1、-1-激光雷达放量时代，上游器件引领未来激光雷达放量时代，上游器件引领未来激光雷达行业报告（二）激光雷达行业报告（二）2022年年8月月10日日证券研究报告证券研究报告|行业深度行业深度通信通信|通信设备通信设备余俊余俊通信行业首席分析师通信行业首席分析师S02S02孙嘉擎孙嘉擎通信行业研究助理通信行业研究助理梁程加梁程加通信行业通信行业联席首席分析师联席首席分析师S01S01李哲瀚李哲瀚通信行业通信行业分析师分析师S02S02-2-2021年为激光雷达年为激光雷

2、达“上车上车”元年元年，2022年有望成为激光雷达的量产大年年有望成为激光雷达的量产大年，从从L2级别辅助驾驶到级别辅助驾驶到L3+自动驾驶跨进自动驾驶跨进。在2021年1月，蔚来在NIO day上宣布ET7全系搭载激光雷达，掀起了中国车企定点激光雷达的浪潮，随后，小鹏、北汽极狐、上汽智己、上汽飞凡、广汽埃安、理想、高合、威马等造车新势力和传统车企新能源品牌，都纷纷宣布即将量产或交付的新车型将搭载激光雷达。这些车型最晚都是在2022年交付，2022年有望成为激光雷达的量产大年。激光雷达由发射模块激光雷达由发射模块、接收模块接收模块、主控模块以及扫描模块主控模块以及扫描模块（如有如有）构成构成。

3、激光雷达BOM 成本主要是三部分：（1）硬件、电子模块；（2）光学模块和（3）结构模块。硬件模块（50%60%）：发射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要负责运算；以及主控板和电源模组；光模块（1015%）：以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等；结构模块（25%）：支撑光学模块和硬件模块内部的一些支架，包括电机、轴承、支架、壳体。激光发射器：激光发射器：VCSEL较较EEL成本优势明显成本优势明显，905、1550或将共存或将共存。从驱动方式来看，采用VCSEL激光器作为面光源的电光转换效率、集成度和可制造性更高，将逐步取代EEL；从光源波长来

4、看，1550nm或将在海外及国产高端车型中使用，目前仍需解决成本问题；905nm基于价格优势在中低端车型中将更受欢迎。光学系统：激光雷达中包含大量的光学和电子元器件光学系统：激光雷达中包含大量的光学和电子元器件。国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性。光学部分是以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等；其中，转镜50%；窗口片：20%；透镜、准直镜、滤光片30%。上游的光学组件提供厂商较多，且厂商来自多个不同的领域，包括消费电子领域、光通信领域以及光纤激光器领域，我们认为，未来量产阶段，拥有一定技术壁垒和充沛产能优势的厂商有望成为市场主流玩家。探测器：国

5、内厂商走向车规探测器：国内厂商走向车规，从从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶。SiPM和SPAD基于盖革模式，具有高灵敏度、高增益、供电电压低、一致性极好等优势，有助于实现符合车规、高增益、低成本、尺寸紧凑的传感器，适用于汽车长距离激光雷达的微光探测场景。投资建议：投资建议：激光雷达装配率有望在2022-2025年之间出现明显提速拐点，打开千亿市场规模。建议关注：【速腾聚创速腾聚创】、【图达通图达通】、【禾赛科技禾赛科技】等整机厂；等整机厂；激光雷达上游光学组件率先受益激光雷达上量，光模块产业链有望快速切入激光雷达领域，具备垂直一体化优势的平台型公司有望从光学组件切入主流市场，并逐步提供其

6、他重要的光学组件产品以及有源器件封装服务，逐步增加单雷达的价值量，重点推荐重点推荐【天孚通信天孚通信】、【中际旭创中际旭创】；建议关注；建议关注【腾景科技腾景科技】、【光光库科技库科技】、【永新光学永新光学】（中小盘覆盖中小盘覆盖）、【福晶科技福晶科技】（电子组覆盖电子组覆盖）、【蓝特光学蓝特光学】（电子组覆盖电子组覆盖）等；等；激光发射器VCSEL芯片国产替代逐步兴起，具备设计、外延、封装及采购上游芯片集成光学组件提供发射模组的公司值得持续关注，建议关注建议关注【炬光科技炬光科技】（电子组覆盖电子组覆盖）、【长光华芯长光华芯】（电子组覆盖电子组覆盖）、苏州长瑞苏州长瑞。风险提示：技术路径选择

7、风险提示：技术路径选择风险风险、自动驾驶推进不及预期自动驾驶推进不及预期、市场竞争价格降幅加剧市场竞争价格降幅加剧。核心逻辑：核心逻辑：激光雷达放量时代，上游器件引领未来激光雷达放量时代，上游器件引领未来-3-行业：行业：2021为“上车”元年，为“上车”元年，2022或将成为量产大年或将成为量产大年 发射模块：发射模块：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或将共存或将共存 光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性一致性 接收模块：国内厂商走向车规，从接收模块：国内厂商走向车规，从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶目录

8、目录-4-自动驾驶车型搭载激光雷达情况自动驾驶车型搭载激光雷达情况20212021年为激光雷达年为激光雷达“上车上车”元年元年，在2021年1月，蔚来在NIO day上宣布ET7全系搭载激光雷达，掀起了中国车企定点激光雷达的浪潮，随后，小鹏、北汽极狐、上汽智己、上汽飞凡、广汽埃安、长安阿维塔、长城沙龙、理想、高合、威马等造车新势力和传统车企新能源品牌，都纷纷宣布即将量产或交付的新车型将搭载激光雷达。这些车型最晚都是在2022年交付，20222022年有望成为激光雷达的量年有望成为激光雷达的量产大年产大年，从从L L2 2级别辅助驾驶到级别辅助驾驶到L L3 3+自动驾驶跨进自动驾驶跨进。根据车

9、智数据库显示，这些宣布定点激光雷达的车型中，搭载一颗激光雷达的车型有蔚来et7（包括2022年12月上市的et5）、理想L9、高合HiPhi Z、上汽智己L7等，而小鹏G9、上汽智己LS7等车型是搭载两颗激光雷达，广汽埃安Aion LX Plus、阿维塔11、威马M7等车型搭载了三颗激光雷达，沙龙机甲龙、路特斯搭载了4颗激光雷达。图：图：20212021年广州车展激光雷达定点车型情况年广州车展激光雷达定点车型情况数据来源：车智数据库、招商证券速腾聚创速腾聚创46%46%华为华为15%15%禾赛禾赛15%15%图达通图达通8%8%大疆大疆LivoxLivox8%8%LuminarLuminar8

10、%8%其他其他16%16%速腾聚创华为禾赛图达通大疆LivoxLuminar图：路特斯搭载图：路特斯搭载3434个驾驶辅助传感器个驾驶辅助传感器数据来源：公司官网、招商证券激光雷达：激光雷达：4 4颗颗毫米波雷达：毫米波雷达：6 6颗颗超声波雷达：超声波雷达：1212颗颗200200万环视摄像头：万环视摄像头：4 4颗颗内置摄像头：内置摄像头：1 1颗颗800800万辅助驾驶摄像头：万辅助驾驶摄像头：4 4颗颗-5-车载激光雷达将逐步成为车载雷达主力车载激光雷达将逐步成为车载雷达主力。根据Yole计算及预测，2021年车载雷达车载雷达市场规模为58亿美元，2027年将达到128亿美元（约合人民

11、币856亿元）,CAGR为14%。国际电联(ITU)预测，2030年，欧洲的车载雷达渗透率将达到65%，美国将达到50%。其中，2021年车载激光雷达车载激光雷达（无人驾驶无人驾驶+ADAS+ADAS）市场规模为2亿美元，2026年将超过28.75亿美元（约合人民币192亿元），约占比整个车载雷达市场的26%，比2021年高出22个百分点，CAGR高达66%。乘用车和Robotaxi/Robotruck持续增长的需求成为车载激光雷达市场的驱动因素。无人驾驶及无人驾驶及ADASADAS将超过地图测绘将超过地图测绘，主导激光雷达市场主导激光雷达市场。根据Yole预测，激光雷达2021年的全球市场规

12、模为20.6亿美元，2026年将达到57亿美元，其中车载激光雷达的占比将从2021年的11%增长至2026年的50%。全球激光雷达千亿市场亟待开启全球激光雷达千亿市场亟待开启数据来源：Yole、招商证券20年全球车载年全球车载雷达雷达市场规模及分布情况市场规模及分布情况（美元）（美元）20年全球激光年全球激光雷达雷达市场规模及分布情况市场规模及分布情况（美元）（美元）-6-主流激光雷达厂商产品型号和性能对比主流激光雷达厂商产品型号和性能对比激光雷达型号激光雷达型号波长波长扫描方式扫描方式10%10%反射率下的探测反射率下的探测距离距离

13、角分辨率角分辨率0.060.060.060.06InnovizOneInnovizOneFalconFalcon15501550纳米纳米15501550纳米纳米905905纳米纳米905905纳米纳米905905纳米纳米905905纳米纳米I IrisrisM1M1AT128AT128H800H800微机电系统微机电系统（MEMSMEMS）双轴镜扫描双轴镜扫描双轴镜扫描双轴镜扫描微机电系统微机电系统（MEMSMEMS）单轴镜扫描单轴镜扫描微机电系统微机电系统（MEMSMEMS）180180米米250250米米250250米米180180米米200200米米170170米米0.10.10.10.

14、10.050.050.050.050.20.20.10.10.10.10.20.20.260.260.20.2车型车型激光雷达激光雷达供应商供应商激光雷激光雷达型号达型号激光雷达扫激光雷达扫描方式描方式波长波长10%10%反射率下的反射率下的探测距离探测距离角分辨率角分辨率视角范围视角范围搭载激光雷搭载激光雷达个数达个数搭载位置搭载位置北汽极狐阿尔法北汽极狐阿尔法S S全新全新HIHI版版华为华为96线混合固态-转镜式905纳米150米0.250.26120253车前1、车侧前2合众哪吒合众哪吒S S2-6颗（当前3颗）车顶1、车前2长城沙龙长城沙龙机甲龙机甲龙4车前1、车侧前2、车后1上汽飞

15、凡上汽飞凡R7R7LuminarIris混合固态-转镜式1550纳米250米0.060.06120301车顶1蔚来蔚来ET7ET7图达通Falcon混合固态-转镜式1550纳米250米0.030.03120301车顶1上汽智己上汽智己L7L7速腾聚创M1混合固态-MEMS905纳米180米0.20.1120252车顶左右2小鹏小鹏G9G92车前2威马威马M7M73车顶1、车侧前2数据来源：公司官网、新出行、招商证券整理-7-主流激光雷达厂商产品情况梳理主流激光雷达厂商产品情况梳理公司公司产品型号产品型号图片图片扫描方式扫描方式波长波长发射端发射端搭载车型搭载车型标配标配/选配激光雷达选配激光雷

16、达搭载车型上市时间搭载车型上市时间搭载车型销量搭载车型销量禾赛科技AT128半固态转镜905nm VCSEL理想L9标配2022.06.29路特斯ELETRE标配将于2022年三季度上市集度ROBO-01标配将于2023年上市高合 HiPhi Z标配2022.07.05开始预定图达通猎鹰半固态MEMS 1550nm蔚来ET7标配2021.01.09首发2022年上半年销量6912辆蔚来ET5标配2021.12.18速腾聚创RS-LiDAR-M1半固态MEMS 905nmEEL路特斯ELETRE标配2022年三季度广汽埃安-AION LX Plus标配2022.01.052022年上半年销量19

17、34辆威马M7标配2021.10.22首发小鹏G9标配2022.09上汽智己L7选装（后续还可升级加装）2022.04.17预计7月底交付量突破1000台一汽红旗、Lucid Air、比亚迪、极氪等车型华为96线车规级中长距前装激光雷达半固态转镜1550nm VCSEL北汽极狐阿尔法S全新HI版标配2022.05.072022年上半年销量3883辆长城沙龙机甲龙标配2021.11.19目前全球限量101台长安阿塔维11标配2022.08.08哪吒S标配2022年内LuminarIris半固态MEMS 1550nm上汽飞凡R7 标配（已发布车型）2022年下半年上市并交付沃尔沃 XC90 选配2

18、021.10上市（激光雷达将搭载于2022年制造的新一代XC90）2021年108200辆；2022上半年48900辆奔驰ValeoScala 1st Gen半固态转镜（4线）905nmEEL奥迪A8L标配2018.032021年23708辆本田 LegendHybrid EX标配2021.03目前限量100台且仅供租赁，预计2023年第二季度开始量产Scala 2nd Gen半固态转镜（16线）905nmEEL奔驰新S级选配（选装DRIVE PILOT有条件自动驾驶辅助系统）2021.03（选配系统DRIVE PILOT于2022年5月17日开放订购）2021全年91100 辆（迈巴赫和AM

19、G 顶级车型）；2022年Q1-31896辆奔驰EQS 选配（选装DRIVE PILOT有条件自动驾驶辅助系统）2021.08（选配系统DRIVE PILOT于2022年5月17日开放订购）Scala 3rd Gen半固态MEMS 905nmStellantis2024NFL近场激光雷达固态Flash-大疆Livox HAP半固态棱镜905nm小鹏P5选配（600P、550P两款车型搭载激光雷达）2021.09.152021年7865辆；2022年Q110486辆数据来源：公司官网、招商证券-8-MEMS微振镜微振镜激光器激光器激光雷达的分类：从机械式到固态化激光雷达的分类：从机械式到固态化机

20、械式激光雷达技术成熟度较高，供应链成熟，但由于固有缺陷（机械部件寿命短、成本高、体积大、调试装配复杂等），目前车企宣布的L3量产车项目均选用固态/混合固态激光雷达方案。目前混合固态激光雷达技术已初步成熟，各家厂商量产项目陆续落地。数据来源：科创中国、Innoluce、Velodyne、速腾聚创、招商证券原理：原理：将激光线束竖向排列形成一个面，通过械旋转部件转动这个面，扫描周围环境呈现出三维立体图形。16 线、32 线、64 线就是竖向排列线束的数量，数量越多-密度越大-精度越高-计算机处理信息量更大。优点：优点：环形扫描环形扫描，多线激光器设计，供应链成熟。缺点：缺点：体积大；调试、装配工艺

21、复杂，生产周期长，成本高；机械部件寿命不长（约1000-3000小时），难以满足车规级要求（至少1万小时以上）。￥价格：价格：大几千至十几万不等主要厂商：主要厂商：Velodyne、禾赛科技、速腾聚创等机械式机械式激光雷达激光雷达混合固态混合固态激光雷达激光雷达原理：原理：通过MEMS微镜/转镜替代传统机械式选准装置，实现垂直方面的一维扫描。优点：优点：体积小、成本低体积小、成本低、装调效率高、分辨率高。缺点：缺点：信噪比低、有效距离短、FOV 窄。￥价格：价格：部分厂商目标量产价格下探至千元人民币级别主要厂商：主要厂商：Luminar、Innoviz、Valeo、速腾聚创、图达通、禾赛科技、

22、华为等-9-激光雷达的分类：从机械式到固态化激光雷达的分类：从机械式到固态化固态激光雷达技术方案包括光相控阵（OPA）和FLASH两种，具有数据采集速度快、分辨率高、成本低等特点，但目前技术成熟度较低。数据来源：汽车之心、Ouster、Quanergy、招商证券原理：原理：无须扫描，短时间内发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器来完成对于环境图像的测绘。优点：优点：成本低缺点：缺点：有效距离短、分辨率低价格：价格：Ouster 的32线固态激光雷达起步在3500-16000美元不等。主要厂商：主要厂商：Ouster、大陆、Sense Photonics等固态固态激光雷达激光雷达（

23、FLASH）固态固态激光雷达激光雷达（OPA）原理：采用原理：采用FMCW测距方式，测距方式，激光器功率均分到多路相位调制器阵列，光场通过光学天线发射，在空间远场相干叠加形成一个具有较强能量的光束。通过施加不同相位，可以获得不同角度的光束形成扫描的效果，无需机械扫描。相控阵利用的是波的干涉效应，多个波相互叠加时，有的方向增强，有的方向抵消，通过天线的相位差控制主光束的角度，进而实现扫描的功能。优点：优点：尺寸小、指向灵活、扫描速度快、功耗低、成本低、精度高等缺点：缺点：技术难度大价格：价格：部分厂商目标量产价格下探至千元人民币级别主要厂商：主要厂商：Quanergy等-10-激光雷达产业链激光

24、雷达产业链上游上游EELEEL数据来源：禾赛科技招股书、YOLE、各公司官网、招商证券整理（注：上市公司已标红）上游（零部件）上游（零部件）激光器激光器OSRAM、Lumentum、Hamamatsu海创光电、华芯半导体Lumentum、II-VI、Hamamatsu长光华芯、纵慧芯光、炬光科技、苏州长瑞（中际旭创投资）Lumentum、OEwaves、Lumibird、Bktel、海创光电、镭神智能、光库科技探测探测器器VCSELVCSEL光纤激光器光纤激光器扫描器扫描器及光学组件及光学组件芯片（信息处理）芯片（信息处理）激光雷达产业链上游包含激光发射激光雷达产业链上游包含激光发射、激光接收

25、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分扫描系统和信息处理四大部分，分别对应激光器分别对应激光器、探测器探测器、扫描器扫描器(及其它光学组件及其它光学组件)、芯片等零部件芯片等零部件。常见激光器激光器包括边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光纤激光器等，由海外厂商主导,但国内厂商迅速发展。探测器探测器可选择PD/APD(光电二极 管/雪 崩 二 极 管)或SPAD/SiPM(单光子雪崩二极管/硅光电倍增管)。海外厂商耕耘已久，但国内厂商也已走向车规化，且在实现产品定制上有较大灵活性，价格更优势。扫描器及光学组件扫描器及光学组件一般由激光雷达公司自主研发设计，再选择公司完成加工

26、。光学组件的国内供应链技术水平高且目前有明显的成本优势，可替代且几乎超越国外供应链水准、满足产品加工需求。激光雷达的信息处理激光雷达的信息处理多由芯片芯片实现，包括系统级芯片(SoC)、模拟数字转换器(ADC)、现场可编程门阵列(FPGA)、放大器等。海外厂商生产的产品性能、丰富度、产能大幅领先国内厂商，在车规类产品上差距更大。Philips、Hamamatsu（滨松）、ON Semi、Sony(索尼）、阜时科技PD/APDPD/APDSPAD/SPAD/SiPMSiPMGPD、FirstSensor、Excelitas、Hamamatsu（滨松）、芯视界微电子MEMSMEMSInnoluce

27、、Schott、速腾聚创、Hamamatsu（滨松）腾景科技、天孚通信、中际旭创、舜宇光学、永新光学、炬光科技、福晶科技、蓝特光学、光库科技、II-VI光学系统光学系统SoCSoCLeddarTech、Renesas、云芯微电子ADCADCADI、TI、NECFPGAFPGAXilinx、Intel、Renesas、Infineon、TI、ADI放大器放大器Qorvo、Intersil-11-激光雷达工作原理和组成激光雷达工作原理和组成数据来源：禾赛科技招股书、招商证券主控模块主控模块时序控制、波形算法处理、激光雷达其它功能模块控制、生成点云数据激光驱动激光驱动驱动激光器发射激光脉冲激光器激光

28、器如EEL、VCSEL等发射光学系统发射光学系统含透镜、反射镜、透光片等接收光学系统接收光学系统含透镜、反射镜、透光片等探测器探测器如APD、SiPM、SPAD等模拟前端模拟前端通道选通及模拟信号放大模数转换模数转换模拟信号转换为数字信号扫描器扫描器如电机、微振镜等扫描器驱动扫描器驱动驱动扫描器实现偏转发射模块发射模块发射激光接收模块接收模块接收回波控制及处理模块控制及处理模块扫描模块扫描模块（如有如有）激光雷达由发射模块激光雷达由发射模块、接收模块接收模块、主控模块以及扫描模块主控模块以及扫描模块（如有如有）构成构成。主控模块首先发射信号到发射模块，激光驱动驱动激光器(如EEL、VCSEL等

29、)发射激光脉冲，再通过发射光学系统发射激光，到达物体返回后接收模块接收回波，经由接收光学系统到达探测器(如APD、SiPM、SPAD等),最终传至模拟前端，再进行模数转换，到达主控模板。部分部分激光雷达拥有扫描模块，则主控模块可直接到达扫描器或激光器先经过扫描器再回到发射光学系统。图：图：ToFToF激光雷达核心模块示意图激光雷达核心模块示意图目标物体目标物体OROR（取决于是否有扫描模块）-12-激光雷达革命性技术架构激光雷达革命性技术架构半固态半固态固态固态机械式机械式双轴镜面扫描双轴镜面扫描半轴镜面扫描半轴镜面扫描微机电系统微机电系统（MEMSMEMS）棱镜旋转棱镜旋转快闪快闪光学相控阵

30、光学相控阵（OPAOPA）图示图示描述描述振镜用于垂直扫描旋转镜用于水平扫描多台激光器垂直排列旋转镜用于水平扫描振镜集成在微机电系统（MEMS）上实现二维扫描两个旋转楔形棱镜折射改变激光的水平和垂直方向无移动部件一次照亮整个视场角无移动部件调整光波相位以产生定向光束360机械旋转多个激光器和探测器主要厂主要厂商商激光激光器器多边多边镜镜振镜振镜旋转旋转镜镜激光阵激光阵列列固定固定镜镜激光激光器器微机电系统微机电系统振镜振镜由电子/电磁力控制激光激光源源棱镜棱镜1 1棱镜棱镜2 2激光源激光源扩散片扩散片探测器探测器阵列阵列(SPAD/(SPAD/S SiPMiPM)物物体体合成合成光束光束相位

31、控制发相位控制发射器射器360360激激光光根据产业调研和专家交流根据产业调研和专家交流，招商通信团队认为：招商通信团队认为：机械式激光雷达被普遍认为无法达到上车标准。短期内，以TOF方式为测距原理的半固态激光雷达仍将占据市场的主要份额，一维、二维或MEMS等扫描方式的技术路径将会共存；长期来看，固态FMCW是未来的技术路径。数据来源：各公司官网、招商证券整理图：激光雷达技术路径梳理图：激光雷达技术路径梳理3 3代代-13-激光雷达市场规模激光雷达市场规模&原材料原材料BOMBOM拆分拆分激光雷达出货量激光雷达出货量&市场规模：市场规模：根据沙利文预测，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在ADA

32、S中渗透率增加等因素推动，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（约合914亿元）；其中，中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元（约合291亿元）；基于蔚来ET7、小鹏G9等热款车型的交付，预计22年车载激光雷达出货量为15万台，23年激光雷达出货量规模在3060万台。Flash 的成本结构按发射模组的成本结构按发射模组、接受模组接受模组、光学系统光学系统、核心核心 IC 分类；根据产业调研分类；根据产业调研，如果整个雷达如果整个雷达$1000：(1)发射模组即 VCSEL 加驱动$100-$200,占比 20%；(2)接收端占 30%，对应$30

33、0；(3)光学系统占比15-20%，对应$150$200；(4)剩下的一些 IC 部分成本，像 FPGA、跨阻放大器、AD 芯片、点云管理、memory 等加起来占比 30%，对应$300。0204060800ADASRobotaxi/Robotruck智慧城市和测绘移动机器人34%26%35%5%2020年市场规模12亿美元2025年市场规模135亿美元年均复合增速（年均复合增速（2020-2025）64%图：图：20全球激光雷达市场规模（亿美元）全球激光雷达市场规模（亿美元）数据来源：沙利文、招商证券05540455

34、0ADASRobotaxi/Robotruck智慧城市和测绘移动机器人27%28%40%5%2020年市场规模4亿美元2025年市场规模43亿美元年均复合增速（年均复合增速（2020-2025）61%图：图：20中国中国激光雷达市场规模（亿美元）激光雷达市场规模（亿美元）数据来源：沙利文、招商证券-14-激光雷达原材料激光雷达原材料BOMBOM拆分拆分激光雷达激光雷达BOM 成本主要是三部分：成本主要是三部分：（1）硬件硬件、电子模块；电子模块；（2）光学模块和光学模块和（3）结构模块结构模块硬件模块硬件模块（50%60%）：发射器和接收器都需要各自配套PCB板；

35、FPGA板主要负责运算；以及主控板和电源模组；光学模块光学模块（1015%）：以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等；结构模块结构模块（25%）：支撑光学模块和硬件模块内部的一些支架，包括电机、轴承、支架、壳体。机械式机械雷达：机械式机械雷达：Velodyne Puck VLP-16 16线36%39%5%10%10%发射二极管接收二极管电机和外壳电路板光学器件半固态半固态-转镜激光雷达：转镜激光雷达：Valeo SCALA 1/SCALE 2(16线）45%23%10%13%9%主板激光单元板激光机械部件光学元件封装壳、电机微振镜微振镜MEMS激光雷达：激

36、光雷达：速腾半固态：棱镜式激光雷达：半固态：棱镜式激光雷达：Livox Horizon54%7%4%25%10%光学部件发射模块接收模块主板其他20%30%25%25%收发芯片光学模组信号处理模块内驱电路板数据来源：汽车之家、产业调研、招商证券光学模组（5个模组，每个2个反射器，MEMS的振镜）占30%-15-规模化量产规模化量产:当激光雷达规模达到 10 万的量级，价格将远低于 1000 美元。据Valeo公布的 2021 年度财报显示：法雷奥激光雷达目前已出货 16 万只。其价格也已经远低于 1000 美元。随着激光雷达量产上车，行业对未来激光雷达的预期从最开始千元美金级别，下降为 400

37、-600 美元。降本主要有三个方式：降本主要有三个方式：(1)边际收益；(2)信号处理模块ADC、FPGA、千兆块、驱动芯片占到整个BOM20-30%，高度ASIC化可以降低60-70%成本；(3)国产供应链替代。禾赛、速腾、华为、大疆收发芯片都用的进口的。按照每年小几十万，每年double的增长，这一块空间空间较大。如何降低成本？如何降低成本？Scala激光雷达拆解激光雷达拆解Scala结构示意图结构示意图激光单元激光单元主控板主控板发射发射接收接收电源电源连接器连接器数据来源：汽车电子设计、SystemPlus、招商证券激光板激光板核心器件核心器件主控板主控板功能结构功能结构图：图：Sca

38、laScala激光雷达拆解（激光雷达拆解（Flash Flash 转镜式）转镜式）-16-行业：行业：2021为“上车”元年，为“上车”元年，2022或将成为量产大年或将成为量产大年 发射模块：发射模块：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或将共存或将共存 光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性一致性 接收模块：国内厂商走向车规，从接收模块：国内厂商走向车规，从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶目录目录-17-发射模块发射模块ONE PAGE SLIDESONE PAGE SLIDESToF方式下方式下，905、15

39、50或将共存或将共存，搭载于不同价位的车型：搭载于不同价位的车型：图达通图达通InnovusionLuminar速腾聚创速腾聚创禾赛科技禾赛科技1550nm905nm￥7000￥9000￥30003500￥40004500光纤激光器光纤激光器Lumentum光纤激光器光纤激光器LumentumEEL128线线 VCSELLumentum未来国产未来国产VCSEL可以做到可以做到Lumentum30%预计华芯、纵慧、瑞识预计华芯、纵慧、瑞识等有机会切入等有机会切入（目前（目前5结性能待提升）结性能待提升）波长波长厂商厂商激光发射器激光发射器售价售价&BOM国内蔚来、海外沃尔沃国内蔚来、海外沃尔沃

40、&奔驰等厂商基于性能奔驰等厂商基于性能考量会选择考量会选择1550预计后续国产预计后续国产30w以上以上高端车型会考虑高端车型会考虑1550中低端中低端车型车型5颗颗EEL（欧司朗）（欧司朗）$23/颗，颗，SiPM（安森美）（安森美）$23/颗颗数据来源：产业调研、专家访谈、招商证券预测（该预测具备一定主观性，具体路径仍需以实际情况为准）图：激光发射器汇总梳理图：激光发射器汇总梳理探测距离：最远探测距离：最远450500米米10%反射率反射率 250米米价格贵价格贵激光器：磷化铟（激光器：磷化铟（lnp）探测器：铟镓砷探测器：铟镓砷探测距离：探测距离：150200米米性价比高性价比高激光器：

41、砷化镓激光器：砷化镓探测器：硅材料探测器：硅材料图达通有望通过图达通有望通过价格优势进入海外市场价格优势进入海外市场128颗颗VCSEL（LUMENTUM）$1.5/颗，颗，128个个SiPM（滨松）（滨松）$23/颗颗华为华为￥30003500VCSELExpected 192线96线，线，16颗颗LD（欧司朗），（欧司朗），1个个SPAD（索尼）（索尼）通过堆叠芯片提升性能通过堆叠芯片提升性能性能对标禾赛；价格对标速腾性能对标禾赛；价格对标速腾理想、高合等中高端车型理想、高合等中高端车型-18-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统激光发射系统：激光发射系统：系激励源激励源周期性地驱

42、动激光器激光器，发射激光脉冲，激光调制器激光调制器通过光束控制器光束控制器控制发射激光的方向和线数，最后通过发射光学系统发射光学系统，将激光发射至目标物体。激光雷达发激光雷达发射模组：射模组：包含激光雷达面光源和激光雷达线光源，以激光光源和光学整形元器件为主要组成部分，负责产生激光雷达探测所需要的特定形态和功率的激光光斑。激光雷达发射模组激光雷达发射模组激光驱动激励激光驱动激励激光器（激光光源）激光器（激光光源）光束控制器光束控制器发射光学系统发射光学系统激光激光二极管芯片二极管芯片热沉、结构热沉、结构材料材料电子器件电子器件光学微光学微透镜透镜光束光束扩散器扩散器准直镜准直镜光纤光纤耦合器耦

43、合器激励源激光器光束控制器发射光学系统激光调制器激光发射工作原理图：激光雷达发射端组成图：激光雷达发射端组成数据来源：炬光科技招股书、汽车人参考、招商证券整理驱动方向&线数-19-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器激光的产生来自于激光发射器激光的产生来自于激光发射器，有半导体激光器半导体激光器、固体激光器固体激光器、光纤激光器光纤激光器和二氧化碳气体激光器二氧化碳气体激光器四种类型。激光雷达的光源选择需要关注人眼安全问题、稳定性和可靠性、成本、量产的可能性。无人驾驶大多采用半导体激光器无人驾驶大多采用半导体激光器，从驱动方式来看主要包括：边缘发出的边缘发射激光器（EEL

44、）和激光垂直于顶面的垂直腔面发射激光器（VCSEL）；从光源波长来看主要包括：905nm光源和1550nm光源。不同光源及发射形式的选择影响射出光的能量大小，继而影响光源可达到的探测范围深度。目前1550nm激光器一般配备光纤激光器，EEL和VCSEL适合的波长仍为905nm。光源光源类型类型典型波长典型波长（nm)人眼安全人眼安全的峰值功的峰值功率（率（W）人眼人眼安全性安全性短脉冲短脉冲光束光束质量质量可靠性可靠性体积体积价格价格适合应用的适合应用的Lidar固体固体激光器激光器106412差中大高百米内短距离/无人区光纤光纤激光器激光器15506*106好较高较大较高百米以上中远距离10

45、64194012差较高较大较高百米内短距离/无人区气体气体激光器激光器632.80.6差较高很大很高百米内短距离/无人区115215差较高很大很高百米内短距离/无人区半导体半导体激光器激光器9055差高小低百米内短距离探测15506*106好高小高百米以上中远距离表：激光雷达光源对比表：激光雷达光源对比数据来源：知网、公开资料、招商证券整理-20-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动目前常见的几种光源主要包括目前常见的几种光源主要包括边发射激光器边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器垂直腔面发射激光器(VCSEL)、以及光纤以及光纤激光器等激光器等，主要由海

46、外厂商主导主要由海外厂商主导。EEL：1）优势：高发光功率密度；2）劣势：往往只能通过单颗一一贴装的方式和电路板整合，依赖产线工人的手工装调技术，生产成本高且一致性难以保障。VCSEL（未来有望逐渐取代未来有望逐渐取代EEL）：1）优势：其所形成的激光器阵列易于与平面化的电路芯片键合，由半导体加工设备保障，无需再进行每个激光器的单独装调无需再进行每个激光器的单独装调，且易于和硅材料微型透镜进行整合，提升光束质量；2）劣势：传统VCSEL激光器存在发光密度功率低的缺陷。光纤激光器：光纤激光器：1）优势：发光功率高；2）劣势：成本和功耗高，目前应用范围较窄。技术类型技术类型图示图示应用应用激光雷达

47、技术激光雷达技术路径路径主要供应商主要供应商激光雷达激光雷达厂商厂商边发射激光器(EEL)波长以905nm为主脉冲激光二极管(PLD)机械旋转式和MEMS混合固态激光雷达欧司朗、ExcelitasTechnologies、Laser Components、Wavespectrum Laser Group、瑞波光电等Velodyne、速腾垂直腔面发射激光器(VCSEL)850940 nm波长固态激光雷达(Flash and OPA type)Lumentum、欧司朗、-等Ouster、禾赛光纤激光器1550nm波长MEMS混合固态激光雷达Lumentum、Lumibird、昂纳等Luminar、

48、图达通数据来源：光电产品与资讯、炬光科技、长光华芯、招商证券表：激光雷达激光器的三种主要类型表：激光雷达激光器的三种主要类型-21-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动半导体激光芯片根据谐振腔制造工艺的不同分为边发射激光芯片半导体激光芯片根据谐振腔制造工艺的不同分为边发射激光芯片（EEL：Edge Emitting Lasers）和和面发射激光芯片面发射激光芯片（VCSEL：Vertical Cavity Surface EmittingLaser）两种两种。EEL-边发射激光芯片：是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔，沿平行于衬底表面发射激光；VCSEL-面发射激

49、光芯片：是在芯片的上下两面镀光学膜，形成谐振腔，由于光学谐振腔与衬底垂直，能够实现垂直于芯片表面发射激光。从VCSEL结构看，它和普通边发射激光器（EEL）的最大区别在于，在腔体内其光场振荡是沿垂直方向，电流注入方向也是垂直的，所以电流注入和光场振荡方向平行，而边发射结构的振荡和电流是垂直的。图：边发射激光芯片（左）和面发射激光片（右）图：边发射激光芯片（左）和面发射激光片（右）数据来源：长光华芯招股书、老鹰半导体、招商证券-22-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动垂 直 腔 面 发 射 激 光 器垂 直 腔 面 发 射 激 光 器（VCSEL，Vertica

50、l-CavitySurface-EmittingLaser）：的激光发射方向垂直于半导体衬底表面，激光束呈圆形对称。VCSEL主要结构由p型和n型两个分布式布拉格反射镜（DBR）及中间的有源区构成。VCSEL腔长量级与波长相近，容易实现单纵模激射，并具有出色的光束质量，适用于数据通信及各种传感领域。图：广泛的图：广泛的VCSELVCSEL传感应用传感应用2004VCSEL首次进入消费电子产品首次进入消费电子产品罗技（Logitech）MX1000激光无线鼠标，成为激光导航（定位）传感器的光源。2016VCSEL借助借助ToF接近接近/测距传感器进入测距传感器进入1、iPhone 7系列手机，实

51、现人脸接近感测、自动对焦等功能；2、AirPods耳机，实现佩戴监测功能。VCSEL阵列首次进入苹果阵列首次进入苹果iPhone X成为3D人脸识别的光源，带火了整个VCSEL产业，市场规模迅速扩大，创业公司层出不穷。2017安卓（安卓（Android）阵营跟随苹果）阵营跟随苹果推出多款集成3D传感技术的手机，但是并没有让3D人脸识别成为刚需，2020年被屏下指纹识别挤占市场份额。20182019可寻址可寻址VCSEL阵列首次进入苹果阵列首次进入苹果新款iPad Pro平板电脑和iPhone 12 Pro系列智能手机，成为消费类激光雷达的光源。也促使安卓阵营布局直接飞行时间（也促使安卓阵营布局

52、直接飞行时间（dToF）技术，积极为增强现实（技术，积极为增强现实（AR）应用做好准备。）应用做好准备。展望未来，在手机手机和汽车汽车两大终端产品的智能化需求之下，VCSEL市场规模将继续保持高速增长势头。数据来源：MEMS、苹果公司官网、招商证券整理图：图：VCSELVCSEL发展历程发展历程-23-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动激光雷达厂商有转向激光雷达厂商有转向VCSEL激光器的优势：激光器的优势：VCSEL 相较于传统的IRLED、EEL半导体芯片而言，它具有窄光谱、低功耗、低温漂等特点；采用VCSEL激光器作为面光源的电光转换效率、集成度和可制造

53、性更高。VCSEL封装与封装与LED一样简单一样简单，成本优势明显成本优势明显。综合上述优势综合上述优势，VCSEL定会成为定会成为3D传感市场潜力最大的产品传感市场潜力最大的产品。性能参数性能参数EELVCSEL光纤激光器光纤激光器增益介质增益介质InGaAs/GaAsGaAs980nm或1480nm泵浦/掺铒光纤输出波长输出波长905nm905nm/940nm1550nm大规模生产大规模生产分离芯片级晶圆级-发射结构发射结构边发射垂直表面发射-光功率光功率由腔体长度调节由面积调节-泵浦方式泵浦方式电流电流泵浦源驱动电路（通过光纤耦合进入光纤）运转方式运转方式连续、脉冲连续、脉冲连续、脉冲优

54、点优点峰值功率高，功率密度高、损伤阈值高，较高的调制频率，稳定的单模工作，配套技术成熟光束垂直衬底发射，易于二维集成，较高的调制频率，稳定单模工作，易于实现温漂系数小发光功率高（人眼安全峰值功率高）缺点缺点单点发光，椭圆光斑不利于光束整形；生产成本高，难以保证一致性（机械化生产水平低）器件未成熟，距离受限，功率密度需进一步提升成本高，功耗高数据来源：头豹研究院、老鹰半导体、长光华芯、欧司朗、招商证券表：主要激光器类别及性能参数对比表：主要激光器类别及性能参数对比-24-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动VCSEL激光器激光器集合了红外边发射激光器的很多优点，采

55、用更优质的激光源，既像红外LED非常适合大规模晶圆级生产，工艺和封装成本较低，又有边发射激光器非常好的光谱和较高的光密度特性；它还有温度漂移非常低的特征，从低温到高温每组VCSEL的典型漂移仅为0.07nm/K。这是其他光源很难做到的，这也是被苹果选中作为Face ID光源的重要原因。这是用于VCSEL的架构决定了它可以在许多光源的选择中胜出。VCSEL芯片具有光电转换效率高、发散角小、光束质量好、波长稳定性好、可靠性高、阈值电流小、功耗低等优点，且易于与光纤耦合，易于单纵模发射和实现高调制频率，加上易于制备二维发光阵列，大批量生产成本可控，但输出功率及电光效率较边发射激光芯片低。对比指标对比

56、指标IRLEDVCSELEEL类型类型LED激光器激光器激光器激光器大规模生产晶圆级晶圆级分离级芯片光功率密度低中高输出功率4.5W10W120W光束质量发散角大高散度对称圆形/发散角小低散度非对称椭圆形发散角大中等散度温漂系数0.25 nm/K0.07 nm/K0.25 nm/K频谱宽度20-30 nm1-2 nm1-2 nm光斑密度低低，有序高转换时间低速高速高速封装难易程度简单简单难成本最低较低较高表：表：VCSELVCSEL技术优势技术优势数据来源：维科网激光、老鹰半导体、招商证券-25-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动随着汽车激光雷达的市场需求增长

57、随着汽车激光雷达的市场需求增长，多结多结VCSEL阵列成为全球领先厂商的重点布局产品阵列成为全球领先厂商的重点布局产品。相比单结VCSEL，多结VCSEL可以：（1）提升PCE（电光转换效率），降低功耗；（2）提供更高的功率密度，对光学系统设计更加友好；（3）提高斜率效率，对激光驱动器更加友好；（4）提供更高的峰值功率，扩大测距工作范围；（5）降低激光器的“每瓦成本（Cost per Watt）”。20202021年，全球主要厂商陆续发布了双结和三结VCSEL产品，Lumentum更是在2021年3月首发五结和六结VCSEL阵列，每个发射孔的光功率超过2W，从而使得1平方毫米VCSEL阵列的峰

58、值功率超过800W。综上所述，多结、可寻址VCSEL阵列是实现高性能全固态中远程激光雷达的关键底层技术。数据来源：麦姆斯咨询、招商证券图：多结图：多结VCSELVCSEL利于利于dToFdToF模式模式数据来源：Lumentum、招商证券图：传感应用的图：传感应用的VCSELVCSEL发展趋势发展趋势-26-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动简单来讲简单来讲，多结VCSEL的工作原理就是将多个PN结串联，带来的结果则是用同样的电流获得相应倍数的光功率，或者说要获得同样的光功率，只需要N分之一的电流即可，这样节省了功耗，降低了对电流的压力。多结VCSEL的功率密

59、度高，因此芯片可以做得很紧凑。欧司朗红外与传感器市场经理总认为，通过电流和驱动能够有效解决通过电流和驱动能够有效解决“VCSEL功率做不大的功率做不大的”的业内难的业内难题题，以及多结以及多结（两结两结、三结三结）VCSEL出光形状出现中间越来越暗的趋势出光形状出现中间越来越暗的趋势。欧司朗通过特殊的设计实现小山峰型的出光光型，不管是两结还是三结，不仅四周有亮度，中间也有亮度，从而获得更均匀的配光效果。从单孔1/2/3结VCSEL性能数据看到：功率几乎呈线性增长；电压增长速度小于功率增长速度，PCE相应地提升；阵列1/2/3结VCSEL也表现出同样的趋势。DesignPCEPower(mW)V

60、ottage(V)Slope Eff(nmW/mA)Single52%5.01.91.1Double59%103.32.10Triple60%174.63.15Peak performance comparison图：图：1550nm1550nm波长的光比波长的光比905nm905nm的光可发射更大功率的光可发射更大功率数据来源：欧司朗、MEMS、招商证券整理-27-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动VCSEL市场当前规模偏小市场当前规模偏小，但呈现快速增长趋势但呈现快速增长趋势。根据Yole发表的VCSEL-2021年技术和市场趋势报告显示，在手机消费、通信

61、设备、汽车工业等多产业的推动下，全球全球VCSEL市场预计将从市场预计将从2021年的年的12亿亿美元美元增长到增长到2026年的年的24亿美元亿美元（VCSEL市场规模市场规模5年内或将翻倍年内或将翻倍），期间复合年增长率为期间复合年增长率为13.6%。其中：手机消费手机消费市场预计将增长到17亿美元，复合年增长率为16.4%；电信和其设施电信和其设施市场将增长至5.66亿美元，复合年增长率为5.6%；工业应用市场预计将增长至2100万美元，复合年增长率为6.3%；安防市场预计将增长至700万美元，复合年增长率为17.1%；医疗市场预计将增长至200万美元，复合年增长率为32.4%；汽车和其

62、通信设备汽车和其通信设备市场预计将增长至5700万美元，复合年增长率为121.9%，主要应用于激光雷达和驾驶员监控等汽车场景。图：全球图：全球VCSELVCSEL市场规模及分布情况市场规模及分布情况数据来源：Yole、招商证券图：传感应用的图：传感应用的VCSELVCSEL芯片代表厂商芯片代表厂商数据来源：麦姆斯咨询、招商证券-28-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动根据麦姆斯咨询，2020年全球VCSEL市场规模达到11.5亿美元，“传感应用重塑传感应用重塑VCSEL产业产业”占据最大市场份额：75%；通信应用占据第二大市场份额：24%。其他应用还包括制造领

63、域的工业热处理、激光打印，以及计时领域的原子钟。传感应用的传感应用的VCSEL供应商主要有供应商主要有Lumentum、II-VI、ams&Osram、纵慧芯光纵慧芯光、TRUMPF、华立捷等华立捷等。中国中国VCSEL产业蓬勃发展产业蓬勃发展。作为苹果VCSEL的主要供应商，Lumentum和II-VI占据了市场主要份额。但是，近些年，中国VCSEL供应商层出不穷众多国际大厂海归专家与本土人才共同掀起创业热潮，造出自主可控的“中国芯”。这种蓬勃发展的趋势吸引众多资本方对VCSEL产业链各个环节进行投资，涉及芯片设计和制造公司、外延和晶圆制造代工厂、设备和材料供应商、传感模组/系统厂商等。图：

64、传感应用的图：传感应用的VCSELVCSEL产业链产业链数据来源：麦姆斯咨询、招商证券（以上仅为代表厂商，未列举全部）图：图：20202020年各种应用的年各种应用的VCSELVCSEL市场份额市场份额数据来源：麦姆斯咨询、招商证券以VCSEL、射频器件为代表的III-V族化合物半导体市场的强劲需求和蓬勃发展，因此越来越来越多的中国越多的中国GaAs外延外延及晶圆制造厂应运而生及晶圆制造厂应运而生，既包括纯外延及晶圆代纯外延及晶圆代工厂工厂（例如唐晶量子、中科芯电、三安集成电路、全磊光电、海威华芯），又包括内部拥有内部拥有外延及晶圆制造厂的外延及晶圆制造厂的IDM厂商厂商（例如长光华芯）。-2

65、9-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动国内国内VCSEL行业起步较晚行业起步较晚，此前能够大规模生产此前能够大规模生产VCSEL的厂家大部分集中于欧美日的厂家大部分集中于欧美日。国外国外欧司朗欧司朗已布局了丰富的VCSEL芯片产品线：不同封装方式（QFN封装、陶瓷封装）、不同波段（850 nm、940 nm等）、是否集成光电探测器（PD）监测选项、不同功率段、不同视场角（FOV）。在封装成品和裸芯片领域，欧司朗都可以提供非常完整的产品选型。随着中美贸易摩擦，以及工信部等相关部门颁布多个行业相关指导文件，并将光芯片上升为国家战略，国内涌现出一批初创企业和部分老牌

66、厂商进入VCSEL芯片市场，但总体上以芯片设计为主、由中国台湾公司代工，而较少有自己的工厂和产线。中国中国VCSEL厂商以创业型为主厂商以创业型为主。长三角地区包括纵慧芯光、睿熙科技、长光华芯、度亘激光、老鹰半导体、长瑞光电（中际旭创投资）；珠三角地区包括博升光电、柠檬光子、瑞识科技、新亮智能；此外还有总部位于武汉的仟目激光。此外，中国LED上市厂商（例如三安光电、乾照光电、华灿光电）也积极投身于VCSEL热潮之中。国内国内苏州长光华芯苏州长光华芯建成投产了国内首条具有完整生产工艺的VCSEL芯片生产线，提供850940 nm波段的VCSEL产品，适用于飞行时间（ToF）和结构光（Struct

67、ured light）的方案。光通信领域VCSEL芯片厂商同消费级有较强的技术延展性。图：长光华芯完整图：长光华芯完整6 6寸线工艺平台和量产产线概况寸线工艺平台和量产产线概况数据来源：长光华芯访谈、招商证券-30-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-驱动驱动VCSEL的制造难度高的制造难度高，我国的高功率半导体激光芯片一直受外延生长技术、腔面钝化技术以及器件制作工艺水平的限制，导致国产芯片的功率、寿命方面较国外先进水平尚有较大差距。其中其中，外延外延工艺工艺、氧化工艺氧化工艺、保护绝缘等工艺均等需要深厚的技术积累保护绝缘等工艺均等需要深厚的技术积累，尤其外延生长技术为

68、其生产的核心壁尤其外延生长技术为其生产的核心壁垒垒，该良率水平直接影响企业生产成本该良率水平直接影响企业生产成本。VCSEL是通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）工艺在衬底上沉积复杂的多层膜结构而形成的。外延层主要由产生光子的有源层和分布布拉格反射镜（DBR）组成，有源层夹在上、下两个分布布拉格反射镜之间，形成类三明治型结构，由于每个分布布拉格反射镜由许多外延层构成，每个外延层的折射率和厚度需定制化，对外延生长质量要求很高。目前目前，VCSEL外延技术基本被国际外延技术基本被国际及中国台湾及中国台湾厂商垄断厂商垄断，国内国内VCSEL企业主要以芯片设计企业主要以芯片设计

69、、委托中委托中国台湾国台湾厂商制造为主厂商制造为主，国内长光华芯已自主建设产线国内长光华芯已自主建设产线。图：图：VCSELVCSEL外延生长层示意图外延生长层示意图数据来源：MEMS、招商证券图：图：VCSELVCSEL芯片关键制造工艺芯片关键制造工艺数据来源：长光华芯、招商证券-31-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-波长波长激光最关键指标在于波长激光最关键指标在于波长，一般会考量四个因素：人眼安全、与大气相互作用、可选用的激光器以及可选用的光电探测器。由于要避免可见光对人眼的伤害，激光雷达选用的激光波长有两种选择：传统激光雷达以传统激光雷达以905nm波长波长（

70、近红外激光近红外激光）为主为主，该波长激光器件相对成熟，成本较低，但考虑到人眼安全要求，激光功率受到明显限制，同时太阳光中存在较多近红外背景光，传感器信噪比物理上受限，以当前市面主流半固态激光雷达为例，最大探测距离限制在150200米左右。1550nm波长背景光干扰问题相对较小波长背景光干扰问题相对较小，可以实现远距离探测；可以实现远距离探测；同时采用相干技术，探测器只对自身发射的激光回波响应，信噪比远高于905nm-ToF激光雷达，Falcon10%反射率探测250米，最远探测距离可以达到450500米。但该波段硅没有办法探测，需要用InGaAs（砷化镓铟）探测器，成本会更高；此外，波长越长

71、，滤片的难度越大，因为需要膜层太厚比较难镀，良率会下降，所以1550nm价格会上升很多。图：图：1550nm1550nm波长的光比波长的光比905nm905nm的光可发射更大功率的光可发射更大功率数据来源：智能汽车俱乐部、招商证券图：传感器频谱分布图：传感器频谱分布数据来源：华为智能汽车解决方案2030、招商证券-32-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-波长波长基于1550nm人眼安全及探测距离长的优点，沃尔沃、奥迪等车企都计划用Luminar基于1550的TOF激光雷达，但1550纳米激光器也存在缺点及争议：成本太高成本太高，且短期内很难降下来且短期内很难降下来。1

72、550nm激光器使用的材料不是硅基CMOS，而是磷化铟（lnp）；并且它还需要外部电源和复杂的电子控制装置，因此，成本居高不下。此外，1550纳米激光器还需要跟昂贵的铟镓砷（GaAs）APD配对使用。容易被水雾吸收容易被水雾吸收，在雨天无法正常工作在雨天无法正常工作。多数激光雷达厂商在跟九章智驾交流的过程中都提到，1550纳米激光器很容易被水雾吸收（几毫米厚的水层就可以把1550纳米激光的能量全部吸收，在光通信领域中的专业名词是“水空吸收”），难以被反射回来，因而在雨天难以正常工作。图：各模型衰减系数与降雨率的变化关系图：各模型衰减系数与降雨率的变化关系指标指标要求要求905nm1550nm安

73、规安规波长越短，光子能量越高，对人眼伤害越大，安规限制越严格限制大限制小传感器传感器传感器材料决定了光谱响应灵敏度，InGaAs材料价格远高于SiSiInGaAs光源器件光源器件主要考虑成本、体积、光束质量和功率，目前光纤激光器的单价约数万元半导体激光器光纤激光器日光干扰日光干扰地面日光光谱受多个因素影响，影响背光水平干扰大干扰小大气散射大气散射波长越长，穿透能力越强穿透能力弱穿透能力强图：激光雷达波长：图：激光雷达波长：905nm VS 1550nm905nm VS 1550nm数据来源：Low-cost Retina-like Robotic Lidars Based on Incomme

74、nsurable Scanning、知网、招商证券-33-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-波长波长目前，TOF激光雷达的激光器以905nm为主（有成本优势），Luminar、图达通及一径科技等用的是1550nm，而而FMCW激光雷达激光雷达的激光器的激光器，则全部都是则全部都是1550nm。FMCW采用采用1550nm主要系主要系“供应链成熟度供应链成熟度”。在光通信领域，同FMCW搭配的都是基于1550nm波段的器件，这些器件的供应链相对成熟，成本也可控；此外，在FMCW的相干放大原理下，理论上1550nm可以比905nm测试40倍远的距离；FMCW要保证回光能和

75、本地光进行干涉，现阶段，窄线宽激光器（相干性较好）只有基于1550nm的。FMCW 1550nm激光器价格远低于激光器价格远低于TOF 1550nm激光器激光器。FMCW信噪比与传输光子总数正相关，而非峰值功率，因此FMCW模式所需的光源功率可由TOF所需的100W降至100-150mW，从而降低1550nm激光器的成本。激光波长激光波长探测距离探测距离（m)精度精度测点速率测点速率（点（点/秒）秒）水平水平/垂直垂直视场角视场角扫描频率扫描频率（Hz)抗干扰抗干扰性能性能功耗（功耗（W）尺寸尺寸(mm)LS21G1550nm250m5%5cm200万/800万120。10-30完全抗干扰40

76、/45270*170*50LS21F1550nm250m5%5cm100万/400万60。10-30完全抗干扰30/35170*130*50LS21E1550nm250m5%5cm100万/400万60。10-30完全抗干扰30/35160*130*76图：镭神智能最新发布自研图：镭神智能最新发布自研1550nm1550nm光纤激光器（光纤激光器（MEMSMEMS固态激光雷达）固态激光雷达）数据来源：镭神智能、招商证券-34-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-产业链产业链竞争格局：国外制造商在激光器领域领先竞争格局：国外制造商在激光器领域领先，国内制造商加速追赶国内制

77、造商加速追赶国外：国外：AMS（收购Osram)、Lumentum等美国和欧洲公司起步较早，技术上具备领先优势，半导体激光芯片及器件厂商仍以国外企业为主，占据国内大部分市场份额（EEL、VCSEL均在2/3以上份额），对下游的激光雷达厂商议价能力较强。II-VI目前业务集中在消费电子领域，未来或将加入汽车领域的竞争。此外，国外龙头加快产业链纵向整合，Lumentum收购上游Oclaro和NeoPhotonies；AMS收购Osram；II-VI收购Finisar。国内：国内：炬光科技、长光华芯、纵慧芯光等国内企业起步较晚，大部分直接布局VCSEL业务，推动国产化替代进程。其中，长光华芯、纵慧芯

78、光等聚焦芯片技术（掌握外延、封装等），向半导体激光器件成品延伸；炬光科技向上游供应商外采激光芯片，自研激光光学组件，直接提供发射模组。半导体器件与模组相比，模组的附加价值更高。图：激光器行业主要玩家汇总情况图：激光器行业主要玩家汇总情况数据来源：各公司官网、招商证券VCSEL芯片研发及设计激光光学业务+对外采购高功率半导体进行封装生产模块对外采购高功率半导体进行封装生产模块高功率半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体的生产星汉激光凯普林半导体激光芯片、器件及模块等激光行业核心元器件的研 发、生产（IDM）二极管激光器产品组合芯片+激光器成品包括激光器+芯片+传感器在内的LIDAR产品组合齐全的

79、激光雷达产品矩阵半导体电光器件、模块及系统设计、制造 LiDAR 和激光测距仪激光器+传感器+相应光学器件-35-激光雷达产业链激光雷达产业链发射系统发射系统-激光器激光器-主流厂商主流厂商激光雷达激光器部分企业如下图所示：激光雷达激光器部分企业如下图所示：LUMENTUMLUMENTUM:。拥有全球领先的 EEL 技术和VCSEL 技术，同时收购了上游Oclaro和NeoPhotonies。是芯片设计、外延生长、晶圆制造、封装测试等环节覆盖公司。针对汽车激光雷达和工业部署首发五结和六结 VCSEL阵列。与禾塞科技合作的激光雷达已拿下多家主机厂订单，长光华芯长光华芯:专注于VCSEL芯片，是国

80、内少数采取IDM模式设计制造芯片的公司。车载激光雷达属于其下游发展的产业之一，目前逐步提升产量。纵慧芯光：纵慧芯光：专注于VCSEL芯片研发设计。采取fabless外延生产模式。目前已通过AEC-Q102以及IATF16949认证，由消费级向车规级迈进，获得大疆，华为、小米等知名企业投资。镭神智能镭神智能:打造了国内首个、全世界第二个获车规认证的激光雷达。全球唯一拥有1550nm光纤激光器及其核心高功率元器件自研自产能力的激光雷达公司。已经与金龙、五菱、东风悦享、陕汽等知名车企达成合作。-（高意高意）：主业包括高功率半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体的生产。在VCSEL高功率芯片生产中是唯

81、一可以衬底的产业链全覆盖公司。以往主要集中在车内感应，目前正在积极探索激光雷达。AMSAMS-OSMAROSMAR:2020年ams完成对 OSRAM的收购。VCSEL技术包括外延结构和芯片设计、外延生长、前/后端处理、封装以及高级测试和仿真。905nm激光器已经和Cepton达成合作，拥有量产订单。CoherentCoherent:是全球最大的激光器生产厂商，于2021年被高意收购。目前其主要激光业务集中于医疗切割，3C治疗等工业用途。LumibirdLumibird:由光纤激光器公司Keopsys和固体激光器公司Quantel于2017年10月合并组建而成。主要业务为设计、制造 LiDAR

82、 和激光测距仪。为自动驾驶板块提供光纤放大器和固体激光器。凯普林：凯普林：控制从半导体激光器芯片贴片到光纤光纤耦合的每个工艺环节，闪电系列光纤激光器在同类产品中达领先水平，体积减小90%以上。炬光科技炬光科技:持续交付量产的 Flash LiDAR 面光源模组产品及激光雷达光学整形器件，千瓦级VCSEL线光斑激光雷达发射模组LX02，已与多家国内外知名的车载激光雷达行业头部客户开展了合作。博升光电：博升光电：拥有丰富的VCSEL光芯片技术积累和储备、以及下一代核心专利技术高对比度光栅(HCG)，具备VCSEL芯片设计、外延、氧化等核心工艺环节能力。瑞波光电：瑞波光电：最早进入半导体激光芯片领域

83、的公司之一，国内唯一能提供638nm1700nm全波段的大功率半导体激光芯片的供应商。Xiton PhotonicsXiton Photonics：专注于将小众产品作精，作稳，满足特定客户群体的应用要求，提供全固态激光器，广泛应用于激光雷达领域，处于小批量出货阶段。柠檬光子：柠檬光子：具备全功率等级的VCSEL芯片系列产品目录：领先业界的高性能大功率808nm、850nm和940nmVCSEL芯片系列产品，以及独家创新专利HCSEL激光芯片。已与多家上市公司签订战略合作协议。长瑞光电长瑞光电:原公司主营业务包括光收发模块组装，工艺生产内容主要为二极管、集成电路等部件和PCB板的SMT业务。现公

84、司目前专注于高速光芯片的设计、制造和销售。公司针对传统数通市场，面向光模块制造企业。目前研发并应用在包括25Gb/s-NRZ和50Gb/s-PAM4在内的850nm砷化镓基高速多模VCSEL芯片产品，并已具备扩展到GaAs制程产线。-36-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器LUMENTUMLUMENTUM公司在中国公司在中国3D传感市场已达成一定市场规模传感市场已达成一定市场规模。Lumentum 自 2010 年开始布局 3D 传感市场。截止2020年已累计发货超8.5亿颗3D传感激光器，其中VCSEL超8亿颗，自2018年至2020年在中国市场3D传感VCSEL发货量已经超过 6 千

85、万颗。公司面向车载激光雷达提供多种公司面向车载激光雷达提供多种VSCEL产品产品。公司面向iToF、dToF、结构光、汽车In-cabin及汽车激光雷达等多种应用提供VCSEL产品：（1）用于远程调频连续波(FMCW)相干 LiDAR 的1550 nm 窄线宽DBR 二极管激光器；（2）用于短程 LiDAR 和舱内监控的高功率 905 nm 和 940 nm VCSEL 阵列照明器。Lumentum 还为短程、中程和远程 LiDAR 应用提供极高峰值功率的多结 VCSEL 阵列，并于2022年3月发布了针对汽车开发的高性能车规级M系列多结VCSEL阵列。与知名车企共同开发激光雷达解决方案与知名

86、车企共同开发激光雷达解决方案。目前公司与禾塞科技共同打造面向自动驾驶的车规级长距半固态激光雷达AT128，该雷达在10%反射率情况下探测距离可达200米，目前已经拿到了多家主机厂总计数百万台的定点，并将在2022年开始大规模量产交付。图：图：LumentumLumentum高性能高性能M M系列系列数据来源：上海品茶、招商证券M51-100 905nm 70W多结VCSEL阵列汽车级高性能M系列：是公司新开发，具有峰值功率，适用于短距离和远程高级移动性的工业LiDAR应用。M系列可轻松集成到客户平台中，可替代现有机械扫描系统中的边缘发射激光器，或阵列成可配置的照明源，用于可寻址的固态电子扫描激

87、光雷达系统。目前发布了符合AEC-Q102标准的M51-100。预计于2022年第二季度发布：（1）M52-100-专为行扫描LiDAR解决方案设计的100 W多结VCSEL阵列，（2）M53-100-专为闪存LiDAR系统量身定做的400 W器件，具有前所未有的VCSEL产品功率。多结多区产品设计经验丰富：2021 年 3 月lumentum针对汽车激光雷达和工业部署首发M系列五结和六结 VCSEL 阵列，其中单个VCSEL 发射器的光功率超过 2W，1 平方毫米 VCSEL 阵列的峰值功率超过 800W。VCSEL的光功率密度已大幅提升到1000 W/mm，能够顺利替换EEL，成为激光雷达

88、系统设计的首选光源。-37-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-II-VI具有几十年的晶体生长和材料加工的经验具有几十年的晶体生长和材料加工的经验，能使激光雷达传感器和广泛的组件、模块进行组合，为客户提供多样化定制服务。在芯片领域在芯片领域，II-VI是世面上唯一一家从衬底、外延、晶圆制造、到封装测试，覆盖高功率半导体芯片全产业链上下游的公司。在衬底流程，II-VI能为客户提供全系列的衬底直径，包括世界第一的200毫米的衬底。在车载雷达领域逐步扩张在车载雷达领域逐步扩张，积极筹备积极筹备。据21年财报显示，II-VI 在2020年收购 Finisar 后，在 3D 传感领域的 VCSEL

89、 市场份额实现巨幅增长；同时，II-IV 也为汽车市场的车内传感、自动驾驶等应用提供VCSEL 阵列产品，并积极参与车载激光雷达项目。目前已经与福特汽车公司达成合作。公司于公司于2021年年3月月，推出用于汽车激光雷达固态激光器的陶瓷推出用于汽车激光雷达固态激光器的陶瓷YAG光学材料光学材料。II-VI的新型陶瓷YAG基于专有的生产工艺，比晶体YAG更具可扩展性。能够扩大生产规模以满足客户需求的同时，保持非常严格的掺杂均匀性公差，增强固态激光器在长距离汽车激光雷达中的竞争力。图：图：-用于激光雷达用于激光雷达VSCELVSCEL传感产品矩阵传感产品矩阵数据来源：公司官网、招商证券主要的VSCE

90、L系列产品为：(1)符合AEC-Q102标准的940nmVCSEL泛光照明模块;(2)940nm多模双结VCSEL阵列-适用于短程激光雷达；(3)940nm高功率MM VCSEL芯片,适用于Tof;(4)高功率VCSEL阵列，能够满足广泛的光学3D传感和汽车应用。图：陶瓷图：陶瓷YAGYAG光学材料光学材料II-VI 利用其垂直整合的制造工艺，生产出最高质量的陶瓷YAG激光光学器件，尺寸可达100毫米，约为晶体YAG的4倍，也使高能固态激光应用于卫星通信和定向能源。-38-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器AMSAMS-OSRAMOSRAMAMS通过合并收购通过合并收购，布局传感器市场布

91、局传感器市场。AMS在17 年收购业内领先的 VCSEL 供应商 Princeton Optronics后，于20年收购欧司朗。欧司朗作为汽车照明领域全球市场和技术的领导者，在研发生产激光雷达系统专用红外激光器方面具有多年的经验。在2020年2月，推出了专为激光雷达系统的高分辨率近场探测而开发的SPL DP90_3新型单通道脉冲激光器，适用于探测汽车周边环境。AMS收购欧司朗，进一步强化了公司的传感器产业战略，有助于公司进军自动驾驶汽车市场。AMS-OSRAM已经成为已经成为905nm激光器领跑者：激光器领跑者：艾迈斯欧司朗是市场上唯一同时提供 EEL 和 VCSEL 解决方案的厂商。并向市场

92、推出了第一款905nm边缘发射激光器，由于其低成本和可靠性，成为激光雷达解决方案中最常用的波长；同时欧司朗的905nm激光器是市场上效率最高的激光器之一，能提供自动驾驶汽车在雨/雪/雾等任何天气条件下运行所需的远程测量数据。目前目前905nm激光发射器已经被应激光发射器已经被应用于和用于和Cepton合作合作，将配置在将配置在OEM的大规模量产合同上的大规模量产合同上。在未来，欧司朗将继续投资推进905nm激光技术，使其更高效、更易于集成。图：图：SPL DP90_3SPL DP90_3脉冲激光器脉冲激光器数据来源：上海品茶、招商证券图：自动驾驶解决方案图：自动驾驶解决方案数据来源：上海品茶、

93、招商证券产品特征：光束质量得到大幅提升，尺寸只有0.3毫米x 0.6毫米，有利于系统制造商的紧凑设计。该组件的输出功率为65瓦，输出功率为20a，效率约达30%，有助于降低系统运行总体成本。该组件适用于中短型车载雷达，用于拍摄汽车周边环境，为后续系统分析提供高分辨率图像。纳米堆叠脉冲激光二极管（EEL）：采用可靠的应变InGaAs 材料，大功率大光腔激光器结构以及纳米堆叠激光技术。VCSEL（垂直腔面发射激光器）：用于短程、中程和远程测量的高功率密度。目前ams OSRAM的VCSEL 照明器已经和 Melexis 汽车达成合作，用于车内传感。-39-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-

94、长光华芯长光华芯长光华芯长光华芯:主要致力于高功率半导体激光器芯片主要致力于高功率半导体激光器芯片、高速光通信半导体激光芯片高速光通信半导体激光芯片、高效率半导体激光高效率半导体激光雷达雷达3D传感芯片及相关光电器件和应用系统的研发生产和销售传感芯片及相关光电器件和应用系统的研发生产和销售。产品广泛应用于：工业激光器泵浦、激光先进制装备、生物医学及美容、高速光通信、机器视觉与传感等。2021年公司营收达4.29亿人民币，主要为高功率单管系列、高功率巴条系列、高效率VCSEL系列等产品的销售收入。高功率单管系列产品为公司主营业务收入最主要的组成部分，占主营业务收入的比重始终在70%以上，具有较强

95、的市场竞争力；高效率VCSEL系列产品是近年来公司着力布局的业务领域，收入主要是为相关客户的集中采购商开展的VCSEL芯片设计开发服务，具有较高的技术附加值，毛利率相对较高，2020年和2021年1-6月相关产品毛利率为67.32%和61.40%，毛利占比为2.96%和1.16%。图：长光华芯图：长光华芯20营收、净利润（亿元）营收、净利润（亿元）产品产品2021年1-6月2020年2019年2018年高功率单管系列高功率单管系列44.84 25.84 23.58 22.88 高功率巴条系列高功率巴条系列77.81 72.90 72.19 63.05 高效率高效率

96、VCSEL系列系列61.40 67.32-其他其他69.14 51.94 25.11 2.52 主营业务毛利率主营业务毛利率52.78 31.34 35.52 30.97 表：长光华芯表：长光华芯20主营业务毛利率（主营业务毛利率（%）数据来源：长光华芯招股书、招商证券数据来源：长光华芯招股书、招商证券2020年高功率单管系列高功率巴条系列高功率VCSEL系列2021年1-6月图：长光华芯图：长光华芯20202020、20212021上半年主营业务收入拆分上半年主营业务收入拆分数据来源：长光华芯招股书、招商证券0.921.392.474.29-0.14-1.290

97、.261.15(2)(1)0123452018年2019年2020年2021年总营收净利润-40-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-长光华芯长光华芯在车载激光雷达发射芯片部分在车载激光雷达发射芯片部分，公司目前生产的940/905nm多结VCSEL芯片，PCE（光电转换效率）达62%，功率密度可达1200W/mm2。目前预投资3.05亿元建设VCSEL及光通讯激光芯片产业化项目，建设完成后VCSEL芯片产能达7000万颗，提高车用芯片的产量。公司研发的面发射高效率VCSEL系列产品目前已获得相关客户量产订单。VCSEL目前主要应用于消费电子、激光雷达、光通讯。消费电子方面包括手机、AR

98、、VR等终端应用，公司目前主要为华为供手机的VCSEL芯片；无人驾驶汽车激光雷达方面无人驾驶汽车激光雷达方面，VCSEL芯片目前处于研发和样品认证阶段，预计今年年内会通过客户认证以及车规IATF16949和AECQ认证，当前主要抓两个头部企业做验证，后期会全面推广到其他激光雷达方案公司；光通讯方面，目前只服务战略股东华为。图：公司主要产品及下游应用场景图：公司主要产品及下游应用场景VCSEL雷达模组数据来源：长光华芯招股书、招商证券图：公司所处产业链情况图：公司所处产业链情况数据来源：长光华芯招股书、招商证券-41-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-长光华芯长光华芯长光华芯目前已建成从

99、芯片设计长光华芯目前已建成从芯片设计、MOCVD（外延外延）、光刻光刻、解理解理/镀膜镀膜、封装测试封装测试、光纤耦合等完整的工光纤耦合等完整的工艺平台和量产线艺平台和量产线，是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司，整个工艺平台拥有完全自主知识产权。Lumentum、II-VI、AMS等都拥有完整的芯片生产工艺平台，能够高效地控制工艺流程，缩短芯片研发和改良周期。我国高功率半导体激光芯片一直受外延生长、腔面钝化技术以及器件制造水平等限制。当前国内在超高功率边发射激光器芯片和VCSEL芯片方面具备量产化制造能力的只有长光华芯。在在器件设计及外延生器件设计及外延生环节环节，公司通过非

100、对称的波导结构设计非对称的波导结构设计，在不改变光场模式曲线的情况下，实现对有源层光场限制因子及内部损耗的独立优化，采用大光腔结构改善了近场模式和远场输出特性，增大发光面积，相对减小输出光功率密度，在增加输出功率的同时保证器件寿命。在腔面钝化方面在腔面钝化方面，公司采用腔面钝化处理技术率先提出自主创新的腔面钝化及窗口制备方案腔面钝化及窗口制备方案，制备高稳定性及高重复性的宽带隙腔面无吸收窗口结构，大幅降低了激光器腔面的激光吸收从而减少热量产生，提高芯片抗损伤阈值，最终实现芯片输出功率及可靠性的提升。技术类别技术类别核心技术名称核心技术名称技术来源技术来源产品应用情况产品应用情况腔面钝化腔面钝化

101、处理技术处理技术高功率芯片腔面技术/高 COMD 阈值的腔面保护技术自主研发高功率激光单管/巴条芯片、光通信芯片器件设计器件设计及外延生及外延生长技术长技术高功率高效率高亮度芯片结构设计自主研发高功率激光单管/巴条芯片、VCSEL 芯片、光通信芯片分布式载流子注入技术自主研发高功率激光单管/巴条芯片MOCVD 外延生长技术自主研发高功率激光单管/巴条芯片、VCSEL 芯片、光通信芯片多有源区级联的垂直腔面发射（VCSEL）半导体激光器的设计自主研发VCSEL 芯片数据来源：长光华芯招股书、招商证券表：长光华芯外延生长、腔面钝化核心技术情况表：长光华芯外延生长、腔面钝化核心技术情况-42-激光雷

102、达产业链激光雷达产业链激光器激光器纵慧芯光纵慧芯光纵慧芯光纵慧芯光:提供高功率和高速提供高功率和高速VCSEL解决方案解决方案，拥有专门的晶圆代工厂，用于芯片键合、引线键合、光学封装和测试，可满足批量订购和需求服务的内部包装和测试技术。建立了6英寸GaAs制造基础设施和供应链，提供消费、医疗、汽车应用所需的最大批量生产，灵活定制芯片或封装配置。在常州自建外延产线和封测产线，产品研发迭代速度远快于采用无晶圆厂（Fabless）模式的VCSEL厂商，且品质可控。公司于2020年完成AEC-Q102第三方车规认证，是国内第一家通过该认证的厂商。认证的VCSEL产品直接采用裸芯片方式，展现出纵慧芯光的

103、VCSEL器件强足的实力。正在积极与国内外多家一线激光雷达（LiDAR）厂商合作开发下一代混合固态和固态LiDAR方案。图：纵慧芯光融资事件图：纵慧芯光融资事件数据来源：同花顺iFinD、招商证券融资时间融资时间投资机构投资机构轮次轮次金额金额2022-03-04深圳市大疆创新科技有限公司PreD2021-09-02CPE源峰，天津长安树企，管常州嵩芯实业投资，比亚迪，江苏疌泉华杰信诺基金，深圳前海盛浩股权投资，深圳市创启开盈商务咨询合伙企业(有限合伙)，高榕资本C+1亿人民币2020-12-07小米集团战略投资2020-12-05长江小米基金C+2020-06-11哈勃投资战略投资2020-

104、06-09哈勃投资C2019-02-18前海母基金，华业天成(华诺创投)，武岳峰资本，追远创投B+2亿人民币2019-01-31上海武岳峰集成电路信息产业基金，上海锴晏，不公开的投资者，前海母基金，华业天成投资，华盈开泰，追远创投，高榕资本B+1.13亿人民币2018-01-16华业天成(华诺创投)，耀途资本，追远创投，青岛智慧产业股权投资基金，高榕资本B2018-01-01不公开的投资者BVCSEL具有以下优点：高效率、低能耗高效率、低能耗低波长低波长-温度灵敏度温度灵敏度（0.07nm/C）低斑点低斑点波长范围广，从波长范围广，从800nm到到1064nm产品范围从低功耗（几产品范围从低功

105、耗（几mW）单发射器到）单发射器到10W的的高功率阵列高功率阵列高可靠性高可靠性定制包装可用性定制包装可用性技术：技术：拥有世界一流的核心MOCVD技术，通过专有的晶圆加工，芯片封装和测试以及集成的光学功能进行增强，使公司能够确保在全球拥有强大的市场地位。设施：设施：专用的6“晶圆代工厂拥有尖端技术和高端设施，维护多种标准工艺来源，可灵活地定制芯片或封装配置，支持并适应以客户为中心的铸造服务。人才：人才：团队由业内最具创新性的技术专家、战略风险投资家和在光电器件设计、生产、封装和应用业务方面经验丰富的高管组成。专业知识和严格的质量控制确保以最高的精度和过程可重复性获得设计的外延结构。图：纵慧芯

106、光核心优势图：纵慧芯光核心优势数据来源：纵慧芯光官网、招商证券-43-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器镭神智能镭神智能数据来源：天眼查、招商证券数据来源：iFinD、招商证券图：镭神智能股权架构图：镭神智能股权架构表：镭神智能融资事件表：镭神智能融资事件镭神智能镭神智能:是全球唯一一家是全球唯一一家同时掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理的激光雷达公司;是国内唯一一家是国内唯一一家自主研发出激光雷达专用16通道TIA芯片、激光雷达自动化及半自动化生产线、1550nm光纤激光器的激光雷达公司。在徐州自建有全自动激光雷达生产基地，工厂导入SMT标准产线，产线囊括

107、从激光雷达组装、SMT贴片，到激光器、半导体、探测器的封装，再到光纤器件、光纤激光器生产，同时具备激光雷达元器件的研发和生产能力。2021年公司出货2万台，2019年和2020年出货超过1万台，针对车规级产品主要为905nm混合固态激光雷达和1550nm光纤激光混合固态激光雷达。公司已完成近3亿元C轮融资，主要用于车规混合固态激光雷达的研发和产业化、全自动化产线升级、自研核心驱动集成芯片和接收端集成芯片、以及1550nm光纤激光雷达及核心高功率光纤元器件的研发布局。融资时间融资时间事件名称事件名称事件轮次事件轮次 融资金额融资金额最新估值最新估值2021/7/29镭神智能获国联通宝资本、投控东

108、海、正奇金融等机构3.00亿元人民币C轮投资。C3亿人民币2020/3/25镭神智能获同威创投B+轮投资。B+1.5亿人民币2018/4/10镭神智能获达晨创投/达晨财智、信业基金、天津仁爱智汇等机构1.00亿元人民币B轮投资。B1亿人民币2017/12/26 镭神智能获达晨创投A+轮投资。A+2017/12/25镭神智能获达晨创投/达晨财智1.00亿元人民币A+轮投资。A+1亿人民币2016/7/28镭神智能获招商致远资本、如山资本、北极光创投9999.0000万元人民币A轮投资。A1亿人民币2015/7/17镭神智能获北极光创投1000.0000万元人民币天使轮投资。天使轮0.1亿人民币2

109、015/7/1镭神智能获北极光人民币基金II期天使轮投资。天使轮-44-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器镭神智能镭神智能镭神智能是全球唯一拥有1550nm光纤激光器及其核心高功率元器件自研自产能力的激光雷达公司，针对汽车前装市场开发了LS21G混合固态激光雷达和LS27X车规级混合固态激光雷达，250米处可探测到5%反射率的目标。公司依靠自研的核心零部件和自动化的生产线，具备成本优势。与Luminar计划到2025年量产63万台后的价格可降到约1310美元相比，公司预计其1550nm光纤激光混合固态激光雷达的价格在达到1000台量级时仅需约1000美元。目前905nm的128线混合固态

110、激光雷达面向主机厂的价格已低于数百美元。公司推出的国内首个、全球第二个获车规认证的激光雷达CH32混合固态激光雷达，目前已经规模化交付东风悦享量产前装车型生产，并已与金龙、五菱、东风悦享、陕汽等多个行业主流客户达成深度合作并获得重要订单。指标指标参数参数激光波长1550nm探测距离(m)250m10%测点速率(万点/秒)145帧刷新率FPS10水平视场角120垂直视场角25水平分辨率0.15(ROI).0.3垂直分辨率0.1工作温度-40C85C数据来源：上海品茶、招商证券表：镭神智能表：镭神智能LS27XLS27X产品参数产品参数技术积累深厚，自研打造产品性价比：技术积累深厚，自研打造产品性

111、价比：公司努力实现三项环节的自研工作：半导体封装工艺、核心器件和自动化产线，包括LD和APD自动化封装工艺、一体化激光发射和探测阵列、接收端TIA跨阻放大器芯片、1550nm光纤激光器及光纤器件、收发和信号处理ASIC芯片、车规级微振镜等，核心激光器技术和光学器件技术。图：镭神智能核心优势图：镭神智能核心优势技术路线与产品矩阵丰富：技术路线与产品矩阵丰富：公司同时在ToF、FMCW、相位法以及三角法四种测量原理布局，建立了全面的激光雷达产品研发矩阵。905nm混合固态激光雷达包括车规级CH128X、已向东风悦享出货的CH64/32、大视场补盲雷达CH64W等；1550nm光纤激光混合固态激光雷

112、达于近期发布，分为128、256和512线。数据来源：上海品茶、招商证券-45-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器炬光科技炬光科技炬光科技炬光科技:主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件、激光光学元器件的研发激光光学元器件的研发、生产和销生产和销售售，产品应用于先进制造、医疗健康、科学研究、汽车应用、消费电子五大领域，在激光雷达、光纤激光器（FAC 快轴准直镜、预制金锡薄膜陶瓷热沉）、泛半导体制程和医疗健康等关键市场的主要客户方面取得了积极进展。公司自2016年起开始研发的高峰值功率固态激光雷达光源模块，2020年完成自动化产线建设、产品

113、可靠性验证等开发工作，同时具备激光雷达光源模组产品的研发和生产能力，持续向汽车行业客户交付量产的 Flash LiDAR 面光源模组产品及激光雷达光学整形器件，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，为多家激光雷达客户送样。图：炬光科技股权架构图：炬光科技股权架构数据来源：炬光科技招股书、招商证券图：炬光科技主营业务在产业链中所处位置图：炬光科技主营业务在产业链中所处位置数据来源：炬光科技招股书、招商证券-46-2019年激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器炬光科技炬光科技图：炬光科技图：炬光科技20182018年年-20202020年主营业务收入构成年主

114、营业务收入构成2019年年受下游 OLED 全球产线建设影响，及下游光纤激光器行业销售收入下降影响，公司整体利润下降；2021年年公司营业收入 47,580.46 万元，较上年同期增长 32.21%，净利润 6,776.16 万元，较上年同期增长 94.33%，主要系（1）公司收入增长带动利润同步增长；（2）随着公司战略性重组的持续推进，在东莞炬光新建激光光学元器件后端产线和光学镀膜研发导入生产，大幅提升了激光光学元器件产品的生产效率，使得公司综合毛利率提高。公司主要收入来源于半导体激光、激光光学业务领域，目前正在拓展汽车应用和光学系统业务领域。半导体激光半导体激光业务业务在医疗健康、先进制造

115、等应用领域取得增长；激光光学业务激光光学业务得益于光束准直转换系列产品出货量大幅提升；汽车应用业务汽车应用业务主要包括激光雷达面光源、激光雷达线光源、激光雷达光源光学组件等，激光雷达面光源、激光雷达线光源分别于于2018、2021年开始投产，前者已经进入批量生产阶段。2018年2021年半导体激光业务激光光学业务汽车应用业务（激光雷达）光学系统业务2020年数据来源：炬光科技招股说明书、招商证券数据来源：炬光科技招股说明书、招商证券35,480.9633,498.0035,987.7847,580.461,866.61-8,043.053,487.006,776.16-10,000010,00

116、020,00030,00040,00050,0002018年2019年2020年2021年营业收入净利润图：炬光科技图：炬光科技20营收、净利润（万元）及其增速（营收、净利润（万元）及其增速（%）-47-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器炬光科技炬光科技围绕“产生光子、调控光子和提供光子技术应用解决方案”，炬光科技具备九大核心技术优势，并基于独特的微光学设计与制造技术以及多年经验，提供超越客户期待的发射端一站式解决方案。汽车智能驾驶领域汽车智能驾驶领域，现有的BeamRazor系列产品使用EEL半导体激光器产生线光斑，已在市场上获得广泛认可；AX01模块采用

117、多结高峰值功率VCSEL芯片+车规级diffuser，集成了短脉冲电源易于客户测试使用，是dToF闪光式短距雷达的首选光源；千瓦级VCSEL线光斑激光雷达发射模组LX02应对了VCSEL产生线光斑相应的技术挑战，显著提高了峰值功率，在宽温度范围内无需借助额外的控温元件就可以实现小幅功率衰减和低波长漂移系数，取代EEL激光发射方案实现更高可靠性、更低量产成本。已与北美、欧洲、亚洲多家知名的车载激光雷达行业头部客户开展了项目合作。产品线产品线产品名称产品名称产品图片产品图片结构功能结构功能应用领域应用领域优势优势激光雷达激光雷达面光源面光源AL01 系列系列光源模组光源模组采用固体激光技术产生高峰

118、值功率红外激光光束，通过光束扩散器实现 120 x20探测视场角，能够满足在-40至110环境温度下正常工作，采用气密壳体封装技术实现车规级高可靠性。模块尺寸为：42mm38mm20mm用于智能驾驶闪光式激光雷达采用高能量固体激光结合光束扩散器实现纯固态闪光式激光雷达，不包含任何运动组件，相比机械旋转式激光雷达和混合固态激光雷达有效提高了系统的可靠性和可制造性AT01/02 系系列列VCSEL 光源模组光源模组采用 VCSEL 激光器与车规级光束扩散器集成封装而成，实现60 x45等应用所需的 FOV 探测视场角。模块尺寸约为：3.45mm3.45mm1.8mm用于智能舱内驾驶员监控系统、夜视

119、安防监控、机器视觉等取代 LED 作为智能舱内驾驶员监控系统照明光源，光斑更均匀、功率更高、所需要的光源数量更少，能更有效和精确地识别、监控驾驶员行为。基于此光源模组的驾驶员监控系统可识别并警示驾驶员的危险驾驶动作，提高驾驶过程中的安全性激光雷达激光雷达线光源线光源LE01 905nm EEL 线光线光斑光源模组斑光源模组采用边发射 905nm 激光器、长焦光束准直器、宽发散角度光束匀化器、短脉冲驱动电路板集成封装而成，可实现脉冲峰值功率大于 300W、快轴发散角小于 0.2、慢轴发散角25或根据客户需求定制用于智能驾驶线扫描式长距激光雷达、工业检测、机器视觉等形成极窄的线光斑激光，通过光束扫

120、描器进行宽视场角扫描实现激光雷达探测。相比其他技术路线，拥有较高的模组集成度，结合新型阵列探测技术可大幅增加分辨率的同时保持较低成本，能量利用效率较高，有效提高了探测距离和探测精度数据来源：炬光科技官网、招商证券表：炬光科技表：炬光科技汽车应用业务产品汽车应用业务产品-48-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-柠檬光子柠檬光子柠檬光子柠檬光子:致力于高端半导体电光器件致力于高端半导体电光器件、模块及系统的研发模块及系统的研发，销售和产业化销售和产业化，产品线涉及垂直腔面发射激光器(VCSEL)、水平腔面发射激光器(HCSEL)以及边发射激光器(EEL)三条产品线，主要瞄准3D传感、消费电

121、子、AR/VR、机器人、激光雷达、智能制造、物联网、数据中心和医美等领域。公司搭建了全面激光芯片技术平台，传感类垂直腔面发射激光器（VCSEL）芯片产品已经全面进入量产状态，大功率EEL产品性能也达到了国际同类产品水平，逐步进入量产，具备独家的水平腔面发射激光器（HCSEL）技术。已实现30余家客户的试样和销售，并与多家上市公司签订战略合作协议。截至2021年8月24日，柠檬光子最大股东持股20%，公司创始人兼CEO肖岩持股15.57%。公司于2018年完成愉悦资本独投的A轮融资；2019年8月宣布获得了德联资本领投，愉悦资本加注的5000万元A轮融资；在2020年完成来自飞图创投的融资，主要

122、用于更多产品线的开发和建立等。图：柠檬光子股权架构图：柠檬光子股权架构数据来源：爱企查、招商证券发布日期发布日期融资轮次融资轮次融资金额融资金额投资方投资方2021/5/26Pre-B轮未知飞图创投2019/8/5A+轮5000万元 德联资本，愉悦资本2018/7/6A轮金额未知愉悦资本数据来源：爱企查、招商证券表：柠檬光子融资信息表：柠檬光子融资信息-49-激光雷达产业链激光雷达产业链激光器激光器-柠檬光子柠檬光子公司具有全功率等级的公司具有全功率等级的VCSEL芯片系列产品目录芯片系列产品目录：领先业界的高性能大功率808nm、850nm和940nmVCSEL芯片系列产品。该系列VCSEL

123、产品适于大规模量产，完全采用6英寸外延及流片，结合了优化的外延和晶圆加工技术，已在多家国内外成熟的6英寸芯片代工厂得到验证；具有优异的可靠性，已通过50C热沉温度下2000h以上连续出光的加速老化寿命测试。公司独家创新专利公司独家创新专利HCSEL激光芯片激光芯片具有特殊优势。HCSEL激光芯片凭借其一个方向近乎准直的出光发散角，可以大大提高经diffuser整形过后的光场锐利度和均匀度，实现理想的线光斑，兼容了EEL高功率输出和VCSEL更适合大规模量产的优势，可同时满足远距离汽车激光雷达对激光光源的需求：高峰值功率、低激光波长温度漂移和面向人眼安全的激光波段，从而实现更长的3D感测距离、更

124、高信噪比和人眼安全防护。目前柠檬光子可提供250W峰值功率的线光斑HCSEL激光投射ToF光源，已有多家国际知名厂商采用HCSEL芯片方案并正在进行测试。目前市场上尚无同类芯片及模组产品。数据来源：柠檬光子官网、招商证券图：图：HCSELHCSEL芯片技术相比其他激光芯片的优势芯片技术相比其他激光芯片的优势输出功率输出功率输出功率从几毫瓦，几百毫瓦，通用的1W、2W，到高功率4-10W（连续输出）或更高（脉冲输出）转换效率转换效率在连续输出(CW)模式下取得领先业界的电光转换效率，PCE48%（1W芯片），PCE46%（8W芯片）性能性能高温下保持良好的性能，即使在热沉温度120C的情况下，8

125、50nmVCSEL芯片的电光转换效率也超过25%发散角发散角为了满足不同客户需求，采用多个设计以达到不同的发散角表：表：柠檬光子柠檬光子808nm808nm和和850nmVCSEL850nmVCSEL芯片特点芯片特点数据来源：柠檬光子官网、招商证券-50-行业：行业：2021为“上车”元年，为“上车”元年，2022或将成为量产大年或将成为量产大年 发射模块：发射模块：VCSEL逐步取代逐步取代EEL，905、1550或将共存或将共存 光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性一致性 接收模块：国内厂商走向车规，从接收模块：国内厂商走向车

126、规，从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶目录目录-51-光学部分光学部分ONE PAGE SLIDESONE PAGE SLIDES国内供应链优势显著国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控壁垒在于质量管控&一致性一致性。光学部分是以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等。光学部分在整个激光雷达光学部分在整个激光雷达BOM成本的占比在成本的占比在10%15%左右左右。其中，转镜50%；窗口片：20%；透镜、准直镜、滤光片30%。光学部分供应商主要有两类玩家：光学部分供应商主要有两类玩家：（1）一类是消费电子光学厂商（舜宇光学、永新光学等），在部分精度和壁垒不高的

127、光学元件的量产控本方面有一定优势；（2）另一类是光通信领域的厂商（天孚通信、中际旭创、腾景科技等），更擅长波的控制，滤光片、窗口片等产品更具性能优势；并且在光电封装及光路设计方面优势更强，产线和技术均可复用。准直镜准直镜滤光片滤光片透镜透镜精度精度/壁垒不高壁垒不高转镜转镜准直镜准直镜+滤光片滤光片+透镜透镜=30%窗口片窗口片窗口片窗口片 20%转镜转镜 50%核心元器件核心元器件分束器、扩束器、准直镜分束器、扩束器、准直镜1、光通信厂商擅长波的控制光通信厂商擅长波的控制，滤光片滤光片、窗窗口片等产品具备性能优势；口片等产品具备性能优势；2、光器件与车载激光雷达高度相似光器件与车载激光雷达高

128、度相似，光通光通信厂商具备封装能力优势和产线复用优势信厂商具备封装能力优势和产线复用优势激光雷达：以代工为主激光雷达：以代工为主，参与光学部参与光学部分设计分设计+制造；具备优秀的封装能力制造；具备优秀的封装能力激光雷达：镀膜激光雷达：镀膜、玻璃冷加工玻璃冷加工、光纤阵列光纤阵列（光学连接器光学连接器），未未来预计向封装环节拓展来预计向封装环节拓展光学部分光学部分主要供应商主要供应商价格敏感价格敏感数据来源：产业调研、招商证券整理（该梳理具备一定主观性，具体路径仍需以实际情况为准）图：光学部分情况梳理图：光学部分情况梳理-52-激光雷达光子传输原理激光雷达光子传输原理数据来源：Rapid,Hi

129、gh-Resolution Forest Structure and Terrain Mapping over Large Areas using Single Photon Lidar、招商证券激光雷达激光雷达(含扫描模块含扫描模块)光子传输原理为：光子传输原理为：发射单元激光器发射激光束，通过发射光学系统-激光扩束器改变光斑的空间形状分布，分束镜通过折射分出多束光束，经过反光镜和准直镜到达窗口片并传输光束到目标物体上；光束到达物体返回后由窗口片接收回波，通过扫描器后再次途经准直镜维持光束的准直性，由环形镜传输到滤光片(允许特定光纤通过）并进入到光阑，通过长焦镜头聚焦光束至光电探测器，最终可

130、由模拟前端芯片或其它主控模块硬件处理信息。滤光片滤光片光阑光阑*绿色箭头代表光子的传输（T(x)）、接收（R(x)）的运动方向长焦长焦镜头镜头激光器激光器(如如EELEEL、VCSELVCSEL等等)传输光束传输光束/发射激光发射激光接收回波接收回波光电探测器光电探测器（如（如APDAPD、SiPMSiPM等）等）探测器驱动探测器驱动（如有）扫描器（如机械式、（如有）扫描器（如机械式、MEMSMEMS、棱镜式等）、棱镜式等）激光激光脉冲脉冲探测器探测器激光激光扩束器扩束器窗口片窗口片环形镜环形镜波片波片准直镜准直镜衍射光学元件衍射光学元件分束镜分束镜反光镜反光镜图：高分辨率量子激光雷达（图：高

131、分辨率量子激光雷达（HRQLSHRQLS）系统）系统目标物体目标物体发射端：发射端：需要一套发射光学系统，需要一套发射光学系统，对激光器的输出光束进行准直整形对激光器的输出光束进行准直整形接收端：接收端：收集经目标反射后的光能量，收集经目标反射后的光能量，将其汇集到探测器的光敏面上将其汇集到探测器的光敏面上-53-车载激光雷达和光通信车载激光雷达和光通信-光器件实际上有很多相似之处光器件实际上有很多相似之处。激光雷达中的激光器、探测器和光学组件等核心器件与光通信领域中的器件非常相似，除了各自的性能要求和可靠性要求存在一定的差异外，产品的基本形态及功能基本一致。根据产业调研，目前从事激光雷达领域

132、的研发人员有一半来自于光通信领域。通过对表现、封装、可靠性标准、量价等多维度对比，我们认为车载激光雷达同早期的光器件比较类似，但发展前景广阔。车载激光雷达车载激光雷达光器件光器件表现表现激光雷达的辐射范围、分辨率等速率、传输距离封装封装没有统一标准，跟随车厂需求有很多行业封装标准（机械尺寸、光/电接口等）：SFP/QSFP/CFP等可靠性可靠性标准标准DIN,AUTOSAR,车规AEC-Q（更严苛）传统Telcordia GR-468温度温度Reliability(AEC-Q100-Rev-H)Grade0:400+1500；Grade1:400+1250；Grade2:400+1050；Gr

133、ade3:400+850；（车规标准最低也要达到85度）Reliability(AEC-Q100-Rev-H)使用温度:50+750；存储温度:400+850；量量/价价L4、L5量较小，价值较高，价格不敏感L1L3量较大，价值略低电信侧量不大，价值较高；数据中心侧量比较大，价值相对便宜一些寿命寿命10k-100k hrs/10年20years（数据中心侧3-5年）制造制造暂无成熟标准，封装和测试仍处于初级阶段光器件有非常成熟的封装和检测标准表：车载激光雷达表：车载激光雷达VSVS光器件光器件数据来源：MRSI、ATC汽车技术云平台、招商证券激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-54-

134、激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件光学组件是激光雷达中关键的基础元件之一光学组件是激光雷达中关键的基础元件之一。BOM：转镜：转镜50%；窗口片：；窗口片：20%；透镜；透镜、准直镜准直镜、滤光片滤光片30%激光器发射部分包含了激光器发射部分包含了激光器激光器和和光学发射系统光学发射系统。半导体激光器具有光斑形状不规则、发散角度大等缺点，因此，需要一套发射光学系统，对激光器的输出光束进行准直整形，改善输出光束质量。发射光学系统主要由透镜、反射器件、衍射器件等光学元器件组成，主要包含了准直镜、分束器、扩散片等。激光接收部分包含了激光接收部分包含了光电探测器光电探测器和和接收光学系统接收

135、光学系统。接收光学系统主要作用是尽可能收集经目标反射后的光能量，将其汇集到探测器的光敏面上，主要由透镜、分束器、窄带滤光片等组成。激光扫描部分包含传统激光扫描部分包含传统旋转电机和扫描镜旋转电机和扫描镜，核心是核心是MEMS微镜微镜，指采用MEMS制造技术，把微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起的光学器件。扩散器（扩散器（DOE）：）：允许将单模或多模输入光束转换成明确定义的输出光束，即具有想要的任意形状以及均匀的强度分布。分束器：分束器：把一束入射激光分多束激光，且分束后的每束光都保持原始光束的特性，光束直径、发散角和波前特点都不变，只有功率和传播角度变化。准直镜：准直镜：从聚焦镜(实际上是

136、反向使用聚焦镜)的焦点发出的光，经过准直镜后会变成平行光。图：激光器发射部分光学系统（准直镜、分束器、扩散片、隔离器）、接收部分光学系统（透镜、滤光片）等工作原理图：激光器发射部分光学系统（准直镜、分束器、扩散片、隔离器）、接收部分光学系统（透镜、滤光片）等工作原理数据来源：瑞诚光电、维尔克斯光电、联合光科、激光制造网、Union Optic、招商证券整理透镜：透镜：在光路中有会聚光线、发散光线、光束整形等作用。平凸透镜平凸透镜（光线汇聚）（光线汇聚）非球面透镜非球面透镜（透镜组）（透镜组）球面透镜球面透镜窄带滤光片：窄带滤光片：在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止

137、，一般为中心波长值的5%以下。光隔离器：光隔离器：只允许光沿一个方向通过而在反方向阻挡光通过的光无源器件，在半导体激光器等中应用广泛，阻止因反射光导致的性能恶化和损坏。-55-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件激光雷达产业链上游包含激光发射激光雷达产业链上游包含激光发射、激光接收激光接收、扫描系统和信息处理四大部分扫描系统和信息处理四大部分，其中包含大量的其中包含大量的光学和电子元器件光学和电子元器件。光学系统中一般都有非球面透镜光学系统中一般都有非球面透镜、镀膜器件镀膜器件、平面光器件等光学元器件平面光器件等光学元器件。光学元器件是光学系统的基本组成单元，大部分光学元器件起成像的作

138、用，如透镜、棱镜、反射镜等；还有一些在光学系统中起特殊作用（如分光、传像、滤波等）的元件，如分划板、滤光片、光栅用以光学纤维件等。大部分光学组件适用于不同激光雷达方案大部分光学组件适用于不同激光雷达方案。虽然激光雷达目前存在多种不同的方案虽然激光雷达目前存在多种不同的方案，但是像但是像透镜透镜、滤光片和隔离器滤光片和隔离器等产品是基础的光学组件等产品是基础的光学组件，可以适用于不同的激光雷达方案中可以适用于不同的激光雷达方案中。基于基于FMCWFMCW原理的激光雷达中光学系统示意图原理的激光雷达中光学系统示意图数据来源：公开资料、招商证券-56-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件透镜

139、和棱镜等传统光学元器件透镜和棱镜等传统光学元器件，定制化加规模化效应有望带来行业新增量定制化加规模化效应有望带来行业新增量。作为传统的光学器件，透镜和棱镜等产品工艺相对成熟。但是客户侧定制化的需求旺盛，将显著增加产品附加值，同时大客户带来的出货规模化效应将进一步降低产品成本，提升竞争力。光学元件的精密光学元件的精密、超精密光学加工关键技术不断突破超精密光学加工关键技术不断突破。光学元件的加工精度主要包含两个方面，即形状精度、表面光滑程度。加工精度的不足会降低光束质量，增加无用信号甚至产生错误信号，随着激光、光通信等技术的发展，光学元件的精密、超精密加工技术快速提升。球面和非球面形控制技术：球面

140、和非球面形控制技术：浴法抛光、浮法抛光、离子束抛光等先进的抛光技术控制元件表面的面型精度；模压技术：模压技术：使光学仪器缩小了体积和重量，节约材料，降低成本，且改善了光学仪器设备的性能，提高了光束质量。模压玻璃非球面透镜的模压成型技术综合了玻璃材料、超精密模芯加工、镀膜、模压成型工艺及成型仿真等，技术壁垒较高；键合技术：键合技术：在光学元件组合中出现了不使用任何胶水而达到光学元件牢固结合的键合技术，进一步提升了光学元件的抗损伤阈值和激光器的功率水平；核心技术核心技术技术指标技术指标球面和柱面面形控制技术球面和柱面面形控制技术行业主流企业的公开披露产品信息，可稳定量产的光学元件面形精度最高指标未

141、超过/10模压模压技术技术直径直径1.0mm模压玻模压玻璃非球面透镜璃非球面透镜仅少数企业可稳定量产直径1.5mm的模压玻璃非球面透镜，目前未见国内同行业企业量产的模压玻璃非球面透镜直径小于1.5mm制作阵列非球面透镜制作阵列非球面透镜多数国内企业尚未量产阵列非球面透镜、方形非球面透镜产品键合技术键合技术国内外同行业企业产品键合面积不超过900mm2（30mm*30mm），键合层数不超过5层表：光学元件核心技术表：光学元件核心技术数据来源：腾景科技、公开资料、招商证券整理-57-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件光学元件的精密光学元件的精密、超精密光学加工关键技术不断突破超精密光学加

142、工关键技术不断突破。镀膜技术：镀膜技术：光学元件的膜系设计日趋复杂化，对光谱控制能力和精度越来越高。光学元件在控制光束过程中，需要在光学元件表面镀制不同材料、不同膜层的薄膜，光学薄膜主要由介质或者金属分子蒸发形成。精密光学元件向复杂膜系发展，对光谱控制能力和加工精度越来越高，有力支撑了下游光电系统技术的创新；Evaporative蒸发沉积蒸发沉积Evaporative with IAD离子辅助沉积离子辅助沉积Plasma Sputtering等离子溅射等离子溅射IBS离子束溅射离子束溅射ALD原子层沉积原子层沉积Spectral Performance光谱性能光谱性能LowMediumHigh

143、High-Very HighVery HighCoating Stress涂层应力涂层应力LowMediumHighVery HighHighRepeatabilityMediumMediumHighVery HighVery HighProcess Time加工时长加工时长SlowSlowIntermediateVery SlowVery SlowNon-Flat Geometry CapabilitiesBetterBetterGoodBadBestRelative Price$表：镀膜技术对比表：镀膜技术对比数据来源：Edmund、招商证券-58-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学

144、组件光学镀膜器件应用广泛光学镀膜器件应用广泛，门槛相对较高门槛相对较高。在材料表面通过真空溅射或气相沉积的方式镀上多层膜，可以实现各种不同的功能。利用光的干涉原理，光在不同膜层之间的反射和透射从而达到干涉相长相消的效果。根据不同应用场景，可以制作不同镀膜器件。增透膜、增反膜等镀膜器件，可以增强光的反射和折射，广泛应用于各种光学器件中：（1）滤波片可以滤掉不同波长的光滤波片可以滤掉不同波长的光，广泛应用于广泛应用于通信通信、AR和和激光雷达激光雷达等领域；等领域；（2）PBS，偏振分光器件，广泛应用于通信、医疗检测等领域。膜层的厚度和层数对最终性能的影响非常大，因此对镀膜工艺的高精度控制具有较高

145、的门槛。滤光片是光学组件中重要的元件之一滤光片是光学组件中重要的元件之一，具备较高技术壁垒具备较高技术壁垒。滤光片作为接收端光学系统的重要元件之一，可以滤掉掺杂反射光中的自然光，保证接收端信号的准确性。滤光片即在玻璃等衬底上进行镀膜，从而实现波长选择性的增透和增反等光学性能。产品对光学镀膜工艺要求较高产品对光学镀膜工艺要求较高，技术门槛较技术门槛较高高，我们看好在该领域深耕多年的腾景科技和天孚通信等公司我们看好在该领域深耕多年的腾景科技和天孚通信等公司。图：滤光片原理示意图及透镜等光学组件示意图图：滤光片原理示意图及透镜等光学组件示意图数据来源：腾景科技、招商证券可见光可见光激光雷达905/1

146、050nm波长激光雷达905/1050nm波长滤光片-59-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件光学组件的上游公司集中度将逐步提升光学组件的上游公司集中度将逐步提升。目前激光雷达还未达到量产阶段，单个光学组件存在多家供应商，同时激光雷达的方案众多，定制化需求较丰富，因此上游的光学组件提供厂商较多，且厂商来自多个不同的领域，包括消费电子领域、光通信领域以及光纤激光器领域，我们认为，未来量产阶段，拥有一定技术壁垒和充沛产能优势的厂商有望成为市场主流玩家。光学平台型光学平台型公司未来可以提供完整的一体化解决方案公司未来可以提供完整的一体化解决方案。激光雷达中包含多种元器件，而具备垂直一体化优

147、势的平台型公司有望从个别光学组件切入主流市场，并逐步提供其他重要的光学组件产品，以及有源器件封装服务，大幅增加单雷达的价值量，进一步打开业绩空间。光学组件公司未来演进趋势光学组件公司未来演进趋势数据来源：公开资料、招商证券激光器探测器透镜棱镜转镜滤光片分束器合束器无源光器件平台有源封装平台垂直一体化解决方案提供商-60-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件激光雷达光学部件企业如下图所示：激光雷达光学部件企业如下图所示：舜宇光学舜宇光学:在车载激光雷达镜头领域，公司提供玻璃球面镜片、塑料非球面镜片、玻璃球非面镜片、柱面镜&非球面柱面镜、外罩及镜头等产品。永新光学：永新光学：公司在车载激光

148、雷达中主要配套的是光学相关产品，包括滤光片、镜头、镜片、转镜等。与禾赛、Innoviz等国内外多家激光雷达方案商建立合作，并已进入麦格纳制定产品供应商名单。蓝特光学：蓝特光学：玻璃非球面镜片产品，目前已有部分供应给下游企业，应用于激光雷达制造。福特科光电：福特科光电：公司精密光学元件包含透镜、棱镜、窗片、滤光片、反射镜、分光镜、柱面镜、光学组件等产品。公司具备精准独特的精密薄膜镀制与膜厚控制技术。福晶科技：福晶科技：公司与华为合作开发激光雷达产品，主要配合开发激光雷达用光学元件，目前向部分客户小批量供货，业务占比小。水晶光电：水晶光电：2021年国内率先量产车载激光雷达罩（玻璃基）的厂家。据披

149、露，公司目前和多家行业前列的激光雷达厂商已进行业务沟通。腾景科技：腾景科技：公司在模压非球面透镜、光学镀膜等方面拥有核心技术，目前公司已经与禾赛、Lumentum等多家主流激光雷达厂商进行合作。天孚通信：天孚通信：公司依托现有成熟的光通信行业光器件研发平台，利用团队在基础材料和元器件、光学设计、集成封装等多个领域的专业积累目前已为部分激光雷达厂商提供小批量产品交付。凤凰光学凤凰光学:公司具有车载行业丰富的光学设计经验，专利持有水平业内领先，提供柱面镜、透镜、棱镜等光学元件。百合光电百合光电:公司提供HUD平面反射镜、窗口片、分光镜、宽带增透膜等光学元件，已成功成为多家品牌汽车供应商。光明光电光

150、明光电:基于成熟光学玻璃制作和配套能力，公司为车载激光雷达配套球面透镜、成像非球面透镜等不同形态的光学制品。科汀光学科汀光学:公司以浙江大学光学薄膜研究中心为技术依托，生产低角漂窄带滤光片等激光雷达常用光学器件，已成为各大公司首选的光学元器件供应商之一。新兆光电新兆光电:公司激光光学镀膜产品包括反射镜、窗口片、合束镜、振镜镜片等。富兰光学富兰光学:依托强大的光学开发能力和精密制造经验，研发出激光雷达光学视窗、扫描反射镜、旋转反射镜、发射透镜、接收透镜等光学元件，客户均为国内外知名厂商，目前已在多个领域建立了综合竞争力。鑫巨宏科技鑫巨宏科技:公司提供光学元件包括光学镀膜、透镜等产品，取得了多项新

151、材料光学透镜国内首家成功制造。波长光电波长光电:公司生产反射镜、分光镜、柱面镜、窗口片、光学镀膜等，拥有国内先进的镀膜机，深耕激光镜头市场。光闰光学：光闰光学：光学元件覆盖滤光片，棱镜，反射镜，窗口片等，提供定制激光镜头，是国际领先的光学元器件产品供应商。-61-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-天孚通信天孚通信天孚通信天孚通信:定位光器件整体解决方案提供商定位光器件整体解决方案提供商，产品应用领域包括骨干网、城域网、接入网、企业网及全球数据中心。公司无源器件及ODM有源封装下游主要客户覆盖光纤连接、光收发模块和激光雷达等厂商。2020年公司以自有资金9900万收购北极光电（100

152、%股权），北极光电主营业务包括高端镀膜、光学滤波片、光学滤波片组件、玻璃冷加工、光线阵列和波分复用器件。公司依托现有成熟的光通信行业光器件研发平台，利用团队在基础材料和元器件、光学设计、集成封装等多个领域的专业积累，扩展为下游激光雷达客户提供配套新产品。公司目前已为部分激光雷达厂商提供小批量产品交付。激光雷达板块在2021年处于前期研发试产阶段，对公司业绩未产生重大影响；预计未来2-3年会带来较大收益。标的公司标的公司时间时间交易金额交易金额（万元）（万元）持股持股比例比例主营业务主营业务光谷光电子创新中心201710006.25%核心光电子芯片和器件的研发珠海AiDi产线2018-拥有AWG

153、 wafer资源天孚精密20209600100%Lens高精密模具产品北极光电20209900100%高端镀膜光学器件天孚永联20211445.5100%光纤连接器餐品表：天孚通信合资并购史表：天孚通信合资并购史数据来源：公司公告、招商证券图：天孚通信十三大产品线图：天孚通信十三大产品线数据来源：公司官网、招商证券-62-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-中际旭创中际旭创中际旭创中际旭创从四个方面为激光雷达整机厂赋能：从四个方面为激光雷达整机厂赋能：（1）工艺：发挥公司在光电封装、耦合、测试以及生产制造良率和制费的优势；（2）制造：旭创有5个生产基地（产能较大），目前产能没有充分利

154、用起来；（3）技术：在激光器、探测器、相干光源、硅光技术以及光电共封具备二十年在光模块的技术积累；（4）供应链：供应链方面激光雷达和光模块是相通的（索尼、Lumentum、滨松等电子芯片厂商，本来就是公司的供应商）。图：中际旭创激光雷达业务布局图：中际旭创激光雷达业务布局当前进展当前进展目前接洽了目前接洽了11家客户家客户对接材料、工艺、设计和产能对接材料、工艺、设计和产能技术研发技术研发激光雷达激光雷达整机厂整机厂乘用车、自动驾驶、Robotaxi、Robotruck、商用车、无人驾驶、路端的智慧城市、智慧道路1、发射系统：发射系统：TO、BOX或者COB的封装2、接收系统：接收系统：封装和

155、测试3、核心器件：核心器件：相干光源4、扫描：扫描：硅光OPA光学相控阵5、光电共封的设计和整体解决方案光电共封的设计和整体解决方案此外，参与“十四五”科技部项目：光电混合集成的激光雷达芯片技术投资布局投资布局投资建立生态，为客户降本投资建立生态，为客户降本激光雷达产业链、汽车电子其他环节激光雷达产业链、汽车电子其他环节体系认证体系认证22年主要做质量体系认证年主要做质量体系认证IATF认证周期久；后面如果做芯片，需要做AECQ认证；可靠性认证可靠性认证已经在做数据来源：公司公告、产业调研、招商证券整理-63-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-腾景科技腾景科技腾景科技腾景科技:精密

156、光学元件和光纤器件的主要提供商之一精密光学元件和光纤器件的主要提供商之一。广泛应用于下游多个应用领域，包括通信、AR、激光雷达、HUD、生物医疗和量子通信等。公司的光学镀膜和模压非球面透镜技术具有比较高的壁垒，光学平台优势显著，有望随下游应用领域的逐步大规模商用，迅速切入市场。公司在模压非球面透镜、光学镀膜等方面拥有核心技术，可以为雷达厂商提供多款核心光电子器件，且已经通过16949车规认证。在布局方面，目前公司已经与禾赛、Lumentum等多家主流激光雷达厂商进行合作。配套的雷达罩方面配套的雷达罩方面，其技术壁垒在于反射层和透射层的镀膜能力，公司拥有的镀膜技术既能够满足透射激光时的高损伤阈值

157、要求，又能满足镀膜的高加工精度要求，壁垒较高。图：公司四大核心技术及部分光学元件产品图：公司四大核心技术及部分光学元件产品数据来源：公司官网、招股说明书、招商证券先进的镀膜镀膜设施、领先的镀膜开发能力公司精密光学加工精密光学加工技术覆盖平面光学、球面光学和柱面光学。公司拥有业界领先水平的深化光胶技术（diffusion bonding)模压玻璃非球面模压玻璃非球面类技术目前该技术的全球领先厂商包括蔡司、康宁、飞利浦等公司光纤器件类技术光纤器件类技术包括了高功率镀膜光纤线制作技术、声光器件制作技术、准直器制作技术等核心技术-64-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-舜宇光学舜宇光学舜宇

158、光学舜宇光学:舜宇车载光学致力于提供基于自动驾驶和智能驾驶的光学解决方案舜宇车载光学致力于提供基于自动驾驶和智能驾驶的光学解决方案。舜宇车载光学拥有30+年的光学经验和14年的车载镜头经验，车载镜头已经连续8年全球市占率第一。公司专业从事光学及光电相关产品设计、研发、生产及销售，主要产品包括：（1）光学零组件；（2）光电产品；（3）光学仪器；目前公司主要产品应用领域包括车载镜头、激光雷达、HUD抬头显示器以及智能大灯。在车载激光雷达镜头领域在车载激光雷达镜头领域，公司提供玻璃球面镜片、塑料非球面镜片、玻璃球非面镜片、柱面镜&非球面柱面镜、外罩及镜头等产品，用于机械式、MEMS、3D Flash

159、以及相控阵激光雷达的光学解决方案，具备前装车规级品质保证。在激光雷达视窗领域在激光雷达视窗领域，公司提供圆柱形及平板罩子，具备可见光不可透、高硬度、高透过率、加热除雾除霜、电磁屏蔽等特性。图：舜宇光学无人驾驶激光雷达相关产品布局及应用方案图：舜宇光学无人驾驶激光雷达相关产品布局及应用方案数据来源：舜宇光学官网、招商证券图：公司各产品应用收入分布图：公司各产品应用收入分布数据来源：推介材料、招商证券舜宇光学舜宇光学:公司车载业务布局车载摄像头、投显以及激光雷达（收发模块、核心光学元件及组件）相关产品，截至21年底车载部分营收规模为29.7亿元，业务占比较低，不足8%。-65-激光雷达产业链激光雷

160、达产业链光学组件光学组件-永新光学永新光学永新光学永新光学:是是光学精密仪器及核心光学部件供应商光学精密仪器及核心光学部件供应商，涵盖光学显微镜和光学元组件两大业务体系涵盖光学显微镜和光学元组件两大业务体系。公司近年积极把握自动驾驶、激光雷达等领域的市场机遇，公司车载光学、激光雷达光学元组件业务快速放量。公司在车载激光雷达中配套的光学相关产品包括滤光片、镜头、镜片、转镜等。近年来，公司开发多款应用于机械旋转式、半固态式、固态式车载激光雷达光学元器件。2021年公司先后与Quanergy、禾赛、Innoviz、麦格纳、Innovusion、北醒光子等激光雷达领域国内外知名企业建立合作。2021

161、年度，激光雷达业务收入超千万元；随着新客户的开发合作、客户业务进度的稳步推进，预计该业务将保持快速增长。此外，公司已将激光雷达客户群体从乘用车、商用车领域扩展至轨道交通、工业自动化、智能安防、车联网等领域，将产品从以零部件为主扩展至激光雷达整机代工。2015为美国为美国QuanergySystems试制生产试制生产激光雷达镜头激光雷达镜头2016试制固态试制固态激光雷达镜头激光雷达镜头2017取得取得QuanergySystems小批量生小批量生产订单产订单2018Quanergy Systems向向公司下达了公司下达了25000个激个激光测距镜头订单光测距镜头订单2021公司开发出多款应用于

162、机械旋转式公司开发出多款应用于机械旋转式、半固态式半固态式、固态式车载激光雷达光学镜头与固态式车载激光雷达光学镜头与光学元件光学元件，与禾赛与禾赛、Innoviz等国内外多家激光雷达方案商建立合作等国内外多家激光雷达方案商建立合作，并已进入并已进入麦格纳制定产品供应商名单麦格纳制定产品供应商名单车载激光雷达镜头车载激光雷达镜头滤光片：滤光片：通过平面研磨、切割、镀膜等程序制造具有一定光学性能的滤光片，公司具备先进的镀膜加工技术。玻璃球面镜片：玻璃球面镜片：20+年各种形状及特殊材料的光学球面镜片的加工经验，从镜片铣磨、精磨、抛光、磨边、镀膜、到胶合涂黑技术的生产企业图：永新光学激光雷达发展历程

163、及主要车载激光雷达光学元器件图：永新光学激光雷达发展历程及主要车载激光雷达光学元器件数据来源：永新光学官网、每财网、招商证券-66-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-蓝特光学蓝特光学蓝特光学蓝特光学:主要生产棱镜主要生产棱镜、透镜透镜、玻璃晶圆玻璃晶圆、玻璃非球面透镜玻璃非球面透镜，镀膜以及镜头组装镀膜以及镜头组装，为客户提供包括光学设计、产品加工工艺和产品包装设计等一站式服务。公司已通过IATF16949汽车质量管理体系认证。公司精密玻璃模压类产品主要包括成像玻璃非球面镜片公司精密玻璃模压类产品主要包括成像玻璃非球面镜片、激光准直镜片等激光准直镜片等，其中玻璃非球面镜片产品，目前

164、已有部分供应给下游企业，应用于激光雷达制造。此外，公司在研项目包含激光雷达用柱面镜制造工艺，目前国内尚无同类产品的制造和销售，国内此类应用都为进口元件。非球替换球面在保持或提升性能的同时降低系统的成本和重量。单个非球面透镜可以替代多个球面透镜的复杂系统，球面透镜替换成非球面透镜可以减小系统的尺寸和重量；非球面制造的进步使得经过研磨和抛光生产的非球面更具成本效益（非球面研磨和抛光技术具备较高技术壁垒）。参数参数成像玻璃非球面镜片成像玻璃非球面镜片材料材料低熔点玻璃D-ZK3等外径范围外径范围1.5-120mm外径公差外径公差+/-0.003mm偏芯偏芯40-120PV0.2-3.5m外观外观20

165、-10镀膜镀膜增透膜、反射膜、分光膜等图：蓝特光学精密模压玻璃图：蓝特光学精密模压玻璃-玻璃非球面透镜玻璃非球面透镜数据来源：蓝特光学官网、招商证券表：蓝特光学精密模压玻璃表：蓝特光学精密模压玻璃-玻璃非球面透镜相关参数玻璃非球面透镜相关参数数据来源：蓝特光学官网、招商证券（注：该产品公司可根据客户要求定制）-67-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-福晶科技福晶科技福晶科技福晶科技:公司主要产品包括：非线性光学晶体公司主要产品包括：非线性光学晶体、激光晶体激光晶体、精密光学元件和激光器件精密光学元件和激光器件。经过三十余年的发展，福晶科技在晶体生长、光学加工、器件合成等方面积累了丰

166、富的经验，形成了晶体、精密光学和激光器件产品完善的加工链和供货能力。公司与华为合作开发激光雷达产品，主要配合开发激光雷达用光学元件，目前向部分客户小批量供货，业务占比小。公司现有精密光学元件产品矩阵丰富，包括：膜系、窗口片、反射片、棱镜、偏振器、柱面镜、球面镜、波片、分光镜、衍射光栅以及特色光学元件等。图：公司主要产品及其用途示意图图：公司主要产品及其用途示意图数据来源：公司公告、招商证券图：激光行业产业链示意图图：激光行业产业链示意图数据来源：公司公告、招商证券-68-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-水晶光电水晶光电水晶光电水晶光电:深耕光学近二十年深耕光学近二十年，通过内生外

167、购通过内生外购，业务边界逐渐从光学元器件业务边界逐渐从光学元器件，拓展到薄膜光学面板拓展到薄膜光学面板、半导半导体光学体光学、汽车电子汽车电子（AR+）、反光材料等领域反光材料等领域。公司主导产品光学低通滤波器（OLPF）、红外截止滤光片及组立件（IRCF）和窄带滤光片（NBPF）产销量居全球前列。公司在消费电子光学产品市场份额第一；并切向汽车电子赛道，快速成为市场为数不多的AR-HUD供货商以及最早的激光雷达罩供应厂家。在汽车激光雷达中在汽车激光雷达中，激光雷达罩产品已经量产出货。2021年水晶光电成为国内率先量产车载激光雷达罩（玻璃基）的厂家。据披露，公司目前和多家行业前列的激光雷达厂商已

168、进行业务沟通。除了激光雷达罩，棱镜等其他光学零组件也有可能量产出货。激光雷达罩属于公司薄膜光学面板产品，工艺比较复杂，包括镀膜、精密加工、半导体光学等工序（车载较手机环境更恶劣）。业务板块业务板块主要产品种类主要产品种类技术特点及优势技术特点及优势产品应用产品应用光学元器光学元器件业务件业务红外截止滤光片（1）精密光学镀膜：可根据不同应用需求，定制对应镀膜产品（包含不同基底与镀膜规格的定制化）；（2）高精度贴合：滤光片定制化高精度贴合组装。手机、相机、车载、PC、平板电脑、安防监控等成像摄像头核心光学元器件应用。红外截止滤光片组立件（1）高精度图形化设备：尺寸公差0.03mm；（2）全自动组立

169、设备：精度25um(最终产品受结构件结构影响)。手机、相机、车载、PC、平板电脑、安防监控等成像摄像头核心光学元器件应用。微棱镜（1）具备冷加工、镀膜、印刷等批量生产优势；（2）产品面精度：PV0.1；（3）镀膜及印刷一致性均达到业内领先水平。手机摄像头；3D摄像头发射端模组；AR；投影仪。OLPF（光学低通滤波器）及组合片光学级晶体与蓝玻璃胶合品具有光学级晶体的双折射功能和蓝玻璃的抗角度功能；可根据客户要求定制化产品满足CCD或CMOS芯片的成像要求。数码相机、摄像机、监控器。球面镜具备生产超高直径精度和超高面形精度的球面镜，也可以按照客户需求使用各种材料，生产直径4.0mm至50mm的球面

170、镜。AR、车载、安防、天文学、雷达系统、投影仪以及太阳能聚光系统等。薄膜光学薄膜光学面板业务面板业务激光雷达罩可穿透特定波长的材料选择、激光增透膜的选择及加工、疏水硬化涂层的应用、不同入射角度情况下，产品透过率、高效的表面加热性能车载激光雷达智能手表表盖高清晰度；抗脏污；抗划伤。手表表盖Lens Cover Glass多种纹路的转印技术，不同金属颜色的调试能力；蓝宝石或玻璃材料全制程加工能力。高端手机摄像头保护玻璃表：公司部分光学元器件、薄膜光学面板相关产品表：公司部分光学元器件、薄膜光学面板相关产品数据来源：公司官网、招商证券整理-69-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-凤凰光学

171、凤凰光学凤凰光学凤凰光学:拥有五十余年历史的综合光学元件及产品的生产商拥有五十余年历史的综合光学元件及产品的生产商，主要产品包括光学镜片、光学镜头、光电模组等，提供柱面镜、透镜、棱镜等光学元件及车载光学镜头。公司于 2019 年采用非公开发行股票方式向中电海康、中电科投资发行人民币普通股 4,410.14 万股，实际募集资金净额 3.89 亿元，投向车用高端光学镜片智能制造项目。在激光雷达光学元件领域在激光雷达光学元件领域，公司已经积累了丰富的经验，产品形态越来越成熟，具有车规级的生产资质，主要生产用于半固态式车载激光雷达所需光学元件。其透镜所采取的光学镀膜技术具有较高技术壁垒，能加工宽带增透

172、膜、IRCUT膜，车载类防水膜、UV膜，IR膜等。图：凤凰光学车载激光雷达光学元件图：凤凰光学车载激光雷达光学元件数据来源：凤凰光学官网、招商证券表：凤凰光学透镜系列参数表：凤凰光学透镜系列参数数据来源：凤凰光学官网、招商证券参数参数透镜系列透镜系列磨耗度在400以上的软材质（FCD1、FCD100、FCD515)磨耗度小于100的硬材料（TAC8、NBFD11)月产能月产能500万片以上研磨加工能力研磨加工能力外径：2.5150R值：3面精度 1/20接合、涂墨接合、涂墨可接合口径大于70以上的镜片芯取芯取有高精度的中村留、鼎尖自动芯取机能加工异形镜片、开台阶镜片镀膜镀膜增透膜、IRCUT膜

173、车载类防水膜、UV膜，IR膜柱面镜：柱面镜：采用特殊的研磨设备，针对任意柱面镜面进行产品治工具设计、工艺加工；轴偏精度可以确保在0.02mm以内；可以对任意柱面表面增镀减反膜和高反膜。棱镜系列：棱镜系列：粘合工艺已成熟，每月可满足上万套棱镜粘合品；面向投影显示系统，数码相机系统，生物识别系统，高端测量和医疗系统等领域，以上产品销往德国、瑞士、韩国、日本、俄罗斯等国家和地区。-70-激光雷达产业链激光雷达产业链光学组件光学组件-富兰光学富兰光学富兰光学富兰光学:深耕光学超精密加工近深耕光学超精密加工近20年年，拥有成熟的专业技术和知识产权体系拥有成熟的专业技术和知识产权体系。自2015年以来，公

174、司以高精度自由曲面微纳加工和表面镀膜技术为核心竞争力，实现了激光雷达光学元件等先进光学关键元器件的自主研发与产业化，相继成功研发出各类复杂面型激光雷达光学视窗、扫描反射镜、旋转反射镜、发射透镜、接收透镜等光学元件，并可定制各类高精度光学元件。客户均为国内外知名厂商，目前已在多个领域建立了综合竞争力。富兰光学的高精度激光雷达光学元件可有效避免激光雷达系统信噪比降低，提高系统探测及识别物体的准确率。激光雷达光学视窗兼具高精度、高性能、轻量化、抗干扰等优势，适用于机械、固态、FLASH等多种类型激光雷达，广泛用于无人驾驶领域，实现精确有效的探测与测距。图：富兰光学激光雷达光学部件产品布局图：富兰光学

175、激光雷达光学部件产品布局数据来源：富兰光学官网、招商证券图：富兰光学核心优势图：富兰光学核心优势数据来源：富兰光学官网、招商证券量产经验：量产经验：通过IATF16949汽车质量体系认证，拥有丰富的车规产品量产经验。精密加工：精密加工：依靠专业研发团队，研发出高精度复杂面型激光雷达光学视窗。先进镀膜：先进镀膜：先进表面加工技术，可在激光雷达视窗表面加镀各类膜层，适用于中心波长905nm/1550nm波长有效遮蔽可见光。-71-行业：行业：2021为“上车”元年，为“上车”元年，2022或将成为量产大年或将成为量产大年 发射模块：国内厂商奋起，发射模块：国内厂商奋起，VCSEL、1550逐步取代

176、逐步取代EEL、905 光学系统：国内供应链优势显著，镀膜为核心壁垒光学系统：国内供应链优势显著，镀膜为核心壁垒 接收模块：国内厂商走向车规，从接收模块：国内厂商走向车规，从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶目录目录-72-数据来源：ednchina、Hamamatsu、ON Semiconductor、招商证券探测器探测器激光雷达光电探测器发展历程激光雷达光电探测器发展历程激光雷达激光雷达光电探测器类型及功能比较光电探测器类型及功能比较在激光接收层面在激光接收层面，根据光电探测器性能主要分为根据光电探测器性能主要分为PIN PD、APD、SPAD和和SiPM四类四类。1.PIN PD增益很

177、小、成本更低，适用于存在相干增益且不带噪声FMCW测距。2.APD技术较为成熟，是使用最为广泛的光电探测器件。3.SPAD理论增益能力是APD的一百万倍以上，探测器效率的提高直接提高了激光雷达的探测范围和分辨率，适合面光源，能量较为发散，难以到达远距离探测的Flash激光雷达。4.SiPM是多个SPAD的阵列形式，通过大尺寸阵列获得更高的可探测范围以及配合阵列光源使用，采用成熟CMOS半导体工艺制造，且电路结构简单，工作电压较低，用于高级激光雷达。-73-探测器探测器产业链产业链光电二极管（光电二极管（PDPD）产业链）产业链数据来源：招商证券上游原材料中游研发生产企业下游应用领域硅（Si）铟

178、镓砷（InGaAs）氮化镓（GaN）锗（Ge）工业医疗汽车激光雷达航空航天上游的原材料上游的原材料，根据光电二极管波长从紫外区、可见光区直到近红外光区的覆盖范围有元素半导体Si、Ge及-族和-族化合物半导体GaAs、InAs、InSb、InS、InGaAs、InGaAsP、PbSnTe、PbSnSe、HgCdTe等；中游为光电探测器研发及生产企业中游为光电探测器研发及生产企业，SPAD/SiPM有PHILIPS、ON Semiconductor、MicroPhoton Devices等国外企业和阜时科技等国内企业；下游为光电探测器应用领域下游为光电探测器应用领域，如工业、航空航天、国防、医疗行

179、业等，尤其在汽车激光雷达应用较为广泛。-74-全球全球雪崩光电二极管市场预测（按区域划分）雪崩光电二极管市场预测（按区域划分）数据来源：Maximize Market Research、招商证券探测器探测器市场规模市场规模全球全球SiPMSiPM市场规模预测市场规模预测数据来源：kbvresearch、招商证券雪崩光电二极管雪崩光电二极管（APD）适用于激光测距仪、基于aid的控制算法的量子传感、远程光纤通信和正电子发射层析成像等，广泛应用于工业广泛应用于工业、航空航天航空航天、国防国防、商业商业、电信电信、医疗保健等下游领医疗保健等下游领域域。这些领域和技术的蓬勃发展，为APD行业创造了新的

180、增长空间。根据根据Maximize MarketResearch，2019年全球雪崩光电二极管年全球雪崩光电二极管（APD）市场估值为市场估值为13013万美元万美元，预计到预计到2027年将年将达到达到17598万美元万美元，年复合增长率为年复合增长率为3.85%。SiPM采用大批量CMOS工艺生产，成本较低。SiPM应用领域包括生物光子学、激光雷达和3D测距、高能物理、空气粒子物理、分类和回收、危险和威胁检测、荧光光谱、闪烁体、医学成像等，尤其在汽车激光雷达和工业激光雷达领域的应用较为广泛。根据根据kbvresearch，预计预计2027年全球年全球SiPM市场规模将达到市场规模将达到1亿

181、亿9080万美元万美元，年复合增长率为年复合增长率为7%。-75-LM模式GM模式光电二极管光电二极管（Photo Diode，PD），也称为光电探测器也称为光电探测器，是将光信号转化为电信号是将光信号转化为电信号，通过释放导电载流通过释放导电载流子子，把光能量转变为电信号的半导体器件把光能量转变为电信号的半导体器件。PD的工作模式分为两类：零偏压下的光电压模式零偏压下的光电压模式（photovoltic mode）：具有最佳精密度和线性度特点反偏压下的光电导模式反偏压下的光电导模式（photoconductive mode）：能提供较高的速度，适合于检测高速光脉冲，但是线性度不佳。雪崩光电二

182、极管雪崩光电二极管（Avalanche Photon Diode，APD）是一种高灵敏度是一种高灵敏度PD。其光生载流子在强电场的作用下加速获得足够的能量，与晶格原子发生碰撞，使晶格原子电离出电子-空穴对。这个过程不断重复，产生大量电子-空穴对，并被两端的电极收集，形成可被检测的宏观电流。APD的工作模式分为两类：线性模式线性模式（Linear Mode，LM）：当偏置电压低于其雪崩电压时,对入射光电子起到线性放大作用。盖革模式盖革模式（Geiger Mode，GM）：当偏置电压高于其雪崩电压时，APD增益迅速增加，此时单个光子吸收即可使探测器输出电流达到饱和，实现单光子量级的探测。此时会产生

183、持续不断的雪崩电流，即使中止光照射，自由载流子数并不会随着时间逐渐消失，碰撞电离仍将持续。类型简介PN光电二极管PN 光电二极管非常小，性能较弱，灵敏度不高，但应用较为广泛雪崩光电二极管（APD）具有输出功率大、工作效率高、体积小等优点，常用在雷达、传感、通信、仪器仪表等领域PIN光电二极管最常用的光电二极管类型，具有高灵敏度，低噪声，宽带宽，低实施成本，与PN光电二极管相比，收集光子能力更强肖特基势垒光电二极管利用金属与半导体接触形成内建电场制备的光电二极管。适合用难掺杂的半导体材料制备光电探测器PDPD按结构和功能分类按结构和功能分类探测器探测器：光电二极管（：光电二极管（PDPD）及雪崩

184、光电二极管（）及雪崩光电二极管（APDAPD）APDAPD结构结构APDAPD反向偏压与反偏电流的关系反向偏压与反偏电流的关系APDAPD两种工作模式两种工作模式数据来源：ELPROCUS、雪崩光电二极管电流检测电路设计SPAD单光子雪崩二极管测试系统的设计与实现、招商证券-76-探测器探测器单光子雪崩光电二极管（单光子雪崩光电二极管（SPADSPAD）SPADSPAD的产品图的产品图数据来源：滨松中国、招商证券SPADSPAD雪崩过程示意图雪崩过程示意图数据来源：SPAD单光子雪崩二极管测试系统的设计与实现、招商证券铟镓砷（InGaAs）SPAD硅（Si）SPAD单光子雪崩光电二极管单光子雪

185、崩光电二极管（Single Photon Avalanche Diode，SPAD）是工作在盖革模式下的是工作在盖革模式下的APD，器件两端的反向偏压高于其击穿电压器件两端的反向偏压高于其击穿电压。此时器件内部电场极高此时器件内部电场极高，单个光子就可触发雪单个光子就可触发雪崩效应产生能被外部探测的雪崩电流崩效应产生能被外部探测的雪崩电流，因此被称为单光子雪崩光电二极管因此被称为单光子雪崩光电二极管。在雪崩倍增效应下在雪崩倍增效应下，电流随着时间呈指数级增加电流随着时间呈指数级增加，从而产生雪崩电流脉冲从而产生雪崩电流脉冲。理论上雪崩倍增过程一旦被触发便不会停止，光生电流在纳秒内被增加到毫安培

186、量级，因此需要在光生电流增大到损坏器件之前结束雪崩。SPAD以极快的响应速度和极高的灵敏度等特性以极快的响应速度和极高的灵敏度等特性，成为弱光探测和高速成像研究领域的热点成为弱光探测和高速成像研究领域的热点技术之一技术之一。但SPAD芯片技术难点较多，既包括器件物理层面的问题，如提升小像素的光子探测效率（PDE），也涵盖电路设计和制造工艺方面的问题。-77-SPADSPAD与与APDAPD特点比较特点比较SPADSPAD国内外发展对比国内外发展对比资料来源：阜时科技、招商证券探测器探测器SPADSPAD与与APDAPD对比对比SPAD具备多个特点具备多个特点，受到雷达主机厂重点关注受到雷达主机

187、厂重点关注超高灵敏度，更适合远距离场景，对微弱回波信号的探测硅基CMOS工艺，集成度高，成本比现有产品低一个数量级数字信号输出，对比模拟接收，减少外围元器件至少100 个系统简洁，收发端的装配成本大幅削减可靠性高，验证周期缩短SPAD在国内的发展处于起步阶段在国内的发展处于起步阶段，以科研院所为主以科研院所为主，缺乏产业缺乏产业配套配套，开发难点在于器件研发开发难点在于器件研发、供应链开发供应链开发、规模产业化规模产业化。SPADSPAD与与APDAPD架构比较架构比较资料来源：、招商证券资料来源：阜时科技、招商证券对比事项对比事项国内国内国外国外理解SPAD器件、掌握核心工艺的团队极少数模拟

188、龙头大厂晶圆制程、工艺、封装供应链缺乏成熟配套IDM模式为主，顶尖代工厂有相关经验，如给苹果lidar进行配套有相关芯片产业化能力的团队极少数通讯、军事、航天领域成熟多年，目前也开始进入消费电子、民用化领域成本高成本高灵敏度低灵敏度低可靠性差可靠性差体积大体积大采取光电探头，如APD/SiPM，搭载多颗模拟芯片组成接收端，体积大整体成本上千/上万美金内部元件众多，可靠性下降传感器灵敏度低目前技术：目前技术：APDAPD成本低成本低灵敏度高灵敏度高可靠性高可靠性高体积小体积小采取高集成度SPAD芯片代替原有复杂接收端，体积仅手机大小整体成本低于100美金外部器件大幅减小，可靠性高SPAD接收芯片

189、灵敏度高市场需求：市场需求：SPADSPADSPAD接收端接收端时数转换器TDCSPAD Array一体集成芯片分立ASIC芯片APD接收端接收端跨导放大器TIA高速ADC放大器AMP高压模块比较器COM时数转换器TDC传感器分立APD分立APD 多组/多个分立器件资料来源：阜时科技、招商证券-78-探测器探测器硅光电倍增管（硅光电倍增管（SiPMSiPM）SiPMSiPM主要载体及性能要求主要载体及性能要求数据来源：灵眀光子、麦姆斯咨询、招商证券应用领域应用领域内容内容汽车激光雷达在汽车领域，激光雷达与图像传感器、超声波雷达等感知模式互补和提供冗余，将不同传感器对某一目标或环境特征描述的信息

190、互相比对，综合成统一的特征表达，提高感知的准确性和精度，从而提升先进驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶的安全性。工业激光雷达激光雷达在工业领域的应用也非常广泛，如料位监控、存储检索、堆高控制、材料厚度测量、占用检测、物体检测和分类、空仓检测、人数计算/检测、安保等。SiPMSiPM在汽车和工业激光雷达领域的应用在汽车和工业激光雷达领域的应用数据来源：半导体芯科技、招商证券硅光电倍增管硅光电倍增管（Silicon photomultiplier，SiPM），也被称为多像素光子计数器也被称为多像素光子计数器（Multi-PixelPhoton Counter，MPPC），每一个像素都由每一个像素都

191、由SPAD及淬灭电阻串联而成及淬灭电阻串联而成，对单个光子非常敏对单个光子非常敏感感，能够在阳光直射环境条件下工作能够在阳光直射环境条件下工作，能在明亮阳光条件下长距离提供最佳信噪比能在明亮阳光条件下长距离提供最佳信噪比。其他优势包括较低的电源偏置和较低的温度变化敏感性。SiPM 对于APD的取代首先发端于车载雷达，随后逐渐向经济型雷达拓展。目前目前 SiPM 在汽车在汽车激光雷达和工业激光雷达领域的应用较为广泛激光雷达和工业激光雷达领域的应用较为广泛。-79-SIPMSIPM与与SPADSPAD的对比（上）、分辨率对比图（左下）、信噪比对比图的对比（上）、分辨率对比图（左下）、信噪比对比图（

192、右下）（右下）数据来源：麦姆斯咨询、滨松中国、招商证券探测器探测器SPADSPAD与与SiPMSiPM对比对比SPAD和SiPM是LiDAR常用的探测器。在激光雷达设计上，如果更加关注分辨率，SPAD是更好地选择。如果更加关注帧速和信号提取速度，则SiPM是更为可取。SPAD和SiPM存在诸多技术难题。虽然较之传统光电二极管，SPAD和SiPM性能更优，但制造难度较高，供应商稀缺，产业链尚未成熟，技术方向选择存在一定不确定性。指标指标SPADSiPM分辨率以单点探测器为例，SPAD是一个单像素盖革模式的探测器，探测器尺寸较小，相同面积下的分辨率高SiPM是由多个盖革模式的探测器同时信号输出，相

193、对探测器尺寸较大信号提取方式输出信号幅值相同，相当于只输出1或0电平信号，以致于单次测量时无法直接得出真正的信号位置，需要从时间和空间两个维度对信号进行相关度分析由于是多个盖革模式探测器同时感光输出，输出的信号会有幅度级别的区分，可以按照阈值的设置完成信号的提取。在光强的识别能力、帧速、信号的提取方式上更有优势性能环境光抑制好于SiPM能耗更低，系统可靠性更强，系统成本更低，对弱信号更灵敏技术难点背景光噪声较强，由于频繁的误触发而处于“疲劳”的状态，点云噪点会明显增多；在暗计数、后脉冲效应、串扰等因素基础上，高温会影响噪声水平，加剧性能恶化同时提高填充系数（导致更高的PDE）和探测效率（导致更

194、长的恢复时间等）-80-探测器探测器激光雷达光电探测器技术趋势激光雷达光电探测器技术趋势数据来源：YOLE、招商证券20自动驾驶车载雷达技术路线图自动驾驶车载雷达技术路线图SPADSPAD应用路线应用路线数据来源：灵明光子、招商证券SPAD和和SiPM技术已成为实现激光雷达系统中接收器功能的关键技术已成为实现激光雷达系统中接收器功能的关键，这两种光电探测器类型均基这两种光电探测器类型均基于盖革模式于盖革模式，有助于实现符合车规有助于实现符合车规、高增益高增益、低成本低成本、尺寸紧凑的传感器尺寸紧凑的传感器，适用于汽车长距离适用于汽车长距离激光雷达的微光探测场景激光

195、雷达的微光探测场景。与传统技术相比，SiPM和SPAD技术具有高灵敏度（2000倍）、高内部增益（1万倍）、低供电电压（约32V）及最佳一致性等优势。SPAD和和SiPM技术主要为解决增益能力和大尺寸阵列的实现两个问题技术主要为解决增益能力和大尺寸阵列的实现两个问题：增益能力。目前应用最广泛的APD产品典型增益为100倍，在远距离测试时，需大幅提高光源光强才能确保APD信号，而SPAD理论增益是APD的一百万倍以上；大尺寸阵列的实现。SiPM是多个SPAD的阵列形式，可通过多个SPAD获得更高的可探测范围及配合阵列光源使用，更容易集成CMOS技术。-81-索尼索尼IMX459 SPAD IMX

196、459 SPAD ToFToF深度传感器深度传感器数据来源：索尼中国、招商证券探测器探测器主流厂商主流厂商SIPMSIPM和和SPADSPAD技术路线技术路线安森美安森美SiPMSiPM阵列阵列ArrayRDMArrayRDM-0112A200112A20-QFNQFN数据来源：onsemi、招商证券激光雷达实现量产有三个标志：激光雷达实现量产有三个标志：半导体器件等级过车规半导体器件等级过车规，可靠性高；可靠性高；PDE（光子探测效率光子探测效率）值高；值高；一致性好一致性好，低功耗低功耗。滨松更青睐滨松更青睐SiPM。针对SiPM光子探测效率（PDE）提升问题，滨松计划通过三步战略逐步迭代

197、提升到30%。同时内置滨松SiPM的PET-MR或者PET-CT设备在高端医疗环境下使用广泛，滨松的产品在该市场具备绝对占有率，并保持增长。另外在激光雷达探测远距离的回波光是十分微弱的场景中，滨松凭借在PET对单光子计数的探测器、血液诊断装置的弱光探测应用上积累的成功经验，具备很大的产品优势。安森美半导体更青睐安森美半导体更青睐SiPM。其技术继承于其2018年收购的SenSL，并在2021年3月发布了全球首款车规认证SiPM阵列ArrayRDM-0112A20-QFN；基于在CMOS图像传感器领域的技术积累，索尼技术路线侧重于SPAD。2021年9月，索尼半导体推出行业首创的直接飞行时间(d

198、ToF)堆叠式SPAD深度传感器IMX459，可用于汽车激光雷达，助力高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)，预计于2022年样品出货。滨松单点滨松单点SISIPMPM（上）和（上）和SiPMSiPM阵列（下）阵列（下）数据来源：索尼中国、招商证券-82-SPADSPAD激光雷达测距原理图激光雷达测距原理图OPSYSOPSYS新款新款资料来源：阜时科技、招商证券探测器探测器采用采用SPADSPAD芯片的激光雷达或成未来发展方向芯片的激光雷达或成未来发展方向安全安全、精度精度、速度是激光雷达接收端的重要指标速度是激光雷达接收端的重要指标。安全：满足激光安全人眼安全标准【IEC 60825

199、】，随着智能化、电动化的发展，自带激光雷达的汽车、机器人越来越多，对于激光安全的标准可以预见的，也越来越严格精度：对于空间的3D感知，精度是最重要标准，否则无法满足场景需求速度：自身以及扫描对象都在快速移动，因此对于接收端的扫描速度也有很高要求接收端芯片成本占激光雷达总成本接收端芯片成本占激光雷达总成本2030%，采用采用SPAD芯片的激光雷达或成为未来发展方向芯片的激光雷达或成为未来发展方向。OUSTER、IBEO、OPSYS等公司均宣布采用SPAD阵列进行新一代激光雷达产品开发，更多公司在路上模拟巨头全面布局，针对接收端芯片、以及上下游信号链芯片，开始新一轮的研发竞赛。IBEOIBEO新款

200、新款资料来源：OPSYS、招商证券资料来源：IBEO、招商证券-83-激光雷达产业链激光雷达产业链探测器探测器-滨松滨松滨松：滨松：成立于成立于1953年年，是一个光科学是一个光科学、光产业大型跨国公司光产业大型跨国公司，产品有光电倍增管产品有光电倍增管、光电半导体光电半导体、光光源源、激光产品激光产品、光探测科学和医疗仪器等光探测科学和医疗仪器等。公司在激光雷达探测端在激光雷达探测端可提供PD（光电二极管）、PIN-PD（PIN光电二极管）、APD（雪崩光电二极管）、MPPC/SiPM以及基于上述探测器的阵列化产品。此外PD、APD产品上，还可以提供InGaAs（铟镓砷）材料的产品。针对探测

201、器的集成化方向，目前可以提供内置TIA（跨阻放大器）、TDC（时间数字转换器）等集成功能型器件。针对针对SiPM/MPPC，为解决为解决PDE（光子探测效率光子探测效率）的提升问题的提升问题，公司制定了三步战略公司制定了三步战略：第一步：实现从7%到10%的提高，第二步从10%提高到15%，第三步从15%提高到30%。并与用户建立紧密联系，从实际的产品应用中，不断完善产品性能。滨松致力于InGaAs APD的性能和成本优化，配合其使用的光源在人眼安全、阳光背景噪声等方面的优势，在更远距离的测量方面优势更明显。2018年，成立了专门的化合物材料中心，也在红外材料的研发上进行了大量投入。图：滨松图

202、：滨松SPADSPAD与与MPPC/MPPC/SiPMSiPM相关产品介绍相关产品介绍数据来源：滨松中国官网、招商证券名称名称单点MPPCMPPC阵列单像素光子计数模块InGaAs APD图片图片简介简介单点硅光电倍增管可提供不同类型的适用于精密测量，宽动态范围要求的LiDAR和可见/近红外测量。MPPC阵列通过平铺多个MPPC实现大的光敏区域，使其能够与闪烁体有效耦合。光子计数模块集成了单像素光子计数器（SPPC），用于低水平光检测。SPPC属于单光子雪崩二极管（SPAD）。InGaAs 雪崩光电二极管在近红外的低光检测中具有高灵敏度的特点。-84-激光雷达产业链激光雷达产业链探测器探测器-

203、索尼索尼索尼：索尼：世界视听世界视听、电子游戏电子游戏、通讯产品制造商通讯产品制造商。面向汽车激光雷达面向汽车激光雷达，公司研发业界首款基于公司研发业界首款基于SPAD像素的堆叠式像素的堆叠式dToF传感器传感器。2021年年2月索尼在国际固态电路大会月索尼在国际固态电路大会（ISSCC）上发布了首款基于上发布了首款基于SPAD的的dToF汽车远程激光雷达汽车远程激光雷达方案方案。利用CMOS图像传感器开发的堆叠结构、铜-铜连接、MEMS（905nm波长）等技术，在上下两层芯片上实现了SPAD时序和测距处理电路架构。通过技术创新实现了对于940nm近红外光的PDE（光子检测效率）提高到14.2

204、的水平，是传统SPAD的3至4倍。2022年年9月月，公司宣布成功为汽车激光雷达开发出一款堆叠式激光传感器公司宣布成功为汽车激光雷达开发出一款堆叠式激光传感器IMX459，是全球首个是全球首个采用直接飞行时间采用直接飞行时间(dToF)方案设计的的堆叠激光传感器方案设计的的堆叠激光传感器。据日本经济新闻报道，2023年公司将开始量产车载传感器LiDAR零部件SPAD，将是该公司首次量产车载激光雷达零部件。索尼的目标是为众多整车厂和Tier 1提供SPAD这一关键零部件，从“幕后”的角度主导LiDAR市场。图：图：SPAD SPAD ToFToF深度传感器堆叠配置深度传感器堆叠配置数据来源：索尼

205、官网、招商证券图：索尼计划量产的光接收元件图：索尼计划量产的光接收元件（SPADSPAD和测距处理电路已集成）和测距处理电路已集成）数据来源：日本经济新闻、招商证券-85-激光雷达产业链激光雷达产业链探测器探测器-安森美安森美安森美：安森美：安森美半导体是是应用于高能效电子产品安森美半导体是是应用于高能效电子产品 的首要高性能硅方案供应商的首要高性能硅方案供应商，能提供完整的能提供完整的LiDAR方案方案，包括包括SiPM传感器传感器、SiPM阵列扫描阵列扫描LiDAR系统系统、融合融合SiPM闪光闪光LiDAR和图像的和图像的FUSEONE系统以及系统以及Pandion SPAD阵列阵列，具

206、有强固、性价比高、符合车规等优势，并积极研发创新，同时为设计人员提供广泛的现场应用支援、相关的应用注释和视频库、产品演示系统、经验证模型的仿真数据等，解决设计挑战和推动创新。收购收购SiPM和和SPAD供应商供应商SensL扩展技术版图扩展技术版图。SensL基于领先的SiPM和SPAD深度传感技术，为汽车LiDAR新兴领域的市场领导者，拥有多个客户和强大的产品规划路线图，在深度传感技术的研发进行了大量投资，凭借核心的创新技术建立了市场领导地位。收购SensL帮助安森美扩展其成像、雷达和LiDAR（激光雷达）产品供应能力，致力于为下一代自动驾驶汽车提供全面的传感器解决方案。从而扩大其ADAS（

207、高级驾驶辅助系统）和自动驾驶等汽车传感应用的市场份额。图：安森美图：安森美SiPMSiPM产品产品数据来源：安森美官网、招商证券名称名称硅光电倍增传感器，C 系列(SiPM)硅光电倍增传感器，J 系列(SiPM)图片图片简介简介具有行业领先的 30 kHz/mm2 低暗计数率，以及卓越的 250 mV 击穿电压均匀性。高光子探测效率(PDE)使用大容量 CMOS 工艺延伸到了光谱蓝色部分。C 系列传感器提供 1 mm、3 mm 和 6 mm 尺寸以及多种微单元尺寸。此类器件封装在可平铺成型引线框架(MLP)封装内，可兼容行业标准、无引线、回流焊接工艺。C 系列还具有独特的快速输出，适用于快速计

208、时应用。针对高性能计时应用进行了优化，如 ToF-PET（飞行时间正电子发射层析成像）。由于提高了微单元密度，J 系列传感器可以实现 50%的光电检测效率(PDE)，灵敏度可扩展到紫外线。该系列具有行业领先的低低暗计数率50kHz/mm2，并且因为此类传感器是使用大容量 CMOS 硅工艺生产的，所以它们具有 250 mV 的卓越中断电压一致性。J 系列提供在 TSV 芯片级封装中封装的 3 mm、4 mm 和 6mm 尺寸，符合行业标准的无铅回流焊接工艺。J 系列还具有安森美半导体独特的快速输出，适用于快速计时功能。-86-阜时科技是中国领先的阜时科技是中国领先的SPADSPAD芯片公司，其核

209、心竞争力包括高精技术、顶级团队、创新实力、客户认可芯片公司，其核心竞争力包括高精技术、顶级团队、创新实力、客户认可资料来源：阜时科技、招商证券激光雷达产业链激光雷达产业链探测器探测器-阜时科技阜时科技阜时科技自研阜时科技自研SPADSPAD器件暗计数示波器图像器件暗计数示波器图像激光雷达激光雷达SPAD芯片芯片，实现从实现从1到到N的飞跃的飞跃聚焦SPAD、SiPM、OPA等技术，国内率先实现SPAD量产，同时量产SPAD芯片、结构光和双目等3D视觉产品申请专利730项，已授权361项，全面覆盖SPAD芯片及激光雷达领域领军人才全面掌舵领军人才全面掌舵，研发团队实力雄厚研发团队实力雄厚曾带领团

210、队在电容触控和触控显示体化两领域做到世界第。自主研发过百项发明专利，行业年产值过千亿公司具备150+人研发团队，其中激光雷达芯片资深研发80，深圳市地方级领军人才1人，海外高层次人才5人与华科大成立联合实验室，与清华大学联合技术开发，是广东省人机交互传感器工程技术研究中心持续研发开拓创新持续研发开拓创新，创造多项世界第一创造多项世界第一全球第一款屏下色温芯片独家量产于一线手机品牌旗舰机3D视觉产品在细分领域出货量行业第一LCD屏下指纹芯片全球首发全球顶级客户认可全球顶级客户认可，销售业绩爆发增长销售业绩爆发增长客户群体覆盖多领域，服务全球知名厂商70余家多产品实现量产高精技术顶级团队创新实力客

211、户认可阜时自研阜时自研BSIBSI结构结构SPAD12SPAD12寸晶圆寸晶圆阜时科技自研阜时科技自研SPADSPAD器件光计数示波器图像器件光计数示波器图像资料来源：阜时科技、招商证券资料来源：阜时科技、招商证券资料来源：阜时科技、招商证券-87-激光雷达产业链激光雷达产业链探测器探测器-奥比中光奥比中光奥比中光奥比中光（电子组电子组）：以以AI3D传感技术为核心的科技创新型企业传感技术为核心的科技创新型企业，在在LiDAR领域布局领域布局VCSEL+SPAD的单光子面阵固态激光雷达的单光子面阵固态激光雷达。公司系少数获得台积电在公司系少数获得台积电在dToF感光芯片上先进的工艺节点支持的企

212、业感光芯片上先进的工艺节点支持的企业。公司公司dToF技术研发已克服技术研发已克服核心技术难题核心技术难题，正在加快研发推出相关产品正在加快研发推出相关产品。在芯片设计层，公司已于2021年5月份完成第一款应用于多点dToF系统的面阵SPAD感光芯片的流片第三款小像素面阵SPAD感光芯片正在开发，预计2022年第二季度流片，是对第一款SPAD感光芯片制造工艺升级，形成不同性能梯次的产品线。2021年6月，子公司奥锐达正式发布单光子面阵固态激光雷达技术方案，依托在结构光等技术方面已积累的研发经验和供应链基础，创新性地融合VCSEL与SPAD技术架构，实现了分辨率和探测距离的显著突破，并在功耗、体

213、积等工程化特性上有突出表现。图：基于单光子面阵技术的激光雷达（接收端采用图：基于单光子面阵技术的激光雷达（接收端采用SPADSPAD传感器）传感器）数据来源：奥比中光官网、招商证券图：图：OrdarrayOrdarray 系列单光子面阵激光雷达系列单光子面阵激光雷达数据来源：奥比中光官网、招商证券-88-信号处理过程信号处理过程模数转换模数转换&FPGA&FPGA一个完整的激光雷达硬件可分为扫描模块一个完整的激光雷达硬件可分为扫描模块、发射模块发射模块、接收模块及控制模块接收模块及控制模块，控制模块主要通过控制模块主要通过算法处理生成最终的点云模型算法处理生成最终的点云模型，以供后续自动驾驶决

214、策算法参考生成后续行进策略以供后续自动驾驶决策算法参考生成后续行进策略。在控制模块中在控制模块中，信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。一个完整信号链的工作原理为：一个完整信号链的工作原理为：从传感器探测到真实世界实际信号，如电磁波、声音、图像、温度、光信号等并将这些自然信号转化成模拟的电信号，通过放大器进行放大，然后通过 ADC 把模拟信号转化为数字信号，经过FPGA等处理后，再经由 DAC还原为模拟信号。因此，信号链是电子设备实现感知和控制的基础。放大器对输入的直流、交流信号进行调理，缓冲或校准模拟信号，使其适合于ADC输入。ADC的性能对数据采集的速度

215、和准确性有着举足轻重的作用。FPGA在整个系统中起到了核心控制器的作用。放大器模数转换器（ADC）中央处理芯片（FPGA）放大器数模转换器（DAC）采集（输入）采集（输入）压力、压强温度、湿度电压、光强生物阻抗音频、图像控制（控制（输入）输入）马达马达温度温度功率功率音量音量亮度亮度完整信号链的工作流程完整信号链的工作流程数据来源：芯海科技、思瑞浦、招商证券器件器件功能功能放大器把输入讯号的电压或功率放大的装置，用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中ADC模拟/数字转换器，将自然界的模拟信号转换成数字信号，例如将温度、压力、声音或者图像等，转换成更容易储存、处理和传输的数字形式FPG

216、A专用集成电路领域中一种半定制化芯片，具有强大的数据处理能力和灵活的可重配置能力数据来源：互联网、招商证券信号链中的关键电子元器件信号链中的关键电子元器件-89-FPGA指现场可编程门阵列指现场可编程门阵列（Field-Programmable GateArray），是基于通用逻辑电路阵列的集成电路是基于通用逻辑电路阵列的集成电路芯片芯片，其最大的特点是芯片的具体功能是在制造完成以后由用户配置决定其最大的特点是芯片的具体功能是在制造完成以后由用户配置决定。FPGA芯片属于逻辑芯片大类芯片属于逻辑芯片大类。逻辑芯片按功能可分为四大类芯片：通用处理器芯片（包含中央处理芯片CPU、图形处理芯片GPU

217、，数字信号处理芯片DSP等）、存储器芯片（Memory）、专用集成电路芯片（ASIC）和现场可编程逻辑阵列芯片（FPGA）。CPU、GPU、DSP、Memory或各类ASIC芯片，在制造完成之后，其芯片的功能就已被固定，FPGA芯芯片在制造完成后片在制造完成后，其功能并未固定其功能并未固定，用户可以根据自己的实际需要进行功能配置用户可以根据自己的实际需要进行功能配置。FPGA通过支持门级的硬件开发，在特定功能上可以实现比CPU和GPU更高的速度和能量效率。因此，FPGA是当前自动驾驶领域深度学习模型部署的最佳选择之一。资料来源：智能车辆自动驾驶域控制器设计与实现、招商证券CPUCPU、GPUG

218、PU、FPGAFPGA和和ASICASIC的性能和特性对比的性能和特性对比信号处理过程信号处理过程现场可编程门阵列（现场可编程门阵列（FPGAFPGA）架构架构架构特点架构特点峰值算力峰值算力（TFLOPS）功耗功耗（W）功耗比功耗比优势优势劣势劣势CPU大部分为缓存、控制单元强大、计算单元较少、适用于复杂运算11656管理调度能力强（数据读取、文件管理），应用范围广，开发方便灵活架构弱势、数据处理能力弱，相对运算量较低，功耗高GPU大部分为计算单元、逻辑复杂度有限、适用大规模并行运算15.730052.3适合允许复杂的数学几何运算并行运算执行效率高、数据吞吐量大线程间通讯速度快硬件结构固定，

219、运行深度学习算法能效远低于FPGA，功耗极大，散热要求高FPGA计算效率较高，通过冗余的晶体管和连线可实现用户定制编程1012580存储器带宽需求低、流水处理响应迅速，可通过硬件编程能力实现功能，在密集处理和高并发能力上占优且功耗较低基本计算单元的能力有限，一次性成本较高ASIC算法定制、冗余少、功耗低、计算性能和效率高45401.1体积小、功耗低、计算性能高、计算效率高，定制芯片成本最低算法是固定的，若更换算法需要重新设计制作，研发成本高昂灵活性效率-90-FPGA芯片下游应用包括工业控制芯片下游应用包括工业控制、网络通信网络通信、消费电子消费电子、数据中心和汽车电子等领域数据中心和汽车电子

220、等领域。应用于自动驾驶场景下的算法需要满足实时性应用于自动驾驶场景下的算法需要满足实时性、低功耗和低成本等要求低功耗和低成本等要求。TDC（Time-to-DigitalConverters）是成像激光雷达系统的核心，其测量精度和测量准度决定着成像激光雷达系统的性能。目前TDC的实现方式主要包括两大类，一类为通过专用集成电路实现（ASICs），另外一类为通过FPGA实现。采用ASICs实现的TDC设计成本高、制造成本高、开发周期长。FPGA可在满足算法检测性能的前提下同时满足功耗和成本等要求可在满足算法检测性能的前提下同时满足功耗和成本等要求。由于自动驾驶系统的性能由于自动驾驶系统的性能、标准

221、和算法时刻发生改变标准和算法时刻发生改变，激光雷达领域非常注重灵活性和灵活应变激光雷达领域非常注重灵活性和灵活应变能力能力。FPGA提供了灵活性提供了灵活性、差异化差异化、应变能力应变能力，以及低时延以及低时延、高吞吐量和快速上市进程高吞吐量和快速上市进程。资料来源：基于FPGA的超高速雷达信号实时采集存储系统、招商证券信号处理过程信号处理过程FPGAFPGA与与ASICASIC对比对比D/A电源模块A/DPROMSRAM晶振输出信号输入信号雷达系统时钟同步主触发天线方位、仰角基于基于FPGAFPGA的硬件电路结构与内部功能模块示意图的硬件电路结构与内部功能模块示意图采集控制模块双口RAWPC

222、I总线PCI接口逻辑模块FPGA资料来源：头豹研究院、招商证券FPGAFPGA方案及方案及ASICASIC方案成本比较方案成本比较处理器数量总成本ASICFPGAT代芯片成本交叉点T+1代芯片成本交叉点一次性工程费用（NRE）达到量产规模前，达到量产规模前，FPGA占据成本优势占据成本优势-91-激光雷达产业链激光雷达产业链FPGAFPGA-赛灵思赛灵思赛灵思：赛灵思：首创了现场可编程逻辑阵列首创了现场可编程逻辑阵列（FPGA）这一创新性的技术这一创新性的技术，并于并于1985年首次推出商业化产年首次推出商业化产品品，满足了全世界对满足了全世界对FPGA产品一半以上的需求产品一半以上的需求。凭

223、借 Virtex-7 2000T FPGA 和 VirtexUltraScale VU440 FPGA，赛 灵 思 一 直 是 最 大 容 量 FPGA 的 市 场 领 导 者。16nm VirtexUltraScale+系列现在包括世界上容量最大的 FPGA-Virtex UltraScale+VU19P FPGA，实现高端器件连续三代的持续领先。公司产品的强大数据信号处理（DSP）性能、灵活的输入输出（I/O）配置和可编程逻辑，匹配众多激光雷达制造商的高算力需求。公司还可以提供可编程硬件，可适应激光雷达的不同配置，适合各类不断变化发展的设计。公司FPGA解决方案可以满足多重技术路线的4D毫

224、米波及激光雷达应用，包括机械式、固态、混合固态等，还可以满足激光雷达不同的点云密度、激光线束的处理。公司的解决方案还非常适合解决成本和功耗问题。FPGA为多传感器接收通道启用真正的基于硬件的处理通道。这允许对不同目标进行同时或独立的接收通道处理。图：赛灵思在多工艺节点中的图：赛灵思在多工艺节点中的 FPGA FPGA 领先地位领先地位数据来源：赛灵思官网、招商证券技术技术节点节点45nm28nm20nm16nm相关相关产品产品图：赛灵思图：赛灵思VIRTEXVIRTEX UltraScaleUltraScale+数据来源：赛灵思官网、招商证券-92-激光雷达产业链激光雷达产业链FPGAFPGA

225、-英特尔英特尔英特尔英特尔：半导体行业和计算机创新领域的全球领先厂商：半导体行业和计算机创新领域的全球领先厂商。英特尔英特尔 FPGA 提供各类可配置的嵌入式提供各类可配置的嵌入式SRAM、高速收发器高速收发器、高速高速 I/O、逻辑模块和路由逻辑模块和路由。目前，Intel FPGA主要分为Agilex、STRATIX、ARRIA、CYCLONE、MAX五大系列。外部并购与内部研发的双核驱动下外部并购与内部研发的双核驱动下，技术实力正在铸就英特尔在技术实力正在铸就英特尔在FPGA行业的高技术壁垒行业的高技术壁垒。2015年12月，公司以史上最大收购交易额167亿美元收购Altera当时与Xi

226、linx齐名的FPGA供应商，Altera化身为英特尔可编程事业部(PSG)。2019年4月，英特尔完成对Omnitek的收购。Omnitek是一家领先的优化视频和视觉FPGA IP解决方案提供商，助力英特尔赢得更多新客户。英特尔通过收购FPGA厂商，可直接补强其FPGA支撑的并行和可编程计算技术，在新兴异构计算架构时代时刻保持领先。在激光雷达领域，从边缘的激光雷达传感器中的基础信号处理，到融合和机器学习等高级特性，各种不同的架构都可在激光雷达单元中实施。英特尔 FPGA具备灵活性和可扩展性，帮助实施信号处理、数据融合以及复杂的并行处理任务，从而满足这类应用的要求。图：英特尔图：英特尔 FPG

227、A FPGA在激光雷达中的应用在激光雷达中的应用数据来源：英特尔官网、招商证券-93-激光雷达产业链激光雷达产业链ASIC/SoCASIC/SoC-禾赛科技禾赛科技禾赛科技：禾赛科技：禾赛在自研芯片禾赛在自研芯片、功能安全功能安全、主动抗干扰等技术打破了行业多项记录主动抗干扰等技术打破了行业多项记录。公司单光子公司单光子SoC芯片的开发正在进行中芯片的开发正在进行中，且取得初步成果且取得初步成果，未来在芯片化的发展战略指导下未来在芯片化的发展战略指导下，专用芯片的研究成果专用芯片的研究成果将应用到激光雷达产品中将应用到激光雷达产品中。SoC芯片能够实现CMOS工艺下探测器和电路功能模块的单片集

228、成，直接实时输出激光雷达点云数据，具有集成度高、适合大规模量产、器件自主可控的优势。公司于公司于2017年末成立了芯片部门年末成立了芯片部门，开展包括开展包括SoC芯片在内的激光雷达专用芯片的研发工作芯片在内的激光雷达专用芯片的研发工作，规划了规划了V1.0、V1.5、V2.0、V3.0多代核心收发单元芯片化的发展战略多代核心收发单元芯片化的发展战略。面向芯片化V2.0、V3.0的发展规划，自2018年以来，公司持续投入研发激光雷达SoC芯片，目前第一代SoC芯片已经进行到回片测试阶段。其中，V2.0中接收端由SiPM升级为SPAD阵列，实现在CMOS工艺下的探测器和电路功能模块的集成，线阵式

229、SoC单片集成光电探测器、前端电路、波形数字化、波形算法处理、激光脉冲控制等功能模块，可以取代FPGA，进一步提升系统的性能和集成度。V3.0架构预计完成VCSEL面阵驱动芯片以及基于SPAD探测器的面阵式SoC芯片开发。数据来源：公司公告、招商证券数据来源：公司公告、招商证券图：公司芯片图：公司芯片化发展路线化发展路线图：公司图：公司 SoC SoC 芯片研究部分技术创新安排芯片研究部分技术创新安排名称名称主要特点主要特点片上系统单个芯片集成光电探测器、前端电路、波形数字化、算法处理、激光脉冲控制等功能模块，能够显著降低系统复杂度和成本，适合大规模量产，有条件取代主控单元FPGA。高集成度对

230、于扫描式激光雷达架构(芯片化 V2.0)，线阵式 SoC 可集成数十到上百个通道(像素);对于面阵式激光雷达架构(芯片化V3.0)，面阵式 SoC 可集成上万个通道(像素)。-94-2021年为激光雷达年为激光雷达“上车上车”元年元年，2022年有望成为激光雷达的量产大年年有望成为激光雷达的量产大年，从从L2级别辅助驾驶到级别辅助驾驶到L3+自动驾驶跨进自动驾驶跨进。在2021年1月，蔚来在NIO day上宣布ET7全系搭载激光雷达，掀起了中国车企定点激光雷达的浪潮，随后，小鹏、北汽极狐、上汽智己、上汽飞凡、广汽埃安、理想、高合、威马等造车新势力和传统车企新能源品牌，都纷纷宣布即将量产或交付的

231、新车型将搭载激光雷达。这些车型最晚都是在2022年交付，2022年有望成为激光雷达的量产大年。激光雷达由发射模块激光雷达由发射模块、接收模块接收模块、主控模块以及扫描模块主控模块以及扫描模块（如有如有）构成构成。激光雷达BOM 成本主要是三部分：（1）硬件、电子模块；（2）光学模块和（3）结构模块。硬件模块（50%60%）：发射器和接收器都需要各自配套PCB板；FPGA板主要负责运算；以及主控板和电源模组；光模块（1015%）：以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等；结构模块（25%）：支撑光学模块和硬件模块内部的一些支架，包括电机、轴承、支架、壳体。激光发

232、射器：激光发射器：VCSEL较较EEL成本优势明显成本优势明显，905、1550或将共存或将共存。从驱动方式来看，采用VCSEL激光器作为面光源的电光转换效率、集成度和可制造性更高，将逐步取代EEL；从光源波长来看，1550nm或将在海外及国产高端车型中使用，目前仍需解决成本问题；905nm基于价格优势在中低端车型中将更受欢迎。光学系统：激光雷达中包含大量的光学和电子元器件光学系统：激光雷达中包含大量的光学和电子元器件。国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性。光学部分是以发射和接收这两个二极管展开的光通道，包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等；其中，转镜50%；窗口片：20%；透镜、准直

233、镜、滤光片30%。上游的光学组件提供厂商较多，且厂商来自多个不同的领域，包括消费电子领域、光通信领域以及光纤激光器领域，我们认为，未来量产阶段，拥有一定技术壁垒和充沛产能优势的厂商有望成为市场主流玩家。探测器：国内厂商走向车规探测器：国内厂商走向车规，从从APD向向SPAD、SiPM进阶进阶。SiPM和SPAD基于盖革模式，具有高灵敏度、高增益、供电电压低、一致性极好等优势，有助于实现符合车规、高增益、低成本、尺寸紧凑的传感器，适用于汽车长距离激光雷达的微光探测场景。投资建议：投资建议：激光雷达装配率有望在2022-2025年之间出现明显提速拐点，打开千亿市场规模。激光雷达上游光学组件率先受益

234、激光雷达上量，光模块产业链有望快速切入激光雷达领域，具备垂直一体化优势的平台型公司有望从光学组件切入主流市场，并逐步提供其他重要的光学组件产品以及有源器件封装服务，逐步增加单雷达的价值量，激光发射器VCSEL芯片国产替代逐步兴起，具备设计、外延、封装及采购上游芯片集成光学组件提供发射模组的公司值得持续关注.风险提示：技术路径选择风险提示：技术路径选择风险风险、自动驾驶推进不及预期自动驾驶推进不及预期、市场竞争价格降幅加剧市场竞争价格降幅加剧。核心逻辑：核心逻辑：激光雷达放量时代，上游器件引领未来激光雷达放量时代，上游器件引领未来-95-风险提示风险提示技术路径选择技术路径选择风险。风险。激光雷

235、达仍处于发展初期，技术路径尚未定型，技术方案选择的差异主要影响其商业化进度。目前主流的激光雷达厂商如禾赛科技、速腾聚创等均有机械式、固态式等产品布局，对OPA、FLASH等纯固态式方案亦正在加紧研发；Lumianr则更加专注于混合固态式方案。自动驾驶推进不及预期自动驾驶推进不及预期。随着自动驾驶等级提升，所需传感器类型和数量有所差异。以L5级别自动驾驶为例，摄像头个数在8-12个，超声波雷达在8-12个，毫米波雷达为5-10个，激光雷达在3-6个。因此，自动驾驶推进进度对激光雷达整体市场规模具有直接影响。市场竞争价格降幅加剧市场竞争价格降幅加剧。目前激光雷达价格较高，随着激光雷达量产项目逐步落

236、地，装载量将明显提升，预计稳态价格将快速下降。若激光雷达厂商不具备较强的成本控制能力，可能会出现较大的盈利压力。-96-负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。余俊余俊 招商证券通信行业首席分析师 东南大学微电子学硕士，7年民航空管通信导航方向技术及管理经验，民航局通信导航专家库成员。曾分别获得2020及2019年wind“金牌分析师”第一和第三名，2020年21世纪“金牌分析师”第三名，2020及2019年新浪金麒麟“新锐分析师”第一名和“最佳分析师

237、”第五名；2017年金牛奖第一名，新财富第四名，保险资管最佳分析师第二 重要团队成员；2016年新财富第三，水晶球第二 重要团队成员。梁程加梁程加 招商证券通信行业联席首席分析师 北京邮电大学电路与系统硕士，曾就职于中国移动、长江证券、中信证券、红杉资本，2022年加入招商证券。李哲瀚李哲瀚 招商证券通信行业分析师 中国科学技术大学理学学士，香港大学金融硕士，2022年初加入招商证券通信余俊团队，专注于泛物联网板块等相关领域研究；曾任职于中国银河国际，3.5年港股TMT行业研究经历。孙嘉擎孙嘉擎 招商证券通信行业研究助理 伦敦大学国王学院金融学硕士，思克莱德大学学士，21年加入招商证券，专注于

238、运营商、IDC、云计算及云通信等相关领域研究。分析师承诺分析师承诺-97-报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系，基于报告发布日后6-12个月内公司股价（或行业指数）相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中，A股市场以沪深300指数为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普500指数为基准。具体标准如下：股票股票评级评级强烈推荐：预期公司股价涨幅超越基准指数20%以上增持：预期公司股价涨幅超越基准指数5-20%之间中性：预期公司股价变动幅度相对基准指数介于5%之间减持：预期公司股价表现弱于基准指数5%以上行业评级行业评级推荐：行业基本面向好，预期行业指数超越基准指数中性：行业基本面稳

239、定，预期行业指数跟随基准指数回避：行业基本面转弱，预期行业指数弱于基准指数评级说明评级说明-98-本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可，任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载，否则，本公司将保留随时追究其法律责任的权利。重要声明重要声明-99-感谢您宝贵的时间感谢您宝贵的时间Thank You