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智能汽车系列（四）：智能汽车之“眼”一激光雷达，千亿级蓝海市场开启

核心内容

激光雷达作为智能汽车的“眼”，在高阶自动驾驶中扮演关键角色。随着特斯拉、华为、大疆等企业推动技术升级和成本下降，激光雷达正逐步实现前装量产。预计到2025年，国内车载高线束激光雷达市场规模将突破百亿，长期有望超千亿。激光雷达主要分为机械式、半固态和固态式，其中转镜与棱镜方案已具备量产能力，而MEMS、Flash、OPA等固态方案虽存在短期技术瓶颈，但中长期发展可期。激光雷达成本由万元级降至千元级，车规认证与性能提升成为其前装量产的关键。

主要观点

1. 激光雷达是高阶自动驾驶的关键感知器件

   • 激光雷达能提供高精度、远距离的环境感知，弥补视觉方案的不足。
   • 激光雷达融合高精地图方案，成为整车厂实现L3及以上自动驾驶的重要选择。
   • 华为、大疆等企业推动激光雷达技术演进，实现成本下降与性能提升。

2. 技术路径从机械式向固态式演进

   • 机械式激光雷达因成本高、寿命短难以量产，而转镜和棱镜方案在性能、车规、量产和成本上表现更优。
   • 固态激光雷达包括Flash和OPA，未来将向芯片化发展，提升稳定性与集成度。

3. 车规认证与成本控制推动前装量产

   • 车规级测试要求严苛，激光雷达需通过高温、高寒、振动、老化等测试。
   • 华为、大疆通过光电技术、先进封装等方式实现成本控制，推动激光雷达进入量产阶段。

关键信息

• 市场规模预测：

  • 2025年国内车载高线束激光雷达市场规模预计超100亿元。
  • 2024年后全球激光雷达市场规模预计超百亿美元，2019-2025年CAGR为64.5%。

• 技术演进：

  • 华为采用转镜方案，通过前融合感知技术简化算法，降低误判。
  • 大疆采用棱镜方案，结合电机控制与先进封装技术，降低生产成本并提升点云密度。
  • FMCW技术具备4D感知能力，安全性高，但技术尚未成熟。

• 激光雷达成本趋势：

  • 机械式激光雷达成本高，难以量产。
  • 华为、大疆等企业推动激光雷达成本降至万元以内，未来有望进一步降至千元级。

• 投资主线：

  • 前装量产与技术演进为两大投资主线。
  • 上游核心零部件供应商包括炬光科技（VCSEL激光器）、福晶科技（准直镜头等光学元器件）、水晶光电（窄带滤光片）。

投资建议

• 炬光科技：

  • 高功率半导体激光器领军企业，已布局车规级量产。
  • 与华为、Luminar等激光雷达厂商合作，未来有望受益于激光雷达市场增长。

• 福晶科技：

  • 固体激光器核心供应商，非线性光学晶体龙头。
  • 与华为、大疆等企业合作，积极布局激光雷达光学元器件，抢占市场先机。

• 水晶光电：

  • 全球知名滤光片生产商，窄带滤光片在激光雷达中应用初露头角。
  • 生产能力领先，已小批量供应国内激光雷达厂商。

风险提示

• 高阶自动驾驶推进节奏不及预期。
• 激光雷达成本下降缓慢，影响前装量产进程。

相关图表

• 图1：多方跨界入局智能汽车，推动智能驾驶发展。
• 图2：主流车厂大多于2021年开始布局高阶自动驾驶。
• 图3：感知环节是智能驾驶的基础。
• 图4：单一传感器探测范围受限，难以单独应用。
• 图5：传感器融合可获取距离、速度等多维数据。
• 图6：视觉融合方案需强大算法完成2D图像到3D图像的转换。
• 图7：摄像头捕捉的2D图像难以判断车长。
• 图8：特斯拉已构成自动驾驶软件闭环。
• 图9：ANP最高可支持10路摄像头输入数据。
• 图10：Mobileye视觉方案以前置摄像头为主。
• 图11：华为96线中长距激光雷达大幅降低生产成本。
• 图12：Aeva激光雷达已在奥迪E-Tron上测试。
• 图13：小鹏P5搭载的激光雷达可达200米探测。
• 图14：2024年后全球激光雷达市场规模预计超百亿美元。
• 图15：高阶辅助驾驶预计将成为主要应用场景。
• 图16：激光雷达分类多样，按测距与光束操作分类较为常见。
• 图17：VLS-128体积较HDL-64E缩小约70%。
• 图18：转镜式激光雷达以电机带动镜片转动。
• 图19：大疆Livox率先应用棱镜方案大幅降低生产成本。
• 图20：MEMS多采用紧凑的同轴方案降低系统复杂度。
• 图21：MEMS快轴、慢轴因快速持续扭转极易断裂。
• 图22：Flash激光雷达直射大片激光，像素处理难度高。
• 图23：OPA激光雷达对IC部件需求明显增加。
• 图24：激光雷达芯片化路径清晰。
• 图25：激光雷达ToF测距法通过光波反射计算距离。
• 图26：激光雷达由发射、扫描、接收、处理四部分组成。
• 图27：发射、接收模块在激光雷达成本占比较高。
• 图28：EEL与VCSEL发光面示意图。
• 图29：华为通过前融合感知技术有效简化算法。
• 图30：华为哈勃投资已入股多家国内激光雷达Tier2。
• 图31：Livox Mid-40生成独特花朵状扫描图案。
• 图32：非重复扫描方式下覆盖率将随时间不断上升。
• 图33：激光雷达上游核心零部件供应商有望受益。
• 图34：福晶科技PE Band:6月11日收盘价高于34.857X。

相关表格

• 表1：国内车载前装高线束激光雷达市场规模预计2025年超100亿元。
• 表2：激光雷达厂商与芯片厂商积极布局激光雷达芯片。
• 表3：AMCW、FMCW与ToF优劣势对比。
• 表4：车规级标准严于消费级产品。
• 表5：已宣布通过车规级测试的激光雷达产品共有4款。
• 表6：1550nm方案性能突出。
• 表7：受益公司盈利预测及估值。

总结

激光雷达作为智能汽车的核心感知器件，正迎来前装量产的拐点。随着技术路径向固态化演进、成本下降以及车规认证的推进，激光雷达市场空间巨大。华为、大疆等企业通过技术创新和供应链整合，推动激光雷达进入量产阶段。炬光科技、福晶科技、水晶光电等上游零部件供应商将受益于激光雷达的规模化应用与技术升级。未来，激光雷达市场将呈现快速增长，成为智能汽车产业链的重要组成部分。