注：原文為上海證券《邁向高階智能化關(guān)鍵，前瞻布局把握行業(yè)脈搏》，分析師：馬永正。

如今的激光雷達(dá)，因?yàn)檫^于昂貴的價(jià)格，基本屬于20萬元以上車型的專屬。在小鵬、蔚來的第二品牌上，基本都放棄使用激光雷達(dá)。

不過隨著廠商們開始內(nèi)卷，成本大幅下探之后，我們或許在未來會(huì)看到更多車型用上激光雷達(dá)。

在名為《邁向高階智能化關(guān)鍵，前瞻布局把握行業(yè)脈搏》的行業(yè)深度報(bào)告里，分析師從發(fā)展歷程、發(fā)展態(tài)勢以及行業(yè)動(dòng)態(tài)等角度介紹了激光雷達(dá)行業(yè)的最新進(jìn)展。

以下為研報(bào)內(nèi)容節(jié)選：

1、發(fā)展歷程

激光雷達(dá)誕生初期主要應(yīng)用于科研及測繪項(xiàng)目，并隨著技術(shù)發(fā)展逐步在工業(yè)探測和無人駕駛項(xiàng)目上試點(diǎn)。激光雷達(dá)的技術(shù)架構(gòu)持續(xù)更新，從單點(diǎn)激光掃描到多線激光，從復(fù)雜的機(jī)械式逐步向半固態(tài)、固態(tài)式演進(jìn)。

目前激光雷達(dá)的主要終端為無人駕駛以及機(jī)器人等領(lǐng)域，主流新能源車企與激光雷達(dá)廠加速推進(jìn)激光雷達(dá)的商業(yè)化落地，激光雷達(dá)技術(shù)也在持續(xù)向芯片化、陣列化發(fā)展。

1、產(chǎn)業(yè)鏈概覽

上游主要包括激光發(fā)射、激光接收、信息處理和掃描系統(tǒng)核心部件制造；

中游主要是如禾賽科技、圖達(dá)通等激光雷達(dá)整機(jī)廠商；

下游主要為應(yīng)用領(lǐng)域，包括無人駕駛、機(jī)器人、高精度地圖、測繪等。

本土激光雷達(dá)廠商在近年來積極布局與本土車企的合作，實(shí)現(xiàn)了較多前裝量產(chǎn)。

2、激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域

激光雷達(dá)主要應(yīng)用于以高級輔助駕駛（ADAS）、車聯(lián)網(wǎng)為主的車用以及機(jī)器人等領(lǐng)域。

根據(jù)灼識咨詢的預(yù)測，激光雷達(dá)車端市場規(guī)模在2023年達(dá)到百億后，有望在2025年突破千億規(guī)模。

車用領(lǐng)域所應(yīng)對的場景復(fù)雜度更高，激光雷達(dá)的性能要求則會(huì)相對較高，其演進(jìn)路徑是從L4級測試車輛到高端乘用車前裝搭載，待成本足夠合理時(shí)向平價(jià)汽車過渡。

機(jī)器人端的應(yīng)用主要是一些應(yīng)用場景相對簡單的封閉園區(qū)。

目前激光雷達(dá)正處于高端乘用車前裝搭載，這一時(shí)期重點(diǎn)比拼車企端交付和工程化落地，同時(shí)逐步開啟價(jià)格競爭。

3、終端分析

1）自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛技術(shù)被視為未來交通領(lǐng)域的革新性突破。激光雷達(dá)有望成為自動(dòng)駕駛邁入L4+的關(guān)鍵，據(jù)汽車之心表示，2024年激光雷達(dá)的車端滲透率有望突破1%大關(guān)。

2）機(jī)器人

激光雷達(dá)的應(yīng)用能夠提升機(jī)器人的安全作業(yè)能力與生產(chǎn)效率。在高原科考、智能巡檢、消防偵查、智慧農(nóng)業(yè)等細(xì)分行業(yè)，由于攝像頭感知算法訓(xùn)練難以覆蓋復(fù)雜地形的不規(guī)則障礙物，而傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)精度低分辨率低，無法分辨障礙物形狀大小，激光雷達(dá)高精度三維成像的優(yōu)勢再次得以充分體現(xiàn)。激光雷達(dá)通過賦予各種形態(tài)的機(jī)器人超越人類眼睛的感知能力，助力提升各行業(yè)的安全作業(yè)與生產(chǎn)效率，推動(dòng)社會(huì)智能化變革的進(jìn)一步深化。

4、整體市場概覽

1、車載激光雷達(dá)市場有望保持高速增長。2022年全球激光雷達(dá)在汽車和機(jī)器人端的市場規(guī)模分別為34億元及82億元，據(jù)灼識咨詢預(yù)測，2023年全球車端激光雷達(dá)市場規(guī)?？焖倥噬?023年有望達(dá)到106億元，預(yù)計(jì)到2030年整體市場規(guī)模將突破萬億人民幣，機(jī)器人端市場規(guī)模也有望達(dá)到2162億元。

2、中國有望成為全球激光雷達(dá)市場的核心。中國坐擁全球最大的新能源汽車市場，本土激光雷達(dá)廠也在各車企端持續(xù)量產(chǎn)上車；同時(shí)各類別的機(jī)器人產(chǎn)品也在快速發(fā)展。據(jù)灼識咨詢分析預(yù)測，2022年中國激光雷達(dá)在車端及機(jī)器人端均占據(jù)了將近1/3的市場規(guī)模，預(yù)計(jì)到2030年，中國依將主導(dǎo)激光雷達(dá)市場。

2、發(fā)展態(tài)勢

1、激光雷達(dá)主要優(yōu)點(diǎn)

激光雷達(dá)的主要優(yōu)點(diǎn)在于探測精度高、探測范圍廣。

攝像頭方案商用普及較早，能夠獲取到豐富的色彩和細(xì)節(jié)信息，但成像受制于環(huán)境光線。

而超聲波方案雖然成本較低，但由于感知距離較近且易受環(huán)境影響，因此主要用于停車輔助。而毫米波雷達(dá)雖有更強(qiáng)的抗干擾能力，但感知精度并不理想，不具備圖像級的成像能力。

綜合來看，激光雷達(dá)探測精度高、范圍廣、穩(wěn)定性強(qiáng)，并能夠?qū)χ車h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)3D建模，因此成為當(dāng)前重要的感知方案。

2、激光雷達(dá)模塊結(jié)構(gòu)及BOM拆解

從結(jié)構(gòu)上看，車載激光雷達(dá)由發(fā)射激光的發(fā)射模塊、對特定區(qū)域進(jìn)行掃描的掃描模塊、探測回光的接收模塊和對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并反饋的控制模塊，且各部分結(jié)構(gòu)也可進(jìn)一步細(xì)分為不同技術(shù)方案。

目前激光雷達(dá)主流分類方案是根據(jù)掃描系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的差別，劃分為機(jī)械式、混合固態(tài)式以及固態(tài)式。

結(jié)合激光雷達(dá)BOM，激光雷達(dá)光電系統(tǒng)構(gòu)成了激光雷達(dá)成本的核心。且發(fā)射和接收模組又包含多個(gè)激光發(fā)射器、光學(xué)鏡頭、探測器，體積和重量遠(yuǎn)高于測時(shí)及控制模組。目前，隨著激光雷達(dá)性能和需求規(guī)模逐步提升，對廠商而言將分立光學(xué)芯片及其配套元器件高度集成，能夠有效改善產(chǎn)品形態(tài)及生產(chǎn)工藝，同時(shí)推動(dòng)的產(chǎn)能擴(kuò)張和產(chǎn)品降本。

3、激光雷達(dá)運(yùn)作方式及核心性能指標(biāo)

激光雷達(dá)的原理是利用ToF（TimeofFlight，飛行時(shí)間測距法），通過發(fā)射接受激光束，分析激光遇到目標(biāo)對象后的折返時(shí)間，從而得到物體表面與探測主體的精確距離，進(jìn)而在空間坐標(biāo)系中為這束光線賦予角度信息，就能得到這個(gè)點(diǎn)的三維定位。

隨著光束的增多，探測主體便可利用所得各點(diǎn)的相對位置，勾勒出三維空間中的物體細(xì)節(jié)，即點(diǎn)云——激光雷達(dá)的三維視覺。

4、關(guān)鍵指標(biāo)

激光雷達(dá)的視場角（FoV）和角分辨率，是決定其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

視場角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍，也就是說這個(gè)數(shù)值決定了激光雷達(dá)的視野有多廣/多寬。激光雷達(dá)的視場角越大，探測到的視野就越大。

角分辨率，指的是相鄰兩個(gè)激光掃描點(diǎn)之間的角度間隔，雷達(dá)在水平和垂直方向掃射時(shí)，角分辨率越小，單位空間角內(nèi)分布的激光點(diǎn)數(shù)就越多，其對于物體的分辨能力就會(huì)越強(qiáng)。

通俗來講，視場角決定了激光雷達(dá)的探測范圍有多大，而角分辨率則決定了激光雷達(dá)對細(xì)節(jié)的把控程度。

5、技術(shù)路線演進(jìn)

1）傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)

最早由Velodyne推向車端應(yīng)用，通過將激光發(fā)射器豎直排列并進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，完成對環(huán)境的全面動(dòng)態(tài)掃描繪制雷達(dá)的點(diǎn)云圖。

但由于機(jī)械式自身特性，更清晰的圖像需要通過高線程也就是需要不斷堆積發(fā)射源和接收器來實(shí)現(xiàn)，這就導(dǎo)致激光雷達(dá)的體積和成本難以控制。

此外，復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)限制了機(jī)械式激光雷達(dá)的耐用性和成本控制。傳統(tǒng)的機(jī)械式由于需要通過復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高頻準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)，致使其平均的失效時(shí)間僅1000-3000小時(shí)，難以達(dá)到車規(guī)級設(shè)備最低13000小時(shí)的要求，同時(shí)硬件成本居高不下也限制了該類產(chǎn)品在車端的量產(chǎn)推廣。

最后，機(jī)械式激光雷達(dá)需要布置在車身最高點(diǎn)避免旋轉(zhuǎn)時(shí)受遮擋，這對車輛造型造成很大的影響，凸起的雷達(dá)也較容易受損。由于其固有劣勢，機(jī)械式激光雷達(dá)當(dāng)前的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽詣?dòng)駕駛公司L4+技術(shù)測試。

2）混合固態(tài)激光雷達(dá)

混合固態(tài)方案的出現(xiàn)正式開啟了激光雷達(dá)的量產(chǎn)上車的大幕。

相較機(jī)械式激光雷達(dá)，混合固態(tài)激光雷達(dá)的掃描而只覆蓋前方一定角度內(nèi)的范圍，雖然其內(nèi)部仍然存在一些較小的活動(dòng)部件，但在成本、體積等方面更容易得到控制，目前也在車用領(lǐng)域量產(chǎn)搭載。

典型的半固態(tài)方案分為一維掃描和二維掃描，其共同之處是均通過內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的反射鏡來改變激光方向。

脫胎于機(jī)械式激光雷達(dá)，一維轉(zhuǎn)鏡式方案更具應(yīng)用成熟性，因此在自動(dòng)駕駛中應(yīng)用廣泛。一維掃描的本質(zhì)是在機(jī)械式激光雷達(dá)的基礎(chǔ)上，將發(fā)射模塊和掃描模塊進(jìn)行分離，保持收發(fā)模塊不動(dòng)，通過電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)，將激光反射到不同的方向?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)激光的掃描。

二維掃描方式能夠通過靈活的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用少量的激光器實(shí)現(xiàn)等效更多線束以降低成本。二維轉(zhuǎn)鏡方案中如多邊形棱鏡可以讓光源實(shí)現(xiàn)水平掃描，而同時(shí)縱軸擺鏡則可以改變光源的垂直掃描方向，如此僅需一束光源，就可以完成機(jī)械式雷達(dá)若干個(gè)光源才能完成的掃描任務(wù)。

MEMS振鏡方案則是將掃描結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化，利用懸臂梁使厘米級振鏡在橫縱兩軸高速周期運(yùn)動(dòng)，改變激光反射方向，實(shí)現(xiàn)掃描。我們認(rèn)為，雖然MEMS振鏡和二維轉(zhuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)存在差別，但核心思路均是通過靈活的掃描模塊設(shè)計(jì)，減少激光器的使用，進(jìn)而推動(dòng)降本。

3）混合固態(tài)激光雷達(dá)

混合固態(tài)激光雷達(dá)可選技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化。一維轉(zhuǎn)鏡方案利用低速轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡改變光線方向，獲得視場角覆蓋，提升了穩(wěn)定性和可靠性，并通過芯片化實(shí)現(xiàn)高線束掃描，我們認(rèn)為該方案在應(yīng)用原理和架構(gòu)上較為成熟，選擇該方案的典型即禾賽科技。

相比之下，二維掃描的方案能夠通過靈活的掃描模塊架構(gòu)，在減少激光器的同時(shí)實(shí)現(xiàn)等效線束。在實(shí)際的二維掃描方案設(shè)計(jì)中，不同廠商的具體掃描架構(gòu)又會(huì)有一定的區(qū)別。

4）純固態(tài)激光雷達(dá)

面陣收發(fā)+無運(yùn)動(dòng)部件，純固態(tài)方案或?qū)⑹羌す饫走_(dá)的終極答案。純固態(tài)激光雷達(dá)通過取消運(yùn)動(dòng)部件，簡化了整個(gè)激光雷達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并提升集成度，最大程度優(yōu)化整機(jī)耐久度，縮小體積。如此不僅能降低物料和量產(chǎn)成本，也能提升產(chǎn)品可靠性、生產(chǎn)效率和一致性，能夠很好地應(yīng)用于車規(guī)級量產(chǎn)領(lǐng)域。

當(dāng)前，純固態(tài)激光雷達(dá)的主要為OPA（OpticalPhasedArray）光學(xué)相控陣和Flash閃光激光雷達(dá)兩種。其中，OPA的原理是通過多個(gè)激光發(fā)射單元組成發(fā)射陣列，通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中各個(gè)單元的相位差，來改變激光光束的發(fā)射角度；

而Flash則是通過高密度的激光源陣列，像手電筒一樣，能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出覆蓋一片區(qū)域的激光，并用高靈敏度的接收器來構(gòu)建三維圖像。由于結(jié)構(gòu)簡單，F(xiàn)lash閃光激光雷達(dá)是目前純固態(tài)激光雷達(dá)最主流的技術(shù)方案。

5）混合固態(tài)激光雷達(dá)

固態(tài)激光雷達(dá)縱然有更大的降本空間，但其性能目前還無法比肩在車端量產(chǎn)應(yīng)用的混合固態(tài)激光雷達(dá)。固態(tài)激光雷達(dá)普遍存在的功率密度低、探測距離短等問題。

其中，OPA激光雷達(dá)要求陣列單元尺寸必須不大于半個(gè)波長，因此每個(gè)器件尺寸僅500nm左右，對材料和工藝的要求都極為苛刻，因此成本也相應(yīng)的居高不下。

而Flash激光雷達(dá)由于需要在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射大面積的激光，因此在探測精度和探測距離上會(huì)受到較大的影響，但由于其結(jié)構(gòu)簡單且技術(shù)相對成熟，成為了不少雷達(dá)廠的主要探索方向。 補(bǔ)盲激光雷達(dá)成為了現(xiàn)階段純固態(tài)技術(shù)上車的核心途徑。

如前所述，雖然固態(tài)激光雷達(dá)的技術(shù)問題限制了其在主雷達(dá)端的應(yīng)用，但出于成本考量，能夠用于打造專注近距離感知的補(bǔ)盲激光達(dá)，通過“固態(tài)近距補(bǔ)盲+混合固態(tài)遠(yuǎn)距感知”的結(jié)合，能夠彌補(bǔ)前向激光雷達(dá)垂直視場角小以及測距性能過剩的問題，實(shí)現(xiàn)完整的車規(guī)級激光雷達(dá)解決方案。

6、發(fā)展趨勢

“降本、量產(chǎn)、上車”是激光雷達(dá)一直以來的三個(gè)核心關(guān)鍵詞。

激光雷達(dá)自誕生以來，其成本便隨著路線迭代持續(xù)下探，直至近年來混合固態(tài)方案將激光雷達(dá)推向百元級水平（美元）。在當(dāng)前L2+自動(dòng)駕駛持續(xù)滲透的背景下，混合固態(tài)激光雷達(dá)成為各大頭部激光雷達(dá)廠量產(chǎn)上車的主流。

在混合固態(tài)激光雷達(dá)方案下，其結(jié)構(gòu)的“模塊性”會(huì)更加突出。根據(jù)此前對幾大頭部廠商旗艦產(chǎn)品的介紹，很明顯混合固態(tài)方案下，掃描模塊在“解綁”發(fā)射模塊后，各廠商的掃描方案選擇靈活多樣。混合固態(tài)的細(xì)分路線會(huì)持續(xù)發(fā)散直至純固態(tài)方案充分成熟后發(fā)生突變式收斂。

而激光雷達(dá)算法相較其他方案不僅有更準(zhǔn)確的精度，通過激光雷達(dá)的輔助還可以進(jìn)一步提升融合方案的精度上限。純視覺方案的分辨率雖然可以足夠高，但很多場景由于訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的有限性及物理性能的局限，系統(tǒng)的安全冗余度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

根據(jù)行業(yè)權(quán)威數(shù)據(jù)集Nuscenes感知算法評測顯示，通過使用激光雷達(dá)的算法，平均精準(zhǔn)度（mAP）數(shù)值相比純視覺有明顯提升；同時(shí)在針對目標(biāo)跟蹤精度測試上，純激光雷達(dá)方案有著更好的成績，且融合方案也進(jìn)一步將得分從70%提升至75%。

未來多方案融合有望成為主流。融合方案的本質(zhì)在于不同傳感器在不同的場景下發(fā)揮效能，互為冗余，確保駕駛安全。

 3 、行業(yè)動(dòng)態(tài)

1、從安全性向功能性轉(zhuǎn)變，NOA加速激光雷達(dá)上車進(jìn)度

各新勢力車企相繼公布領(lǐng)航輔助駕駛（即NOA或其他名稱）開放時(shí)間，激光雷達(dá)作為重要組成部分重要性持續(xù)提升。

如今，領(lǐng)航輔助駕駛已逐漸從高速高架等場景向通勤以及城市全區(qū)域滲透，激光雷達(dá)重要性逐步顯現(xiàn)。結(jié)合各新勢力車企的車型規(guī)劃，城市NOA功能有望在進(jìn)入2024年后進(jìn)入全面提速期，激光雷達(dá)的上車進(jìn)度也有望進(jìn)一步加快。

新勢力車企激光雷達(dá)搭載車型推出進(jìn)度持續(xù)加快。隨著國內(nèi)智能駕駛的發(fā)展，特別是高速/城區(qū)NOA駛?cè)?ldquo;快車道”，激光雷達(dá)上車量大幅提升。

根據(jù)佐思汽研最新數(shù)據(jù)，2023年1-7月，國內(nèi)乘用車前裝標(biāo)配激光雷達(dá)20.2萬臺，同比增長523.3%，預(yù)計(jì)全年超過35萬臺。

據(jù)佐思汽車研究院統(tǒng)計(jì)，2022年全年，國內(nèi)新增搭載激光雷達(dá)車型共計(jì)18款；進(jìn)入2023年，又有更多搭載激光雷達(dá)的車型推出，激光雷達(dá)的上車進(jìn)程持續(xù)加快。

2、本土廠商強(qiáng)勢引領(lǐng)，影響力持續(xù)增強(qiáng)

激光雷達(dá)加速上車，本土廠商成為定點(diǎn)主力。從2021年開始，主流車企便開啟激光雷達(dá)上車進(jìn)程，到2022年已有超過10萬搭載激光雷達(dá)的車型量產(chǎn)交付。在2023年上海國際車展上，有近40款車型配備了激光雷達(dá)，其中速騰聚創(chuàng)憑借18款搭載車型領(lǐng)先于同行。

中國市場國產(chǎn)前裝標(biāo)配激光雷達(dá)交付量快速增長。據(jù)蓋世汽車研究院統(tǒng)計(jì)，2023年1-5月，本土激光雷達(dá)裝機(jī)量為13.14萬顆，其中禾賽科技以近6.5萬顆的裝機(jī)量排名本土第一。2023年1-9月，根據(jù)高工智能汽車研究院給出的實(shí)際搭載交付數(shù)據(jù)來看，本土乘用車前裝標(biāo)配激光雷達(dá)交付已快速增長至超過30萬顆。

持續(xù)加強(qiáng)激光雷達(dá)在車用領(lǐng)域的滲透，本土廠商已具有相當(dāng)?shù)膰H影響力。據(jù)YoleIntelligence統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球乘用車領(lǐng)域激光雷達(dá)市場規(guī)模僅為0.44億美元，到2022年快速增長至1.69億美元，禾賽科技與圖達(dá)通2022年市占率分別為23%和28%；在無人駕駛出租車領(lǐng)域，禾賽科技也進(jìn)一步鞏固了自身的市場地位，其市占率來到67%。

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院援引Yole數(shù)據(jù)顯示，營收規(guī)模來看，2022年禾賽科技、圖達(dá)通、速騰聚創(chuàng)以及覽沃科技四大本土主力共占有全球約73%的市場份額。據(jù)汽車之心預(yù)測，2023全年激光雷達(dá)出貨有望突破50萬顆。

3、市場潛力巨大，當(dāng)下正處于高速增長初期

中國龐大的終端需求市場賦予激光雷達(dá)發(fā)展?jié)摿Α?023年以來，智能汽車銷量始終保持較同比增速。與此同時(shí)，智能汽車在新能源乘用車的滲透率2023年逐月相較2022年同期進(jìn)一步提升近10個(gè)百分點(diǎn)，到2023年11月，智能電動(dòng)汽車在新能源乘用車中的滲透率成功突破90%，來到91.6%。

根據(jù)Canalys，L2+輔助駕駛應(yīng)用場景的持續(xù)拓寬，特別是在占用消費(fèi)者超75%駕駛時(shí)間的城市場景中的應(yīng)用，是提高中國高階ADAS車型銷量的核心原因。

2023年前三季度，中國L2+汽車銷量遠(yuǎn)高于美國和德國，且品牌達(dá)到37個(gè)。

滲透率穩(wěn)步增長下激光雷達(dá)在新能源汽車端的需求預(yù)期。如前所述純固態(tài)激光雷達(dá)具有更強(qiáng)大的綜合性能和降本空間，目前已通過補(bǔ)盲方式開始在車端應(yīng)用，預(yù)計(jì)隨著技術(shù)的完善和激光雷達(dá)整體規(guī)模量產(chǎn)，未來有望成為市場主流，并帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的需求量向更高級別增長。

激光雷達(dá)的車端需求將隨著滲透率的提升和單車用量提升而快速增長。

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