3 下游应用加速渗透，激光雷达出货提升
3.1 远期展望百亿美金市场，伴随自动驾驶快速成长
激光雷达是自动驾驶系统中一项关键技术，近年全球智能网联汽车产业进入加速发展新阶段，推动着激光雷达市场规模高速增长。2022 年全球激光雷达解决方案市场规模为120 亿元，近五年CAGR 达63%，根据中商产业研究院预测，2023 年全球激光雷达解决方案市场规模将达到227 亿元，2024 增至512 亿元。国内方面，随着智能化技术的持续突破和升级，受无人驾驶车队规模扩张、高级辅助驾驶中激光雷达应用渗透率提升、以及机器人及智慧城市建设等领域需求的推动，国内激光雷达市场驶入快车道，2022 年市场规模约26.4 亿元，预计2026 年可增至139.6 亿元。
图表27:2020-2024 年全球激光雷达解决方案市场规模
图表28:2022-2026 年中国激光雷达市场规模
应用端智能驾驶迅速扩容，预计24 年赶超机器人领域。据灼识咨询，在激光雷达解决方案的诸多应用场景中，智能驾驶汽车有望从2022 年的34 亿元增至2030年破万亿人民币，CAGR 高达103%，随之同期市场份额预计从28.7%提升至79.8%，超过机器人领域（22 年占比68.2%）占据最大份额。我们认为，随着汽车自动化水平的提升，单车激光雷达搭载数量将不断增加，L3、L4 和L5 级别自动驾驶或分别需要平均搭载1 颗、2-3 颗和4-6 颗激光雷达，市场空间较大。
图表29:全球激光雷达解决方案按应用划分市场规模（按销售额计算，十亿元）
无人驾驶兴起，市场需求与日俱增。近年来，无人驾驶行业发展迅速，激光雷达作为无人驾驶的重要传感器规模增长较快，其在无人驾驶运用原理是通过3D 建模进行环境感知，然后通过雷射扫描得到汽车周围环境的3D 模型，运用相关算法比对相邻帧数环境的变化，从而探测出周围的车辆和行人，做出相应的驾驶判断。据Yole 相关统计，2021 年，全球激光雷达无人驾驶领域的出货量约24 万个，同比增长71.43%，预计2025 年其出货量将达130 万个，CAGR 达56.2%。
图表30:2017-2025 年全球激光雷达在无人驾驶领域出货量
3.2 自动驾驶渗透加速，激光雷达放量可期
辅助驾驶成汽车研发的重点方向，L3 为自动驾驶重要分水岭。根据SAE 分级，自动驾驶有5 个级别，L0 即人工驾驶；L2 部分自动化驾驶较为普及，是大多数车型已经具备的功能；L3 级已可由车辆完成绝大部分操作，但驾驶员仍需保持注意力；L4 只有在特定地段才需人工操纵其余时间告别驾驶员，并且无需保持注意力；L5 完全自动化，目前还只停留在概念阶段，所有驾驶操作均可由车辆完成。
图表31:自动驾驶技术分级与特征
车载激光雷达被认为是L3 级以上自动驾驶必备传感器。在积极拥抱智能驾驶技术发展的同时，安全冗余是人们考虑的关健要素，含激光雷达的多传感器融合方案是智能驾驶提速的安全保障。随汽车自动化水平的提升，单车激光雷达搭载数量将不断增加，L3、L4 和L5 级别自动驾驶或分别需要平均搭载1 颗、2-3 颗和4-6 颗激光雷达。早期车载激光雷达成本高达几万美元，近期已下探至几百美元水平，为车载激光雷达的规模商用奠定了基础。
激光雷达被作为智能驾驶的重要卖点，逐渐布局上车。从2021 年以来，小鹏、蔚来、理想、极狐、智己等国内车企开始逐步推出搭载了激光雷达的车型，单车搭载量在1-4 颗不等，越来越多的厂商也在计划布局上车，据Yole 统计，截止2023 年第三季度，已有36 家中国车企宣布使用激光雷达，预计国内将有高达106款搭载激光雷达的车型上市，占全球同期预计发布搭载激光雷达新车型总数量近90%，国内激光雷达车企的数量和规模将在未来一段时间长期领跑。
图表32:国内激光雷达迎来上车潮
智驾汽车渗透率稳定提升，L2 向L3+过度正当时。近年来，全球智能驾驶汽车渗透率逐步提升，从2020 年的23.4%增至2022 年42.7%，同时带动智能驾驶汽车出货量的增加，2022 年全球智能驾驶汽车的出货量达3440 万台，根据中商产业研究院的预测，2023 年出货量预计可达4210 万台，渗透率增至51.0%，2025 年出货量攀升至5430 万台，渗透率达63.5%。国内来看，我国量产乘用车自动驾驶等级正在由L2 向L3+过度，2022 年我国在售新车L2 和L3 渗透率分别为35%和
9%，预计2023 年可达51%和20%。部分科技公司正逐步研发L4 级自动驾驶，并在部分城市路段和特定场景下进行测试，但目前高级别自动驾驶仍存在政策法规、安全性、技术成熟度等众多挑战，根据慧博资讯数据，2022 年我国L4 渗透率为2%，预计2023 年将达到11%。
图表33:全球智能驾驶汽车出货量及渗透率预测
图表34:2022-2023 中国在售新车自动驾驶搭载率
燃油车动力反馈和续航不足，电动汽车更适合自动驾驶。燃油车是否适合使用智能驾驶技术，可以从以下方面考虑：1）燃油车动力反馈较慢，其动力系统为一套非常复杂的机械结构，提速感相对迟钝，叠加智驾系统本身判断响应时间，在紧急情况下危险系数会增加；2）油车车内的铅酸蓄电池在发动机运作时才会给其供电，驻车状态下续航较短，无法很好的供应自动驾驶系统所需耗电量，勉强支持L2 及以下智驾系统，不利于迭代发展；3）传统燃油车的LIN、CAN 总线网络
在自动驾驶上已经无法应付，需要升级到更快的MOST 以及车载以太网总线，但由于燃油车平台化、模块化的重复利用，牵连众多，很难在架构上推倒重来。
图表35:全球电动汽车销量及预测（万辆）
图表36:中国电动汽车销量及预测（万辆）
我国将智能汽车自动驾驶分为5 个阶段，分别为：辅助驾驶阶段（DA，可对应L1）、部分自动驾驶阶段（PA，可对应L2）、有条件自动驾驶阶段（CA，可对应L3）、高度自动驾驶阶段（HA，可对应L4）和完全自动驾驶阶段（FA，可对应L5）。2020年发布的《智能网联汽车技术路线图2.0》中指出：
➢ 在2025 年，我国PA 与CA 级智能网联汽车市场份额占比应超50%。（L2+L3＞50%）；
➢ 到2030 年，PA 与CA 级份额超70%，HA 级网联汽车份额达到20%。（L2+L3＞70%，L4＞20%）；
➢ 到2035 年，中国方案智能网联汽车产业体系更加完善，各类网联式高度自动驾驶车辆广泛运行于中国广大地区。
图表37:我国自动驾驶发展规划
根据IHS Markit 数据，2021 年L2 级自动驾驶市场渗透率为20%，L3 还未有所表现。针对上述目标，2025 年预期实现L2 和L3 的市场份额超过50%，2030 年市场份额合计超过70%，增量空间较大，市场表现仍值得期待。
图表38:中国自动驾驶市场渗透率
图表39:全球ADAS 市场规模及预测
图表40:2025 全球主要国家地区ADAS 渗透率预测
图表41:2025 年全球ADAS 功能渗透率预测
4 市场规模不断扩大，国内厂商加速崛起
4.1 上游激光器探测器壁垒高，中游系国内优先突破口
激光雷达上游主要包含发射、接收、信息处理和扫描等四大模块。发射端的发射光学系统包括光束控制器、激励源、激光器；不同光源成本差距较大，发射端是激光雷达重要成本构成，占30%-50%。接收端将光信号转换成电信号，主要有光电探测器以及处理芯片，最后放大信号并使用芯片进行处理。光束控制需要扫描系统，不同扫描方式会有不同结构设计。
图表42:激光雷达成本结构及主要供给厂商
具体来看，产业链上游可分为四个部分，整体海外厂商占据市场主要份额，但近年国产替代以成本优势快速占据市场：
➢ 激光器和探测器：以海外为主，包括艾迈斯欧司朗、Lumentum、HAMAMATSU、II-VI 等；国内的供应商有纵慧芯光、瑞波光电、华芯半导体、长江华芯等。而光纤激光器主要供应商有海外的Luminar、Lumibird、IPG 光电、昂纳、以及国内的镭神智能等。探测器方面，海外供应商主要有艾迈斯欧司朗、安森美、Firstsensor、HAMAMATSU、索尼等；国内主要为量芯集成、灵明光子、芯视界微电子、光迅科技、阜时科技等。
➢ FPGA：FPGA 通常被用作激光雷达的主控芯片，海外主流的供应商有赛灵思（AMD 收购）、Altera（英特尔收购）、Lattice 等；国内主要的供应商有紫光同创、智多晶微电子、复旦微电子、安路科技、高云半导体等。从性能上来说，国内目前发展仍大幅落后于海外，但国内产品的逻辑资源规模和高速接口性能，也能够满足激光雷达的需求。FPGA 虽然是目前主流方案，但随着
对性能及整体系统需求的提升，集成度更高的SoC 可能会在未来激光雷达上受到广泛应用，比如集成了光电探测器、前端电路、波形数字化、波形算法处理、激光脉冲控制等功能模块的SoC。
➢ 模拟芯片：主要是高精度ADC，在发光控制、光电信号转换，以及电信号实时处理等关键子系统上都需要用到。海外主流的供应商有TI、ADI 等，国内矽力杰、圣邦微、芯海科技等都可以供应相关芯片，但与海外龙头产品在性能上有一些差距。
➢ 光学部件：包括有MEMS 振镜、各种光学镜片、OPA 硅光芯片等。MEMS 振镜主要由海外厂商供应，HAMAMTSU、英飞凌、ST 等；国内波弗光电、知微传感、英唐智控、镭神智能等都有相关产品布局或已经被应用。光学镜片方面，国内主要厂商已有成熟技术，国内供应链在光学部件已经达到国际领先水平，且在成本方面具备竞争优势，基本可替代国外供应链并满足产品加工的需求。
图表43:主要激光器分类对比情况
中游企业竞争充分，国内厂商实力出众。产业链中游主要为激光雷达集成品制造商，参与者众多，竞争较激烈。激光雷达目前尚处在量产初期，随着技术路径的发展性能和成本优势在各家厂商存在转移的可能性，整体竞争格局尚未成型，也是国产厂商能较好发展的切入点。当前激光雷达市场竞争力较强的厂商主要集中在中国、美国欧洲。国内来看，速腾聚创、禾赛科技、镭神智能、华为等企业发展迅猛，相关产品市场份额占比较前，根据Yole 数据，2021 年速腾聚创在全球
激光雷达市场份额占比已达10%，超过Luminar 排名第二。
图表44:国内部分激光雷达厂商介绍
图表45:2021 年全球激光雷达企业市场份额情况
激光雷达下游产业链按照应用领域主要分为无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人和车联网行业：
无人驾驶行业：国外无人驾驶技术研究起步较早，从车队规模、技术水平以及落地速度来看，相比国内仍具有一定的领先优势。国内无人驾驶技术研究发展迅速，不断有应用试点和项目落地，与国外公司的差距在不断缩小。
高级辅助驾驶行业：该行业下游企业主要包括世界各地的整车厂、Tier 1 公司及新*造车企业。激光雷达用于量产车项目，通常需要激光雷达公司与车厂或Tier 1 公司达成长期合作，一般项目的周期较长。
机器人行业：国内快递和即时配送行业相比国外市场容量更大，服务机器人国内技术发展水平与国外相当，从机器人种类的丰富度和落地场景的多样性而言，国内企业更具优势。
车联网行业：该行业下游企业主要为车联网方案提供商。通过这些公司将包括激光雷达在内的车联网服务整合销售给各地*和科技园区，也存在激光雷达公司*和科技园区直接对接的情况。得益于“新基建”等国家政策的大力推动，国内车联网领域发展较国外更加迅速。
图表46:激光雷达下游相关公司
4.2 国产化水平大幅提升，市场规模不断扩大
中国自动驾驶渗透率提升，车载激光雷达前景广阔。根据沙利文预测，2025 年全球激光雷达市场规模有望达到135.4 亿美元，中国激光雷达市场规模预计达43.1亿美元，占比31.8%。我们认为，随着人工智能和自动驾驶技术的快速发展，中国将不断扩大市场规模占比，成为全球主要的激光雷达销售市场。随着智能化技术的持续突破和升级，受无人驾驶车队规模扩张、高级辅助驾驶中激光雷达应用渗透率提升等方面的推动，预计激光雷达市场规模将实现快速扩容。2021 年我国车载激光雷达市场规模达到4.6 亿元，2025 年市场规模有望达到54.7 亿元，实现85.8%的年复合增长率。
图表47:2025 年激光雷达市场规模预测（亿美元）
图表48:中国车载激光雷达市场规模及预测
车载激光雷达受到资本市场的广泛关注。IT 桔子投融资数据库统计结果显示，2020 年全球激光雷达投融资数量超16 起，国内超12 起。2021 年全球激光雷达投融资数量超30 起，国内超23 起。22 年1-8 月，全球激光雷达投融资数量超16起，国内超12 起。融资金额方面，2017 年至2021 年间中国激光雷达企业融资总额超120 亿元人民币，其中2021 年全年激光雷达领域的投资金额达56 亿元，同比增长47.3%。2022 年激光雷达领域的市场关注度有所下滑，国内自动驾驶领域
发生融资事件92 起，披露融资额累计达178 亿元，对比同期，融资起数和融资额分别下降约30%和60%。
图表49:2016-2022 年部分汽车激光雷达企业融资历史（百万美元）
国内五巨头领衔，激光雷达市场格局初定。经过市场竞争，如今本土激光雷达供应商率先崛起，代表企业有禾赛科技、速腾科技、图达通、大疆览沃、华为、北醒、万集科技等。根据佐思汽研统计，2023 年1-7 月，国内乘用车前装市场TOP5激光雷达企业均来自本土，其中禾赛位居榜首，市占率在45%以上；其次是图达通，主要服务蔚来系车型，市占率达到25%。
图表50:2023 年1-7 月国内激光雷达市场竞争格局
固态补盲——激光雷达新赛道。2022 年5 月，亮道智能推出首款纯固态侧向补盲激光雷达LDSatellite™，面向前装量产，拥有120°×75°超大视场角。上海车展还展出了前向+侧向补盲激光雷达的集成DEMO 实车。随后，禾赛科技、速腾聚创、一径科技、图达通纷纷推出补盲激光雷达，上市时间均定在2023 年内。
图表51:国内主要补盲激光雷达产品对比
芯片国产化，激光雷达规模化可期。从系统构成看，激光雷达芯片主要包括发射端芯片、接收端芯片、信息处理芯片等。经过多年发展，国内发射端VCSEL 芯片已进入成熟量产阶段，但接收端SPAD 芯片主要被索尼、安森美等企业垄断。因此，国内SPAD 芯片企业，包括阜时科技、识光芯科、芯视界、灵明光子等，加速技术发展，已实现新的突破。2023 年8 月，阜时科技发布全固态激光雷达面阵SPAD 芯片FL6031，采用Stacked-BSI 工艺，集成360x150 的SPAD 像素阵列，有效像素超过50k，并满足上车要求。基于FL6031 芯片，苏州光之矩与武汉万集已完成全固态激光雷达的Demo 开发。
信息处理芯片方面，以FPGA 为主，主要实现时序控制、波形算法处理、其他功能模块控制等。主要厂商为Xilinx 和Altera。速腾聚创、图达通、大疆等车载激光雷达产品的FPGA 芯片均来自Xilinx。2023 年9 月，蔚来发布自研的激光雷达主控芯片“杨戬”（芯片型号为NX6031）。芯片配备8 个9bit 的AD 模数采样，每通道采样频率高达1GHz，能够高效捕获激光回波信号。