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2021年激光雷达(LiDAR)行业发展驱动力及市场争格局研究报告(68页).pdf

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2021年激光雷达(LiDAR)行业发展驱动力及市场争格局研究报告(68页).pdf

1、2021 年深度行业分析研究报告 -3- 证券研究报告 目目 录录 1、 激光雷达激光雷达(LiDAR)行业概况行业概况 . 9 9 1.1、什么是激光?什么是激光雷达?应用的历史? . 9 1.2、 智驾传感硬件之首,多器件融合大势所趋 . 10 1.3、 以何驱动:供需两侧共发力,车载赛道前景明朗 . 12 1.3.1、需求端:下游拉动+政策支持,自动驾驶等级提升关键 . 12 1.3.2、供给端:融资支持+试驾顺利,车企纷纷布局激光雷达 . 15 1.4、空间:渗透率+单车搭载量双升,乘用车 LiDAR 近 60 亿美元规模 . 18 1.4.1、按车型推算:全球乘用车激光雷达市场规模为

2、 58.16 亿美元 . 20 1.4.2、按地区推算:全球乘用车激光雷达市场规模为 61.37 亿美元 . 22 2、 技术路径:详拆结构,把握趋势技术路径:详拆结构,把握趋势 . 2323 2.1、原理:ToF 发展成熟,FMCW 备受期待 . 24 2.2、技术:四大系统相辅相成 . 25 2.2.1、激光发射:EEL 向 VCSEL、905nm 向 1550nm 发展 . 26 2.2.2、光束操纵:转镜最快上车,Flash、OPA 长期方向 . 28 2.2.3、激光接收:设计工艺逐步进化,SPAD 优势越显 . 31 2.2.4、信息处理:主控芯片 FPGA,自研 SoC 多家布局

3、 . 32 2.3、发展:硬件固态+集成化,软件算法优化 . 32 3、 行业壁垒:短期性能符合车规,中长期量产降本行业壁垒:短期性能符合车规,中长期量产降本 . 3434 3.1、性能通过车规为核心,美观+安全指明方向 . 34 3.2、激光雷达技术壁垒高,产品迭代速度快 . 35 3.3、规模化量产举足轻重,降本增效长期要义 . 35 4、 竞争格局:视觉方案一枝独秀,雷达方案百花齐放竞争格局:视觉方案一枝独秀,雷达方案百花齐放. 3636 4.1、特斯拉引领时代,积极布局摄像视觉方案 . 36 4.2、雷达系尚于成长期,与 OEM/Tier1 公司合作紧密 . 38 4.2.1、上游:核

4、心元器件海外优势明显,国产自研加速追赶 . 39 4.2.2、中游:两种推进风格,国产势力崛起可期 . 40 4.2.3、下游:与 OEM 和 Tier 1 高度捆绑 . 43 5、 重点公司分析:技术侧重各有不同,各有优势重点公司分析:技术侧重各有不同,各有优势 . . 4343 5.1、Velodyne(VLDR) :行业开创者 . 43 5.1.1、产品与应用:多场景覆盖+全系列产品,满足市场多元需求 . 44 5.1.2、核心优势:布局最早的行业开拓者 . 45 5.1.3、订单与量产:在手商用项目合计达到 213 个 . 46 5.2、Luminar(LAZR) :深耕 1550nm

5、 . 47 5.2.1、公司产品: 提供硬件+软件+全栈安全解决方案 . 48 5.2.2、核心优势:1550nm 激光雷达先发优势明显 . 49 5.2.3、订单与量产:稳步推进,订单远超年初指引预期 . 50 5.3、Innoviz(INVZ) :MEMS 技术龙头 . 51 5.3.1、公司产品:MEMS 技术,产品升级成本降低 70% . 51 5.3.2、核心优势:产品性价比突出,宝马、Tier1 商业进展融洽 . 52 5.3.3、订单与量产:潜在及在手订单价值合计超过 55 亿美元 . 54 5.3.4、财务指引:L2 级+软件营收贡献逐年提升,毛利有望大幅增长. 55 5.4、

6、禾赛科技:中国机械式主力 . 55 5.4.1、公司产品:机械式为主力,主要面向无人驾驶领域 . 56 5.4.2、核心优势:中国机械式领头羊,自建产线把控成本 . 57 5.4.3、战略合作及商用落地:2021 年向乘用车 ADAS 领域进军 . 58 5.4.4、财务状况:毛利较高,积极投入研发 . 59 5.5、速腾聚创:全球车规级量产交付第一 . 59 -4- 证券研究报告 5.5.1、公司产品:机械式+MEMS 双路线,感知方案并行 . 60 5.5.2、核心优势: MEMS 车规级固态 LiDAR,在手订单全球第二 . 61 5.5.3、订单与量产:定点订单中国第一、全球第二 .

7、62 6、 投资建议:投资建议:LiDAR +上游零部件厂商上游零部件厂商 . 6363 6.1、建议关注. 63 6.2、舜宇光学科技( 2382.HK ) :全球光学龙头厂商,车载光学有望构筑第二成长曲线 . 63 6.2.1、全球光学龙头厂商,多光学品类全面开花 . 63 6.2.2、光学赛道仍具备多维度升级空间,持续研发维持高端优势 . 64 6.2.3、车载业务前景向好,有望构筑第二成长曲线 . 67 6.2.4、盈利预测、估值与评级 . 69 -5- 证券研究报告 图目录图目录 图 1:激光雷达产品性能持续优化,应用领域持续拓展,不断吸引科技巨头入局 . 9 图 2:功能层面,激光

8、雷达属于感知层传感器 . 10 图 3:激光雷达相比毫米波雷达、摄像头,综合性能更优 . 11 图 4:传感器融合的趋势为激光雷达市场发展提供确定性 . 12 图 5:L4/L5 自动驾驶情况更加复杂,需要一定的安全冗余 . 12 图 6:激光雷达主要应用于自动驾驶、智慧城市/V2X、机器人等 . 12 图 7:2025 年激光雷达在车载领域的应用占比将超过 60%(价值量) . 12 图 8:智能车载领域对整体市场的增长贡献达到 61%. 13 图 9:我国平均每年发生车祸 20 余万起,死亡人数约 6 万人 . 13 图 10:自动辅助驾驶让行车安全水平达到平均水平的 8.66 倍 . 1

9、3 图 11:中国人口老龄化程度加深 . 14 图 12:2021 年上半年激光雷达行业融资金额迎来高速增长 . 15 图 13:小鹏 P5 搭载 Livox 楔形双棱镜激光雷达 . 18 图 14:北汽携手华为,一次性搭载 3 颗激光雷达 . 18 图 15:全球主机厂加速进行智能化革新 . 19 图 16:自动驾驶等级提升,激光雷达单车搭载量随之增加 . 19 图 17:预计车载激光雷达价格下探趋势明显 . 20 图 18:飞行时间 ToF 工作原理 . 25 图 19:FMCW 工作原理 . 25 图 20:激光雷达由激光发射、激光操纵(扫描系统) 、激光接收、信息处理四大系统要素构成

10、. 26 图 21:EEL 与 VCSEL 发光面示意图 . 26 图 22:VCSEL 具备成本低、效率高的优点 . 26 图 23:不同波长光对人眼损伤部位 . 27 图 24:905nm 和 1550nm 两种波长对比 . 27 图 25:发射光学系统由扩散片、准直镜、分束器组成 . 27 图 26:机械式通过 360 旋转对四周环境进行全面扫描 . 28 图 27:传统机械扫描方式发展最早,仍为目前主流(66%) . 28 图 28:混合固态扫描方式分为 MEMES 微振镜、转镜、棱镜三种 . 29 图 29:OPA 原理类似水波,利用光源干涉实现光线角度偏转 . 29 图 30:Fl

11、ash 可以短时间直接发射大片覆盖探测区域的激光 . 29 图 31:激光雷达向性能、低成本、全固态化、自主可控趋势发展 . 30 图 32:激光接收的过程是反射光线经由接收光学系统,最终汇聚到接收器上. 31 图 33:SiPM 对比于 APD 在测量距离上有明显优势. 32 图 34:激光雷达专用芯片及功能模块示意 . 32 图 35:硬件与软件各环节皆可发力 . 33 图 36:禾赛科技芯片化发展路线清晰. 33 图 37:相比于消费级电子,车载零部件的性能要求更高 . 34 图 38:激光雷达行业具有较高的技术水准与技术壁垒 . 35 图 39:能否“规模量产”成为竞争壁垒之一 . 3

12、5 -6- 证券研究报告 图 40:龙头 Velodyne 通过量产优化成本,促进产品价格下降 . 36 图 41:目前头部厂商激光雷达价格降幅已经较为明显 . 36 图 42:自动驾驶感知技术路线主要分为视觉方案和激光雷达为主导的多传感器融合方案 . 36 图 43:特斯拉不断升级硬件配置,从而提升图像处理准确性与安全性 . 37 图 44:特斯拉数据+算法优势,实现正反馈机制 . 37 图 45:特斯拉 Autopilot 累计里程已超 33 亿英里(数据统计截至 2020 年 4 月) . 38 图 46:特斯拉在美国撞上翻倒的静止的卡车 . 38 图 47:主流厂商芯片参数对比 . 3

13、8 图 48:激光雷达产业链 . 39 图 49:激光雷达的上游元器件海外优势明显 . 40 图 50:激光雷达厂商两种参与风格,各有优势 . 41 图 51:国产激光雷达厂商正在逐步崛起 . 41 图 52:速腾聚创的已获订单数已位居全球第二 . 41 图 53:华为启用“爬北坡战略” . 42 图 54:采用 Livox HAP 的小鹏 P5 已上市 . 42 图 55:车载激光雷达价格下探趋势明显 . 42 图 56:Velodyne 发展历程 . 44 图 57:通过不断创新,Velodyne 充实自身技术和产品矩阵 . 44 图 58:Velodyne 产品满足多场景需求 . 45

14、图 59:Velodyne 具备五大核心竞争优势 . 46 图 60:Velodyne 合作伙伴涉及多元领域 . 46 图 61:Velodyne 的 Vella 片上系统(SoC) . 46 图 62:Velodyne 的微型激光雷达阵列(MLA 技术) . 46 图 63:Velodyne 与合作伙伴的商用合作协议流程分为三个阶段 . 47 图 64:Velodyne 在手项目应用领域统计与出货量预测 . 47 图 65:Velodyne 在手项目进展统计与营收预测 . 47 图 66:Luminar 发展历程 . 48 图 67:Luminar 提供全栈集成自主安全解决方案 . 48 图

15、 68:Luminar 的硬件产品为 Hydra 和 Iris . 49 图 69:一站式解决方案 Sentinel Alpha 即将于 2021 年底交付 . 49 图 70:Luminar 性能与安全性远超竞品 . 49 图 71:目标生态系统图中,超过 75%的公司是 Luminar 的客户 . 50 图 72:Luminar 量产时间预计安排 . 50 图 73:Innoviz 发展历程 . 51 图 74:Innoviz Two 在降低 70%的成本的同时提供了显著性能改进 . 52 图 75:Innoviz Two 与竞品相比,性价比突出 . 52 图 76:Innoviz 核心竞

16、争力为性价比突出的产品,宝马、Tier1 商业进展融洽 . 53 图 77:Innoviz 产品率先通过多方车规级认证 . 53 图 78:Innoviz 2021 新增合作伙伴涉及更多国家与应用领域 . 53 图 79:创始团队 81 Unit 为 Innoviz 研发能力提供保障 . 54 图 80:进入高级技术验证阶段的公司增加一倍以上,处于商业需求谈判阶段的公司上升至 8 个 . 54 -7- 证券研究报告 图 81:L2 和 L3 级乘用车 ADAS 将是行业最大增长动力 . 55 图 82:预计 L2 级 OEM 以及软件收入的营收贡献将逐年提升 . 55 图 83:Innoviz

17、 预测毛利率将在未来五年持续上升 . 55 图 84:Innoviz 预测 2024 年 EBITDA 将扭亏为盈 . 55 图 85:禾赛科技发展历程 . 56 图 86:AT128 超过 153 万点/秒的点频刷新行业记录 . 57 图 87:禾赛科技自建产线,根据客户需求完成产品的集中生产 . 57 图 88:禾赛科技核心技术框架图 . 58 图 89:公司具备充足的技术储备 . 58 图 90:禾赛科技战略合作伙伴部分整理(截至 2021.09) . 58 图 91:禾赛科技营业收入迅速增长(2020 年疫情影响) . 59 图 92:公司每年各季度的收入基本呈环比递增趋势 . 59

18、图 93:禾赛科技毛利率较高且保持稳定 . 59 图 94:禾赛科技研发费用率逐渐提升. 59 图 95:速腾聚创发展历程 . 60 图 96:公司产品技术包括机械式、MEMS 激光雷达硬件和感知方案 . 60 图 97:车规级转镜 LiDAR 鼻祖 Valeo 下一代长距离的 Scala 选择 MEMS 技术 . 61 图 98:速腾聚创在整个供应链优质合作伙伴众多 . 61 图 99:速腾聚创应用场景多样 . 61 图 100:车规级固态激光雷达 M1 的量产进展示意 . 62 图 101:速腾聚创在全球车和工业市场定点订单数量占比 10%,排名中国第一、全球第二 . 62 图 102:速

19、腾聚创率先实现车规量产 . 62 图 103:舜宇光学主要产品包括光学零部件、光电产品、光学仪器三大类别 . 64 图 104:1H21 舜宇归母净利润同比上升 54%至 26.88 亿元 . 64 图 105:舜宇毛利率、净利率呈现逐年上升趋势 . 64 图 106:5G 渗透呈现见顶迹象,智能手机已是存量竞争市场 . 65 图 107:荣耀、OPPO、vivo、小米逐步承接华为市场份额 . 65 图 108:2021 年至今主要手机品牌旗舰机镜头方案升级趋势 . 65 图 109:2018-2020 年公司潜望式模组和大像面模组出货量占比 . 66 图 110:2018-2020 年公司

20、6P 及以上手机镜头出货量占比 . 66 图 111:舜宇注重专利布局,强化竞争优势 . 66 图 112:公司车载领域布局多年,具备客户、产品与技术优势 . 67 图 113:1H21 公司汽车相关营收占比由 1H20 的 5%提升至 8% . 68 图 114:车载光学应用潜力巨大 . 68 图 115:舜宇车载领域技术储备深厚、产品多元化发展 . 68 图 116:舜宇根据客户需求升级改进激光雷达光学产品、布局多元技术路径 . 69 -8- 证券研究报告 表目录表目录 表 1:目前的传感方式在车载领域各有优劣 . 10 表 2:我国政策给予了自动驾驶行业大力支持 . 14 表 3:激光雷

21、达及其上游厂商频繁获资本青睐(2020 年-2021 年 7 月典型事件梳理) . 15 表 4:全球范围无人驾驶测试项目及车队规模也都处于快速扩张之中 . 17 表 5:2021-2022 年下游车企布局激光雷达进程加速 . 17 表 6:不同车型对应 ADAS 级别渗透率预测 . 21 表 7:中国乘用车销量占比预测(分类别) . 21 表 8:中国/全球乘用车载激光雷达市场规模有望达到 20.78 亿美元/58.16 亿美元 . 22 表 9:全球主要地区乘用车销量及预测(万辆) . 22 表 10:世界各地区对应 ADAS 级别渗透率及规模预测(亿美元) . 23 表 11:根据核心技

22、术架构的不同,激光雷达分类维度多样 . 24 表 12:ToF 和 FMCW 对比 . 25 表 13:激光雷达扫描技术方案对比 . 29 表 14:探测器设计工艺正在逐步进化. 31 表 15:行业目前使用七个显性指标来评价激光雷达的性能 . 34 表 16:特斯拉自动驾驶行驶里程遥遥领先 . 38 表 17:国产激光雷达厂商在追求性价比方面表现亮眼 . 42 表 18:下游通过产业投资的方式对激光雷达公司实现高速捆绑 . 43 表 19:Luminar 对于 2021 年全年的业绩指引 . 51 表 20:禾赛科技激光雷达产品梳理 . 56 表 21:激光雷达行业主要公司情况汇总对比 .

23、63 表 22:舜宇光学在 VR/AR 持续研发创新,VR/AR 前沿领域均有布局 . 67 表 23:舜宇光学盈利预测与估值简表. 69 -9- 证券研究报告 1 1、 激光雷达激光雷达(LiDAR)(LiDAR)行业概况行业概况 1.11.1、什么是什么是激光?什么是激光雷达?应用的历史?激光?什么是激光雷达?应用的历史? 激光的发明要追溯到爱因斯坦在激光的发明要追溯到爱因斯坦在 19171917 年创立的受激辐射基础理论。年创立的受激辐射基础理论。 处在高能级的粒子受到某种光子的激发会从高能级跃迁到低能级, 同时释放一个与激励光子有着完全相同的频率、相位、传播方向以及偏振状态的光子,受激

24、发射出的光被称为 LASER,最早被翻译为镭射,如今我们翻译为激光。 激光雷达被称为探测的“眼睛”,是一种通过发射激光来测量物体与传感激光雷达被称为探测的“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置。器之间精确距离的主动测量装置。激光雷达的应用可以分成四个阶段: 1 1960960- -20002000 诞生与科研应用阶段:诞生与科研应用阶段:全球第一台激光器诞生于 1960 年,早期激光雷达主要用于科研及测绘项目,进行气象探测以及针对海洋、森林、地表的地形测绘。 二十世纪八九十年代, 扫描结构的引入扩大了激光雷达的视场范围并拓展了其应用领域,激光雷达商用产品如激光

25、测距仪开始起步。 20002000- -20152015 商业化与商业化与车载应用车载应用初期:初期:激光雷达从单线扫描的架构逐渐发展到多线扫描,它对环境 3D 高精度重建的应用优势被逐渐认可,2004 年开始的DARPA 大赛推动了无人驾驶技术的快速发展并将激光雷达引入了无人驾驶。2005 年 Velodyne 推出的机械旋转式激光雷达在第二届 DARPA 挑战赛中得到广泛关注,第三届 DARPA 完赛的 6 支队伍中的 5 支都搭载了 Velodyne 生产的激光雷达。 随后陆续有巨头科技公司及新兴无人驾驶公司投入无人驾驶技术研究,激光雷达被广泛应用于无人驾驶测试项目。 2 2016016

26、- -20192019 无人驾驶应用蓬勃发展:无人驾驶应用蓬勃发展:国内激光雷达厂商纷纷入局,技术水平赶超国外厂商。 激光雷达技术方案呈现多样化发展趋势, 开始有无人驾驶车队进行小范围商业化试点,此外激光雷达在高级辅助驾驶(ADAS)和服务机器人领域的应用也得到不断发展。 20192019 年至今年至今技术优化引领上市热潮技术优化引领上市热潮:技术上,激光雷达朝向芯片化、阵列化发展。2020 年,境外激光雷达公司迎来通过 SPAC 的上市热潮,同时有华为、大疆等巨头公司跨界加入激光雷达市场竞争。 图图 1 1:激光雷达产品性能持续优化,应用领域持续拓展,不断吸引科技巨头入局激光雷达产品性能持续

27、优化,应用领域持续拓展,不断吸引科技巨头入局 资料来源:各家公司官网,光大证券研究所 -10- 证券研究报告 1.21.2、 智驾传感硬件之首,多器件融合大势所趋智驾传感硬件之首,多器件融合大势所趋 智能驾驶分为感知、决策、控制三大核心环节。智能驾驶分为感知、决策、控制三大核心环节。要想实现智能驾驶,第一步就是让车看清楚周围的环境,也就是“感知”。进一步拆解可以分成两部分,一个是硬件部分,负责“看到”,即“感”;另一部分是软件部分,也就是算法,负责“理解”,即“知”。 图图 2 2:功能层面,激光雷达属于感知层传感器:功能层面,激光雷达属于感知层传感器 资料来源:光大证券研究所整理 激光雷达位

28、于感知层,不同传感方式的原理和功能各不相同,在车载领域激光雷达位于感知层,不同传感方式的原理和功能各不相同,在车载领域各有优劣。各有优劣。目前主要的感知方式包括但不限于:超声波雷达、C-V2X、高精度地图、摄像头、毫米波雷达、激光雷达等。 表表 1 1:目前的传感方式:目前的传感方式在车载领域各有优劣在车载领域各有优劣 类型类型 原理原理 主要功能与应用主要功能与应用 优势优势 劣势劣势 测距测距 成本成本 高清摄像头 通过摄像头采集外部图像信息、 算法进行图像识别 利用计算机视觉识别周围环境与物体、判断前车距离 角度分别率优异;能分辨颜色和具体形状 受光照影响大;极度依赖深度学习算法;识别行

29、人稳定性欠佳;探测距离会受到像素的限制 50m 20-30 美元 C-V2X 基于蜂窝网络的车联网技术, 允许车辆通过通信信道彼此共享信息 主要应用于盲区预警、多车协同换道、 交叉口冲突避免、行人非机动车避撞、紧急车辆优先通行、车队协同通过信号交叉口等 车辆主动安全控制和道路协同管理 需要路面以及其他车辆也配有同样的设备,十分依赖基础设施建设。目前尚未得到大量应用。 200 美元 高精度地图 精度更高(厘米级别) 、数据维度更多 (道路信息+交通相关的静态信息)的电子地图 传统地图主要为导航功能,本质上与传统纸质地图是类似的;而高精度地图通过“高精度+高动态+多维度”数据,为自动驾驶提供自变量

30、和目标函数的功能。 及时应对突发状况,选择最优的路径行驶,进一步提升自动驾驶的安全性 地图的测绘涉及国家安全,目前拥有资质的企业很少,覆盖的道路也很有限 超声波雷达 超声波测距, 利用时间差测算距离 变道辅助,盲区检测,自动倒车 成本低、体积小;环境影响小;近距离探测精度高 声波传播速度慢,不适合高速移动;方向性较差 10m 10-15 美元 毫米波雷达 利用波长 1-10nm、频率30G-300GHz 毫米波, 测定和分析反射波实现功能 最常见的感知硬件,多用于ACC 自适应巡航的毫米波雷达 兼具测距和测速功能,有效探测距离长;价格相对低廉,性价比高 识别精度有限,无法识别物体细节;对非金属

31、灵敏度显著低于金属物体,在人车混杂场景下对行人的探测效果不佳 300m 70-150 美元 激光雷达激光雷达 通过激光发射和接收装通过激光发射和接收装置,基于置,基于 ToFToF/FMCW/FMCW 原原理获得目标物体位置和理获得目标物体位置和速度等特征数据速度等特征数据 障碍检测、动态障碍检测识障碍检测、动态障碍检测识别与跟踪、路面检测、定位别与跟踪、路面检测、定位和导航、环境建模和导航、环境建模 有效探测距离远、角度有效探测距离远、角度分辨率优,环境光照影分辨率优,环境光照影响小;无需深度学习算响小;无需深度学习算法;能够准确的识别出法;能够准确的识别出障碍物具体轮廓、距离障碍物具体轮廓

32、、距离 恶劣天气使用效果不稳定,在雨恶劣天气使用效果不稳定,在雨雾、风沙等天气时会受到极大的雾、风沙等天气时会受到极大的干扰,甚至无法工作。干扰,甚至无法工作。 300300mm 机械式机械式3 3000000- -80008000 美元;美元; 固态式规划降至固态式规划降至1 1000000 美元美元 资料来源:CSDN、太平洋汽车,光大证券研究所整理 -11- 证券研究报告 激光雷达激光雷达综合性能最优,智能驾驶感知层面硬件之首。综合性能最优,智能驾驶感知层面硬件之首。根据前瞻研究院,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

33、性能最好的一种, 而且,其产品优势将随着消费升级与智能驾驶需求提升而愈发凸显。 1) 还原三维特征:高频激光可在一秒内获取大量(约 150 万个)的位置点信息(称为点云),利用这些有距离信息的点云,可以精确地还原周围环境的三维特征。 2) 探测精度高:激光雷达的探测精度在厘米级以内,这就使得激光雷达能够准确的识别出障碍物具体轮廓、距离,且不会漏判、误判前方出现的障碍物。 3) 探测距离远:相比于毫米波,激光雷达使用的激光波长在千纳米级别,有更好的指向性, 不会拐弯, 也不会随着距离的增大而扩散。 相比于摄像头,激光雷达不会受到像素和光线的制约。 4) 抗干扰能力强:自然界中存在诸多干扰电磁波的

34、信号和物质,但是很少有能对激光产生干扰的信号,因此激光雷达具有较强的抗干扰能力。 图图 3 3:激光雷达相比毫米波雷达、摄像头,综合性能更优:激光雷达相比毫米波雷达、摄像头,综合性能更优 资料来源:前瞻产业研究院激光雷达行业研究报告 ,光大证券研究所整理 在安全性的要求下,多传感器融合、实现技术冗余是大势所趋,激光雷达的市场在安全性的要求下,多传感器融合、实现技术冗余是大势所趋,激光雷达的市场红利确定性强红利确定性强。 在积极拥抱自动驾驶技术发展的同时, 安全冗余是人们考虑的首要因素。通过上述的分析我们可以看到,单一的车载传感器难以兼顾探测精度、距离、复杂恶劣环境的灵活稳定;而应用多种类的传感

35、器可以达到“即使某一种传感器全部出现故障,仍能额外提供一定冗余度”的效果。国际汽车工程师协会(SAE International)发布的工程建议将自动驾驶分为了 6 级,随着 L0 级- L5 级,级别越高,车辆的自动化程度越高,动态行驶过程中对驾驶员的参与度需求越低,对车载传感器组成的环境感知系统的依赖性也越强。在 L4/L5 级别自动驾驶的复杂情况与安全冗余的要求下, 激光雷达与毫米波雷达、 摄像头等进行多传感器融合,可以得出更全面的周遭环境信息,对自动(辅助)驾驶的路径规划和安全性有着极大的帮助。 -12- 证券研究报告 图图 4 4:传感器融合的趋势为激光雷达市场发展提供确定性:传感器

36、融合的趋势为激光雷达市场发展提供确定性 图图 5 5:L4/L5 L4/L5 自动驾驶自动驾驶情况更加复杂,需要一定的安全冗余情况更加复杂,需要一定的安全冗余 资料来源:Research And Markets,光大证券研究所 资料来源:CSDN,光大证券研究所 1.31.3、 以何驱动:供需两侧共发力,车载赛道前景明朗以何驱动:供需两侧共发力,车载赛道前景明朗 通过前文的历史回顾,我们可以发现,激光雷达之于自动驾驶的概念提出已经历很长一段时间,但是早期多数是针对军事,或者是概念性的畅想,和日常商用车还有一定距离。但 2021 年 4 月上海车展之后,一大批搭载激光雷达的量产车的涌现吸引了市场

37、眼球,包括小鹏 P5、蔚来 ET7、极狐阿尔法 S、奥迪 S级、宝马 iX、智己 L7、哪吒 S 等等。同时,无人驾驶测试项目及车规规模也在快速扩张。 我们不禁要问: 为什么激光雷达突然如此抢手?接下来我们将从需求接下来我们将从需求和供给两个角度,分析近年来激光雷达加速发展的驱动因素和供给两个角度,分析近年来激光雷达加速发展的驱动因素。 1.3.11.3.1、需求端:下游拉动需求端:下游拉动+ +政策支持,自动驾驶等级提升关键政策支持,自动驾驶等级提升关键 激光雷达下游应用领域广泛,主要激光雷达下游应用领域广泛,主要涉及涉及无人驾驶无人驾驶(ADSADS)、高阶辅助驾驶、高阶辅助驾驶(ADAS

38、ADAS)、服务机器人和、服务机器人和智慧城市及测绘智慧城市及测绘行业行业。近年来,无人驾驶车队规模扩张、高级辅助驾驶中激光雷达的渗透率增加、全球交通政策逐渐放开,车载激光雷达子赛道预计呈现高速发展态势。据 Frost & Sullivan 统计及预测,2019 年智慧城市及测绘是激光雷达的主要应用市场,占比约 60%,至 2025 年高级辅助驾驶、无人驾驶将成为下游应用主力,分别占激光雷达市场总规模的 34.64%和 26.30%,乘用车前装激光雷达领域对整体市场的增长贡献达到 61%。因此,我们也聚焦于车载领域的激光雷达的分析。 图图 6 6:激光雷达激光雷达主要应用于自动驾驶、智慧城市主

39、要应用于自动驾驶、智慧城市/V2X/V2X、机器人等、机器人等 图图 7 7:2 2025025 年激光雷达在车载领域的应用占比将超过年激光雷达在车载领域的应用占比将超过 6 60 0%(价(价值量)值量) 资料来源:滨松光子官网,光大证券研究所 资料来源:Frost & Sullivan,光大证券研究所 -13- 证券研究报告 图图 8 8:智能车载领域对整体市场的增长贡献达到:智能车载领域对整体市场的增长贡献达到 61%61% 资料来源:Frost & Sullivan 预测,光大证券研究所整理 汽车保有量的提升,带动驾驶安全的需求。汽车保有量的提升,带动驾驶安全的需求。根据联合国最新的统

40、计数据,全球每年约有 125 万人因道路交通事故丧生,造成的经济损失约为 1.85 万亿美元。在我国,经济发展、国民收入的增加使得机动乘用车市场不断扩张,但也带来了交通安全隐患。根据公安部统计,在 2010-2019 年的十年间,我国平均每年发生车祸 20 余万起,死亡的人数约为 6 万人,其中 94%的交通事故是由人为因素引发,人工驾驶员因注意力分散、未按道路规则行驶、错误路况判断、酒驾等因素导致交通事故, 成为传统出行方式一大痛点。 运用高级辅助驾驶系统的车辆, 可以通过车路协同技术在人类视觉盲区接收道路信息, 或通过激光雷达在光线不佳的情况下看到人眼分辨不清的障碍物, 提前规划行为决策,

41、 避免交通事故。根据特斯拉2021 年第一季度车辆安全报告显示,安装 Autopilot 自动辅助驾驶系统的车辆安全水平能达到平均的 8.66 倍。 图图 9 9:我国平均每年发生车祸:我国平均每年发生车祸 2020 余万起,死亡人数约余万起,死亡人数约 6 6 万人万人 图图 1010:自动辅助驾驶让行车安全水平达到平均水平的:自动辅助驾驶让行车安全水平达到平均水平的 8.668.66 倍倍 资料来源:中国统计年鉴、公报,光大证券研究所整理 资料来源:特斯拉2021 年第一季度车辆安全报告 ,光大证券研究所 老龄化的趋势,加速人工劳动与出行效率的追求。老龄化的趋势,加速人工劳动与出行效率的追

42、求。第七次全国人口普查数据显示,我国 60 岁及以上人口占比达到 18.70%,已经超过 0-14 岁幼儿及青少年 17.95%的水平。根据国际标准,中国已经处于中度老龄化的边缘,可以预见未来 30 年,中国社会老龄化问题将越来越严重。为了持续的经济发展,需要在减少人力支出的情况下,增加生产效率。在乘用车领域,传统出行服务中人工成本占运营总成本 60%以上,无人驾驶服务能够缩减这一成本,因而相比传统的 -14- 证券研究报告 出行服务具有广泛的商业价值和盈利空间; 在某些特定领域, 例如环境艰苦的矿山运输、繁忙的港口快递物流、枯燥的园区环卫等场景,自动驾驶有着更大的发挥空间,同时也有着更急迫的

43、市场需求。 图图 1111:中国人口老龄化程度加深中国人口老龄化程度加深 资料来源:第七次全国人口普查,光大证券研究所整理 注:我国 60 岁及以上人口占比较第六次人口普查上升 5.44 个百分点 交通政策的支持,助推自动驾驶商业化落地。交通政策的支持,助推自动驾驶商业化落地。随着互联网、大数据、人工智能等技术在汽车领域的广泛应用,汽车正加速由机械化向智能化转变。当前,全球主要国家和地区纷纷加快产业布局, 制定发展战略, 各项技术标准及法规等逐渐完善。 中国政府高度重视智能网联汽车的发展并频频出台支持政策, 自动驾驶产业得到迅猛发展。 表表 2 2:我国政策给予了自动驾驶行业大力支持:我国政策

44、给予了自动驾驶行业大力支持 时间时间 发布机构发布机构 政策政策 内容内容 2020 年 国务院 新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年) 实施智能网联技术创新工程。 以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体, 支持企业跨界协同,研发复杂环境融合感知、智能网联决策与控制、信息物理系统架构设计等关键技术, 突破车载智能计算平台、 高精度地图与定位、 车辆与车外其他设备的无线通信 (V2X) 、线控执行系统等核心技术和产品。 商务部等 8 部门 商务部等 8 部门关于推动服务外包加快转型升级的指导意见 将企业开展云计算、基础软件、集成电路设计、区块链等信息技术研发和应用纳入国家科技计划(专

45、项、基金等)支持范围 发改委等 11 部委 智能汽车创新发展战略 明确提出推进车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等产品研发与产业化,建设智能汽车关键零部件产业集群。 国务院 新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策 1) 在现有的“五免五减半”政策基础上, 首次推出十年免征所得税政策, 支持 28 nm (含)及以下先进工艺生产企业发展;2)把“两免三减半”政策适用范围从过去的芯片设计扩大到封装、设备、材料全产业链,同时对重点设计及软件企业税收优惠加大;3)与生产相关的原材料等产品进口关税免除政策继续施行,明确设备免税条件。此外,人才政策方面,第

46、一次明确把集成电路列入“一级学科”,并对产教融合企业提出明确税收优惠。 北京市人民政府 北京市政府工作报告 报告指出,2020 年北京将重点发展集成电路产业,以设计为龙头,以装备为依托,以通用芯片、特色芯片制造为基础,打造集成电路产业链创新生态系统。 广东省人民政府办公厅 广东省关于加快半导体及集成电路产业发展的若干意见 重点发展特色工艺制造,补齐产业短板,积极发展封测、设备及材料,完善集成电路产业链条等。 广州市工业和信息化局 广州市加快发展集成电路产业的若干措施 指出面向 5G、物联网、高端装备、汽车电子、智能终端、轨道交通、金融、电力等产业,重点在智能传感器、功率半导体、逻辑、光电器件、

47、混合信号、射频电路等领域,尽快形成产能规模。 2019 年 财政部、税务总局 关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告 对符合条件的集成电路设计企业和软件企业,在 2018 年 12 月 31 日前自获利年度起计算优惠期,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税,并享受至期满为止。 发改委 产业结构调整指导目录(2019 年本,征求意见稿) 明确提出发展智能汽车传感器等关键零部件及技术,加快发展先进制造业和现代服务业,促进制造业数字化、网络化、智能化升级,推动先进制造业和现代服务业深度融合。 上海市嘉定区经济委员会等 8 部门 嘉定区进一步鼓励

48、智能传感器产业发展的有关意见 明确到 2025 年,嘉定以智能传感器芯片为核心的智能硬件相关产业产值突破千亿元,实现产业规模迅速扩大、创新能力显著增强、生态体系基本完善。 浙江省嘉善县人民政府 嘉善县人民政府关于加快智能传感器产业发展若干政策意见 意见从加大产业发展资金扶持、有效保障产业发展空间、加快引育产业发展主体、大力支持产业研发创新、逐步完善产业发展配套、优化产业发展环境六大方面提出了具体措施。包括设立百亿元传感器基金,统筹安排 5 亿元专项资金支持,房租减免等。 2018 年 工信部 车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划 明确指出加快车载视觉系统、激光/毫米波雷达、多域控制器、惯性导

49、航等感知器件的联合开发和成果转化。加快推动智能车载终端、车规级芯片等关键零部件的研发,促进新一 -15- 证券研究报告 代人工智能、高精度定位及动态地图等技术在智能网联汽车上的产业化应用。 工信部、发改委、科技部 汽车产业中长期发展规划 规划指出重点突破动力电池、车用传感器、车载芯片、电控系统、轻量化材料等工程化、产业化瓶颈。到 2020 年,形成若干家超过 1,000 亿规模的汽车零部件企业集团,到2025 年,形成若干家进入全球前十的汽车零部件企业集团。重点攻克环境感知、智能决策、协同控制等核心关键技术,促进传感器、车载终端、操作系统等研发与产业化应用。 工信部 智能传感器产业三年行动指南

50、(2017-2019 年) 明确指出主要任务为: (一)补齐设计、制造关键环节短板,推进智能传感器向中高端升级; (二)面向消费电子、汽车电子、工业控制、健康医疗等重点行业领域,开展智能传感器应用示范。 发改委 智能汽车关键技术产业化实施方案 明确指出主要任务之一为提升智能汽车关键软硬件水平, “重点研发智能汽车技术, 重点加强传感器、车载芯片、中央处理器、车载操作系统、无线通信设备、以及北斗高精度定位装置等产品开发与产业化”。 国务院 “十三五”国家战略新兴产业发展规划 明确指出提升关键芯片设计水平,发展面向新应用的芯片。推动智能传感器、电力电子、印刷电子、半导体照明、惯性导航等领域关键技术

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