光的功率有關(guān)，那么905nm激光雷達(dá)為什么不通過增加功率來提升探測距離呢，這里遇到的主要挑戰(zhàn)是人眼安全。所謂人眼安全就是激光雷達(dá)不能明顯加熱人的眼球結(jié)構(gòu)，不能燒壞視網(wǎng)膜、晶狀體、玻璃體、角膜等重要的光學(xué)結(jié)構(gòu)。視網(wǎng)膜是視神經(jīng)的延伸，如果損壞將直接導(dǎo)致視力永久性損失。晶狀體、玻璃體等前部光學(xué)部件如果損壞，則可能導(dǎo)致白內(nèi)障等病癥，同樣會導(dǎo)致視力嚴(yán)重?fù)p失。而要保證不損傷人眼，需要滿足何種功率限制？這方面ANSI和IEC等權(quán)威組織已經(jīng)有了較為明確的結(jié)論。由于紅外激光對人眼的損傷通常屬于加熱效應(yīng)，因此需要保證激光照射不導(dǎo)致明顯的溫升。由于發(fā)熱等于功率和時間的乘積，因此要滿足盡量不發(fā)熱，只需要激光照射的時間足夠短，或者連續(xù)照射功率足夠小即可。由于905nm更接近可見光，視網(wǎng)膜對其更敏感，同時液態(tài)水對其吸收也更少，因此這種光線更容易直達(dá)視網(wǎng)膜。相比而言，1550nm容易被水吸收，因此在抵達(dá)視網(wǎng)膜之前已經(jīng)被玻璃體等前部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一輪吸收，抵達(dá)視網(wǎng)膜的較少。同時1550nm光折射率更大，即便是抵達(dá)視網(wǎng)膜，也不容易聚焦成很小的光點，能量相對分散，進(jìn)一步減小了損傷。基于以上原因，在連續(xù)波情況下，1550nm激光的人眼安全功率達(dá)到905nm的10倍，如果是瞬間發(fā)光則倍數(shù)更多，如果發(fā)光控制在納秒級別（激光雷達(dá)通常一個脈沖只有幾個納秒），那么1550nm激光人眼允許的強度可以更高。所以，905nm激光功率不能再大幅增加的原因在于人眼安全，1550nm的探測距離優(yōu)勢將繼續(xù)保持。然而，1550nm激光器的短板是其成本更高。905體系近紅外激光器發(fā)展較早，是基于GaAs材料體系的（其他近紅外激光器如850/865nm、1064nm等也使用GaAs類材料），最早的LED（半導(dǎo)體發(fā)光二極管）、最早的半導(dǎo)體激光器都是基于GaAs開發(fā)的，可以說產(chǎn)業(yè)十分成熟，成本已經(jīng)很低。而另一條路線1550所使用的激光器種子光源材料為InGaAsP，需要基于InP體系開發(fā)，一方面其發(fā)展比GaAs要晚一些，另一方面In元素本身也更稀有，成本也更高。根據(jù)ChemicalBook網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，銦的地殼豐度只有百萬分之0.05，與銀相近，其稀有性決定了其價格必然較高。Yole對InPEEL、GaAsVCSEL、GaAsEEL的成本進(jìn)行了對比（由于反射效率、散熱效率等物理層面問題，InP體系目前沒有實用的VCSEL激光器）。橙色部分顯示的是晶圓基片的成本，從中可見，雖然6寸晶圓的面積是4寸晶圓的2.25倍，但是4寸的InP晶圓基片成本卻比6寸GaAs晶圓基片貴3倍多，如果換算成單位面積成本，那么差距就更大了。1550nm激光器的成本受到材料因素與激光器類型因素的限制，并非是通過大規(guī)模生產(chǎn)就能夠降低到905nm激光器同一水平的。綜上所述，受到人眼限制，1550nm路線的探測距離優(yōu)勢明顯，而受到材料限制，905nm路線的成本優(yōu)勢也同樣明顯，因此二者構(gòu)成錯位競爭。預(yù)計1550nm激光雷達(dá)將主要用于以安全性為核心賣點的車輛（如沃爾沃等）、價位和品牌定位較為高檔的車輛（如

蔚來、奔馳、上汽飛凡R等）、重卡（剎車距離較長，奔馳重卡采用1550nm激光雷達(dá)）等特殊定位的車輛。其余車輛受限于成本，則更適合采用905nm激光雷達(dá)。不過1550nm和905nm的功率特性也對其成本有所影響。通常1550路線的激光器較少，一般只需要一個光纖激光器（包含一個泵浦光源和一個種子光源），之后還可以對光纖中的激光進(jìn)行分束，1個激光器就能同時打出多個光點，例如圖達(dá)通falcon采用1分4設(shè)計，1個激光器可同時產(chǎn)生4條光束進(jìn)行掃描。而905nm路線的激光器由于功率有限，通常無法分束，需要的激光器數(shù)量更多，比如速騰M1就采用了5個收發(fā)模組同時發(fā)光，5個激光器同時發(fā)光進(jìn)行掃描。禾賽AT128則配置更為豪華，直接采用128個VCSEL激光器來實現(xiàn)128線掃描?？梢哉f1550nm激光的高功率特性在一定程度上縮小了與905的成本差距。3、905nmEEL，歐司朗一家獨大局面暫難改變905nm路線又分為EEL和VCSEL，目前全球和國內(nèi)的905nmEEL的光芯片基本采用了歐司朗的光芯片。除了有先發(fā)優(yōu)勢外，另一大原因就是歐司朗后來在低溫漂EEL上通過專利構(gòu)筑了自己的優(yōu)勢，而溫漂是激光雷達(dá)的一個很大的挑戰(zhàn)。4、低成本，VCSEL取代EEL大勢所趨雖然目前激光雷達(dá)領(lǐng)域的光源還是以EEL為主，但在905nm波長上，隨著多結(jié)工藝提升了發(fā)光功率，VCSEL替換EEL的趨勢越來越明顯，國內(nèi)激光芯片企業(yè)迎來發(fā)展機遇。VCSEL取代EEL的首要原因是成本，由于VCSEL是上表面發(fā)光而不是側(cè)面發(fā)光，不需要在側(cè)面進(jìn)行太多加工，只需要按照正常的半導(dǎo)體加工工藝批量處理即可。而EEL是側(cè)面發(fā)光，所以在形成晶圓后還需要進(jìn)行切割，分別對每個激光器的側(cè)表面進(jìn)行處理、鍍膜，無法按照現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝來一次性處理整個晶圓的激光器，成本較高。按照Yole的統(tǒng)計，EEL的后道處理工序成本比VCSEL高了一倍以上。如果再考慮給EEL增加DBR，就需要在EEL側(cè)面沉積多層晶體，成本會進(jìn)一步提高。此前由于VCSEL發(fā)展較晚，而且更多用于消費電子，對大功率沒有需求，所以此前的VCSEL大多都是單層結(jié)的，功率較小。而激光雷達(dá)的發(fā)展對大功率激光器提出了需求，做出多層結(jié)的VCSEL并不存在原理上的困難，只是需要時間進(jìn)行工藝開發(fā)，因此隨著近年來VCSEL結(jié)數(shù)的不斷增加，最后一塊短板已經(jīng)被補齊，在激光雷達(dá)領(lǐng)域替代EEL已經(jīng)完全可行。5、為什么激光雷達(dá)里不需要加裝TEC另一種解決溫漂的思路就是主動對激光器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，正如現(xiàn)在的新能源車往往會對鋰電池進(jìn)行熱管理。但這一思路更加凸顯了VCSEL路線的優(yōu)越性。在需要維持光波長精確的場合主動進(jìn)行熱管理往往需要增加TEC（半導(dǎo)體制冷器，Thermo-ElectricCooler）。針對激光雷達(dá)進(jìn)行冷卻，然而加裝單個TEC的功耗往往在2-3W的水平，多個激光器這一功耗水平對于平均功耗只有十幾瓦水平的激光雷達(dá)來說是一個不小的負(fù)擔(dān)。此外，增加TEC本身也會帶來額外的成本開支，由于目前EEL激光器已經(jīng)解決了溫漂問題，VCSEL激光器天然溫漂就比較小，因此與光模塊不同，在激光雷達(dá)里不再需要加裝TEC。6、快慢軸準(zhǔn)直：單激光器配備1-2個準(zhǔn)直鏡，市場規(guī)模有望媲美手機鏡頭發(fā)射端除了光源以外，