在自動(dòng)化駕駛的 5 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，L3 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下的 ADAS 高級(jí)輔助駕駛市場(chǎng)與 L4、L5 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下的無(wú)人駕駛市場(chǎng)都對(duì)激光雷達(dá)技術(shù)產(chǎn)品擁有著較高的需求，隨著中國(guó)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的政策和規(guī)范的不斷成熟，激光雷達(dá)行業(yè)將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。
根據(jù) Velodyne 預(yù)測(cè)，2022 年激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 119 億美元，其中約 72 億美元來(lái)自汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，占比約 60%。在自動(dòng)汽車領(lǐng)域中，機(jī)械式和固態(tài)式激光雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展方向之爭(zhēng)也將在未來(lái)深刻的影響著激光雷達(dá)市場(chǎng)的發(fā)展走向。因此，本文希望從激光雷達(dá)的發(fā)展歷程入手，對(duì)激光雷達(dá)市場(chǎng)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行梳理，并對(duì)當(dāng)前機(jī)械式與固態(tài)式激光雷達(dá)并存的市場(chǎng)格局的發(fā)展走向進(jìn)行分析，最后對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)的公司進(jìn)行詳細(xì)梳理。
2005 年，Velodyne 首次將 64 線激光雷達(dá)應(yīng)用于 DARPA 挑戰(zhàn)賽，2007 年 Velodyne 生產(chǎn)出首臺(tái)商用 3D 動(dòng)態(tài)掃描激光雷達(dá)，成為該行業(yè)的重要時(shí)刻。此后，Ibeo、Valeo、Luminar 等公司相繼推出各自的激光雷達(dá)產(chǎn)品，技術(shù)上各有優(yōu)勢(shì)，機(jī)械式產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)產(chǎn)品，產(chǎn)品成本逐漸降低，到 2020 年，Velodyne 的新款固態(tài)激光雷達(dá)售價(jià)已達(dá)到 100 美元（公司官網(wǎng)），可以說(shuō)正式進(jìn)入實(shí)用區(qū)間。
國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也相當(dāng)迅速，從人工智能與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展后，我國(guó)涌現(xiàn)出北科天繪、速騰聚創(chuàng)、鐳神智能、禾賽科技、Innovusion 等一大批優(yōu)秀公司，產(chǎn)品性能也不斷提升，從 16 線到 128 線乃至 300線產(chǎn)品都有，探測(cè)距離也達(dá)到 500m量級(jí)。
綜合來(lái)看，激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)一直朝向遠(yuǎn)距離、大范圍、高分辨率、低成本的方向發(fā)展，如今的商用激光雷達(dá)已經(jīng)遠(yuǎn)超早期產(chǎn)品。
無(wú)人駕駛領(lǐng)域?qū)⒊蔀槲磥?lái)激光雷達(dá)最主要的應(yīng)用市場(chǎng)，在此基礎(chǔ)上，當(dāng)前的機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)較為成熟，具有一定的應(yīng)用可行性，但固態(tài)式激光雷達(dá)將憑借成本低、小型化、更容易量產(chǎn)等特點(diǎn)在未來(lái)市場(chǎng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
01
激光雷達(dá)由激光發(fā)射、接收、信息處理、掃描四大基礎(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成
激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging，簡(jiǎn)稱"LiDAR"）即光探測(cè)與測(cè)量，是一種集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和 IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測(cè)量裝置）三種技術(shù)于一身的系統(tǒng)，用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的 DEM（數(shù)字高程模型）。
這三種技術(shù)的結(jié)合，可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑，測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí)，激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是" 精準(zhǔn)"和"快速、高效作業(yè)"。
激光雷達(dá)當(dāng)前被廣泛用于無(wú)人駕駛汽車和機(jī)器人領(lǐng)域，被譽(yù)為廣義機(jī)器人的“眼睛”，是一種通過(guò)發(fā)射激光來(lái)測(cè)量物體與傳感器之間精確距離的主動(dòng)測(cè)量裝置。
激光雷達(dá)通過(guò)激光器和探測(cè)器組成的收發(fā)陣列，結(jié)合光束掃描，可以對(duì)廣義機(jī)器人所處環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，獲取周圍物體的精確距離及輪廓信息，以實(shí)現(xiàn)避障功能；同時(shí)，結(jié)合預(yù)先采集的高精地圖，機(jī)器人在環(huán)境中通過(guò)激光雷達(dá)的定位精度可達(dá)厘米量級(jí)，以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。
激光雷達(dá)可以高精度、高準(zhǔn)確度地獲取目標(biāo)的距離、速度等信息或者實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成像。激光雷達(dá)工作過(guò)原理：激光通過(guò)掃描器單元形成光束角度偏轉(zhuǎn)，光束與目標(biāo)作用形成反射/散射的回波。
當(dāng)接收端工作時(shí)，可產(chǎn)生原路返回的回波信號(hào)光子到達(dá)接收器，接收端通過(guò)光電探測(cè)器形成信號(hào)接收，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理得到目標(biāo)的距離、速度等信息或?qū)崿F(xiàn)三維成像?？梢?jiàn)，光束掃描器和探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式便是研究重點(diǎn)，需求從機(jī)械式向小型化全固態(tài)方向發(fā)展。
激光雷達(dá)由激光發(fā)射、激光接收、信息處理、掃描系統(tǒng)四大基礎(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成，這四大系統(tǒng)相互協(xié)作，進(jìn)而短時(shí)間內(nèi)獲取大量的位置點(diǎn)信息，并根據(jù)這些信息實(shí)現(xiàn)三維建模。其中
① 激光發(fā)射系統(tǒng)：激勵(lì)源周期性地驅(qū)動(dòng)激光器，發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過(guò)光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線數(shù)，最后通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標(biāo)物體；
② 激光接收系統(tǒng)：經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)，光電探測(cè)器接受目標(biāo)物體反射回來(lái)的激光，產(chǎn)生接收信號(hào)；
③ 信息處理系統(tǒng)：接收信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由信息處理模塊計(jì)算，獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型。
④ 掃描系統(tǒng)：以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所在平面的掃描，并產(chǎn)生實(shí)時(shí)的平面圖信息。
激光雷達(dá)的測(cè)距原理可分為三角測(cè)距法和 ToF(飛行時(shí)間法)，前者主要用于掃地機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人等非車載應(yīng)用，而后者才是汽車激光雷達(dá)的主要測(cè)距原理。
激光雷達(dá)的光束操縱方式有 MEMS 微振鏡掃描、OPA 掃描、機(jī)械式掃描（又包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)掃描、平面擺鏡掃描、多棱鏡掃描等多種宏觀可見(jiàn)的掃描方式）、閃光式（無(wú)需掃描元件）等，光束操縱也是最復(fù)雜、最關(guān)鍵的激光雷達(dá)技術(shù)維度。
在光源方面，涵蓋 LED、EEL、VCSEL 和光纖激光器，而在探測(cè)器方面，包括 PIN PD、APD/SPAD/SiPM、CMOS 圖像傳感器、CCD 圖像傳感器。
激光雷達(dá)產(chǎn)品可以從顯性參數(shù)、實(shí)測(cè)性能表現(xiàn)及隱性指標(biāo)等方面進(jìn)行評(píng)估和比較。顯性參數(shù)指列示在產(chǎn)品參數(shù)表中的信息，主要包含測(cè)遠(yuǎn)能力、點(diǎn)頻、角分辨率、視場(chǎng)角范圍、測(cè)距精準(zhǔn)度、功耗、集成度（體積及重量）等。
同時(shí)，激光雷達(dá)也常以線數(shù)區(qū)分，如 4 線、8 線、16 線、32 線、128 線等。線數(shù)是指激光發(fā)射光源數(shù)，16 線產(chǎn)品有 16 個(gè)光源，以此類推，華為近期發(fā)布的 96 線激光雷達(dá)就是含有96 個(gè)光源的激光雷達(dá)。
02
機(jī)械式與固態(tài)式是汽車領(lǐng)域激光雷達(dá)的主要類別
激光雷達(dá)由于其應(yīng)用范圍的廣泛與技術(shù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在實(shí)際應(yīng)用中有著多種分類方式，按照功能用途、工作體制、載荷平臺(tái)、工作介質(zhì)、探測(cè)技術(shù)等分類方式均可得到不同的結(jié)果。
在載荷平臺(tái)方面，地基激光雷達(dá)，通常用于單一目標(biāo)或者小尺度精細(xì)三維數(shù)據(jù)的采集；機(jī)載激光雷達(dá)以飛行器為搭載平臺(tái)，通常用于區(qū)域尺度三維信息數(shù)據(jù)的快速獲取；
星載激光雷達(dá)以衛(wèi)星平臺(tái)為依托進(jìn)行大尺度三維信息數(shù)據(jù)的獲取。本文對(duì)激光雷達(dá)的討論分析重點(diǎn)集中在車載平臺(tái)上的應(yīng)用的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)。
其中，考慮到激光雷達(dá)主要市場(chǎng)集中在無(wú)人駕駛領(lǐng)域，因此當(dāng)前行業(yè)主要根據(jù)與無(wú)人駕駛技術(shù)相關(guān)的測(cè)距方法和技術(shù)架構(gòu)作為分類的主流依據(jù)。
測(cè)距方法分類：ToF 法更為成熟，F(xiàn)MCW具有更高的抗干擾性
激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間（Time of Flight，ToF）測(cè)距法、基于相干探測(cè)的FMCW 測(cè)距法、以及三角測(cè)距法等，其中 ToF 與 FMCW 能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽(yáng)光下較遠(yuǎn)的測(cè)程（100~250m），是車載激光雷達(dá)的優(yōu)選方案。
ToF 是目前市場(chǎng)車載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案，未來(lái)隨著 FMCW 激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，ToF 和 FMCW 激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存。
ToF 的工作原理為測(cè)量發(fā)射波脈沖與目標(biāo)回波脈沖之間的時(shí)間間隔，即測(cè)量激光脈沖從激光器到待測(cè)目標(biāo)之間的往返時(shí)間 T，即可得到目標(biāo)距離 S=cT/2，其中 c 為光在空氣中的傳播速度。
ToF 激光雷達(dá)系統(tǒng)主要包括發(fā)射模塊、接收模塊、控制及信號(hào)處理模塊和掃描模塊。
FMCW，即調(diào)頻連續(xù)波。FMCW 技術(shù)和脈沖雷達(dá)技術(shù)是兩種在高精度雷達(dá)測(cè)距中使用的技術(shù)。其基本原理為發(fā)射波為高頻連續(xù)波，其頻率隨時(shí)間按照三角波規(guī)律變化。
FMCW 接收的回波頻率與發(fā)射的頻率變化規(guī)律相同，都是三角波規(guī)律，只是有一個(gè)時(shí)間差，利用這個(gè)微小的時(shí)間差可計(jì)算出目標(biāo)距離。
FMCW 激光雷達(dá)由 5 部分組成：1）線性調(diào)頻窄線寬激光；2）MZI 干涉儀；3）光束掃描機(jī)構(gòu)；4）平衡光電探測(cè)器；5）數(shù)字信號(hào)處理。
技術(shù)架構(gòu)分類：機(jī)械式技術(shù)趨近成熟，固態(tài)式預(yù)計(jì)將成為未來(lái)主流
按照技術(shù)架構(gòu)可以分為整體旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷達(dá)、收發(fā)模塊靜止的半固態(tài)激光雷達(dá)以及固態(tài)式激光雷達(dá)。
機(jī)械式激光雷達(dá)：可實(shí)現(xiàn)水平 360°全覆蓋，體積較大價(jià)格較貴
機(jī)械激光雷達(dá)，是指其發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是通過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，將速度更快、發(fā)射更準(zhǔn)的激光從“線”變成“面”，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個(gè)面，達(dá)到動(dòng)態(tài)掃描并動(dòng)態(tài)接收信息的目的。
在工作時(shí)豎直排列的激光發(fā)射器呈不同角度向外發(fā)射，實(shí)現(xiàn)垂直角度的覆蓋，同時(shí)在高速旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)殼體帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)水平角度 360度的全覆蓋。
機(jī)械激光雷達(dá)體積更大，總體來(lái)說(shuō)價(jià)格更為昂貴，但測(cè)量精度相對(duì)較高。相比于半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá)，機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行 360°的水平視場(chǎng)掃描，而半固態(tài)式和固態(tài)式激光雷達(dá)往往最高只能做到 120°的水平視場(chǎng)掃描，且在視場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)距能力的均勻性差于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)。
MEMS 混合固態(tài)激光雷達(dá)：半機(jī)械式構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的小型化
MEMS 微振鏡是一種硅基半導(dǎo)體元器件，屬于固態(tài)電子元件；但是 MEMS 微振鏡并不“安分”，內(nèi)部集成了“可動(dòng)”的微型鏡面；
由此可見(jiàn) MEMS 微振鏡兼具“固態(tài)”和“運(yùn)動(dòng)”兩種屬性，故稱為“混合固態(tài)”?？梢哉f(shuō)，MEMS 微振鏡是傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)的革新者，引領(lǐng)激光雷達(dá)的小型化和低成本化。
Flash 激光雷達(dá)：采用類照相機(jī)工作模式，具有 256×256 像素點(diǎn)探測(cè)器
Flash 激光雷達(dá)采用類似照相機(jī)的工作模式，感光元件與普通相機(jī)不同，每個(gè)像素點(diǎn)可以記錄光子飛行時(shí)間信息。
發(fā)射的面陣激光照射到目標(biāo)上，目標(biāo)對(duì)入射光產(chǎn)生散射，由于物體具有三維空間屬性，從而照射到物體不同部位的光具有不同的飛行時(shí)間，被焦平面探測(cè)器陣列探測(cè)，輸出為具有深度信息的“三維”圖像。
Flash 激光雷達(dá)也經(jīng)歷了小型化發(fā)展歷程，所占空間從起初的車廂級(jí)到辦公桌級(jí)，再到現(xiàn)在的厘米級(jí)，這都得益于緊湊型激光器陣列、探測(cè)器陣列的發(fā)展。
OPA 固態(tài)激光雷達(dá)：產(chǎn)品小型化，無(wú)需機(jī)械掃描
高系統(tǒng)集成度的光學(xué)相控陣技術(shù)（OPA）能夠滿足激光雷達(dá)在無(wú)人駕駛、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域全固態(tài)、小型化的發(fā)展需求。激光器功率均分到多路相位調(diào)制器陣列，光場(chǎng)通過(guò)光學(xué)天線發(fā)射，在空間遠(yuǎn)場(chǎng)相干疊加形成一個(gè)具有較強(qiáng)能量的光束。
經(jīng)過(guò)特定相位調(diào)制后的光場(chǎng)在發(fā)射天線端產(chǎn)生波前的傾斜，從而在遠(yuǎn)場(chǎng)反映成光束的偏轉(zhuǎn)，通過(guò)施加不同相位，可以獲得不同角度的光束形成掃描的效果，無(wú)需機(jī)械掃描。
淺顯之見(jiàn)：機(jī)械式已進(jìn)入量產(chǎn)階段，固態(tài)式通過(guò)車規(guī)認(rèn)證
激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)自誕生以來(lái)，緊跟底層器件的前沿發(fā)展，呈現(xiàn)出了迭代速度快，技術(shù)愈發(fā)多樣化的特點(diǎn)。
當(dāng)前激光雷達(dá)廠商不斷引入新的技術(shù)架構(gòu)，提升探測(cè)性能并拓展應(yīng)用領(lǐng)域：從單點(diǎn)激光雷達(dá)到單線掃描激光雷達(dá)，再到無(wú)人駕駛技術(shù)中獲得廣泛認(rèn)可的多線掃描激光雷達(dá)，進(jìn)而技術(shù)方案不斷創(chuàng)新的固態(tài)式激光雷達(dá)、FMCW 激光雷達(dá)，以及如今芯片化的發(fā)展趨勢(shì)，激光雷達(dá)一直以來(lái)都是新興技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的代表。
MEMS 激光雷達(dá)其優(yōu)點(diǎn)在于體積小，成本低，但可靠性仍有待驗(yàn)證。此外，與傳統(tǒng)的 ToF激光雷達(dá)相比，F(xiàn)MCW 激光雷達(dá)多出了不少優(yōu)勢(shì)，比如對(duì)背景光線和傳統(tǒng)干擾的免疫、探測(cè)距離遠(yuǎn)等。傳統(tǒng)ToF雷達(dá)很可能受到其它傳感器的光脈沖干擾，以及先前發(fā)出脈沖的自干擾。
而 FMCW 激光雷達(dá)通過(guò)檢測(cè)返回光和發(fā)射光的時(shí)間、頻率和波長(zhǎng)，濾除不匹配的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)更精確的目標(biāo)檢測(cè)。但其劣勢(shì)是光學(xué)校準(zhǔn)復(fù)雜，需要連續(xù)性強(qiáng)的光源，而且線性調(diào)制較為困難。
激光雷達(dá)在汽車應(yīng)用上的探索仍在進(jìn)行中，且多數(shù)集中在 ToF 技術(shù)上。Flash 激光雷達(dá)盡管有著不錯(cuò)的特性，但 2D 光電檢測(cè)和弱光條件下仍存在較大挑戰(zhàn)。FMCW 的技術(shù)成熟度雖然較低，但相比之下 OPA 的成熟度更低，兩者都需要多年研究才能走向市場(chǎng)規(guī)?；?/p>
兩者都需要多年研究才能走向市場(chǎng)規(guī)?；?。而如今不少機(jī)械激光雷達(dá)的廠商都開(kāi)始嘗試 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)、高波長(zhǎng)、軟件定義或 AI 輔助等新方向，激光雷達(dá)仍處于較快的技術(shù)迭代期，但不可否認(rèn)的是，激光雷達(dá)必將成為將自動(dòng)駕駛推向 L4 及以上等級(jí)的中堅(jiān)力量。
不同技術(shù)方向的激光雷達(dá)技術(shù)的成熟時(shí)間和落地時(shí)間有著很大的差異，當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，正處于可量產(chǎn)的階段，行業(yè)龍頭 Velodyne 和中國(guó)市場(chǎng)龍頭禾賽科技均已經(jīng)擁有了較為成熟的技術(shù)；
半固態(tài)式激光雷達(dá)與 Flash 全曝光激光雷達(dá)技術(shù)成熟度較高，但在具體應(yīng)用上還存在這一定的限制；技術(shù)性能最高的 FMWC 與 OPA 固態(tài)激光雷達(dá)當(dāng)前依舊面臨著技術(shù)突破上的問(wèn)題。
03
當(dāng)前激光雷達(dá)項(xiàng)目技術(shù)的評(píng)判集中在車規(guī)級(jí)、可量產(chǎn)、低成本這三個(gè)方面
首先是車規(guī)級(jí)，激光雷達(dá)產(chǎn)品達(dá)到車規(guī)級(jí)，需在化學(xué)特性、機(jī)械特性、電氣特性三大方面進(jìn)行 38 項(xiàng)試驗(yàn)，包括備受業(yè)界關(guān)注的車規(guī)級(jí)沖擊振動(dòng)和高低溫檢測(cè)。
機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)已趨于成熟，但由于物理極限和成本高等因素限制，裝配和調(diào)制困難，掃描頻率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本較高，并且機(jī)械部件壽命不長(zhǎng)（約 1000-3000 小時(shí)），只能用于自動(dòng)駕駛的研發(fā)領(lǐng)域，難以滿足苛刻的車規(guī)級(jí)要求（至少 1 萬(wàn)小時(shí)以上）。
而固態(tài)激光雷達(dá)中較為成熟的 MEMS激光雷達(dá)能以較低的成本和較高的準(zhǔn)確度實(shí)現(xiàn)激光掃描，但受限于較小的光學(xué)口徑和MEMS振鏡，其測(cè)距能力尚存在一定瓶頸。當(dāng)前，Valeo（法雷奧）的 SCALA 激光雷達(dá)是國(guó)外非常受到市場(chǎng)認(rèn)可的一款產(chǎn)品，通過(guò)車規(guī)并實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn)的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
在 2020 年 11 月，鐳神智能 CH32 混合固態(tài)激光雷達(dá)，在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)車規(guī)級(jí)認(rèn)證。這表明在當(dāng)前市場(chǎng)中，固態(tài)式激光雷達(dá)已率先在車規(guī)認(rèn)證方面取得了突破。
在可量產(chǎn)與低成本方面，固態(tài)激光雷達(dá)具有體積小、量產(chǎn)成本和量產(chǎn)難度較低的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)將是未來(lái)的發(fā)展方向。其中 MEMS 將占據(jù)一定的主導(dǎo)地位，它有效的克服了傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)在壽命、成本和良品率等方面所存在的問(wèn)題。
而同屬于固態(tài)式技術(shù)的 OTA 激光雷達(dá)雖然在性能上具有優(yōu)勢(shì)，但要達(dá)到長(zhǎng)距離的探測(cè)還有很長(zhǎng)的路要來(lái)走，從產(chǎn)業(yè)鏈上游來(lái)看，因?yàn)樯嫌魏诵牡囊恍╇娮釉骷?、技術(shù)支持不成熟，短期內(nèi)產(chǎn)品落地難度大。
雖然固態(tài)式激光雷達(dá)在性能上優(yōu)于機(jī)械式激光雷達(dá)，但由于機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，正處于可量產(chǎn)的階段，而固態(tài)式激光雷達(dá)距離技術(shù)上的完全成熟還需要一段時(shí)間。
暫時(shí)將 MEMS、OPA 等固態(tài)激光雷達(dá)流派統(tǒng)一來(lái)看，固態(tài)激光雷達(dá)整體相比傳統(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)品集成度更高，更有利于降低成本，也更便于使用，優(yōu)勢(shì)明顯。根據(jù) Yole 的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，目前旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)仍然占據(jù)較大份額，一段時(shí)間來(lái)看我們認(rèn)為大概率會(huì)是機(jī)械式與固態(tài)式激光雷達(dá)并存的局面，但未來(lái)固態(tài)激光雷達(dá)將占據(jù)主導(dǎo)地位。
固態(tài)化的趨勢(shì)也有力推動(dòng)了成本下降，當(dāng)前推動(dòng)激光雷達(dá)市場(chǎng)發(fā)展的核心因素之一就是成本，迅速下降的成本使得激光雷達(dá)能夠在汽車和機(jī)器人行業(yè)得到普遍應(yīng)用。根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，在 2007 年 Velodyne 剛剛推出 HDL-64E 之時(shí)，其價(jià)格還在 8 萬(wàn)美元，且直到 2014年其價(jià)格仍然維持在如此高位。
而如今激光雷達(dá)成本已經(jīng)大幅降低，根據(jù) Velodyne 的最新財(cái)報(bào)， 2020 年出貨量已經(jīng)達(dá)到 1.15 萬(wàn)臺(tái)，收入 9400 萬(wàn)美元，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)字可以計(jì)算得出平均每臺(tái)收入 8173 美元，這其中有低端產(chǎn)品的貢獻(xiàn)，也有價(jià)格下降的因素。
在 CES 2020期間，Velodyne 發(fā)布了 100 美元的 Velabit，并且探測(cè)距離 100 米，與早期的 HDL64E 相仿，足以說(shuō)明價(jià)格下降的趨勢(shì)。
從其他公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)也可以得出產(chǎn)品成熟、價(jià)格下降的趨勢(shì)。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2017 年發(fā)布的 SCALA 將價(jià)格定在 600 美元，比早期激光雷達(dá)產(chǎn)品有明顯降低。歷年 CES 展會(huì)上各家激光雷達(dá)公司往往會(huì)展示自家產(chǎn)品，CES 2021 期間，速騰聚創(chuàng)展示了已量產(chǎn)出貨的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)；
CES 2020 期間大疆發(fā)布了 Livox 激光雷達(dá)，根據(jù)大疆官方商城數(shù)據(jù)可見(jiàn)，Livox系列產(chǎn)品定價(jià)普遍在數(shù)千人民幣，也就是 1000 美元量級(jí)，而性能則比早期的 HDL64E 還有一定提升，探測(cè)距離達(dá)到了 260 米（80%反射率），20%反射率物體的探測(cè)距離也達(dá)到了 130米，角度精度達(dá)到 0.1 度。由此可見(jiàn)，如今的激光雷達(dá)價(jià)格相比十年前已經(jīng)有了數(shù)量級(jí)上的下降，而這將進(jìn)一步推動(dòng)激光雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
04
分析優(yōu)勢(shì)：激光雷達(dá)探測(cè)精度高、探測(cè)范圍最高可達(dá) 360°
一開(kāi)始激光雷達(dá)只是在軍事方面應(yīng)用，后來(lái)才應(yīng)用在生活中，其中無(wú)人駕駛領(lǐng)域使用最為廣泛。目前谷歌、百度、奧迪、福特、寶馬等企業(yè)都在逐漸使用激光雷達(dá)的感知解決方案，已經(jīng)成為了無(wú)人駕駛技術(shù)中的最基本的配置。目前自動(dòng)駕駛的傳感器主要有LiDAR 系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)、視覺(jué)（照相機(jī)）系統(tǒng)等。
不同級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于各類傳感器的數(shù)量的要求也是不同的，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)于車載激光雷達(dá)所要求的數(shù)量就越高，L5 級(jí)自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)下，激光雷達(dá)的配置數(shù)量不應(yīng)少于 4 個(gè)。
在汽車領(lǐng)域，不同的傳感器各有優(yōu)勢(shì)。不同傳感器的原理和功能各不相同。從可靠度、行人判別、夜間模式、惡劣天氣環(huán)境、細(xì)節(jié)分辨、探測(cè)距離等方面來(lái)對(duì)比，激光雷達(dá)是三種環(huán)境傳感器中綜合性能最好的一種，這也就決定了其是自動(dòng)駕駛汽車等機(jī)器人環(huán)境感知系統(tǒng)中不可或缺的一部分。
在當(dāng)前的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，特斯拉采取的解決方案是“傳統(tǒng)攝像頭+計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)”，由鏡頭采集圖像后，攝像頭內(nèi)的感光組件電路及控制組件對(duì)圖像進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化為電腦能處理的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)神經(jīng)算法網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行決策。
但當(dāng)前大部分的車企更看好激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用，激光雷達(dá)具有探測(cè)精度高、探測(cè)范圍廣及穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在精確度方面，毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離受到頻段損耗的直接制約（想要探測(cè)的遠(yuǎn)，就必須使用高頻段雷達(dá)），也無(wú)法感知行人，并且對(duì)周邊所有障礙物無(wú)法進(jìn)行精準(zhǔn)的建模。
攝像頭等光學(xué)成像設(shè)備屬于被動(dòng)式的感知設(shè)備，它的應(yīng)用必須要結(jié)合視覺(jué)感知技術(shù)才能在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中發(fā)揮作用，而這種技術(shù)對(duì)于大多車企存在著很高的應(yīng)用門(mén)檻。激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的工作原理基本類似，都是利用回波成像來(lái)構(gòu)顯被探測(cè)物體的。
不過(guò)激光雷達(dá)發(fā)射的電磁波是一條直線，主要以光粒子發(fā)射為主要方法，頻域在100000GHz 左右，波長(zhǎng)為納米級(jí)；而毫米波雷達(dá)發(fā)射出去的電磁波是一個(gè)錐狀的波束，這個(gè)波段的天線主要以電磁輻射為主，頻域在 10～200GHz 之間，波長(zhǎng)為 1～10mm。由于毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。
目前，車載傳感器中，單顆攝像頭的價(jià)格在幾十到幾百人民幣，價(jià)格較為低廉；毫米波雷達(dá)根據(jù)探測(cè)距離和波段等指標(biāo)不同，價(jià)格在數(shù)百到上千人民幣；而激光雷達(dá)目前成本還略高，普遍處于數(shù)百到上千美元級(jí)別，雖有 Velabit 等低價(jià)格產(chǎn)品，但高端產(chǎn)品仍是必不可少。
根據(jù) Velodyne 預(yù)期 2020 出貨量和收入，其平均售價(jià)仍達(dá)到 8000 美元左右。但考慮到激光雷達(dá)行業(yè)目前整體出貨量還未放開(kāi)，以及產(chǎn)品固態(tài)化等趨勢(shì)，未來(lái)隨著產(chǎn)銷量逐步上升，價(jià)格有望延續(xù)當(dāng)前下降趨勢(shì)，從而逐步具備成本優(yōu)勢(shì)。
05
需求視角，行業(yè)規(guī)模將迎來(lái)快速擴(kuò)張期？
行業(yè)規(guī)模與發(fā)展趨勢(shì)：激光雷達(dá)行業(yè)迎來(lái)無(wú)人駕駛行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇
激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模較大且處于快速發(fā)展期，根據(jù) Velodyne 預(yù)測(cè)，2022 年激光雷達(dá)總市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 119 億美元。
根據(jù)應(yīng)用分類，激光雷達(dá)將分別應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車、工業(yè)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和 3D 繪圖等終端市場(chǎng)之中。其中，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模占比最大，2022 年將達(dá)到 72 億美元，占比約為 60.5%。
同時(shí)，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的激光雷達(dá)市場(chǎng)發(fā)展迅速，Velodyne 預(yù)計(jì)至 2026 年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到 168 億美元，年復(fù)合增速將達(dá)到 24%。
激光雷達(dá)領(lǐng)域的另一家國(guó)際龍頭Luminar則根據(jù)不同細(xì)分領(lǐng)域上的需求空間和不同應(yīng)用場(chǎng)景的速度、探測(cè)距離對(duì)激光雷達(dá)的細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行劃分。
其中適配場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)速度快、探測(cè)距離要求高的高速公路自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的市場(chǎng)規(guī)模最大，預(yù)計(jì) 2030 年將達(dá)到 1800 億美元。其中商用卡車規(guī)模為 600 億美元，消費(fèi)級(jí)轎車規(guī)模為 1200 億美元。
此外諸多專業(yè)研究咨詢機(jī)構(gòu)也對(duì)激光雷達(dá)市場(chǎng)給出了預(yù)測(cè)。根據(jù) Allied Market Research 估計(jì)，2026 年全球無(wú)人駕駛技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 5,566.7 億美元，較 2019 年可實(shí)現(xiàn) 39.47%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率。
激光雷達(dá)是高級(jí)別無(wú)人駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，根據(jù)沙利文的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，受無(wú)人駕駛車隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、激光雷達(dá)在高級(jí)輔助駕駛中滲透率增加、以及服務(wù)型機(jī)器人及智能交通建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動(dòng)，激光雷達(dá)整體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，至 2025 年全球市場(chǎng)規(guī)模為 135.4 億美元，較 2019 年可實(shí)現(xiàn) 64.5%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率。
在非汽車領(lǐng)域的激光雷達(dá)市場(chǎng)中，工業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)需求最為廣闊，根據(jù) Velodyne 預(yù)測(cè)，2022年工業(yè)領(lǐng)域總激光雷達(dá)需求量為 510 萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 28 億美元。
工業(yè)領(lǐng)域的需求主要來(lái)自全球市場(chǎng)的履帶式拖拉機(jī)，傾卸機(jī)，挖掘機(jī)，平地機(jī)，非公路卡車等工程機(jī)械設(shè)備，將成為僅次于自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的第二大需求市場(chǎng)。
而就中國(guó)來(lái)看，汽車與工業(yè)等下游行業(yè)的發(fā)展，將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)的發(fā)展。從無(wú)人駕駛領(lǐng)域來(lái)看，據(jù)麥肯錫研究報(bào)告顯示，中國(guó)將是全球最大的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，到 2030 年中國(guó)自動(dòng)駕駛乘用車數(shù)量將達(dá)到 800 萬(wàn)輛，自動(dòng)駕駛將占到乘客總里程（Passenger Kilo Meters Travelled，PKMT）的約 13%，基于自動(dòng)駕駛的出行服務(wù)訂單金額將達(dá) 2,600 億美元；
從高級(jí)輔助駕駛領(lǐng)域來(lái)看，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的新車銷售市場(chǎng)。根據(jù)沙利文的研究報(bào)告，至2025 年，中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 43.1 億美元，較 2019 年實(shí)現(xiàn) 63.1%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率，其中車載領(lǐng)域即無(wú)人駕駛和高級(jí)輔助駕駛是主要組成部分。
以下按照激光雷達(dá)當(dāng)前激光雷達(dá)的下游應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)行分別介紹，主要可分為無(wú)人駕駛、高級(jí)輔助駕駛、服務(wù)型機(jī)器人和車聯(lián)網(wǎng)等細(xì)分行業(yè)。
06
汽車激光雷達(dá)市場(chǎng)：2025 年汽車領(lǐng)域激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超 80 億美元
L4/L5 級(jí)無(wú)人駕駛市場(chǎng)：2025 年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 35億美元
全球范圍來(lái)看，無(wú)人駕駛測(cè)試項(xiàng)目及車隊(duì)規(guī)模處于快速擴(kuò)張之中：Waymo 已與 Fiat Chrysler（菲亞特克萊斯勒）簽訂了 6.2 萬(wàn)輛 Pacifica Hybrid 的購(gòu)買(mǎi)合同，與 Jaguar（捷豹）簽訂了 2 萬(wàn)輛 I-Pace 的購(gòu)買(mǎi)合同，并在底特律與 Magna（麥格納）聯(lián)手建立世界上第一個(gè)只制造無(wú)人駕駛汽車的 AAM 工廠，改造購(gòu)置車輛用于車隊(duì)擴(kuò)張，該工廠當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)。
根據(jù)加州車輛管理局?jǐn)?shù)據(jù)，2019 年 GM Cruise 月均路測(cè)車輛數(shù)目排名第一，測(cè)試?yán)锍炭倲?shù)僅次于 Waymo，當(dāng)前 GM Cruise 已經(jīng)拿到取消安全員進(jìn)行完全無(wú)人駕駛測(cè)試的許可。GM Cruise 位于底特律 Hamtramck 的工廠將基于 GM 電動(dòng)車平臺(tái)生產(chǎn)不帶方向盤(pán)、剎車和油門(mén)的 Origin 車型。
根據(jù) Report linker 研究估計(jì)，2025 年全球包括運(yùn)送乘客和貨物在內(nèi)的 L4/L5 級(jí)無(wú)人駕駛車輛數(shù)目將達(dá)到 53.5 萬(wàn)輛。
隨著無(wú)人駕駛商業(yè)模式的逐步確立，該領(lǐng)域的全球激光雷達(dá)市場(chǎng)也將隨之實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，據(jù)沙利文測(cè)算，至 2025 年該領(lǐng)域激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 35億美元，2019 年至 2025 年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 80.9%。
L3 級(jí)高級(jí)輔助駕駛市場(chǎng)：2025 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 46.1 億美元
高級(jí)輔助駕駛市場(chǎng)主要服務(wù)于整車廠及 Tier1 公司，激光雷達(dá)在性能滿足要求的基礎(chǔ)上，成本及車規(guī)要求是量產(chǎn)車項(xiàng)目關(guān)注的重點(diǎn)。世界各地交通法規(guī)的修訂為 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)商業(yè)化落地帶來(lái)機(jī)會(huì)。2019 年，日本《道路交通法案》修正案獲得通過(guò)，允許 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛車輛在公共道路上使用。
2020 年 1 月，韓國(guó)國(guó)土交通部發(fā)布《自動(dòng)駕駛汽車安全標(biāo)準(zhǔn)》（修訂版），制定 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛安全標(biāo)準(zhǔn)和商用化標(biāo)準(zhǔn)。2020 年 6 月聯(lián)合國(guó)的歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)通過(guò)《ALKS 車道自動(dòng)保持系統(tǒng)條例》，這是全球范圍內(nèi)第一個(gè)針對(duì) L3 級(jí)自動(dòng)駕駛具有約束力的國(guó)際法規(guī)。
激光雷達(dá)在高級(jí)輔助駕駛領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將在未來(lái) 5 年里保持高速增長(zhǎng)，按照沙利文預(yù)計(jì)，2025 年激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 46.1 億美元，2019 年至 2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 83.7%。
服務(wù)型機(jī)器人市場(chǎng)：2025 年激光雷達(dá)在機(jī)器人領(lǐng)域市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)到 7億美元
服務(wù)型機(jī)器人主要應(yīng)用范圍包括無(wú)人配送、無(wú)人清掃、無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)、無(wú)人巡檢等。借助強(qiáng)大的內(nèi)置感知系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，服務(wù)機(jī)器人能夠完成多種無(wú)人作業(yè)，從而減輕對(duì)人力的依賴，提高生產(chǎn)效率。
服務(wù)型機(jī)器人不僅僅可以實(shí)現(xiàn)將貨物從物流中心運(yùn)送到消費(fèi)者家中，還可以提供大量新型的“最后一公里”服務(wù)，為整個(gè)服務(wù)社區(qū)提供便利性、安全性和健康性。
隨著智能服務(wù)機(jī)器人技術(shù)的成熟，其業(yè)務(wù)范圍和輻射半徑將不斷增強(qiáng)，無(wú)人運(yùn)送、無(wú)人清掃、無(wú)人巡檢機(jī)器人在運(yùn)營(yíng)成本降低及服務(wù)效率提升等方面的優(yōu)勢(shì)將得以顯現(xiàn)，對(duì)此類設(shè)備的需求也將不斷提升。
伴隨全球服務(wù)型機(jī)器人出貨量的增長(zhǎng)以及激光雷達(dá)在服務(wù)型機(jī)器人領(lǐng)域滲透率的提升，至 2025 年激光雷達(dá)在該細(xì)分市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)到 7 億美元市場(chǎng)規(guī)模，2019 年至 2025年的復(fù)合增長(zhǎng)率為 57.9%。
車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)：全球激光雷達(dá)在車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 45 億美元
世界范圍來(lái)看，中國(guó)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度最快，戰(zhàn)略化程度最高。2020 年 4 月，發(fā)改委首次劃定“新基建”范圍，主要包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，其中融合基礎(chǔ)設(shè)施中包含智能交通基礎(chǔ)設(shè)施。
車路協(xié)同技術(shù)是智能城市、智能交通中的基礎(chǔ)與重點(diǎn)，同時(shí)也與 5G 通訊、大數(shù)據(jù)中心和人工智能等領(lǐng)域的建設(shè)相互支撐、互相促進(jìn)。
與單車智能相比，基于 5G 的車路協(xié)同可以更大限度地提升行車安全、提高交通系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低車載設(shè)備成本，從而促進(jìn)無(wú)人駕駛的快速落地。
激光雷達(dá)結(jié)合智能算法，能夠提供高精度的位置、形狀、姿態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況進(jìn)行全局性的精確把控，對(duì)車路協(xié)同功能的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。
隨著智能城市、智能交通項(xiàng)目的落地，未來(lái)該市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)的需求將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。至 2025 年，全球激光雷達(dá)在該領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 45 億美元，2019 年至 2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 48.48%。
行業(yè)技術(shù)壁壘：行業(yè)技術(shù)壁壘較高，需要應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的快速迭代
技術(shù)水準(zhǔn)壁壘：作為一種新興的傳感器技術(shù)，激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精密且復(fù)雜，精細(xì)的光機(jī)設(shè)計(jì)和收發(fā)對(duì)準(zhǔn)、微弱信號(hào)的靈敏探測(cè)和快速響應(yīng)是實(shí)現(xiàn)探測(cè)目標(biāo)的前提。
為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的探測(cè)效果，激光雷達(dá)不僅在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要光、機(jī)、電等子模塊的高度配合和協(xié)同優(yōu)化，而且還需要在生產(chǎn)過(guò)程中具有相匹配的高精度生產(chǎn)制造能力。
技術(shù)創(chuàng)新壁壘：激光雷達(dá)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)，產(chǎn)品迭代速度快。從最初的單點(diǎn)激光雷達(dá)發(fā)展到如今機(jī)械式、半固態(tài)式、固態(tài)式、FMCW 等多種技術(shù)架構(gòu)，激光雷達(dá)技術(shù)架構(gòu)的創(chuàng)新與應(yīng)用范圍的拓展彼此促進(jìn)。
在激光雷達(dá)公司持續(xù)的大量研發(fā)投入之下，激光雷達(dá)產(chǎn)品不僅測(cè)量范圍更遠(yuǎn)，探測(cè)精準(zhǔn)度更高，空間分辨能力更強(qiáng)，而且在可靠性、安全性、成本控制等方面也逐漸成熟，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快。
07
供給視角，激光雷達(dá)行業(yè)各個(gè)玩家的競(jìng)爭(zhēng)格局如何？
產(chǎn)業(yè)鏈：國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈中游突出上游崛起，固態(tài)化趨勢(shì)推動(dòng)成本降低和實(shí)用化
激光雷達(dá)巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模之下，是一條由多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的、上下游明確的產(chǎn)業(yè)鏈。下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括測(cè)繪和導(dǎo)航兩大類需求，如今，下游需求蓄勢(shì)待發(fā)，自動(dòng)駕駛、高精度地圖等市場(chǎng)都存在大量需求。
而激光雷達(dá)上游主要分為發(fā)射、接收、掃描和信息處理等部分。激光雷達(dá)的上游環(huán)節(jié)隨著技術(shù)發(fā)展愈發(fā)成熟，上游器件的成本很大程度上指引著激光雷達(dá)的應(yīng)用。
在這樣的產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，全球分布著大量業(yè)務(wù)不同的廠家，歐姆龍、松下、意法半導(dǎo)體、賽靈思、飛利浦、Qorvo 等知名公司都在激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈之中。
產(chǎn)業(yè)鏈中游，也就是激光雷達(dá)公司主要有 Velodyne、Valeo、Ouster、Innoviz、Quanergy、Luminar 等，還有不少中國(guó)國(guó)內(nèi)公司已經(jīng)躋身國(guó)際主要廠商之列，例如禾賽科技、鐳神智能、北醒、速騰聚創(chuàng)、北科天繪等。
而上游領(lǐng)域，國(guó)際公司積累較為深厚，例如光學(xué)器件領(lǐng)域的意法半導(dǎo)體、亞洲光學(xué)（中國(guó)臺(tái)灣），光源領(lǐng)域的飛利浦光學(xué)、生產(chǎn)光源和光學(xué)器件的 Thorlabs，光探測(cè)器領(lǐng)域有安森美旗下的 SensL、日本濱松等，IC 領(lǐng)域則有賽靈思、Qorvo 等半導(dǎo)體巨頭。
而從國(guó)內(nèi)公司來(lái)看，近年來(lái)我國(guó)中游強(qiáng)上游弱的局面得到了一定改觀。目前，以速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能為代表的國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)公司主要集中在中游位置，但上游也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀公司，例如華為哈勃投資的芯視界微電子，小米集團(tuán)領(lǐng)投、聯(lián)想和真格基金跟投的靈明光子等。
下游主要包括測(cè)繪視覺(jué)、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)和環(huán)境監(jiān)測(cè)五個(gè)應(yīng)用方向，目前激光雷達(dá)主要應(yīng)用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域我國(guó)公司數(shù)量較多，例如數(shù)字綠土、 EAI 等公司在各自領(lǐng)域內(nèi)也具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
從融資方面也可以看出我國(guó)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展之迅速。根據(jù) IT 桔子數(shù)據(jù)，2017 年至今，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)公司共發(fā)生 62 件融資事件。
從單次融資額看，在已透露融資額的公司中，有 10家公司共 13 次融資的單次融資額超過(guò)一億人民幣，其中，禾賽科技 A、B 輪融資均超過(guò)億元人民幣，并獲 1.73 億美元 C 輪融資，鐳神智能也在 A+輪和 B輪中獲得億元及以上人民幣融資。
08
概況對(duì)比：Velodyne是全球行業(yè)龍頭，禾賽科技在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位
激光雷達(dá)屬于新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展早期技術(shù)與市場(chǎng)上主要是國(guó)外公司。國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)公司加入競(jìng)爭(zhēng)之后投入大量研發(fā)，逐步完成了技術(shù)的追趕甚至在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超越。
從公司規(guī)模來(lái)看，多數(shù)激光雷達(dá)企業(yè)為發(fā)展迅速的高科技創(chuàng)業(yè)公司，2020 年下半年境外激光雷達(dá)公司迎來(lái)通過(guò)特殊目的并購(gòu)公司（Special Purpose Acquisition Compony，SPAC）完成上市的熱潮，美國(guó)已上市公司有 Velodyne、Luminar，此外 Aeva、Innoviz預(yù)計(jì) 2021 年第一季度完成上市，Ouster 預(yù)計(jì) 2021 年上半年完成，中國(guó)禾賽科技擬登陸科創(chuàng)板。
行業(yè)內(nèi)在業(yè)務(wù)上具有可比性的主要的激光雷達(dá)公司包括美國(guó)的 Velodyne、Luminar、Aeva、 Ouster，以色列的 Innoviz，德國(guó)的 Ibeo，以及國(guó)內(nèi)的速騰聚創(chuàng)、禾賽科技。
Velodyne：激光雷達(dá)行業(yè)龍頭，2020 財(cái)年預(yù)計(jì)營(yíng)收 0.94 億美元
Velodyne 成立于 1983 年，最初是一家音響技術(shù)制造與研發(fā)公司，在2005 年公司開(kāi)始專注于激光雷達(dá)技術(shù)的研發(fā)，推出的首款 64 線程機(jī)械式激光雷達(dá) HDL-64E 便在第三屆 DARPA （無(wú)人駕駛挑戰(zhàn)賽）挑戰(zhàn)賽上大放異彩，六支完成比賽的隊(duì)伍中五家使用了 Velodyne 的激光雷達(dá)。
Velodyne 是車載激光雷達(dá)領(lǐng)域的鼻祖，在機(jī)械式激光雷達(dá)獲得成功后，于 2015 年開(kāi)始研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)，2017 年發(fā)布固態(tài)激光雷達(dá) Velarray，2020 初基本完成設(shè)計(jì)。
Luminar：專注于高速公路無(wú)人駕駛技術(shù)，固態(tài)式車載激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)先者
2012 年 Luminar 由 Russel 在硅谷創(chuàng)立，并在之后專注于車載雷達(dá)技術(shù)的突破性研究，旗下的 Iris 激光雷達(dá)擁有著行業(yè)內(nèi)較為領(lǐng)先的性能，在小于 10%的反射率下可以實(shí)現(xiàn) 250m的探測(cè)距離，并且在雨雪天氣下也可以達(dá)到 200 以上的探測(cè)距離。
Luminar 的激光雷達(dá)的性能優(yōu)勢(shì)為其帶來(lái)大量的合作客戶，合作伙伴數(shù)量從 2017 年的4 個(gè)增長(zhǎng)到了 2020 年的50 個(gè)，先后與豐田、沃爾沃等車企建立了研發(fā)合作關(guān)系，并于2020 年 11 月達(dá)成了與 Intel 旗下自駕視覺(jué)處理系統(tǒng)商 Mobileye 的合作訂單。
除此之外，Luminar 還進(jìn)一步與戴姆勒卡車公司（Daimler Truck AG）建立合作伙伴關(guān)系，開(kāi)拓自動(dòng)駕駛卡車市場(chǎng)。
禾賽科技：擬于科創(chuàng)板上市，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)行業(yè)領(lǐng)軍者
禾賽科技 2014 年成立于上海，依靠 500 多人的團(tuán)隊(duì)打造出一系列創(chuàng)新型傳感器解決方案，兼顧業(yè)內(nèi)頂尖的產(chǎn)品性能、可量產(chǎn)的設(shè)計(jì)以及出眾的可靠性。
禾賽憑借自主研發(fā)的微振鏡和波形加密技術(shù)，始終引領(lǐng)傳感器創(chuàng)新的發(fā)展方向，目前已布局 500 多項(xiàng)專利，客戶遍布全球23 個(gè)國(guó)家和地區(qū)的70 座城市。迄今為止，禾賽已完成累計(jì)數(shù)億美元融資，投資方包括德國(guó)博世集團(tuán)、光速、百度等全球知名的行業(yè)企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)。
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