激光雷达发展报告( 43 页)

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目录

1、 激光雷达：精确测量传感器，智能驾驶为主要驱动力 ....... 7

1.1、 发展五十余载，智能驾驶应用推动技术革新 ....... 7

1.2、 智能驾驶为主要驱动力，市场空间广阔 ...... 9

1.2.1、 智能驾驶不断发展，多重优势促进使用 .... 9

1.2.2、 移动机器人、智慧城市与测绘为典型应用，与车载领域相比性能需求不同 ....... 12

2、 车载应用：当前处于发展期，技术路线多样 .... 15

2.1、 测距方式：ToF 为当前主流，FMCW 仍处于发展期 ..... 15

2.2、 发射模块：VCSEL 易于集成功率密度低，FMCW 光源处于发展期 ..... 18

2.3、 扫描模块：全固态处于发展期，有望推动成本下行 ...... 20

2.4、 探测模块：SPAD/SiPM 具有更高灵敏度 ...... 24

3、 竞争：成本性能或为要素，技术演进推动格局 .... 26

3.1、 性能满足智能驾驶，技术推动成本下行 .... 26

3.2、 份额分散百家争鸣，技术演进或为胜负手 ..... 31

4、 行业评级及重点关注个股 ..... 35

4.1、 炬光科技：激光器领军企业，布局拓展激光雷达发射模块 ....... 35

4.2、 长光华芯：高功率半导体激光芯片龙头 .... 37

4.3、 奥比中光：布局VCSEL+SPAD 的单光子面阵固态激光雷达.... 38

4.4、 万集科技：多技术路线布局激光雷达 .... 40

5、 风险提示 ...... 43

图表目录

图1：机械激光雷达HDL_64E 及典型结构 ....... 7

图2：激光雷达原理 ...... 7

图3：激光雷达扫描效果图 ....... 7

图4：激光雷达发展历程 ....... 8

图5：激光雷达产业链 ....... 9

图6：典型智能驾驶系统框架 ...... 10

图7：自动驾驶环境感知系统构成 ...... 10

图8：全球各级别智能汽车渗透率 ...... 11

图9：全球各级别智能汽车销售量 ...... 11

图10：2019 年全球激光雷达应用领域分布 .... 13

图11：2019 年中国激光雷达应用领域分布 .... 13

图12：全球服务型机器人市场规模 .... 14

图13：中国服务型机器人市场规模 .... 14

图14：全球激光雷达移动机器人领域市场规模 ...... 14

图15：全球激光雷达智慧城市与测绘领域市场规模 ....... 15

图16：ToF 激光雷达核心模块 .... 16

图17：ToF 激光雷达工作原理 .... 16

图18：dToF 激光雷达工作原理 ...... 16

图19：艾迈斯dTOF 传感器 ....... 16

图20：dTOF 传感器的双目标的直方图 ...... 16

图21：iToF 激光雷达工作原理 ....... 17

图22：dToF 与iToF 对比 ....... 17

图23：FMCW 激光雷达结构 ...... 17

图24：FMCW 三角波调频连续波测距原理 .... 17

图25：EEL 和VCSEL 发光面示意图 ..... 19

图26：VCSEL 结构原理示意图 ...... 19

图27：禾赛科技Pandar128 机械式激光雷达 .... 21

图28：转镜式激光雷达工作示意图 .... 21

图29：MEMS 微振镜工作示意图及实物 .... 22

图30：MEMS 激光雷达工作原理 ....... 22

图31：机械式激光雷达（左）、MEMS 激光雷达（中）和OPA 激光雷达（右）扫描方式对比 ..... 22

图32：Flash 激光雷达扫描原理 ..... 23

图33：OPA 激光雷达扫描原理 ....... 23

图34：激光雷达扫描方案发展趋势 .... 24

图35：SPAD 与SiPM 分辨率对比 ..... 25

图36：激光探测器企业分布 ....... 26

图37：2021Q3 不同扫描方式激光雷达设计方案导入 .... 27

图38：机械式激光雷达BOM 成本：以Velodyne Puck VLP 16 为例（美元） ...... 28

图39：转镜式激光雷达BOM 成本：以4 线Valeo Scala 1 为例（美元） ..... 28

图40：MEMS 微振镜式激光雷达BOM 成本结构 ....... 28

图41：ibeoNEXT 激光雷达 .... 29

图42：单光子面阵技术激光雷达工作原理 ...... 29

图43：Quanergy S3-2 OPA 固态激光雷达 .... 29

图44：全球车载激光雷达价格（美元） ..... 31

图45：激光雷达厂商分布 ....... 31

图46：激光雷达供应商市场份额 .... 32

图47：激光雷达厂商布局 ....... 33

图48：激光雷达厂商专利格局 .... 33

图49：炬光科技主营业务在产业链中所处位置 ...... 36

图50：炬光科技营业收入构成 .... 36

图51：炬光科技营业总收入情况 .... 37

图52：炬光科技归母净利润情况 .... 37

图53：长光华芯营业收入构成 .... 38

图54：长光华芯营业总收入情况 .... 38

图55：长光华芯归母净利润情况 .... 38

图56：奥比中光营业收入构成 .... 39

图57：奥比中光营业总收入情况 .... 39

图58：奥比中光归母净利润情况 .... 39

图59：万集科技营业收入构成 .... 40

图60：万集科技营业总收入情况 .... 41

图61：万集科技归母净利润情况 .... 41

表1：自动驾驶等级划分 ....... 9

表2：四种环境感知传感器的特征比较 ....... 10

表3：不同级别的自动驾驶对应环境感知传感器的数量 ...... 11

表4：激光雷达搭载情况统计 ...... 12

表5：服务型机器人相关政策梳理 ...... 13

表6：FMCW 与ToF 技术对比 .... 18

表7：FMCW 激光雷达主要厂商及进展 ...... 18

表8：EEL 与VCSEL 性能对比 ...... 20

表9：FMCW 光源方案对比 .... 20

表10：激光雷达扫描方案对比 .... 24

表11：激光雷达探测器分类 .... 25

表12：激光雷达性能指标 ....... 27

表13：各类激光雷达优劣势及代表企业 ..... 30

表14：激光雷达降本方式：改进产品系统 ...... 30

表15：激光雷达市场格局 ....... 32

表16：激光雷达厂商产品梳理 .... 34

表17：重点关注与激光雷达产业链相关的标的 ...... 35