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电子行业深度报告:自动驾驶加速驶来车载激光雷达开启百亿蓝海市场-220117(34页).pdf

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电子行业深度报告:自动驾驶加速驶来车载激光雷达开启百亿蓝海市场-220117(34页).pdf

1、 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 电子行业 行业研究 | 深度报告 自动驾驶向高级别进阶,激光雷达装车小高潮自动驾驶向高级别进阶,激光雷达装车小高潮来临来临。2021年以来,L3级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5、小鹏 P5, L2-L4 级别华为极狐等相继发布,“渐进式”车企逐渐跨越 L2 高级辅助驾驶和 L3 自动驾驶的分水岭。IDC 预计 24 年 L3 及以上自动驾驶乘用车出货量将增至 86 万辆,20-24 CAGR 高达 128%。另一方面伴随RobotaxiRobot

2、ruck 的商业化落地,未来该领域的车队规模将加速扩大,沙利文研究预计 2025 年新落地车队规模将突破 60 万辆。在“渐进式”和“跨越式”的双轮驱动下,自动驾驶加速驶来,激光雷达作为实现高级别自动驾驶的关键感知技术,也将迎来广阔发展空间。 沙利文研究预测,至 25年全球激光雷达市场规模为 135亿美元,19-25E CAGR 65%;其中无人驾驶和 ADAS 领域市场规模将分别增至 35/46亿美元,19-25E CAGR 为 81%/84%,25 年车载激光雷达将占整体激光雷达市场比重超 6 成。 技术路线快速迭代,供给侧壁垒逐一攻破。技术路线快速迭代,供给侧壁垒逐一攻破。当前激光雷达技

3、术路线未见终局,各个技术路线差异大,同源性低,呈百花齐放的态势,各方势力、各个技术流派共同助推激光雷达降本增效。目前看来机械式激光雷达成本高昂,更适用于无人驾驶等研发测试类项目,短期内半固态转镜式、MEMS 率先上车,主导中远距离激光雷达,Luminar、法雷奥、华为、大疆 Livox、速腾聚创等国内外企业均有产品率先满足车规落地量产。长远来看,工艺级别更高的固态 Flash、OPA 技术成熟后或将成为主流方向。同时伴随着芯片化、阵列化技术的持续发展,Livox 预计未来激光雷达价格有望下探至百元级别,助力激光雷达规模化装车前行。 国内产业链日趋成熟,开启百亿美元蓝海市场。国内产业链日趋成熟,

4、开启百亿美元蓝海市场。据 Yole统计,21年全球车载激光雷达 市 场 中 , 国 内 企 业 速 腾 聚 创 /Livox/ 华 为 / 禾 赛 科 技 / 图 达 腾 分 别 以10%/7%/3%/3%/3%份额占得一席之地,其中速腾聚创和 Livox 排名全球第 2/4,属于国内第一梯队。在政策以及下游市场环境的双重驱动下,国内激光雷达企业开始崭露头角,发展迅猛,叠加华为、大疆等科技大厂跨界入局,带动我国激光雷达产业链日趋成熟,在需求侧与供给侧的双重作用下,汽车激光雷达产业有望开启百亿蓝海市场。伴随我国智能电动车产业的蓬勃发展以及激光雷达企业在全球范围内的后来居上,相关上游配套元器件供应

5、商有望凭借较强的工艺控制与成本控制能力、更贴近客户、灵活响应配套等优势,深度受益于汽车电子的供应链重塑机遇。 我们看好激光雷达作为实现高级别自动驾驶的不可或缺的传感器,将受益于高级别自动驾驶的加速驶来,迎来规模化装车需求。我们认为激光雷达产业正处于爆发拐点,建议关注产业链中上游具有相关技术沉淀,与车企紧密展开合作的企业。建议关注车载镜头和模组领军企业舜宇光学、光学精密仪器及元件制造商永新光学、精密光学元件方案商水晶光电、高功率半导体激光器企业炬光科技、光学元件和光纤器件制造商腾景科技、热电制冷技术企业富信科技、激光雷达电机生产商湘油泵。 风险提示风险提示 自动驾驶渗透率不及预期;激光雷达技术发

6、展不及预期;激光雷达成本下降幅度不及预期。 投资建议与投资标的 国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2022 年 01 月 17 日 半导体创新与国产化并重,汽车、VR/AR空间广阔:电子行业 2022年投资策略 2021-12-07 电动化和智能化共振,车载 PCB 需求全方位成长 2021-11-30 自动驾驶驶入快车道,车载摄像头迎来量价齐升 2021-07-05 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 看好(维持) 核心观点 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或

7、请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目 录 1. 自动驾驶渐行渐近,激光雷达规模化装车前夜已至 . 5 1.1 多方势力推动,高阶自动驾驶呼之欲出 . 5 1.2 多传感器融合大势所趋,激光雷达必不可少 . 9 1.3 首款激光雷达量产车问世,拉开规模化装车序幕 . 11 2. 技术路径快速迭代,助力激光雷达装车前行 . 13 2.1 激光雷达类型多样,技术发展日新月异 . 13 2.2 扫描模块:半固态、固态后来居上 . 16 2.2.1 机械式激光雷达:高精度伴随高成本、难量产瓶颈 17 2.2.2 半固态激光雷达:率先上车,是当下之选 18 2.2.3

8、固态激光雷达:技术待成熟,是未来之选 20 2.3 收发模块:核心硬件集成化、芯片化架构势在必行 . 22 3. 产业链日益成熟,国内厂商初露锋芒 . 25 3.1 上游决定产品性能,海外厂商领跑国内厂商紧跟 . 26 3.2 中游竞争加剧,国内市场百花齐放 . 27 4. 投资建议 . 28 舜宇光学:全球车载镜头龙头,布局激光雷达加码车载业务 . 28 永新光学:光学精密仪器领先供应商,车载光学增添新动能 . 29 水晶光电:深耕产业链向解决方案商升级,车载业务持续突破 . 30 炬光科技:高功率半导体激光器领军企业,布局汽车业务打开成长空间 . 30 腾景科技:光学元件和光纤器件双轮驱动

9、,掌握光学光电子核心技术 . 31 富信科技:国内半导体冷热器件领导者,切入激光雷达高端应用领域 . 32 湘油泵:子公司东兴昌科技深耕电机产品,具备激光雷达电机配套能力 . 33 5. 风险提示 . 34 jXzXsUsRqQqQoO7NcM7NoMpPsQtRfQoOmNkPrQwO8OnNwPxNsRtRuOsOsM 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图 1:自动驾驶发展两种路径 . 5 图 2:造车新

10、势力车型迭代历程 . 5 图 3:传统车企自动驾驶规划 . 6 图 4:全球自动驾驶汽车出货量及增长率预测(千辆) . 7 图 5:自动驾驶车道路测试数据 . 7 图 6:自动驾驶车企发展历程 . 8 图 7:感知层传感器性能比较 . 9 图 8:感知层传感器优势比较 . 10 图 9:自动驾驶感知解决方案对比 . 10 图 10:各类传感器需求量逐级提升 . 11 图 11:自动驾驶车激光雷达配置情况 . 11 图 12:各家车型搭载激光雷达情况 . 12 图 13:2017-2025E 全球激光雷达市场规模(单位:亿元) . 13 图 14:2025 年激光雷达市场应用分布 . 13 图

11、15:激光雷达工作原理及构成模块 . 14 图 16:激光雷达按照不同依据分类 . 14 图 17:激光雷达按照不同依据分类 . 15 图 18:激光雷达按扫描方式分类 . 15 图 19:各类激光雷达产品 . 16 图 20:激光雷达性能比较 . 16 图 21:激光雷达发展迭代路径 . 16 图 22:汽车激光雷达发展路线图 . 16 图 23:机械式激光雷达结构图 . 17 图 24:Velodyne Puck VLP-16 16 线 BOM 约 950 美元 . 17 图 25:转镜式激光雷达结构图 . 18 图 26:华为 96 线中长距离激光雷达 . 18 图 27:MEMS 激光

12、雷达工作原理图 . 19 图 28:MEMS 微振镜工作示意图 . 19 图 29:大疆 Livox 转镜式激光雷达结构图 . 19 图 30:Livox 和小鹏合作量产汽车级激光雷达 . 19 图 31:固态 Flash 激光雷达结构图 . 20 图 32:大陆 Flash 激光雷达 . 20 图 33:OPA 激光雷达原理图 . 21 图 34:Quanergy S3 OPA 激光雷达 . 21 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的

13、免责申明。 4 图 35:激光雷达各个技术路线总结 . 21 图 36:EEL 与 VCSEL 发光面示意图 . 23 图 37:VCSEL 光束质量更高 . 23 图 38:SPAD&APD 性能比较 . 23 图 39:汽车激光雷达技术发展趋势 . 23 图 40:激光雷达专用芯片及功能模块示意图 . 24 图 41:激光雷达芯片化发展路线 . 24 图 42:激光雷达产业链 . 25 图 43:激光雷达成本分布 . 26 图 44:禾赛科技 2020.01-2020.09 原材料采购成本分布 . 26 图 45:激光雷达公司竞争格局 . 27 图 46:2019 全球激光雷达市场地域分布

14、 . 27 图 47:2021 车载激光雷达市场份额. 27 图 48:主要汽车激光雷达企业介绍 . 28 图 49:公司激光雷达主要产品 . 29 图 50:公司主要服务的激光雷达种类 . 29 图 51:公司车载光学布局 . 29 图 52:公司光学业务收入增长加速(单位:百万元) . 29 图 53:19 Q1-21 Q3 公司收入及归母净利润(单位:百万元) . 30 图 54:公司汽车电子产品布局 . 30 图 55:公司汽车业务产品布局 . 31 图 56:2017-21 H1 公司主营业务收入(单位:百万元) . 31 图 57:2017-2020 公司营收情况(单位:百万元)

15、. 31 图 58:公司核心技术 . 32 图 59:公司主要产品 . 32 图 60:公司主要业务及产品 . 32 图 61:热电制冷技术国内外企业竞争及布局情况 . 32 图 62:公司主要电机产品 . 33 图 63:2017-21 H1 公司营收情况 . 33 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 5 1. 自动驾驶渐行渐近,激光雷达自动驾驶渐行渐近,激光雷达规模化装车规模化装车前夜已至前夜已至 1.1 多方势力推动,

16、高阶自动驾驶呼之欲出 自动驾驶两种路径殊途同归,共同推动高级别自动驾驶加速落地。自动驾驶两种路径殊途同归,共同推动高级别自动驾驶加速落地。当前自动驾驶正沿着两种路径向我们驶来,一种是以造车新势力领衔,传统车企紧跟的渐进式发展路径,从高级辅助驾驶(ADAS)逐渐实现 L3+自动驾驶;另一种则是以百度、谷歌等为代表的科技力量,采取跨越式的技术发展路线,直接研发 L4/L5 级别自动驾驶/无人驾驶。尽管发展路径有所不同,在科技公司、造车新势力、传统车企等多方势力的助推下,自动驾驶硬件和软件技术愈发成熟,共同指向高级别自动驾驶落地。 图 1:自动驾驶发展两种路径 资料来源:今日头条、电子发烧友、东方证

17、券研究所整理 渐进式车企普遍实现渐进式车企普遍实现 L2 高级别辅助驾驶,向高级别辅助驾驶,向 L3 级别自动驾驶级别迈进。级别自动驾驶级别迈进。在历经几年的技术积累后,各家智能汽车车型密集发布并实现交付量产,开始步入收获期。步入 2021 年,L3 级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5,小鹏 P5 相继发布,满足 L2-L4 级别的华为极狐阿尔法 S 也于 21 年4 月发布,行业开始进入 L3+自动驾驶时代。 图 2:造车新势力车型迭代历程 厂商厂商 车型车型 首发时间首发时间 交付时间交付时间 自动驾驶系统自动驾驶系统 自动驾驶级别自动驾驶级别 自动驾驶芯片自动驾驶芯片 总算力总算力(

18、TOPS) 特斯拉 model 3 2016.04 国际:2017.07 国产:2020.01 最新采用 AutopilotHW 3.0 L2+ 自研 FSD 144 model Y 2019.03 国际:2020.06 国产:2021.01 蔚来 EC6 2019.12 2020.09 NIO Pilot L2 Mobileye EyeQ4 2.5 ET7 2021.01 2022 Q1 NAD L3 NVIDIA Drive Orin 1016 ET5 2021.12 2022 Q3 NAD L3 NVIDIA Drive Orin 1016 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷

19、达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 6 理想 One 2018.10 2019.11 理想 AD L2 Mobileye EyeQ4 2.5 One 2021 2021.05 2021.06 理想 AD L2 地平线征程 3 10 小鹏 P7 2019.04 2020.07 XPILOT 3.0 L2 NVIDIA Xavier 30 P5 2021.04 2021 Q4 XPILOT 3.5 L3 NVIDIA Xavier 30 资料来源:各公司官网、互联网公开信息

20、整理、东方证券研究所 图 3:传统车企自动驾驶规划 资料来源:盖世汽车、东方证券研究所 全球自动驾驶市场有望迎来高速增长期。全球自动驾驶市场有望迎来高速增长期。根据 IDC,全球具备自动驾驶乘用车的出货量有望从 20年的 2774 万辆增长到 2024 年的 5425 万辆,其中 L3 级别及以上自动驾驶车辆出货量从 20 年的3.2 万辆增长到 24 年的 86.3 万辆,20-24 年 CAGR 高达 128%。 区域区域企业企业20020202242025宝马奔驰沃尔沃大众通用福特丰田本田日产现代起亚上汽L3一汽L3L5长安东风L4北汽L3广汽

21、吉利长城奇瑞中国中国L4L2L3L4L2L3L2L4L2L4L2L3L4L2L3L2L4L2L3L2L3L4L2L4L2L3L2L3L2L4欧美欧美日本L2L3L4L2L3L4L2L4L2L4L2L4L2 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 7 图 4:全球自动驾驶汽车出货量及增长率预测(千辆) 资料来源:IDC、东方证券研究所 而在另一边,无人驾驶技术也愈发成熟。而在另一边,无人驾驶技术也愈发成熟。截至目前共七家企业获得加

22、州全无人驾驶牌照,包括中国系的安途、百度、文远知行和美国系的 GM Cruise、Nuro、Waymo、Zoox(亚马逊旗下)。根据加州车辆管理局 2019 年与 2020 年发布的自动驾驶接管报告,Waymo 与 GM Cruise 凭借着极高的总里程数以及平均每次接管里程数领先;安途(AutoX)、文远知行(WeRide)等紧随其后。对比对比 2019 与与 2020 的测试数据,各家公司的车均接管次数明显降低,平均每次接管间的的测试数据,各家公司的车均接管次数明显降低,平均每次接管间的总里程显著上升。总里程显著上升。 图 5:自动驾驶车道路测试数据 制造商制造商 总接管次数(次总接管次数

23、(次/ /年)年) 总里程(万英里)总里程(万英里) 平均每次接管间行驶里平均每次接管间行驶里程(万英里程(万英里/ /次)次) 测试车总数测试车总数(辆)(辆) 每台车平均接管次数每台车平均接管次数(次(次/ /辆)辆) 2019 2020 2019 2020 2019 2020 2019 2020 2019 2020 Waymo LLC 110 21 145.4 62.9 1.3 3.0 148 239 0.7 0.1 CRUISE LLC 68 27 83.1 77.0 1.2 2.9 228 137 0.3 0.2 安途 3 2 3.2 4.1 1.1 2.0 8 8 0.4 0.3

24、文远知行 39 2 0.6 1.3 0.0 0.7 8 9 4.9 0.2 Nuro, Inc 34 11 6.9 5.5 0.2 0.5 33 20 1.0 0.6 Zoox, Inc 42 63 6.7 10.3 0.2 0.2 32 45 1.3 1.4 百度 6 - 10.8 - 1.8 - 4 - 1.5 - 资料来源:加州机动车管理局官网、东方证券研究所 自动驾驶商业化步伐开启。自动驾驶商业化步伐开启。经历了多年的无人驾驶技术积累后,自动驾驶已经开始在无人出租车出行服务、无人配送车以及长途货物运输等场景率先落地应用。在国内,百度、安途、滴滴、文远之行、小马智行等均已推出无人驾驶打车

25、业务,步入试运营阶段,其中百度 Apollo 无人驾驶0%5%10%15%20%25%30%35%40%010,00020,00030,00040,00050,00060,000202020224L1级自动驾驶L2级自动驾驶L3-L5级自动驾驶L1-L5增长率 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 8 Robotaxi 成为中国首批“共享无人车”,正式开启常态化商业运营,向公众全面开放。在海外,Waymo

26、 Robotaxi 早在 18 年便开启商业化运营,车队规模不断扩大。 图 6:自动驾驶车企发展历程 公司公司 时间时间 事件事件 Google 2010.09 谷歌公司宣布,正在开发自动驾驶汽车 2012.05 获得了美国首个自动驾驶车辆许可证 2016.12 谷歌汽车项目更名为 Waymo,并独立运营 2018.10 获得加州首个全无人驾驶测试牌照 2018.12 Waymo 正式在美国亚利桑那州推出 Waymo One 无人驾驶出租车服务,无人驾驶在出租车领域首次实现商业化 2019.11 Waymo One 成为全球首个无安全员的无人驾驶出租车服务 2020.01 Waymo 与 UP

27、S 正式建立合作伙伴关系,共同开发无人驾驶取件车辆 2020.07 Waymo 与 FCA 扩大合作关系,共同研发 L4 自动驾驶技术 2020.01 Waymo 搭载 L4 自动驾驶技术 Robotaxi 正式上线 GM Cruise 2014.01 选择淘汰 RP-1,着手生产 L4 级日产 LEAF 2020.01 L4-L5 级 Cruise Origin 亮相,并计划于 2023 年量产 2020.1 获得加州全无人驾驶测试牌照 2021.1 与微软合作,进行无人驾驶汽车商业化 2021.4 与迪拜道路和运输管理局签订协议,2029 年底前成为当地自驾出租车与叫车服务独家经营商 安途

28、安途 2019.03 携手比亚迪发布 L4 级纯电动比亚迪秦 ProX 2020.07 获得加州全无人驾驶测试牌照 2021.05 全无人 Robotaxi 向公众全面开放 2021.07 发布第五代全无人驾驶系统 AutoX Gen5 以及 L4-L5 级无人驾驶计算平台 AutoX XCU 2021.11 AntoX 首个中国全区、全域、全车无人驾驶的 RoboTaxi 运营区在深圳建成 文远知行文远知行 2018.01 在广州开启国内首个 L4 级自动驾驶常态化试运行 2019.03 发布 L4 级日产 LEAF 2 2019.11 Robotaxi 广州试运营 2021.02 中国第一

29、家拥有网约车运营资质的自动驾驶企业 2021.04 获得加州全无人驾驶测试牌照 2021.06 公布 C 轮融资信息,融资总金额达到了 3.1 亿美元(约合人民币 20 亿元) 2021.09 宣布与广汽集团及旗下移动出行平台如祺出行达成战略合作,共同打造具备无人驾驶能力的 Robotaxi 产品 小马智行小马智行 2021.05 L4 级重卡小马智卡获颁道路运输经营许可,正式开展商业运营 2021.05 获得加州全无人驾驶测试牌照 百度百度 2015.12 无人驾驶汽车首次在北京五环进行测试 2019.09 在长沙获得 45 张自动驾驶牌照配套 45 辆 Apollo 与一汽红旗联合研发 L

30、4 级红旗 EV,自动驾驶出租车队Robotaxi 在长沙开启试运营 2021.01 获得加州全无人驾驶测试牌照 2021.06 与极狐合作发布 L4 级 Apollo Moon,预计 2024 年落地 1000 台 2021.11 获国内首个自动驾驶收费订单 滴滴滴滴 2019.08 将其自动驾驶部门升级为独立公司,专注于自动驾驶研发、产品应用及相关业务拓展 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 9 2021.04 宣布携手

31、沃尔沃打造自动驾驶测试车队 2021.05 与广汽集团完成新一轮融资,融资额共计 2 亿美元 资料来源:互联网公开信息、东方证券研究所整理 尽管自动驾驶仍处初步商业化阶段,离大规模商业化仍有一段距离,但随着 Robotaxi 从有限的测试场景逐渐走向更多元化的运营场景,从有安全员随时准备接管向完全无人驾驶演进,从免费体验发展到付费运营,自动驾驶在 Robotaxi 及其他场景下的应用生态将愈发成熟。 1.2 多传感器融合大势所趋,激光雷达必不可少 摄像头技术成熟且成本低,成为率先装车且用量最大的感知硬件。摄像头技术成熟且成本低,成为率先装车且用量最大的感知硬件。车载摄像头是 ADAS 系统的主

32、要视觉传感器,也是最为成熟的车载传感器之一。然而由于摄像头与人眼一样,属于被动地接收可见光,因此在逆光或者光影复杂的情况下视觉效果较差,且易受恶劣天气影响。 毫米波雷达受天气环境的影响最小,全天候性能最佳。毫米波雷达受天气环境的影响最小,全天候性能最佳。毫米波雷达与激光雷达工作原理相似,目前车载领域常用的毫米波雷达频段为 24GHz、77GHz 和 79GHz,分别对应短、长、中距离雷达。毫米波雷达由于波长够长,绕物能力好,受天气环境的影响最小,但同时由于波长过长,探测精度大大下降。 激光雷达精度最佳,满足激光雷达精度最佳,满足 L3-L5 自动驾驶需求。自动驾驶需求。激光雷达以激光作为载波,

33、波长比毫米波更短,因此探测精度高、距离远。激光雷达还能通过回收不同方向激光尺的信息,以点成线,以线成面,形成障碍物 3D “点云”图像。受限于技术难度大、成本高,目前还未实现大规模装车,随着未来产业链的日趋成熟,成本下探后,激光雷达产业或将迎来爆发。 图 7:感知层传感器性能比较 分类分类 最远距离最远距离 工作原理工作原理 优势优势 劣势劣势 摄像头 50 米 通过摄像头采集外部信息并根据算法进行图像识别 唯一可以读取“内容”信息的传感器 受光线干扰; 算法要求高; 丢失深度信息 毫米波雷达 250 米 反射及接受毫米波,分析折返时间测算距离 具备绕物能力; 受天气和环境的影响最小; 全天候

34、全天时测距远 精度下降,不能清晰呈现目标物点云; 数据稳定性差; 对金属敏感 激光雷达 200 米 反射及接受激光,分析折返时间测算距离 探测距离远,精度高;响应速度灵敏; 形成三维还原 在不良天气下的表现不佳; 价格昂贵 资料来源:半导体行业观察、CSDN、东方证券研究所整理 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 10 图 8:感知层传感器优势比较 资料来源:东方证券研究所整理 多传感器融合大势所趋,激光雷达必不可少。多传感

35、器融合大势所趋,激光雷达必不可少。在自动驾驶感知技术领域,目前主要形成两大阵营,以特斯拉为代表的“视觉感知”和以 Waymo、蔚来、小鹏等为代表的“3D 激光雷达融合感知” 解决方案。前者“轻感知,重算法”,采用低成本的摄像头进行环境感知,辅以高性能计算,对基于视觉的神经网络算法算力要求较高;后者主要依靠激光雷达创建周围环境感知的3D环境图,形成“摄像头+毫米波雷达+激光雷达”融合冗余的感知方案。 图 9:自动驾驶感知解决方案对比 资料来源:盖世汽车、东方证券研究所 尽管纯视觉方案具备一定的成本优势,能够满足当前 L2 级别 ADAS 感知需求,但随着自动驾驶的逐级演进,感知层数据量呈指数级增

36、长,弱感知将对芯片的性能和算力提出更高的要求,增加实现难度。此外摄像头本身性能和识别精度的欠缺(如不能直接给出距离、将三维世界降至二维成像、受制于天气等)也制约了纯视觉感知解决方案在高等级自动驾驶中的发展普及。我们认为为了实现无人驾驶功能性与安全性的全面覆盖,传感器的融合与冗余将成为未来的主旋律,而激 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 11 光雷达作为其中探测精度、分辨率更高的关键一环,其技术工艺的不断迭代成熟,成本的逐渐

37、下探,也将促进其在 L3 及以上车型的规模化装车应用。 图 10:各类传感器需求量逐级提升 资料来源:麦姆斯、东方证券研究所 1.3 首款激光雷达量产车问世,拉开规模化装车序幕 Robotaxi是此前激光雷达主战场。是此前激光雷达主战场。相较于乘用车领域,Robotaxi定位于L4-L5级别无人驾驶,因而对感知层探测性能要求最高。同时由于车辆的所有者无人运营驾驶公司往往是资本实力雄厚的汽车/科技大厂,所以对激光雷达价格及与车身的集成度要求相对较低,多家运营商的Robotaxi均已配置激光雷达,是此前激光雷达的主战场。 图 11:自动驾驶车激光雷达配置情况 自动驾驶公司自动驾驶公司 发布时间发布

38、时间 激光雷达供应商激光雷达供应商 装车时间装车时间 产品名产品名 性能性能 颗数颗数 类型类型 Waymo 2019 旗下 Laser Bear 2019 Honeycomb 最远探测距离 75m,视场角360* 95 5 机械式 GM Cruise 2017 并购 Strobe / / 360水平视场角 5 / 百度 2020 Velodyne 2020 Alpha Prime 最远探测距离 300m,视场角360* 40,3cm 距离精度,0.11角度精度 1 机械式 小马智行 2021 Luminar 2023 Iris 最远探测距离 600m,视场角120* 26,1cm 距离精度

39、1 混合固态(MEMS) 安途 2020 大疆 Livox 2020 Horizon 最远探测距离 260m,视场角81.7* 25.1,2cm 距离精度,0.05角度精度 5 混合固态(棱镜式) 2020 2020 Tele 15 最远探测距离 500m,视场角14.5* 16.2,2cm 距离精度,0.03角度精度 / 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 12 文远知行 2020. 自研 2020 LCS 最远探测距离

40、250m,360水平视场角 1 / 资料来源:各公司官网、互联网公开信息、东方证券研究所整理 乘用车迎来激光雷达装车小高潮。乘用车迎来激光雷达装车小高潮。L3 级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5,小鹏 P5,L2-L4 级别的华为极狐阿尔法 S 等四款车相继发布,均配备了激光雷达,其中小鹏 P5 是全球首款搭载激光雷达的量产车。随着“渐进式”智能汽车企业逐步实现从 L2 辅助驾驶到 L3 自动驾驶的跨越,激光雷达装车需求迎来高潮,将步入集中装车阶段,乘用车也将成为激光雷达未来主战场。 图 12:各家车型搭载激光雷达情况 企业企业 车型车型 发布时间发布时间 交付时间交付时间 供应商供应商

41、产品名产品名 性能性能 颗数颗数 类型类型 奥迪 A8 2017.07 2017 Valeo(scala) Scala 1 4 线激光雷达,最远探测距离 150m,水平视场 145 1 混合固态 (转镜式) 奔驰 S 级 2020.09 2021.Q1 Valeo(scala) Scala 2 16 线激光雷达。最远探测距离 150m,水平视角 133 1 本田 Legend 2021.03 / Valeo(scala) Scala 2 16 线激光雷达。最远探测距离 150m,水平视角 133 5 蔚来 ET7 2021.01 2022Q1 Innovusion Falcon 最远探测距离

42、500m,水平视角 120,最高分辨率0.06*0.06 1 蔚来 ET5 2021.12 2022Q3 上汽 飞凡 R7 2021.03 2022 Luminar Iris 探测距离最远 250m,分辨率达 300PPD,角分辨率为120* 30 1 上汽 智己 L7 2021.01 2022H1 速腾聚创 (预计) - - 3 北汽 极狐阿尔法 S HI 版 2021.04 2021Q4 华为 - 96 线激光雷达,探测最远距离 150m,视场角 120* 25,分辨率 0.25* 0.26 3 长安 阿维塔 E11 2021 2022Q3 华为 - 3 小鹏 P5 2021.04 202

43、1Q4 大疆 Livox Horiz、HAP 最远探测距离达 150m3,覆盖前方横向 150视野,测距精度厘米级,角度分辨率达 0.16* 0.2 2 混合固态 (棱镜式) Lucid Motors Lucid Air 2016 2021Q2 速腾聚创 RS-LiDAR-M1 最远探测距离 200m,视场角 120* 25,分辨率为0.2* 0.2 1 混合固态(MEMS) 长城 摩卡 2021.01 2021.11 IBEO ibeoNEXT 最远探测距离不少 260m,分辨率达 0.05,可根据客户需求选配检测范围的角度 3 Flash 固态 资料来源:各公司官网、互联网公开信息、东方证

44、券研究所整理 “渐进式”、“跨越式”双轮驱动,激光雷达开启集中装车,市场规模高速增长。“渐进式”、“跨越式”双轮驱动,激光雷达开启集中装车,市场规模高速增长。一方面随着自动驾驶的逐级演进,传感器的融合与冗余成为解放驾驶员双手与双脚并确保其安全性的关键所在, 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 13 激光雷达将成为不可或缺的感知硬件;另一方面随着 RobotaxiRobotruck 的商业化落地,未来该领域的车队规模将加速扩大

45、,沙利文研究预计,至 2025 年新落地车队规模将突破 60 万辆,给激光雷达的应用带来广阔下游空间,二者将共同驱动激光雷达市场迎来繁荣。沙利文研究预计,至 25 年全球激光雷达市场规模为 135 亿美元,19-25E CAGR 65%;其中无人驾驶和 ADAS 领域市场规模将分别增至35/46亿美元,19-25E CAGR 为81%/84%,将占激光雷达总规模的约6成。 图 13:2017-2025E 全球激光雷达市场规模(单位:亿元) 图 14:2025 年激光雷达市场应用分布 数据来源:Frost & Sullivan、禾赛科技招股书、东方证券研究所 数据来源:Frost & Sulli

46、van、禾赛科技招股书、东方证券研究所 2. 技术路径快速迭代,助力激光雷达装车技术路径快速迭代,助力激光雷达装车前行前行 2.1 激光雷达类型多样,技术发展日新月异 激光雷达是利用激光来实现精确测距的传感器,在广义上可以认为是带有3D深度信息的摄像头,被誉为“机器人的眼睛”。激光雷达产业自诞生以来,紧跟底层器件的前沿发展,呈现出了技术水平高的突出特点。从在无人驾驶技术中获得广泛认可的多线扫描激光雷达,再到技术方案不断创新的固态激光雷达、FMCW 激光雷达,以及近年来朝向芯片化、阵列化持续发展,激光雷达一直以来都是新兴技术发展及应用的代表。 激光雷达结构精密且复杂,主要由激光系统、接收系统、信

47、号处理单元和扫描模块四大核心组件激光雷达结构精密且复杂,主要由激光系统、接收系统、信号处理单元和扫描模块四大核心组件构成。构成。激光器以脉冲的方式点亮发射激光,照射到障碍物后对物体进行 3D 扫描,反射光线经由镜头组汇聚到接收器上。信号处理单元负责控制激光器的发射,并将接收到的模拟信号转为数字信号,最后进入主控芯片进行数据的处理和计算。 0204060800无人驾驶高级辅助驾驶服务型机器人智慧城市与测绘26%34%5%35%无人驾驶高级辅助驾驶服务型机器人智慧城市与测绘 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。

48、其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 14 图 15:激光雷达工作原理及构成模块 资料来源:禾赛科技招股书、东方证券研究所 由于激光雷达各个功能模块均有多种技术实现方式,在各个分类依据的不同组合下激光雷达种类繁多,技术路线正处于快速发展迭代阶段。 图 16:激光雷达按照不同依据分类 资料来源:CSDN、东方证券研究所整理 按测距方式:按测距方式:激光雷达可以分为飞行时间(Time of Flight,ToF)测距法、基于相干探测的调频连续波(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

49、的测程(100250m),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 激光雷达或将在市场上并存。 电子行业深度报告 自动驾驶加速驶来,车载激光雷达开启百亿蓝海市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 15 图 17:激光雷达按照不同依据分类 测距方法测距方法 主要特点主要特点 优点优点 缺点缺点 ToF 通过直接测量发射激光与回波信号的时间差,基于光在空气中的传播速度得到目标物的距离信息

50、 响应速度快; 探测精度高; 发展成熟 探测距离有限; 容易受太阳光子干扰; FMCW 将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差,从而间接获得飞行时间反推目标物距离 更高的探测灵敏度和准确性; 可直接测量物体速度; 更优越的探测距离性能 复杂度更高,因此更昂贵; 对激光光源要求更严格; 资料来源:CDSN、禾赛科技招股书、高工智能汽车、东方证券研究所 按扫描方式:按扫描方式:激光雷达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和固态式激光雷达,区别在于有无活动组件。1) 机械式激光雷达机械式激光雷达:通过机械旋转实现激光扫描,在电机驱动下持续旋

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