眾所周知，激光雷達(dá)是被特斯拉CEO馬斯克極為嫌棄的車用傳感器，馬斯克曾多次公開表示，“傻瓜才用激光雷達(dá)”。但無論是從今年年初開始流傳的“2021年將是激光雷達(dá)的量產(chǎn)元年”，還是年底分析師們認(rèn)為的“2022年是激光雷達(dá)規(guī)模應(yīng)用的元年”，似乎都暗示著激光雷達(dá)“正當(dāng)紅”。

近日，日本索尼還推出了首枚自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)傳感器，該產(chǎn)品價(jià)格為1枚1.5萬日元（約合人民幣835元），或?qū)⑹紫扔迷谒髂岬母拍铍妱?dòng)車Vision S上，有望在2022年3月開始對外供貨。索尼的“殺入”似乎也證明了，激光雷達(dá)依舊熱的發(fā)燙。

據(jù)沙利文研究預(yù)計(jì)，2021年起全球激光雷達(dá)市場將迎來快速發(fā)展時(shí)期，到2025年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到135.4億美元，2021-2025年復(fù)合增長率為61.3%。

全球激光雷達(dá)市場規(guī)模 來源：東亞前海證券研究

當(dāng)前汽車行業(yè)已于百年變革節(jié)點(diǎn)起步，制造技術(shù)變革疊加5G的逐步應(yīng)用，推動(dòng)汽車由傳統(tǒng)交通工具向移動(dòng)智能終端演變，激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛的“眼睛”，是汽車行業(yè)向高階智能化進(jìn)軍的必經(jīng)之路。

主流高階智駕玩家必備

激光雷達(dá)是一種工作在光學(xué)波段（特殊波段）的雷達(dá)，最早發(fā)明于1960s，早期主要用于太空探測、氣象監(jiān)測、地形勘測、軍事測距、武器制導(dǎo)等，自2005年美國DARPA挑戰(zhàn)賽起首次搭載于自動(dòng)駕駛車輛，此后廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、智慧交通等領(lǐng)域。而在量產(chǎn)汽車?yán)锏谝粋€(gè)搭載激光雷達(dá)的則是奧迪A8，除特斯拉以外，當(dāng)前主流車企通常選擇搭載激光雷達(dá)以提升對環(huán)境的感知能力。

激光雷達(dá)可分為激光發(fā)射、激光接收、光束操縱和信息處理四大系統(tǒng)，通過分析激光信號(hào)描繪三維點(diǎn)云圖，實(shí)現(xiàn)環(huán)境實(shí)時(shí)感知及避障功能。相比攝像頭和毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)可以增強(qiáng)感知系統(tǒng)的冗余性，準(zhǔn)確感知周邊環(huán)境的三維信息，探測精度在厘米級以內(nèi)，補(bǔ)充毫米波雷達(dá)、攝像頭缺失的場景。較短波長及主動(dòng)激光技術(shù)賦予了激光雷達(dá)測量分辨率高、探測距離遠(yuǎn)、探測角度大、夜間工作能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在高階自動(dòng)駕駛方案中，激光雷達(dá)的點(diǎn)位還可以通過和高精地圖數(shù)據(jù)匹配來實(shí)時(shí)定位車輛信息。

激光雷達(dá)分類多樣，可根據(jù)測距遠(yuǎn)離、發(fā)射、接收、光束操作等不同角度進(jìn)行分類。

圖片來源：德邦研究所

按照測距原理，激光雷達(dá)可以細(xì)分為三角測距、飛行時(shí)間測距ToF 和調(diào)頻連續(xù)波 FMCW。除了三角測距受制于較遠(yuǎn)距離分辨率下降難以配套汽車外，ToF 激光雷達(dá)技術(shù)成熟度高是配套汽車主流方式，F(xiàn)MCW 激光雷達(dá)理論性能優(yōu)異，長期來看，有望成為裝車破局新方向。

根據(jù)激光發(fā)射裝置的不同又可將激光雷達(dá)分成光源波長和發(fā)射器種類兩種方式。光源波長主要分為 905nm 和 1550nm 兩類，發(fā)射器又包含邊發(fā)射激光器 EEL、垂直腔面發(fā)射激光器 VCSEL 與光子晶體結(jié)構(gòu)表面發(fā)射激光器 PCSEL 三種主流方向。

在激光接收層面，根據(jù)光電探測器性能主要分為 SiPM、SPAD、APD 和 PIN PD 四類。APD 技術(shù)較為成熟，是使用最為廣泛的光電探測器件；PIN PD目前僅適用于 FMCW 測距激光雷達(dá)；SPAD 的理論增益能力是 APD 的一百萬倍以上，但系統(tǒng)成本與電路成本均較高；SiPM 是多個(gè) SPAD 的陣列形式，可通過大尺寸陣列的實(shí)現(xiàn)獲得更高的可探測范圍以及配合陣列光源使用，更容易集成CMOS技術(shù)，且電路結(jié)構(gòu)簡單，工作電壓較低。禾賽科技、Innovusion、Ouster等主流廠商均已布局 SiPM 相關(guān)技術(shù)，未來有望代替 APD。

根據(jù)光束操縱方式不同又可將激光雷達(dá)分為機(jī)械式、半固態(tài)和固態(tài)，機(jī)械式因成本及外觀因素多應(yīng)用于無人駕駛測試項(xiàng)目。半固態(tài)方案主流方向?yàn)?MEMS與轉(zhuǎn)鏡式，MEMS綜合優(yōu)勢明顯，有望搭載汽車商用；轉(zhuǎn)鏡方案最早通過車規(guī)，轉(zhuǎn)鏡方案的激光雷達(dá)也是首個(gè)車規(guī)級激光雷達(dá)，即上述奧迪A8在2017年時(shí)搭載的激光雷達(dá)。固態(tài)方案以 OPA 和 Flash方案為主，從趨勢來看，激光雷達(dá)整體技術(shù)向固態(tài)演進(jìn)。

總體來看，激光雷達(dá)感知識(shí)別效果更好，且無須強(qiáng)大算法支撐，對主流高階自動(dòng)駕駛玩家來說，是必備選擇。

車企加碼布局，集中量產(chǎn)上市

當(dāng)前，汽車智能化趨勢已不可阻擋，激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域所擁有的不可替代的優(yōu)勢，使得它在汽車行業(yè)“打得火熱”。

從今年的車展來看，無論是4月份的上海車展還是11月份的廣州車展，搭載激光雷達(dá)的車型依舊是大熱門，包括極狐、沙龍、小鵬等在內(nèi)，不少車企宣布搭載激光雷達(dá)的車型明年量產(chǎn)。

據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，截至目前，宣布搭載激光雷達(dá)的車企已超23家，這些車型的交付時(shí)間基本集中在2021年底到2022年，從售價(jià)上來看，豪華轎車價(jià)格普遍在 80 萬以上，其余售價(jià)也大多在30-80萬之間。

宣布搭載激光雷達(dá)的品牌

上圖雖然從一定程度上證明了“2022年是激光雷達(dá)規(guī)模應(yīng)用的元年”，但也反應(yīng)出一個(gè)問題，那就是搭載激光雷達(dá)的汽車售價(jià)并不便宜。

確定搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)車型價(jià)格預(yù)測（元）

來源：國金證券研究所

不得不說，成本高確實(shí)是激光雷達(dá)上車路上最大的絆腳石。當(dāng)前激光雷達(dá)產(chǎn)品均價(jià)普遍在1000美元左右，而其他傳感器價(jià)格均已下探到150美元以下，單個(gè)車載攝像頭價(jià)格最低甚至已降至30美元左右。正是由于價(jià)格昂貴，激光雷達(dá)迄今還未達(dá)到大規(guī)模車規(guī)級應(yīng)用。

激光雷達(dá)主要廠商產(chǎn)品價(jià)格

來源：光大證券

激光雷達(dá)每個(gè)部分都包含著大量的精密部件，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要眾多高精密設(shè)備，加上核心部件的價(jià)格，使得激光雷達(dá)尤其是機(jī)械式激光雷達(dá)成本較高。一般激光雷達(dá)的成本可分為研發(fā)成本、生產(chǎn)成本與 BOM 成本（物料成本）。其中，掃描系統(tǒng)作為激光雷達(dá)的主要部件成本占比最高，以法雷奧為例，包括激光模塊、光學(xué)模塊和主板，其中激光單元成本占比23%、光學(xué)單元占比13%、激光硬件占比10%、主板占比45%。掃描組件包括主板以及激光單元，合計(jì)成本占比接近70%。

為了盡快降低激光雷達(dá)的成本，各大分析機(jī)構(gòu)紛紛提出來大規(guī)模量產(chǎn)、控制上游元件成本、技術(shù)路徑迭代等降本方向，而整車廠也在積極尋求降本策略。

投資、合作，車企尋求降本策略

由于激光雷達(dá)技術(shù)路線眾多、不確定性較大，若為并購或自行成立事業(yè)部會(huì)存在內(nèi)部排他性約束，為了避免這種情況的產(chǎn)生，整車廠多通過投資或合作的方式參與激光雷達(dá)領(lǐng)域中。

據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，國外福特、沃爾沃、戴姆勒、奔馳等，國內(nèi)上汽、北汽、長安汽車、哪吒、小鵬等整車廠多通過投資或合作的方式積極參與到激光雷達(dá)領(lǐng)域中，不僅可以提高參與度，通過定制化或自研軟件算法滿足上車要求，還可以通過這種方式加快激光雷達(dá)規(guī)模量產(chǎn)和技術(shù)更新的速度，進(jìn)而降低成本。

近期最為熱門的當(dāng)屬小米投資禾賽科技。11月，禾賽科技獲得了來自小米的七千萬美元追加融資，加上此前已獲得的超3億美元融資，截至當(dāng)時(shí)禾賽科技的D輪融資總金額已超3.7億美元。而這次投資也是小米自6月以來第二次加持禾賽，可見小米激光雷達(dá)上車的決心。

當(dāng)前小米造車事業(yè)正在如火如荼得進(jìn)行中，小米Q3業(yè)績公告顯示，其智能電動(dòng)車業(yè)務(wù)推進(jìn)順利，團(tuán)隊(duì)成員已超過 500 人。此外，小米還與北京亦莊簽訂合作，將在北京經(jīng)開區(qū)建設(shè)小米汽車總部基地、銷售總部和研發(fā)總部，并將建設(shè)年產(chǎn)量 30 萬輛的整車工廠，其中一期、二期產(chǎn)能分別為 15 萬輛。

除了小米外，百度也選擇了禾賽科技，已宣布將與禾賽科技共同研發(fā)新一代激光雷達(dá)產(chǎn)品并將其搭載于第五代Robotaxi上。

吉利集團(tuán)旗下智能純電品牌極氪智能科技，作為一個(gè)成立不久的品牌，選擇與速騰聚創(chuàng)達(dá)成合作。12月1日，速騰聚創(chuàng)與極氪品牌宣布達(dá)成戰(zhàn)略合作。速騰聚創(chuàng)在激光雷達(dá)領(lǐng)域的地位是毋庸置疑的，號(hào)稱亞太地區(qū)市占率第一。Yole Development數(shù)據(jù)顯示，2021年速騰聚創(chuàng)在全球以10%的市場份額位列法雷奧之后，超過其他廠商排列第二。早在2018年的時(shí)候，速騰聚創(chuàng)就獲得了北汽產(chǎn)投、上汽旗下尚欣資本等的投資。

而長安汽車和哪吒汽車則是選擇與華為合作。確實(shí)華為激光雷達(dá)實(shí)力不容小覷，Yole Development數(shù)據(jù)顯示，2021年華為激光雷達(dá)以3%的全球市場份額排在第五。從去年8月華為透露在武漢光電研究中心有10000+人在研究激光雷達(dá)技術(shù)，并計(jì)劃將激光雷達(dá)的成本下降到200美元左右，短短一年時(shí)間，華為就已搶占了3%的市場份額，從上文可以看出，已有哪吒S、極狐阿爾法S、沙龍汽車機(jī)甲龍三款汽車搭載華為的激光雷達(dá)。

寫在最后

隨著自動(dòng)駕駛級別的提高，激光雷達(dá)已成為大多數(shù)車企實(shí)現(xiàn)L3及以上級別自動(dòng)駕駛的必備傳感器，上車已是弦上之劍。根據(jù) Yole 預(yù)測，到2025年中國乘用車領(lǐng)域激光雷達(dá)市場空間將會(huì)達(dá)到378.8億元，全球乘用車激光雷達(dá)市場將達(dá)到1082.2億元，中國市場占全球比重較高，將達(dá)到 35%。

我國乘用車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)市場空間（單位：百萬元）

來源：光大證券研究所

可見，車載激光雷達(dá)市場仍處于野蠻生長階段，再加上整車廠搶灘布局，搭載激光雷達(dá)車型集中量產(chǎn)上市，市場需求提升帶來的大規(guī)模量產(chǎn)，以及技術(shù)的迭代更新，激光雷達(dá)有望快速降價(jià)，迎來歷史性發(fā)展新機(jī)遇。

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