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激光雷达行业系列~暨智联汽车系列深度十八:千亿激光雷达光学组件先行受益-220225(29页).pdf

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激光雷达行业系列~暨智联汽车系列深度十八:千亿激光雷达光学组件先行受益-220225(29页).pdf

1、 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 通信 2022 年 02 月 25 日 千亿激光雷达,光学组件先行受益 看好 激光雷达行业系列一暨智联汽车系列深度十八 相关研究 供需联动,“东数西算”背后的行业趋势和投资机会如何把握?-数据中心产业链深度报告(三) 2022 年 2 月20 日 数字经济配置优化,硬件云网长期受益-“东数西算”工程点评 2022 年 2月 17 日 本期投资提示: 本篇报告核心想要重点阐述并分析的是以下三个问题:1)需求角度:对于下游车厂来说,自动驾驶是否进入要配置激光雷达的阶段?2)供给角度:技术和成本是否可以支撑激光雷达开始进入规模普及阶段?3)产业链角度,

2、哪个环节是国内厂商有望率先充分受益的环节? 需求角度:当前自动驾驶处在 L2 向 L2+、L3 过渡阶段,激光雷达作为智能化进阶之利器,是大部分主流车厂选择的配置方案。L3 与 L2 的差异更多是让车辆负责主要周边监控,L3 更强调感知层的作用,利用传感器准确传输驾驶周围信息。目前在 L3 级别感知层的实现路径上,主要有以下两种类型:1)视觉派:特斯拉选的方案,强调“弱硬件强算法”,不使用激光雷达;2)激光雷达派:使用激光雷达,强调“强硬件弱算法”。考虑特斯拉先发优势和算法优势,增强硬件部署是最有效且最快实现追赶的方案,目前激光雷达是除了特斯拉以外大部分主流车厂的共同选择。 供给角度:技术成熟

3、+成本下行,为车载激光雷达开始进入规模普及奠定基础。1)技术角度:从机械式向固态迁移,激光雷达技术不断成熟,可逐步满足车规要求。当前已有混合固态 MEMS 方案过车规要求,随着技术的成熟,过车规的难度会逐步降低;2)成本角度:2020 年起价格已有明显降低。最早一代的机械旋转式激光雷达在刚推出的时候,如 Velodyne 的机械式激光雷达产品单价往往在万元美金以上。2020 年 CES 展会期间,多家参展供应商发布的车载激光雷达价格明显下探,部分单价已在 1000 美元以下。 市场规模:1)中期预测:2025 全球车载激光雷达规模超 60 亿美金,5 年行业 CAGR超 90%;2)远期 20

4、30 年预测:全球车载激光雷达市场规模超千亿人民币。在规模测算上,我们对智能驾驶渗透率、单车部署个数、单价进行单独预测,最终得到激光雷达中期2025 年和远期 2030 年市场规模,2022 处在激光雷达量产开始阶段,行业的持续快速发展将给产业链核心环节带来明显增量收入。 产业链角度:光学组件价值量占比不低,且有望成为国内厂商最快突破环节。从激光产业链角度来看,激光雷达上游主要是光学组件和电子元件,核心组件主要有激光器、扫描器及光学组件、光电探测器及接收芯片。结合第三方数据分析,我们认为在激光雷达中光学组件平均占比有望超过 20%。解析激光器及各类芯片环节,虽已有国内厂商出现,但整体市场还是掌

5、握在国外厂商手中;而光学组件,由于基础深厚,成本管控能力强,有望成为整个产业链当中首先突破环节。 对于光学具体标的的选择,我们认为可以从产品能力(决定最终供货价值量高低)、介入时间(车载业务具备较长的验证期且不轻易更换供应商,早介入厂商有先发优势)、研发重视程度(决定了公司在新领域的开拓程度)三方面去衡量。建议可重点关注标的: 永新光学(激光雷达镜头出货量破万) 、炬光科技(已有产品实现量产上车) 、光库科技(光纤激光器配套无源器件) 、舜宇光学(车载光学领军厂商) 、天孚通信(布局光学元件和模块封装环节) 、腾景科技(精密元件产品已完成送样) ;同时可关注蓝特光学、水晶光电、福晶科技、长光华

6、芯(拟 IPO)等。 风险提示:智能驾驶发展不及预期,激光雷达路线不确定的风险。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 2 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资分析意见 本篇报告重点从激光雷达产业的需求、供给、产业链三个角度进行分析,我们认为当前行业已经进入智能驾驶的初级阶段,激光雷达的需求必要性已经陆续体现,供给端技术的成熟和成本的下降使得激光雷达有望实现规模普及,而 2022 年有望成为激光雷达量产元年。从产业链角度,激光雷达上游中光学组件由于其本身产业的成熟度和发展进度,有望成为国内厂商最先突破环节。

7、原因及逻辑 需求角度:当前自动驾驶处在 L2 向 L2+、L3 过渡阶段,激光雷达作为智能化进阶之利器,是大部分主流车厂选择的配置方案。L3 与 L2 的差异更多是让车辆负责主要周边监控,L3 更强调感知层的作用,利用传感器准确传输驾驶周围信息。目前在L3 级别感知层的实现路径上,主要有以下两种类型:1)视觉派:特斯拉选的方案,强调“弱硬件强算法” ,不使用激光雷达;2)激光雷达派:使用激光雷达,强调“强硬件弱算法” 。考虑特斯拉先发优势和算法优势,增强硬件部署是最有效且最快实现追赶的方案,目前激光雷达是除了特斯拉以外大部分主流车厂的共同选择。 供给角度:技术成熟+成本下行,为车载激光雷达开始

8、进入规模普及奠定基础。1)技术角度:从机械式向固态迁移,激光雷达技术不断成熟,可逐步满足车规要求。当前已有固态 MEMS 方案过车规要求,随着技术的成熟,过车规的难度会逐步降低;2)成本角度:2020 年起价格已有明显降低。最早一代的机械旋转式激光雷达在刚推出的时候,如 Velodyne 的机械式激光雷达产品单价往往在万元美金以上。2020 年CES 展会期间,多家参展供应商发布的车载激光雷达价格明显下探,均在 1000 美元以下。 有别于大众的认识 市场认为激光雷达的发展处在初期,不具备规模普及的基础。我们认为从需求和供给角度,激光雷达实现量产的基础(需求、技术、成本)都已经具备,有望在 2

9、022年开始实现快速放量。 市场过多关注中游激光雷达厂商的发展尚未充分考虑行业快速发展对于上游厂商带来的业绩弹性,且中游蓬勃发展给上游充盈的盈利环境,利于研发与成长。我们认为激光雷达产业的快速发展对于上游光学组件厂商来说,具备更高的弹性,当前较多光学组件厂商处激光雷达业务从 0 到 1 阶段,这类厂商此前营收规模不高,一旦实现新业务突破,将会给自身业务带来明显增量。 oUsYzVfZnUMBbR8QbRtRqQnPnPlOpPmOeRpNuM6MnMpPNZoOoMNZmNoM 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 3 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 1. 激光雷达:

10、智能化利器,迎来高速发展黄金期. 6 1.1 L3 进阶下,汽车智能化之利器 .6 1.2 技术成熟+成本下行,激光雷达发展提速 .9 2. 千亿蓝海:2022 起量,5 年 CAGR 超 90% . 12 2.1 2022 起量元年,商用产品加速落地 . 12 2.2 市场空间:千亿蓝海,未来五年行业 CAGR 超 90% . 15 3. 全景解构:光学组件将率先突破 . 18 3.1 解构:产业链全解,光学组件价值占比突出 . 18 3.2 光学组件或成国内厂商最快突破环节 . 20 4.激光雷达光学组件重点关注标的 . 24 4.1 永新光学:激光雷达镜头出货已破万 . 24 4.2 炬

11、光科技:光源产品已进入量产阶段 . 25 4.3 光库科技:光纤激光器无源器件或延伸至激光雷达 . 26 4.4 舜宇光学:车载光学领军厂商 . 26 4.5 天孚通信:布局激光雷达元件和模块封装. 27 4.6 腾景科技:激光雷达光学元件完成送样 . 28 5.风险提示 . 29 目录 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 4 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1:自动驾驶的硬件结构 . 6 图 2:特斯拉传感器配置方案(摄像头+毫米波雷达). 8 图 3:激光雷达基本分类及代表厂商 . 11 图 4:速腾聚创 128 线机械式激光雷达产品 . 14 图

12、 5:速腾聚创 M1 固态激光雷达 . 14 图 6:禾赛科技 AT128 . 14 图 7:激光雷达厂商基本情况梳理 . 15 图 8:2007-2020 年全球汽车销量及同比增速 . 16 图 9:激光雷达的主要构成要素 . 18 图 10:激光雷达产业链 . 19 图 11: Scala 一代激光雷达 BOM 结构. 20 图 12: Livox 激光雷达 BOM 结构 . 20 图 13:EEL 与 VCSEL 发光面示意图 . 21 图 14:Luminar 1550nm 激光雷达 . 21 图 15:激光雷达光电探测器演进趋势 . 21 图 16:扩散片 . 22 图 17:滤光片

13、、分束器 . 22 图 18:国内光学产业链成熟源于国内光学历史沿革 . 23 图 19:永新光学激光雷达业务实现进阶发展 . 25 图 20:炬光科技在激光雷达部分可提供产品(部分) . 25 图 21:光库科技在激光雷达部分可提供产品(部分) . 26 图 22:舜宇光学激光雷达相关产品. 27 图 23:天孚通信激光雷达相关产品. 27 图 24:腾景科技光学精密光学元件产品(部分). 28 表 1:自动驾驶等级划分 . 7 表 2:感知层传感器类型对比 . 8 表 3:激光雷达发展历史梳理 . 10 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 5 页 共 30 页 简单金

14、融 成就梦想 表 4:CES 展会上各家供应商展出的激光雷达 . 12 表 5:多款搭载激光雷达的车型将在 22 年上市(下表为部分) . 13 表 6:光学厂商激光雷达业务能力对比 . 24 表 7:激光雷达重点公司估值表 . 28 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 6 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 1. 激光雷达:智能化利器,迎来高速发展黄金期 1.1 L3 进阶下,汽车智能化之利器 当前汽车产业呈现出“新四化”趋势,即所谓的电动化、网联化、智能化和共享化。在这四个趋势中,电动化为基础,网联化可实现大数据的收集,助力实现智能化出行,最终达到自动驾驶的终极目标

15、。 所谓自动驾驶的终极形态是摆脱人的控制,通过电脑系统实现汽车的自动安全稳定运行。从自动驾驶的硬件结构来看,可分为感知层、决策层和控制层三个层次,其中感知层是前提和基础。 图 1:自动驾驶的硬件结构 资料来源:申万宏源研究 L3 级别是进入完全自动驾驶的开始阶段,对于车身周围环境信息感知要求将明显提高,激光雷达重要性开始凸显,是实现智能化升级的利器。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 7 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 由于绝对的无人驾驶/自动驾驶在实现路径上无法在短期达到最终形态,根据美国SAE 协会标准,自动驾驶根据其自动化程度的不同分为了 L0-L5 6 个

16、等级。 L0 级:即传统汽车,由驾驶员完全掌控车辆。 L1 级:驾驶操控为主,系统适时辅助。特定的时候系统会介入,如 ESP 电子车身稳定系统或 ABS 防锁死煞车系统,主要用于提高行车安全性。 L2 级辅助驾驶:部分自动化,驾驶者仍需专心于路况,目前主流车厂都可以实现。L1 级别自动驾驶仪主要辅助油门和刹车,L2 级别加入方向盘,可以实现高速路的快速行车和驾驶员在车内的自动泊车等新功能。当前主流车厂均可实现 L2 级别自动驾驶。 L3 级半自动驾驶:有条件自动控制,该系统可自动控制车辆在大多数路况下,驾驶注意力不需专注于路况,但当系统发出请求时,驾驶员必须重新取得驾驶控制权,因此驾驶员仍无法

17、进行睡觉或者深度休息。 L4 级高度自动驾驶:在某些环境和特定条件下,能够完成驾驶任务并监控驾驶环境。 L5 级完全自动驾驶:全自动化,人类完全成为乘客。 根据上述分类,自动驾驶系统(ADS)通常是指 L3-L5 级别,当前主流车厂已经突破 L2 级别,陆续向 L3 级别进行突破,进入真正自动驾驶的初步阶段。 表 1:自动驾驶等级划分 等级 名称 转向和加减速执行者 对驾驶环境的监控者 复杂情况下动态驾驶任务的执行者 系统支持的路况和驾驶模式 人类驾驶员监控驾驶环境 L0 非自动化 人类驾驶员 人类驾驶员 人类驾驶员 无 L1 辅助驾驶 人类驾驶员和系统 人类驾驶员 人类驾驶员 部分 L2 部

18、分自动化 系统 人类驾驶员 人类驾驶员 部分 自动驾驶系统监控驾驶环境 L3 有条件自动驾驶 系统 系统 人类驾驶员 部分 L4 高度自动化 系统 系统 系统 部分 L5 全自动化 系统 系统 系统 全部 资料来源:SAE,申万宏源研究 当前自动驾驶处在 L2 级向 L3 级别过渡阶段,激光雷达配置方案是大部分主流厂商的选择。当前 L3 级的发展路线,大部分车厂是在高速 L2 上面做升级。L3 与 L2 的差异更多是让车辆负责主要周边监控,人类驾驶员只是部分复杂场景主导,因此到 L3 更强调感知层的作用,利用传感器准确传输驾驶周围信息。 目前在 L3 级别感知层的实现路径上,主要有以下两种类型

19、: 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 8 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 1)视觉路线:特斯拉选的方案,强调“弱硬件强算法”,即对硬件传感器要求较低,一般只需要摄像头和毫米波雷达即可,但对算法要求极高。 视觉方案的优点在于硬件已经较为成熟,成本低,但由于摄像头捕捉到的环境信息为2D 的,需要利用算法将 2D 信息转化为 3D 呈现;同时毫米波雷达探测角度小,远距离探测能力一般,仍需要优异的算法进行弥补。因此这种视觉解决方案对厂商的算法能力要求非常高,而算法的搭建需要海量的数据作为基础,目前业内只有特斯拉具备完全自主软硬件算法的掌握与开发能力,且在数据储备、商业化变

20、现等方面占据较为明显的优势,因此视觉方案是特斯拉选择的部署方案。 图 2:特斯拉传感器配置方案(摄像头+毫米波雷达) 资料来源:特斯拉官网,申万宏源研究 2)激光雷达路线:除特斯拉外,大部分主流车厂选择的方案,强调“强硬件弱算法”,是实现弯道超车的利器。 激光雷达方案就是在原来摄像头、毫米波雷达视觉方案的基础上增加了激光雷达,可以实现远距离、全方位探测,收集到的数据更加全面和立体,因而对于后期算法处理能力要求有明显降低。 在自动驾驶这个领域里,特斯拉具备较为明显的先发优势,而其他传统车厂或者新势力厂商大多起步较晚,在较短时间里无法用到类似特斯拉一样的强大的算法能力。而通过强化硬件部署能力,弱化

21、算法层要求,既可以加快达到 L3 级自动要求,又有希望在新一轮竞争中实现弯道超车。 因此目前来看,在车身传感器中增加激光雷达是除了特斯拉以外大部分主流车厂的共同选择。 表 2:感知层传感器类型对比 传感器 毫米波雷达 激光雷达 摄像头 超声波雷达 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 9 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 图示 定义 工作在毫米波段(波长 1-10 mm ,频域 30-300GHz)的雷达 一种综合的光探测与测量系统,通过发射和接收激光束,测算目标对象与车的相对距离 是 ADAS 系统的主要视觉传感器,用于收集图像 利用超声波发射器发出信号及接收进行探测

22、 功能 盲道检测;变道辅助;测速 环境 3D 建模,提供三维信息 主要应用在 360 全景影像、前向碰撞预警、车道偏移报警和行人检测等 ADAS 功能中。 侧方超车提醒;倒车提醒 优点 探测性能稳定;体积小于超声波雷达;穿透烟、灰尘能力强,具备全天候全天时工作特点 测量的准确性和测距的精度较高;三维信息获取能力强 分辨率高;成本低 成本低;测距简单;探测精度高 缺点 精度低;不能识别行人和道路提示;成本不低 成本较高;易受天气的影响(雾、雨等) 易受极端影响;观察距离有限;算法要求高;对环境中光线敏感。 易受天气情况影响;探测距离较低 资料来源:申万宏源研究 基于以上分析可知,当前自动驾驶已经

23、逐步步入 L2+、L3 阶段,对于车身周围环境信息感知要求将明显提高,对于除了特斯拉以外的大部分主流车厂,搭载激光雷达的配置方案是其共同选择,因而汽车行业对于激光雷达的需求将开启高速发展阶段。 1.2 技术成熟+成本下行,激光雷达发展提速 两个因素造成激光雷达加速渗透,一是技术成熟,二是成本下行。 激光雷达发展历史:起源于激光器,2019 年后行业开始进入快速发展阶段。 阶段一(1960-2000 年起源阶段):激光雷达是利用激光器发出的激光进行探测,世界上第一台激光器诞生于 1960 年,此后激光技术实现持续发展。早期激光雷达主要用于科研及测绘项目,直到 1970 年后才实现应用领域的拓展,

24、如 Sick(西克)及 Hokuyo(北洋)等厂商推出的 2D 扫描式单线激光雷达产品被应用于工业测量以及早期的无人驾驶研究项目。 阶段二(2000 年后商业化起步阶段):2000 年后激光雷达系统架构得到拓展,2004 年开始的美国国防高级研究计划局无人驾驶挑战赛(DARPA Grand Challenge)推动了无人驾驶技术的快速发展并带动了高线数激光雷达在无人驾驶中的应用,由于能够完成比赛的参赛队伍大都使用 Velodyne 的高线数激光雷达,因此这类激光雷达在无人驾驶中的应用前景开始得到广泛的重视。车载激光雷达的车规化发展也在该时间段起步。2010年 Ibeo 同 Valeo(法雷奥)

25、合作进行车规化激光雷达 SCALA 的开发,SCALA 为基于转镜架构的 4 线激光雷达,经过多年的测试和验证,于 2017 年实现量产。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 10 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 阶段三(2019 年后提速发展阶段):随着激光雷达技术方案的不断创新和发展,其在无人驾驶方面项目规模不断扩大,并陆续进入商业化上车测试,2019 年后激光雷达进入发展的提速阶段。 表 3:激光雷达发展历史梳理 时期 激光雷达行业特点 主要应用领域 标志性事件 1960-1970年代 随着激光器的发明,基于激光的探测技术开始得到发展。 科研及测绘项目* 19

26、71 年阿波罗 15 号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。 1980-1990年代 激光雷达商业化技术起步,单线扫描式激光雷达出现。 工业探测及早期无人驾驶项目 Sick(西克)与 Hokuyo(北洋)等激光雷达厂商推出单线扫描式 2D 激光雷达产品。 2000-2010年代早期 高线数激光雷达开始用于无人驾驶的避障和导航,其市场主要是国外厂商。 无人驾驶测试项目等 DARPA 无人驾驶挑战赛推动了高线数激光雷达在无人驾驶中的应用,此后 Velodyne 深耕高线数激光雷达市场多年。2010 年 Ibeo 与法国 Valeo 开始合作开发面向量产车的激光雷达产品 SCALA。 201

27、6-2018 国内激光雷达厂商入局,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。 无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人等,且下游开始有商用化项目落地 采用新型技术方案的激光雷达公司发展迅速,如禾赛科技、基于 MEMS 方案的 Innoviz,基于 1550nm 波长方案的Luminar 等。 2019 年至今 激光雷达技术朝向芯片化、阵列化发展。境外激光雷达公司迎来上市热潮,同时有巨头公司加入激光雷达市场竞争。 无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人、车联网等 Ouster 推出基于 VCSEL 和 SPAD 阵列芯片技术的数字化激光雷达。 2020 年 9 月 Velodyne 完成

28、 NASDAQ 上市,2020 年 12 月 Luminar 完成 NASDAQ 上市。 资料来源:禾赛科技招股说明书(申报稿) ,申万宏源研究 技术路线:激光雷达从机械式向固态进行迁移,逐步满足车规要求。 根据扫描方式的不同来分,当前激光雷达可分为机械式、半固态(转镜、MEMS 型等)和固态型(Flash 和 OPA 型等)三大类。 机械旋转式虽方案成熟,但较难通过车规认证,混合固态是当前主流方案。机械旋转式激光雷达是发展最早的激光雷达,其工作原理是通过内部的马达带动激光束进行水平方向 360旋转扫描。机械激光雷达由于是通过机械部件进行旋转扫描,因此其体积一般较大,难以实现集成,同时由于存在

29、运动部件,激光雷达的可靠性差且寿命短,较难通过车规级认证。 混合固态激光雷达处于机械式和全固态之间,主要分为转镜、MEMS 微振镜和棱镜三种,其中转镜激光雷达是最早上车量产方案。这种方案是指反射镜的镜面围绕圆心不断旋转扫描激光的方法,2017 年,奥迪发布的全球首款量产的 L3 级自动驾驶汽车 A8 上搭载的激光雷达使用的就是转镜结构。MEMS 虽然没有机械式激光雷达探测角度范围大,但其具备良好的性能、探测距离及高分辨率,同时体积减小、可靠性提高且成本可实现明显降低,目前有望成为作为下一个上车量产方案。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 11 页 共 30 页 简单金融

30、 成就梦想 固态式激光雷达:激光雷达长期演进方向,技术仍未完全成熟。固态式激光雷由于内部有没有需要旋转和可动的扫描部件,可实现高集成度,且更易满足车规级设备在连续振动、高低温、高湿高盐等环境下连续工作的要求。固态激光雷达主要有 OPA 光学相控阵和 Flash 闪光激光雷达两种。 图 3:激光雷达基本分类及代表厂商 资料来源:申万宏源研究 成本端:激光雷达价格已呈现下降趋势。 成本较高是激光雷达一直未得到大面积普及的原因之一,最早一代的机械旋转式激光雷达在刚推出的时候,如 Velodyne 的机械式激光雷达产品单价往往在万元美金以上。最近几年,激光雷达的单价已经开始出现明显下降。 2020 年

31、 CES 展会期间,多家参展供应商发布低成本车载激光雷达,部分价格下探至1000 美元以下。在 CES2020 展会期间,Velodye、速腾聚创、大疆等明星科技公司均推出新一代激光雷达:在激光雷达业界名气最盛的 Velodyne 推出新品 Velabit,仅一副扑克牌大小,价格为 100 美元,全车需要装 5 个;大疆内部孵化出来的子公司览沃 Livox 新推出两款激光雷达 Horizon 和 Tele-15,价格分别为 999 美元、1499 美元,颇受市场关 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 12 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 注(结合性能参数来看,大疆览

32、沃激光雷达性价比并非第一)。从下表梳理中可以看出,大部分激光雷达供应商新推出的激光雷达价格都降至 1000 美元以下。 表 4:CES 展会上各家供应商展出的激光雷达 资料来源:汽车商业评论,申万宏源研究 从供给角度,技术(是否满足车规要求)和成本(是否可明显降低)是此前制约激光雷达大规模应用的核心因素,当前激光雷达技术路径不断清晰,后续将更易符合车规要求,同时成本已实现明显下降,结合当前较多车厂已经开始发布搭载激光雷达方案的智能车型,我们认为激光雷达将加速在汽车前装市场普及,加速汽车智联化进程。 2. 千亿蓝海:2022 起量,5 年 CAGR 超 90% 2.1 2022 起量元年,商用产

33、品加速落地 2022 年可视为激光雷达量产元年。将 2022 年视为激光雷达量产元年,主要出于以下 2 个判断:(1)多款搭载激光雷达的车型将在 2022 年量产,其中包括了小鹏、蔚来、 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 13 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 非凡汽车等众多厂商;(2)2022 年 CES 展上多家激光雷达厂商发布了多款车规级别激光雷达新方案,如速腾聚创、禾赛科技等。 表 5:多款搭载激光雷达的车型将在 22 年上市(下表为部分) 品牌 车型 激光雷达数量 激光雷达供应商 布置位置 状态 小鹏 G9 2 Robosense M1 Robosense

34、 保险杠左右分布 计划 2022Q3 P5 2* Livox 浩界 HAP Livox 保险杠左右分布 已交付 蔚来 ET7、ET5 1* Innovusion Innovusion 车辆顶部 2022 年 Q1、Q3 飞凡汽车 R7 1* Iris Luminar 车辆顶部 2022H2 上汽智己 L7 1*Robosense Robosense 车辆顶部 2022 年 4 月 长城 机甲龙 4*华为 96 线 华为 前后左右各 1 2022 年 7 月 WEY 摩卡 1 远程+2 中程 Ibeo 1 顶部+2 保险杠 2021 年上市 极狐 极狐 S HI版 3*Robosense Rob

35、osense 1 顶部+3 保险杠 已交付 本田 LEGEND 5 未知 前后保险杠分布 以租赁形式限量上市 哪吒 哪吒 S 3*Robosense Robosense 1 顶部+2 保险杠 计划 2022 年底上市 奔驰 新 S 级 1*SCALA 2 法雷奥 前保险杠 2021 年起部分国家交付 威马 M7 3*Robosense Robosense 1 顶部+2 侧身 计划 2022 广汽埃安 Aion LX Plus 3*Robosense Robosense 1 顶部+2 侧身 计划 2022Q3 交付 理想 X01 1*AT128 禾赛科技 1 顶部 计划 2022Q2 集度 未命

36、名 1*AT128 禾赛科技 1 顶部 计划 2023 高合 Hiphi Z 1*AT128 禾赛科技 1 顶部 计划 2022 极星 极星 3 1* Iris Luminar 1 顶部 计划 2022 阿维塔 11 3*华为 96 线 华为 1 顶部 计划 2022 资料来源:Autolab,申万宏源研究 2022 年 CES 展激光雷达厂商再次发布新品,MEMS 方案已有过车规方案。2022 年CES 展,国内外主流激光雷达厂商几乎全部出席,包括 Robosense(速腾聚创)、禾赛、Innovusion 等国内激光雷达企业,以及 Velodyne、Luminar、Ibeo 等国外激光雷达

37、企业。以国内厂商来看,速腾聚创和禾赛均已有过车规的方案。 速腾聚创:发布全新 128 线产品,M1 作为过车规方案,已和多家车厂签订合作。 速腾聚创此次展会展示了最新 128 线机械扫描激光雷达产品,该产品主要用于 L4 级自动驾驶 Robotaxi 的主雷达,目前已有自动驾驶科技公司采用该产品。 2021 年上半年,速腾聚创的固态激光雷达 M1 经过一系列严格的车规测试,完成了SOP 版锁定和车规级量产,成为全球唯一实现车规前装量产交付的第二代智能固态激光雷 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 14 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 达,目前获得了来自比亚迪、广汽埃

38、安、威马汽车、极氪、路特斯等企业的众多乘用车和商用项目定点订单,覆盖超跑、轿跑、SUV、重卡等各类车型。 图 4:速腾聚创 128 线机械式激光雷达产品 图 5:速腾聚创 M1 固态激光雷达 资料来源:速腾聚创官网,申万宏源研究 资料来源:速腾聚创官网,申万宏源研究 禾赛科技:发布新一代车规级激光雷达 AT128,下半年量产。 在 CES 2022 期间,禾赛科技首次公开展出搭载新一代自研芯片的车规级半固态激光雷达 AT128,并发布了全新近距超广角激光雷达 QT128。 目前,禾赛 AT128 已经获得超过全球数百万台的主机厂前装量产定点,包括理想、集度、高合、路特斯,并将于今年下半年全面量

39、产交付;QT128 则是一款为 L4 级robotaxi 和 robotruck 等自动驾驶应用打造的补盲雷达,将于 2023 年第一季度量产交付。 图 6:禾赛科技 AT128 资料来源:禾赛科技官网,申万宏源研究 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 15 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 激光雷达主流厂商加速推出商用产品与上车量产规划,不断丰富车企的合作与落地。从中游厂商激光雷达厂商进展来看,一方面,各家都在强化产品布局,提高产品性能,MEMS 方案和转镜方案是新品主要方向,另一方面,各家也在积极和车厂达成定点合作,加快产品落地。当下海外激光雷达厂商以 Lumin

40、ar、Innoviz、Velodyne 等为代表,国内以速腾聚创、禾赛科技、图达通等为代表。 图 7:激光雷达厂商基本情况梳理 资料来源:申万宏源研究 注:市值按照最新更新结果(2022/2/24) 2.2 市场空间:千亿蓝海,未来五年行业 CAGR 超 90% 基于上述分析与未来趋势判断,我们对激光雷达市场空间进行中期(2025 年)和远期(2030 年)测算: 中期:2025 年,我们预计车载激光雷达全球市场规模超 60 亿美金。2022 年激光雷达发展提速,新势力车厂+激光雷达厂商均有明显变化,对于智能辅助驾驶市场激光雷达市场规模可保持乐观。2021-2022 年我们看到了更多积极变化的

41、因素,具体表现在:1) 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 16 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 众多激光雷达厂商在本年度发布新型方案,华为也开始加入激光雷达阵列,发布激光雷达方案的厂商明显增多;2)小米、苹果等新势力厂商同样加入智能汽车行业。我们认为新玩家的不断加入和现有玩家方案的快速更新迭代,有望加速智能驾驶演进的进程,激光雷达的渗透率有望实现快速增长。我们对于激光雷达 2025 年智能辅助驾驶市场规模测算如下: 市场规模=乘用车市场销量 前装渗透率单车配激光雷达个数激光雷达单价 1)乘用车市场销量:根据乘用车市场信息联席会数据,2020 年全球汽车销量总计78

42、03 万辆,同比下降 13%(主要受疫情影响)。结合历史数据,我们近似假定 2025 年全球乘用车销量约为 9000 万辆(假设疫情影响消除,需求日渐恢复)。 图 8:2007-2020 年全球汽车销量及同比增速 资料来源:乘用车市场信息联席会,申万宏源研究 2)L3 级别搭载激光雷达方案渗透率:根据汽车产业中长期发展规划、智能汽车创新发展战略等国家规划以及行业自身发展的规律等,预计 2020 年底,我国市场中L1/L2/L3 级别自动驾驶汽车渗透率合计达到 50%,L3 级别开始进入市场;到 2025 年,各级别自动驾驶渗透率合计达到 80%,其中 L3 级别为 20%,L4 级别开始进入市

43、场。 由于一般 L2+/L3 级别智能驾驶车辆才开始搭载激光雷达,同时考虑到目前特斯拉并不采用激光雷达方案以及全球各地渗透率进程不一。我们近似假定 2025 年全球 L3 级别车辆且配备激光雷达方案的渗透率为 10%,即上述 L3 级渗透率的一半。 3)单车搭载个数:根据目前发布的搭配激光雷达的车辆的配置情况来看,大部分车辆搭载的激光雷达的数量在 1-3 个之间(部分车型计划搭载 4 个),保守估计,我们假定2025 年单车搭载的平均激光雷达个数为 1.5 个。 4)激光雷达单价:2020 年我们看到激光雷达的单价下探到 1000 美元附近。我们认为后续激光雷达还会继续保持单价下降趋势,假定

44、2025 年激光雷达平均单价下降到 450美金。即使如此,较低的价格会对渗透率提升大有裨益。 933589817803-15%-10%-5%0%5%10%15%00400050006000700080009000100002007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020全球汽车销量(万辆)同比增速(右轴) 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 17 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 可测算出 2025 年全球智能辅助驾驶领域激光雷达的市场规模约为 60.75

45、亿美元,具体测算如下: 年市场规模= 万 % . = .亿美元 基于上述测算结果,根据第三方沙利文咨询机构数据,2019 年车载激光雷达市场规模约为 1.2 亿美金,则 2019-2025 行业复合增速超 90%。 远期 2030 年:若激光雷达渗透率超 30%,激光雷达市场空间超千亿人民币。 1)关于全球车辆:考虑远期 2030 年全球人口增加和生活水平的提高,我们假定全球车辆需求有一定增长,保守假设增加至 1 亿辆;2)关于渗透率:根据智研咨询数据,到 2030 年全球乘用车 L1/L2 级别渗透率达到 30%,L3 级别渗透率会达到 21%,L4/L5级别渗透率会达到 15%,即合计 L

46、3 级别及以上渗透率达到 36%。考虑到存在厂商并没有选择激光雷达方案,我们假设远期 2030 年激光雷达在乘用车市场渗透率为 35%; 3)关于单车配置数量:考虑到随着汽车自动驾驶将会进阶到 L3 级别及以上,我们认为单车部署激光雷达数量会有提升,假定单车平均数量从 1.5 提升到 2 个;4)关于激光雷达平均单价:假设激光雷达产业逐步走向成熟,单价下降到 250 美金。则远期 2030 年市场规模测算如下: 年市场规模= 万 % = 亿美元 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 18 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 3. 全景解构:光学组件将率先突破 3.1 解构

47、:产业链全解,光学组件价值占比突出 从激光内部构成来看:激光雷达主要构成要素包括发射系统、接收系统、扫描系统和信号处理系统。 激光雷达的工作原理为:激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,被接收器所接收。接收器能够准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。根据光速和激光器的高度,激光扫描角度等可以得到每一个地面光斑的三位坐标,进而实现三维建模,提供高分辨率的几何图像、距离图像、速度图像等。 图 9:激光雷达的主要构成要素 资料来源: 信息通信技术与政策 ,申万宏源研究 从激光产业链角度来看,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进行分类,可从发射、探测、扫描以及

48、处理系统四个部分进行元器件拆分,核心组件主要有激光器、扫描器及光学组件、光电探测器及接收芯片等。激光雷达下游应用领域较为丰富,包括了早期的测绘、军事到新兴的无人驾驶、机器人等领域。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 19 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 图 10:激光雷达产业链 资料来源:申万宏源研究 从激光雷达 BOM 成本拆分来看,激光器和光学组件是重要组成部分。根据汽车之心数据,以 Velodyne 的 Puck VLP-16 16 线激光雷达为例,激光器的成本占比超过30%,光学组件占比超过 10%。同时根据 SystemPlus 的数据,法里奥 Scal

49、a 一代(转镜式)的成本主要集中在主板、激光器,分别占据了总成本的 45%、23%。Livox(双楔形旋转棱镜式)的制造成本主要来在透镜模组以及防护罩,分别占了成本的 54%、 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 20 页 共 30 页 简单金融 成就梦想 16%。结合上述两种方案分析,我们认为激光器和光学组件是激光雷达成本里重要组成部分,其中光学组件价值量平均占比有望超过 20%。 图 11: Scala 一代激光雷达 BOM 结构 图 12: Livox 激光雷达 BOM 结构 资料来源:SystemPlus,申万宏源研究 资料来源:SystemPlus,申万宏源研究

50、 3.2 光学组件或成国内厂商最快突破环节 通过对于激光器上游关键组件供应商进行梳理,我们发现,在激光器及各类芯片环节,虽已有国内厂商布局,但整体市场还是掌握在国外厂商手中;而光学组件,由于国内厂商储备积累相对深厚,成本管控能力强,有望成为产业链成熟过程中快速突破的环节。 1)激光器:在激光雷达中,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和光纤激光器。 半导体激光器,EEL 是当前主流方案,未来或向 VCSEL 演进的趋势。EEL 作为探测光源具有高发光功率密度的优势,但 EEL 激光器因为其发光面位于半导体晶圆的侧面,切割工艺复杂,依赖产线工人的手工装调技术,但因为

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