激光雷达产业深度研究报告Word文档格式.docx
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L3级标准下的ADAS高级辅助驾驶市场与L4、L5级标准下的无人驾驶市场都对激光雷达技术产品拥有着较高的需求，L5级自动驾驶标准下，激光雷达的配臵数量不应少于4个，激光雷达行业将迎来广阔的发展空间。
国内产业链崛起，美股迎来激光雷达企业上市潮，禾赛科技拟登陆科创板：
①产业链方面，上游主要包括激光发射接收模块、扫描器、信息处理芯片等部分，下游包括各类测绘和导航需求，如自动驾驶等。
国外公司分布全面，整机领域有Velodyne、Luminar、Valeo、Ouster等龙头，光学元件领域有意法半导体、亚洲光学等，光源领域有Thorlabs、飞利浦光学等，探测器领域有SensL、飞利浦等公司，IC领域则有赛灵思、Qorvo等公司。
国内公司在整机领域公司较多，例如禾赛科技、北醒、北科天绘、镭神智能等，近年来上游也得到了发展，芯视界微电子、灵明光子等公司纷纷得到巨头投资。
数模混合信号龙头公司艾为电子、激光器三优光电、精密光学元件福特科等新三板公司涉及激光雷达产业链相关环节。
②业内公司方面，Velodyne作为激光雷达行业龙头，于2020年9月完成NASDAQ上市，预计2020财年营收0.94亿美元，市值40亿美元左右；
Luminar于2020年12月完成NASDAQ上市，预计2020财年营收0.15亿美元，市值100亿美元左右；
禾赛科技于2021年1月7日科创板受理，有望成为国内首家上市的激光雷达企业。
在营收规模方面，禾赛科技2019年营收增长率达到162.3%，达到3.48亿元，2020前三季度达到2.53亿元。
在毛利率方面，禾赛科技的毛利率2017-2019均高于70%，Luminar由于其产品仍处于研发期，2019年毛利率为负。
1.写在前面：
激光雷达迎来上市潮，行业将呈现快速扩张新格局？
激光雷达行业龙头Velodyne和Luminar于2020年完成在NASDAQ上市，Aeva将于2021年第一季度完成NYSE上市，Innoviz将于2021年第一季度完成NASDAQ上市，Ouster计划2021年上半年完成NYSE上市，随着这样一波密集的上市潮的到来，资本力量正加速入局激光雷达行业市场，这必将重塑当前激光雷达行业的发展格局。
与此同时，国内市场激光雷达企业的发展也进入了加速阶段，国内机械式激光雷达龙头禾赛科技于2021年1月7申请科创板上市，或成为国内首家上市的激光雷达公司，镭神智能的混合固态激光雷达产品正式通过国家车规级认证，成为国内首个、全球第二个获得正式认证报告的车规级激光雷达。
（来源：
禾赛科技招股书、镭神科技公司官网）
激光雷达是自动驾驶技术实现的关键技术设备，国家在自动驾驶领域颁布的规范化扶持政策，也助力国内激光雷达市场进一步扩张。
国家在最新颁布的《汽车驾驶自动化分级》编制说明中指出，驾驶自动化技术是国际公认的未来发展方向和关注焦点之一。
制定国家标准的意义不仅在于汽车产品与技术的升级，更有可能带来汽车及相关产业全业态和价值链体系的重塑。
中、美、欧、日等都将驾驶自动化技术作为交通领域的重点发展方向，并从国家层面进行战略布局。
因此，国家政策、行业发展也亟需形成统一的规范性分级，促进行业的进一步发展。
在自动化驾驶的5级标准中，L3级标准下的ADAS高级辅助驾驶市场与L4、L5级标准下的无人驾驶市场都对激光雷达技术产品拥有着较高的需求，随着中国自动驾驶领域的政策和规范的不断成熟，激光雷达行业将迎来广阔的发展空间。
根据Velodyne预测，2022年激光雷达市场规模将达到119亿美元，其中约72亿美元来自汽车领域的应用，占比约60%。
在自动汽车领域中，机械式和固态式激光雷达的技术发展方向之争也将在未来深刻的影响着激光雷达市场的发展走向。
因此，本文希望从激光雷达的发展历程入手，对激光雷达市场当前的发展现状与发展脉络进行梳理，并对当前机械式与固态式激光雷达并存的市场格局的发展走向进行分析，最后对产业链上下游环节的公司进行详细梳理。
2.思考一：
刨根问底，激光雷达将迎来自动驾驶汽车发展新机遇？
2.1.先看历史：
诞生于1960年，2000年后逐步应用于无人驾驶领域
激光雷达的发展历史已有数十年。
从1960年激光器诞生后不久，激光便被应用于各种测量场景，科技界迅速将激光应用在测距仪和激光雷达当中，早在1971年，激光雷达便跟随阿波罗15号进行了月面测绘。
但一直以来，受制于各类激光设备的技术难度，激光雷达成本较高，商业化场景较少。
但这一局面在21世纪得以改变，包括DARPA、Velodyne等政界、军界、商界重要成员合力推动激光雷达发展，2005年，Velodyne首次将64线激光雷达应用于DARPA挑战赛，2007年Velodyne生产出首台商用3D动态扫描激光雷达，成为该行业的重要时刻。
此后，Ibeo、Valeo、Luminar等公司相继推出各自的激光雷达产品，技术上各有优势，机械式产品逐渐转变为固态产品，产品成本逐渐降低，到2020年，Velodyne的新款固态激光雷达售价已达到100美元（公司官网），可以说正式进入实用区间。
2.2.剖析概念：
激光雷达由激光发射、接收、信息处理、扫描四大基础系统构成
激光雷达（LightDetectionAndRanging，简称"
LiDAR"
）即光探测与测量，是一种集激光、全球定位系统（GPS）和IMU（InertialMeasurementUnit，惯性测量装臵）三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM（数字高程模型）。
这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑，测距精度可达厘米级，激光雷达最大的优势就是"
精准"
和"
快速、高效作业"
。
激光雷达当前被广泛用于无人驾驶汽车和机器人领域，被誉为广义机器人的“眼睛”，是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装臵。
激光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列，结合光束扫描，可以对广义机器人所处环境进行实时感知，获取周围物体的精确距离及轮廓信息，以实现避障功能；
同时，结合预先采集的高精地图，机器人在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米量级，以实现自主导航。
2.3.再看分类：
机械式与固态式是汽车领域激光雷达的主要类别
激光雷达由于其应用范围的广泛与技术结构的复杂性，在实际应用中有着多种分类方式，按照功能用途、工作体制、载荷平台、工作介质、探测技术等分类方式均可得到不同的结果。
在载荷平台方面，地基激光雷达，通常用于单一目标或者小尺度精细三维数据的采集；
机载激光雷达以飞行器为搭载平台，通常用于区域尺度三维信息数据的快速获取；
星载激光雷达以卫星平台为依托进行大尺度三维信息数据的获取。
本文对激光雷达的讨论分析重点集中在车载平台上的应用的车规级激光雷达。
其中，考虑到激光雷达主要市场集中在无人驾驶领域，因此当前行业主要根据与无人驾驶技术相关的测距方法和技术架构作为分类的主流依据。
2.3.1.测距方法分类：
ToF法更为成熟，FMCW具有更高的抗干扰性
激光雷达按照测距方法可以分为飞行时间（TimeofFlight，ToF）测距法、基于相干探测的FMCW测距法、以及三角测距法等，其中ToF与FMCW能够实现室外阳光下较远的测程（100~250m），是车载激光雷达的优选方案。
ToF是目前市场车载中长距激光雷达的主流方案，未来随着FMCW激光雷达整机和上游产业链的成熟，ToF和FMCW激光雷达将在市场上并存。
2.3.2.技术架构分类：
机械式技术趋近成熟，固态式预计将成为未来主流
按照技术架构可以分为整体旋转的机械式激光雷达、收发模块静止的半固态激光雷达以及固态式激光雷达。
2.4.分析优势：
激光雷达探测精度高、探测范围最高可达360°
一开始激光雷达只是在军事方面应用，后来才应用在生活中，其中无人驾驶领域使用最为广泛。
目前谷歌、XX、奥迪、福特、宝马等企业都在逐渐使用激光雷达的感知解决方案，已经成为了无人驾驶技术中的最基本的配臵。
目前自动驾驶的传感器主要有LiDAR系统、毫米波雷达、视觉（照相机）系统等。
不同级别的自动驾驶技术的应用对于各类传感器的数量的要求也是不同的，随着自动驾驶技术标准的提高，对于车载激光雷达所要求的数量就越高，L5级自动驾驶标准下，激光雷达的配臵数量不应少于4个。
在汽车领域，不同的传感器各有优势。
不同传感器的原理和功能各不相同。
从可靠度、行人判别、夜间模式、恶劣天气环境、细节分辨、探测距离等方面来对比，激光雷达是三种环境传感器中综合性能最好的一种，这也就决定了其是自动驾驶汽车等机器人环境感知系统中不可或缺的一部分。
在当前的自动驾驶领域，特斯拉采取的解决方案是“传统摄像头+计算机视觉技术”，由镜头采集图像后，摄像头内的感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转化为电脑能处理的数字信号，进而通过神经算法网络进行决策。
但当前大部分的车企更看好激光雷达在自动驾驶领域的应用，激光雷达具有探测精度高、探测范围广及稳定性强等优点，在精确度方面，毫米波雷达的探测距离受到频段损耗的直接制约（想要探测的远，就必须使用高频段雷达），也无法感知行人，并且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。
摄像头等光学成像设备属于被动式的感知设备，它的应用必须要结合视觉感知技术才能在自动驾驶应用中发挥作用，而这种技术对于大多车企存在着很高的应用门槛。
激光雷达和毫米波雷达的工作原理基本类似，都是利用回波成像来构显被探测物体的，不过激光雷达发射的电磁波是一条直线，主要以光粒子发射为主要方法，频域在100000GHz左右，波长为纳米级；
而毫米波雷达发射出去的电磁波是一个锥状的波束，这个波段的天线主要以电磁辐射为主，频域在10～200GHz之间，波长为1～10mm。
由于毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。
目前，车载传感器中，单颗摄像头的价格在几十到几百人民币，价格较为低廉；
毫米波雷达根据探测距离和波段等指标不同，价格在数百到上千人民币；
而激光雷达目前成本还略高，普遍处于数百到上千美元级别，虽有Velabit等低价格产品，但高端产品仍是必不可少，根据Velodyne预期2020出货量和收入，其平均售价仍达到8000美元左右。
但考虑到激光雷达行业目前整体出货量还未放开，以及产品固态化等趋势，未来随着产销量逐步上升，价格有望延续当前下降趋势，从而逐步具备成本优势。
3.思考二：
需求视角，行业规模将迎来快速扩张期？
3.1.行业规模与发展趋势：
激光雷达行业迎来无人驾驶行业发展新机遇
激光雷达市场规模较大且处于快速发展期，根据Velodyne预测，2022年激光雷达总市场规模将达到119亿美元。
根据应用分类，激光雷达将分别应用于自动驾驶汽车、工业、无人机、机器人和3D绘图等终端市场之中。
其中，自动驾驶领域的市场规模占比最大，2022年将达到72亿美元，占比约为60.5%。
同时，自动驾驶领域的激光雷达市场发展迅速，Velodyne预计至2026年自动驾驶领域市场规模将增长到168亿美元，年复合增速将达到24%。
激光雷达领域的另一家国际龙头Luminar则根据不同细分领域上的需求空间和不同应用场景的速度、探测距离对激光雷达的细分市场规模进行划分。
其中适配场景运动速度快、探测距离要求高的高速公路自动驾驶市场的市场规模最大，预计2030年将达到1800亿美元。
其中商用卡车规模为600亿美元，消费级轿车规模为1200亿美元。
此外诸多专业研究咨询机构也对激光雷达市场给出了预测。
根据AlliedMarketResearch估计，2026年全球无人驾驶技术市场规模将达到5,566.7亿美元，较2019年可实现39.47%的年均复合增长率。
激光雷达是高级别无人驾驶技术实现的关键，根据沙利文的统计及预测，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在高级辅助驾驶中渗透率增加、以及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推动，激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势，至2025年全球市场规模为135.4亿美元，较2019年可实现64.5%的年均复合增长率。
在非汽车领域的激光雷达市场中，工业领域的市场需求最为广阔，根据Velodyne预测，2022年工业领域总激光雷达需求量为510万台，市场规模达到28亿美元。
工业领域的需求主要来自全球市场的履带式拖拉机，倾卸机，挖掘机，平地机，非公路卡车等工程机械设备，将成为仅次于自动驾驶市场的第二大需求市场。
而就中国来看，汽车与工业等下游行业的发展，将带动国内激光雷达市场的发展。
从无人驾驶领域来看，据麦肯锡研究报告显示，中国将是全球最大的自动驾驶市场，到2030年中国自动驾驶乘用车数量将达到800万辆，自动驾驶将占到乘客总里程（PassengerKiloMetersTravelled，PKMT）的约13%，基于自动驾驶的出行服务订单金额将达2,600亿美元；
从高级辅助驾驶领域来看，中国已经成为全球最大的新车销售市场。
根据沙利文的研究报告，至2025年，中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元，较2019年实现63.1%的年均复合增长率，其中车载领域即无人驾驶和高级辅助驾驶是主要组成部分。
以下按照激光雷达当前激光雷达的下游应用市场进行分别介绍，主要可分为无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人和车联网等细分行业。
3.1.1.汽车激光雷达市场：
2025年汽车领域激光雷达市场规模预计将超80亿美元
3.1.1.1.L4/L5级无人驾驶市场：
2025年市场规模预计达到35亿美元
全球范围来看，无人驾驶测试项目及车队规模处于快速扩张之中：
Waymo已与FiatChrysler（菲亚特克莱斯勒）签订了6.2万辆PacificaHybrid的购买合同，与Jaguar（捷豹）签订了2万辆I-Pace的购买合同，并在底特律与Magna（麦格纳）联手建立世界上第一个只制造无人驾驶汽车的AAM工厂，改造购臵车辆用于车队扩张，该工厂当前已经进入量产状态。
根据加州车辆管理局数据，2019年GMCruise月均路测车辆数目排名第一，测试里程总数仅次于Waymo，当前GMCruise已经拿到取消安全员进行完全无人驾驶测试的许可。
GMCruise位于底特律Hamtramck的工厂将基于GM电动车平台生产不带方向盘、刹车和油门的Origin车型。
根据ReportLinker研究估计，2025年全球包括运送乘客和货物在内的L4/L5级无人驾驶车辆数目将达到53.5万辆。
随着无人驾驶商业模式的逐步确立，该领域的全球激光雷达市场也将随之实现高速增长，据沙利文测算，至2025年该领域激光雷达市场规模预计达到35亿美元，2019年至2025年的年均复合增长率达80.9%。
3.1.1.2.L3级高级辅助驾驶市场：
2025市场规模预计将达到46.1亿美元
高级辅助驾驶市场主要服务于整车厂及Tier1公司，激光雷达在性能满足要求的基础上，成本及车规要求是量产车项目关注的重点。
世界各地交通法规的修订为L3级自动驾驶技术商业化落地带来机会。
2019年，日本《道路交通法案》修正案获得通过，允许L3级自动驾驶车辆在公共道路上使用。
2020年1月，韩国国土交通部发布《自动驾驶汽车安全标准》（修订版），制定L3级自动驾驶安全标准和商用化标准。
2020年6月联合国的欧洲经济委员会通过《ALKS车道自动保持系统条例》，这是全球范围内第一个针对L3级自动驾驶具有约束力的国际法规。
激光雷达在高级辅助驾驶领域的市场规模将在未来5年里保持高速增长，按照沙利文预计，2025年激光雷达市场规模预计将达到46.1亿美元，2019年至2025年复合增长率达83.7%。
3.1.2.服务型机器人市场：
2025年激光雷达在机器人领域市场预计达到7亿美元
服务型机器人主要应用范围包括无人配送、无人清扫、无人仓储、无人巡检等。
借助强大的内臵感知系统及控制系统，服务机器人能够完成多种无人作业，从而减轻对人力的依赖，提高生产效率。
服务型机器人不仅仅可以实现将货物从物流中心运送到消费者家中，还可以提供大量新型的“最后一公里”服务，为整个服务社区提供便利性、安全性和健康性。
随着智能服务机器人技术的成熟，其业务范围和辐射半径将不断增强，无人运送、无人清扫、无人巡检机器人在运营成本降低及服务效率提升等方面的优势将得以显现，对此类设备的需求也将不断提升。
伴随全球服务型机器人出货量的增长以及激光雷达在服务型机器人领域渗透率的提升，至2025年激光雷达在该细分市场预计达到7亿美元市场规模，2019年至2025年的复合增长率为57.9%。
3.1.3.车联网市场：
全球激光雷达在车联网市场规模将超过45亿美元
世界范围来看，中国车联网发展速度最快，战略化程度最高。
2020年4月，发改委首次划定“新基建”范围，主要包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施，其中融合基础设施中包含智能交通基础设施。
车路协同技术是智能城市、智能交通中的基础与重点，同时也与5G通讯、大数据中心和人工智能等领域的建设相互支撑、互相促进。
与单车智能相比，基于5G的车路协同可以更大限度地提升行车安全、提高交通系统运行效率、降低车载设备成本，从而促进无人驾驶的快速落地。
激光雷达结合智能算法，能够提供高精度的位臵、形状、姿态等信息，实现对交通状况进行全局性的精确把控，对车路协同功能的实现至关重要。
随着智能城市、智能交通项目的落地，未来该市场对激光雷达的需求将呈现稳定增长态势。
至2025年，全球激光雷达在该领域的市场规模将超过45亿美元，2019年至2025年复合增长率为48.48%。
3.2.行业技术壁垒：
行业技术壁垒较高，需要应对产品的快速迭代
技术水准壁垒：
作为一种新兴的传感器技术，激光雷达系统结构精密且复杂，精细的光机设计和收发对准、微弱信号的灵敏探测和快速响应是实现探测目标的前提。
为了实现最优的探测效果，激光雷达不仅在开发过程中需要光、机、电等子模块的高度配合和协同优化，而且还需要在生产过程中具有相匹配的高精度生产制造能力。
技术创新壁垒：
激光雷达行业技术创新能力强，产品迭代速度快。
从最初的单点激光雷达发展到如今机械式、半固态式、固态式、FMCW等多种技术架构，激光雷达技术架构的创新与应用范围的拓展彼此促进。
在激光雷达公司持续的大量研发投入之下，激光雷达产品不仅测量范围更远，探测精准度更高，空间分辨能力更强，而且在可靠性、安全性、成本控制等方面也逐渐成熟，产品更新换代速度快。
3.3.行业政策：
政策不断利好，激光雷达市场迎来快速发展
国家对于计算机、通信和其他电子设备制造业大力支持，出台一系列政策不断推进智能传感器及集成电路行业的高速和高效发展。
2017年起随着智能汽车及车联网行业的发展，各级政府出台多项政策明确发展车载传感器技术以及形成产业化规模，对行业经营发展起到正向促进作用。
另一方面，在政策制定上，国家坚持扶优扶强，驱动行业内企业提升产品性能与竞争力，尤其2020年以来国家和各个省市对智能网联汽车的大力关注和支持。
4.思考三：
供给视角，激光雷达行业各个玩家的竞争格局如何？
4.1.产业链：
国内产业链中游突出上游崛起，固态化趋势推动成本降低和实用化
激光雷达巨大的产业规模之下，是一条由多个环节构成的、上下游明确的产业链。
下游应用领域主要包括测绘和导航两大类需求，如今，下游需求蓄势待发，自动驾驶、高精度地图等市场都存在大量需求。
而激光雷达上游主要分为发射、接收、扫描和信息处理等部分。
激光雷达的上游环节随着技术发展愈发成熟，上游器件的成本很大程度上指引着激光雷达的应用。
在这样的产业链当中，全球分布着大量业务不同的厂家，欧姆龙、松下、意法半导体、赛灵思、飞利浦、Qorvo等知名公司都在激光雷达产业链之中。
产业链中游，也就是激光雷达公司主要有Velodyne、Valeo、Ouster、Innoviz、Quanergy、Luminar等，还有不少中国国内公司已经跻身国际主要厂商之列，例如禾赛科技、镭神智能、北醒、速腾聚创、北科天绘等。
而上游领域，国际公司积累较为深厚，例如光学器件领域的意法半导体、亚洲光学（中国台湾），光源领域的飞利浦光学、生产光源和光学器件的Thorlabs，光探测器领域有安森美旗下的SensL、日本滨松等，IC领域则有赛灵思、Qorvo等半导体巨头。
而从国内公司来看，近年来我国中游强上游弱的局面得到了一定改观。
目前，以速腾聚创、禾赛科技、镭神智能为代表的国内激光雷达产业公司主要集中在中游位臵，但上游也涌现出了一批优秀公司，例如华为哈勃投资的芯视界微电子，小米集团领投、联想和真格基金跟投的灵明光子等。
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