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激光雷达

价值投机小学生   / 2022-08-26 09:30 发布

激光雷达产业链分析

1.上游产业链

产业链上游主要有发射器接收器扫描器和信息处理四个模块发射器模块包括分束器扩散片准直镜和激光器接收器模块包括分束器滤光片透镜和光电探测器扫描器模块包括微振镜扫描镜和电机信息处理模块包括模数转换器FPGA和放大器

从产业链角度分析激光雷达上游主要是光学组件和电子元件结合激光雷达工作原理可以把激光雷达核心元器件主要分为光电探测器激光器扫描器

1激光器

激光器作为光源用来发射光束当前激光雷达的激光器可分为半导体激光器按照谐振腔制造工艺的不同分为边发射激光芯片EEL和面发射激光芯片VCSEL和光纤激光器

激光器主要厂商目前行业内主要的半导体激光器厂商还是海外为主包括国外的OSRAMAMSLumentumHAMAMATSU等国内有深圳瑞波光电子有限公司常州纵慧芯光半导体科技有限公司山东华芯半导体等光纤激光器厂商主要为海外的Lumibird昂纳Luminar和国内的镭神智能等

2光电探测器

光电探测器是激光接收系统的核心器件用来实现光信号和电信号相互转换

光电探测器目前仍由海外厂商主导主要有HAMAMATSU,OsramFirstsensor安森美半导体国内厂商中主要有灵明光子等

3扫描器及光学组件

主要分为MEMS和光学系统MEMS振镜是一种基于微机电系统MEMSMicro-Electro-Mechanical System技术制作而成的微小可驱动反射镜实现激光光束的高速动态扫描MEMS厂商海外主要有HAMAMTSU英飞凌ST等光学系统国内厂商主要有腾景科技天孚通信中际旭创舜宇光学永新光学炬光科技

2.下游产业链

激光雷达下游应用广泛主要包括测绘和导航两个模块测绘包括高精度地图地形勘测和自然勘测导航模块包括ADAS无人机和机器人民用场景逐渐拓宽包括采矿林业考古学地质学地震学地形测量林业勘测灾害预警AR/VR无人驾驶物联网等场景从下游看因成本较高体积巨大等因素激光雷达主要用于军事或公共领域但是近年来随着技术发展和产业链成熟激光雷达也在民用领域逐渐展开拳脚例如在手机AR/VR自动驾驶等领域的普及加速

相关龙头公司分析

在智能驾驶移动机器人智慧城市与测绘领域蓬勃发展的背景下激光雷达行业相关公司有望随市场规模不断增长持续受益

1.炬光科技激光器领军企业布局拓展激光雷达发射模块

炬光科技主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件产生光子激光光学元器件调控光子的研发生产和销售目前正在拓展激光行业中游的光子应用模块和系统提供解决方案包括激光雷达发射模组和UV-L光学系统等的研发生产和销售其中激光雷达发射模组已签署4亿元框架协议收入在爬坡阶段公司激光雷达产品收入占比逐年提升由2018年的0.02亿元上升至2021年0.52亿元占营业总收入的10.92%

炬光科技拥有车规级汽车应用激光雷达核心能力公司正在拓展面向智能驾驶激光雷达LiDAR智能舱内驾驶员监控系统DMS等汽车创新应用场景的车规级核心能力已通过IATF16949质量管理体系认证德国汽车工业协会VDA6.3过程审核拥有车规级激光雷达发射模组设计开发可靠性验证批量生产等核心能力并通过首个量产项目积累了大量可靠性设计及验证经验作为线光斑扫描发射模组方案的行业领导者公司基于EEL和VCSEL激光器发布了多款线光斑激光雷达发射模组产品并为多家激光雷达客户送样其中Beam Razor TM系列线光斑模组LE02产品获得Laser Focus World杂志颁发的2021年度激光和光电行业创新者奖Innovators Awards

炬光科技与多家车载激光雷达行业头部客户开展合作项目有序推进未来公司业绩有望提升公司已与包括美国纳斯达克激光雷达上市公司VelodyneLiDARLuminar福特旗下知名无人驾驶公司ArgoAI等达成合作意向其中激光雷达线光源产品已与多家客户建立新产品开发项目2016年起开始研发的高峰值功率固态激光雷达面光源已与德国大陆集团签订批量供货合同现已进入批量生产阶段2021年成功获得一家国内知名激光雷达客户的项目定点项目正在有序推进中预计将于2022年第三季度进入量产

2.长光华芯高功率半导体激光芯片龙头

长光华芯专注于半导体激光芯片器件及模块等激光行业核心元器件的研发制造及销售主要产品包括高功率单管系列产品高功率巴条系列产品高效率VCSEL系列产品及光通信芯片系列产品等公司纵向延伸开发器件模块及直接半导体激光器等下游产品横向扩展VCSEL芯片及光通信芯片领域2021年公司业绩稳步提升实现营业收入4.29亿元同比增长73.59%实现归母净利润1.15亿元同比增长340.49%

长光华芯系半导体激光行业全球少数具备高功率激光芯片量产能力的企业之一打破激光芯片依赖国外进口局面公司已建成3吋6吋激光芯片量产线拥有一套外延生长晶圆制造封装测试可靠性验证相关的设备并突破了外延生长晶圆工艺处理封装测试的关键核心技术及工艺公司高功率半导体激光芯片在国内市场的占有率为13.41%在全球市场的占有率为3.88%在高功率半导体激光芯片领域的国内市场占有率第一居于国内领先位置随着激光芯片的国产化程度加深公司的市场占有率有望进一步提升

3.奥比中光布局VCSEL+SPAD的单光子面阵固态激光雷达

奥比中光的主营业务是3D视觉感知产品的设计研发生产和销售3D视觉感知技术处于应用发展初期公司依托3D视觉感知一体化科研生产能力和创新平台不断孵化拓展新的3D视觉感知产品系列报告期内公司主要产品包括3D视觉传感器消费级应用设备和工业级应用设备

公司3D视觉感知技术产品的下游应用领域包括生物识别AIoT消费电子和工业三维测量等每个应用领域对应众多不同细分场景旗下控股子公司之一奥锐达主要经营汽车激光雷达的相关产品研发与销售自2019年成立起一直致力于创新的激光雷达和车载3D摄像头底层核心元器件和新型架构的设计2021年奥比中光实现营业收入4.74亿元同比增长83.11%3D视觉传感器产品占比稳步提升由2020年的1.8亿元上升至2021年3.53亿元占营业收入的74%

在全固态激光雷达领域目前主流的技术路线包括OPA光学相控阵技术Flash快闪技术等其中OPA光学相控阵技术难度高成本居高不下Flash快闪技术则因其发射面阵光源的物理特性能量分散探测距离较为受限奥锐达选择了一条全新的技术路径——VCSEL激光发射器+SPAD探测器的单光子面阵固态激光雷达相较于Flash方案可寻址VCSEL激光器的发射光峰值功率密度和信号信噪比均显著提高这意味着在相同的功率下奥锐达的激光雷达方案可以实现更远的探测距离在接收端奥锐达的方案采用了SPAD即单光子雪崩二极管阵列传感器从而使得激光雷达具备单光子探测能力探测灵敏度大幅提升可实现低激光功率下的远距离探测此外奥锐达激光雷达采用全固态结构设计可大幅降低体积和故障率从而提高可靠性同时奥锐达车规级工厂和产线也已提上议程2022年符合IATF16949标准的车规级产线有望逐步投产

4.万集科技多技术路线布局激光雷达

万集科技是国内领先的智能交通产品与服务商为公路交通和城市交通客户提供激光产品汽车电子智能网联专用短程通信ETC动态称重系列产品的研发和生产以及相关的方案设计施工安装软件开发和维保等相关服务公司激光雷达产品涵盖交通用激光雷达工业制造商用服务机器人用激光雷达智能装备用激光雷达和面向多维感知多线激光雷达等多系列产品万集科技是交通用激光雷达领域龙头企业产品已在全国城市及公路交通获得规模化应用

公司在激光雷达领域坚持自主研发截止2021年12月31日公司关于激光雷达产品累积获得专利274项2021年公司实现营业收入9.45亿元同比下降43.17%主要是由于ETC行业进入稳步发展期激光产品业务收入占比稳步增长由2020年的6%上升到2021年的15%

公司对车载激光雷达产品同时进行机械式MEMSOPA多技术路线布局2021年12月16日万集科技发布混合固态128线车规级激光雷达支持200米测距综合性能出众同时万集科技预计于2022年发布MEMS车载激光雷达和可测距30米的OPA激光雷达有望在2024年发布OPA激光雷达上车的工程样机

竞争环境分析

激光雷达市场参与者众多竞争格局较为分散具有较强竞争力的厂商主要集中在中国美国和欧洲由于激光雷达尚处在量产初期不同厂商选择不同技术路线进行探索时或存在随技术演进取得性能及成本优势的可能性竞争格局仍不稳定当前激光雷达市场具有较强竞争力的厂商主要集中在中国美国和欧洲

激光雷达市场份额分布较为分散

VALEO为激光雷达头部企业占据28%的市场份额而中国企业速腾聚创大疆图达通华为和禾赛科技分别占据10%7%3%3%和3%的市场份额

激光雷达扫描系统的固态化进程或将影响激光雷达市场未来竞争格局扫描系统的固态化是激光雷达提高性能降低成本的重要路径部分机械式激光雷达厂商在MEMS激光雷达以及固态激光雷达领域有所布局重要激光雷达厂商如ValeoVelodyne速腾聚创在机械式激光雷达MEMS激光雷达和纯固态激光雷达领域均有所布局Quanergy等企业则直接瞄准纯固态激光雷达领域

FMCW激光雷达的量产或对激光雷达市场未来竞争格局有较大影响AEVAAuroraSiLCMobileye光勺科技等企业对FMCW激光雷达有所布局目前AEVA已宣布将于2022年完成C样的开发和测试验证并将于2023年底实现量产Mobileye预计将于2024年实现FMCW激光雷达的量产光勺科技则预计将于2025年实现FMCW激光雷达的芯片化

激光雷达技术密集度较高已授权专利数量和申请中专利数量或能一定程度上反映公司技术储备科研能力和发展潜力据Knowmade统计海外厂商VelodyneibeoLuminar及中国厂商禾赛科技速腾聚创在专利储备中处于领先地位

当前各厂商激光雷达性能价格竞争仍较为焦灼不存在具备明显优势的厂商性能较高产品总体而言售价也相对较高

市场规模分析

目前激光雷达市场规模较大且处于快速发展期据Velodyne预测2022年激光雷达总市场规模达到119亿美元

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绘图等终端市场中

根据沙利文的统计及预测至2025年全球激光雷达市场规模为135.4亿美元较2019年可实现64.5%的年均复合增长率

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240.7亿元较2019年实现63.1%的年均复合增长率车载领域的中国激光雷达市场规模将由2019年的3.8亿元增长至2025年的144.3亿元年复合增长率达到83.5%

激光雷达在智能汽车上的应用逐渐受到市场的关注在汽车的L3级中激光雷达的搭载数量要求为1个在L4/L5级中激光雷达的搭载数量要求分别为2-3个和不少于4个

2025年汽车领域激光雷达市场规模预计将达到80亿美元服务型机器人激光雷达市场规模预计达到7亿美元车联网激光雷达市场规模预计将超过45亿美元其中汽车领域市场规模占比达到60%

作者慧博