激光雷达行业发展报告( 53页)

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目录

1. 从发展历程看激光雷达 ...... 7

1.1. 回首发展脉络，激光雷达缘何兴起 ....... 7

1.1.1. 生根发芽，吸引国内外势力逐鹿蓝海.... 7

1.1.2. 开花结果，固态化路线掀起技术迭代浪潮.... 8

1.2. 细究技术趋势，为什么智能驾驶离不开激光雷达？ ..... 9

1.2.1. 主流传感方式原理不尽相同，在车载领域各有优劣.... 9

1.2.2. 纯视觉路线关山难越，多传感器融合是大势所趋..... 12

1.3. 挖掘市场刚需，车规级对激光雷达有哪些要求？ ...... 13

2. 从工作原理看激光雷达 ..... 14

2.1. 测距原理：dTOF 是主流，FMCW 尚在预研 ..... 14

2.2. 基本模块：四大单元相辅相成，固态化、集成化是未来趋势 .... 15

2.2.1. 发射单元：905nm 成熟工艺，1550nm 未来可期....... 15

2.2.2. 接收单元：EEL 配合APD，VCSEL 配合SPAD/SiPM 使用 .... 18

2.2.3. 扫描单元：机械式+半固态较为成熟，纯固态式前路可期...... 19

    2.2.3.1. 机械式：FOV360°全覆盖，技术相对成熟 ..... 20

    2.2.3.2. MEMS：单振镜实现小型化，未来主流方向之一 ..... 21

    2.2.3.3. 转镜/棱镜技术：结构简单相对低功耗，寿命长可靠性高 .... 22

    2.2.3.4. OPA：产品小型化，无需机械扫描 .... 24

    2.2.3.5. FLASH：类照相机模式，机遇与挑战并存 ...... 25

2.2.4. 信息处理单元：集成化方向发展，SoC 替代FPGA 是行业趋势 ...... 25

3. 从产业进程看激光雷达 ..... 26

3.1. 下游需求：市场规模达百亿美元，中国是最大市场之一 .... 26

3.1.1. 智能驾驶市场：ADAS+ADS 双轮驱动，激光雷达为智能驾驶画龙点睛 .... 27

3.1.2. 其他应用场景：车联网+机器人多应用场景探索，释放市场更多增量.... 29

3.2. 产业链梳理 ...... 30

4. 重点整机厂商：群雄逐鹿，百花齐放 ..... 32

4.1. Velodyne：全球激光雷达领军者 .... 34

4.2. Luminar:深度布局1550nm 激光雷达 ..... 36

4.3. 禾赛科技：全球先进的激光雷达制造商 ...... 38

4.4. 图达通：全球图像级激光雷达领导者 .... 41

4.5. 速腾聚创：全球领先的智能激光雷达系统提供商 ...... 42

5. 受益标的：LiDAR+上游零部件厂商 ....... 45

5.1. 炬光科技 .... 45

5.2. 长华光芯 .... 45

5.3. 万集科技 .... 46

5.4. 仕佳光子 .... 47

5.5. 舜宇光学 .... 48

5.6. 永新光学 .... 48

5.7. 蓝特光学 .... 49

5.8. 福特科 ...... 49

5.9. 联创电子 .... 50

5.10. 海创光电 ....... 51

5.11. 光库科技 ....... 52

5.12. 腾景科技 ....... 53

5.13. 奥比中光 ....... 53

图表目录

图1：首款搭载激光雷达的三菱第三代Debonair 汽车 ......

图2：装载HDL-64E 的Voyage 自动驾驶车辆 ......

图3：国内首款车载激光雷达产品R-Angle ....

图4：谷歌Waymo 发布的自研激光雷达 .......

图5：Scala4 线混合固态激光雷达拆解图 .....

图6： Quanergy 的OPA 激光雷达产品 ....

图7：华为基于激光雷达的智能驾驶测试图 .......

图8：广汽 AION LX 搭载的速腾 M1 雷达 ....

图9：不同类型传感器在汽车上的应用场景 .......

图10：各类型传感器性能雷达图 ....

图11：北汽极狐阿尔法S 的辅助驾驶配置 ....

图12：主流传感方式的优劣对比 ....

图13：激光雷达车规级测试内容一览 ....

图14：dTOF 工作原理 ......

图15：FMCW 工作原理 ......

图16：TOF 激光雷达核心模块示意图 .....

图17：FMCW 系统架构 ......

图18：激光雷达依据发射端的分类 ..... 16

图19：硅和铟镓砷对波长的响应情况 ....... 16

图20：EEL 与VCSEL 两种激光发射器的原理图 .... 17

图21：相对于LED 和EEL，VCSEL 的光束质量更高 .... 17

图22：AX02 Pro 固体激光雷达峰值功率和线宽 ....... 17

图23：LS21G 混合固态激光雷达（1550nm）资料 ..... 17

图24：欧司朗四通道EEL 激光器(左)与炬光科技8 通道905 nm 激光雷达光源模块(右) .... 18

图25：禾赛科技基于VCSEl 的QT128-128 线超广角近距激光雷达 ....... 18

图26：炬光科技固体激光器产品、激光照射视场能量分布数据 ..... 18

图27：镭神智能LS21G 混合固态激光雷达 ....... 18

图28：Si 雪崩光电二极管APD ..... 19

图29：单光子雪崩二极管SPAD 的工作原理和数字化脉冲输出工作模式 ...... 19

图30：索尼推出车用SPAD 传感器，可以直接集成TDC 输出图像 .... 19

图31：SiPM 光电倍增管 ....... 19

图32：机械式雷达结构图 ..... 21

图33：截至2021 年8 月29 日，机械式激光雷达仍为市场主流 ..... 21

图34：机械式激光雷达体积随线数直线上升 ..... 21

图35： 机械式激光雷达体放置在车顶，影响美观 .... 21

图36：MEMS 激光雷达测距原理 ..... 22

图37： MEMS 激光雷达内部收发模组结构 .... 22

图38：MEMS 激光雷达不断增加振镜尺寸 ..... 22

图39： MEMS 实测点云在叠加边缘出现重叠 ...... 22

图40：Scala 转镜式激光雷达结构示意图 .... 23

图41：装备于Audi A8 的Scala 转镜式激光雷达 ..... 23

图42：禾赛科技AT-128 转镜激光雷达实测点云 ...... 23

图43：Scala 棱镜式激光雷达结构示意图 .... 24

图44：0.1s、0.2s 内livox 雷达Tele-15 的点云分布图 ....... 24

图45：棱镜式雷达视场覆盖率高于机械旋转式雷达 ....... 24

图46：棱镜雷达在ROI 区域（感兴趣区域）的实测点云 ....... 24

图47：光学相控阵调节方向原理 ....... 25

图48：QuanergyOPA 激光雷达结构图 .... 25

图49：FLASH 的FOV 与探测精度和距离难以兼得 ...... 25

图50：FLASH 激光雷达工作原理 .... 25

图51：激光雷达信息处理单元的组成和比较 ..... 26

图52：2022 年激光雷达市场细分占比预测 ....... 26

图53：全球激光雷达市场规模预测，2017-2025E ..... 26

图54：2016-2021 中国人口老龄化趋势 ...... 27

图55：中国激光雷达市场规模预测，2017-2025E ..... 27

图56：全球激光雷达在高阶辅助驾驶（ADAS）领域的市场规模及预测 ....... 27

图57：全球激光雷达在自动驾驶（ADS）领域的市场规模及预测 .... 28

图58：L2、L3 及L4 级别自动驾驶所需传感器数量 .... 28

图59：L2、L3 及L4 级别自动驾驶所需算力级别 ...... 28

图60：2020-2026 全球激光雷达及各细分领域市场增速预测 .... 29

图61：全球激光雷达在车联网领域的市场规模及预测

图62：疫情背景下的京东无人配送机器人 ....... 29

图63：全球激光雷达在服务型机器人的市场规模及预测 ....... 29

图64：激光雷达产业链 ....... 30

图65：激光雷达成本分布 ..... 30

图66：全球激光雷达厂商分布 ..... 33

图67：Velodyne 发展历程 ..... 34

图68：Velodyne 激光雷达出货量预测 ....... 36

图69：Luminar 发展历程 ...... 36

图70：Luminar 软硬化一体的解决方案 ...... 37

图71：Luminar 与众多相关公司建立合作关系 .... 38

图72：禾赛科技发展历程 ..... 38

图73：车规级混合固态激光雷达AT128 产品图例 ..... 41

图74：禾赛科技自动驾驶生态伙伴部分展示 ..... 41

图75：图达通发展历程 ....... 41

图76：图达通与均胜电子携手向蔚来提供激光雷达 ....... 42

图77：速腾聚创发展历程 ..... 43

图78：国内首条车规级固态激光雷达产线 ....... 44

图79：速腾聚创部分合作伙伴展示 ..... 44

图80：炬光科技汽车应用主要产品 ..... 45

图81：万集科技新发布的128 线车规级激光雷达 ..... 47

图82：舜宇光学激光雷达镜头 ..... 48

图83：舜宇光学激光雷达视窗 ..... 48

图84：永新光学激光雷达镜头 ..... 49

图85：蓝特光学车载镜头产品 ..... 49

图86：水晶光电车载镜头产品 ......

图87：联创电子车载镜头产品矩阵 ..... 50

图88：海创电子迷你1.5um 脉冲激光器 ..... 52

图89：光库科技激光雷达产品 ..... 52

图90：腾景科技激光雷达相关产品——模压玻璃非球面透镜 ....... 53

图91：奥比中光行业首款户外强光深度相机D-Light 产品亮点 ..... 53

表1：主流传感方式的优劣对比 .....

表2：主流造车新势力感知系统对比，多传感器融合+激光雷达上车是普遍趋势

表3：IEC 60825-1 对激光产品的安全性分级

表4：激光雷达上车要求标准严苛

表5：不同波长激光器的优劣势对比

表6：机械式与固态式特点对比

表7：激光雷达依据发射端的分类

表8：激光雷达产业链一览表

表9：2021 年激光雷达“上车” 信息汇总

表10：Velodyne 激光雷达产品矩阵

表11：Velodyne 软件方案概览

表12：Luminar 产品参数

表13：禾赛科技激光雷达产品矩阵

表14：禾赛科技激光雷达整机及核心部件相关技术

表15：图达通产品参数

表16：速腾聚创激光雷达产品参数

表17：速腾聚创感知方案概览

表18：速腾聚创激光雷达产品参数

表19：福特科车载镜头有关产品

表20：长华光芯VCSEL-TOF 产品介绍