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汽車制造

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈全景解析

星之球科技 來源:網(wǎng)易2021-03-31 我要評(píng)論(0 )   

激光雷達(dá)是一種利用激光來實(shí)現(xiàn)精確測距的傳感器,在廣義上可以認(rèn)為是帶有3D深度信息的攝像頭,被譽(yù)為“機(jī)器人的眼睛”?! 〖す饫走_(dá)產(chǎn)業(yè)自誕生以來,緊跟底層器件的前...

激光雷達(dá)是一種利用激光來實(shí)現(xiàn)精確測距的傳感器,在廣義上可以認(rèn)為是帶有3D深度信息的攝像頭,被譽(yù)為“機(jī)器人的眼睛”。

  激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)自誕生以來,緊跟底層器件的前沿發(fā)展,呈現(xiàn)出了技術(shù)水平高的突出特點(diǎn)。從激光器發(fā)明之初的單點(diǎn)激光雷達(dá)到后來的單線掃描激光雷達(dá),以及在無人駕駛技術(shù)中獲得廣泛認(rèn)可的多線掃描激光雷達(dá),再到技術(shù)方案不斷創(chuàng)新的固態(tài)式激光雷達(dá)、FMCW激光雷達(dá),以及近年來朝向芯片化、陣列化持續(xù)發(fā)展,激光雷達(dá)一直以來都是新興技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的代表。

  2020年,國家發(fā)改委首次官方明確“新基建”七大板塊,激光雷達(dá)作為終端傳感器設(shè)備,在自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同等智能交通、智慧城市領(lǐng)域的作用不斷凸顯。中國政府對(duì)自動(dòng)駕駛的支持,也將對(duì)全球激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

  根據(jù)沙利文的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測,至2025年激光雷達(dá)全球市場規(guī)模為135.4億美元,較2019年可實(shí)現(xiàn)64.5%的年均復(fù)合增長率。至2025年,中國激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到43.1億美元,較2019年實(shí)現(xiàn)63.1%的年均復(fù)合增長率。

  
激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈

  從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看,激光雷達(dá)所處環(huán)節(jié)積聚了大量價(jià)值,具有很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)附加值。

  激光雷達(dá)技術(shù)作為近年來高熱度的新興雷達(dá)技術(shù),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜,設(shè)備設(shè)計(jì)要求靈敏精準(zhǔn),多模塊在工作運(yùn)行中注重高度配合,生產(chǎn)過程需要高精密度機(jī)械設(shè)備。在這樣的高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格下,激光雷達(dá)的生產(chǎn)制造研發(fā)對(duì)進(jìn)入企業(yè)有很大的技術(shù)壁壘,前期投入不易產(chǎn)生較明顯的成效。

  激光雷達(dá)是下游導(dǎo)航、繪測等應(yīng)用的核心部件,目前產(chǎn)能稀缺導(dǎo)致供不應(yīng)求,呈現(xiàn)賣方市場,對(duì)下游有很強(qiáng)的定價(jià)權(quán),因此該產(chǎn)業(yè)鏈主要附加值在于激光雷達(dá)部分,行業(yè)整體盈利空間較大。

  

  圖表來源:天風(fēng)證券

  激光雷達(dá)帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的競爭,目前,全球激光雷達(dá)核心元器件有激光器(如固體激光器、半導(dǎo)體激光器、氣體激光器等)、掃描器(如掃描鏡、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等)、光電探測器(如硅光電倍增管、雪崩光電二極管、CCD/CIS等)及接收器IC(如放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA等)、位置和導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS、IMU)。其中,領(lǐng)先的元器件供應(yīng)商主要集中于歐美地區(qū)。

  
激光雷達(dá)上游

  上游主要包含激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)和信息處理四大部分,這四大部分中大量的光學(xué)和電子元器件,構(gòu)成了激光雷達(dá)的基礎(chǔ)。

  上游的核心元器件廠商,無論是光學(xué)元器件還是電子元器件,涉及精密儀器、芯片的加工和制造,目前基本被國外大的廠家所壟斷。

  近年來國內(nèi)廠商也通過自研在上游核心元器件領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,如掃描系統(tǒng)、激光器和光源接收器等領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批中國創(chuàng)業(yè)型企業(yè)。

  此外,中國市場上的激光雷達(dá)芯片,特別是信號(hào)處理所需的元器件主要依賴進(jìn)口,這在一定程度上抬高了激光雷達(dá)的生產(chǎn)成本,因此多家國內(nèi)的芯片企業(yè)都在爭取通過各自的優(yōu)勢(shì)技術(shù)填補(bǔ)上國內(nèi)市場在此領(lǐng)域的空白。

  激光雷達(dá)上游主要廠商:

  

  資料來源:汽車人參考

  激光雷達(dá)中游

  激光雷達(dá)中游可分為車用激光雷達(dá)和物流運(yùn)輸激光雷達(dá)兩大類。

  Yole預(yù)計(jì),激光雷達(dá)應(yīng)用是目前汽車行業(yè)增長最快的行業(yè)之一。從出貨量來看,Yole預(yù)計(jì)2030年全球激光雷達(dá)出貨量約2390萬個(gè)。

  車用激光雷達(dá)的供應(yīng)商眾多,包括Velodyne LiDAR, Vales, Ibeo,Continental等。產(chǎn)業(yè)與物流運(yùn)輸激光的廠商有SICK, Hokuyo, OMRON, VelodyneLiDAR, Konica Minolta等。

  
激光雷達(dá)下游

  激光雷達(dá)下游應(yīng)用廣泛,主要可以分為無人駕駛行業(yè)、ADAS行業(yè)、服務(wù)機(jī)器人行業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等。在汽車產(chǎn)業(yè)“電氣化、共享化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化”的“新四化”驅(qū)動(dòng)下,各行業(yè)高速發(fā)展。

  激光雷達(dá)是無人駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。對(duì)比毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá),其測量精度最高,反應(yīng)速度快,操作性能具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

  無人駕駛服務(wù)的落地有賴于激光雷達(dá)提供的高精度感知信息。而且,激光雷達(dá)的環(huán)境感知能力能夠拓展已有的輔助駕駛功能,提升車輛安全性,為面向整車廠以及Tier1公司的高級(jí)輔助駕駛產(chǎn)業(yè)提供了重要的支撐。

  盡管在L2、L3的汽車中的使用尚不如超聲波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)廣泛,但是大多數(shù)車廠和Tier1均認(rèn)為激光雷達(dá)將成為L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛汽車的必備傳感器,并最終在L4級(jí)以上自動(dòng)駕駛汽車中成為核心傳感器。

  同時(shí),激光雷達(dá)技術(shù)也促進(jìn)了服務(wù)型機(jī)器人產(chǎn)業(yè)以及車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起,服務(wù)型機(jī)器人通過賦予機(jī)器人智能感知的能力實(shí)現(xiàn)無人配送、無人清掃等功能,車聯(lián)網(wǎng)通過車與車、車與路、車與云平臺(tái)等的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)更為安全、舒適、智能的交通服務(wù)。

  激光雷達(dá)下游產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè):

  

  數(shù)據(jù)來源:禾賽科技招股說明書,信達(dá)證券

  激光雷達(dá)競爭格局:海外廠商領(lǐng)跑,國內(nèi)市場百花齊放

  激光雷達(dá)全球市場近來年逐漸開放,海外廠商在上游和中游都存在著領(lǐng)跑的優(yōu)勢(shì),在技術(shù)和客戶群等方面都領(lǐng)先于國內(nèi)廠商,但國內(nèi)廠商近年來奮起直追,取得了許多突破性的進(jìn)展,中國勢(shì)力正在逐步崛起。

  國外激光雷達(dá)技術(shù)早在2010年前就開始嘗試應(yīng)用于ADAS輔助避障和導(dǎo)航項(xiàng)目。

  作為未來自動(dòng)駕駛核心傳感器的代表,激光雷達(dá)核心技術(shù)主要掌握在Velodyne、Quanergy、Ibeo三家國外企業(yè)中。

  美國Velodyne成立于1983年,其機(jī)械式激光雷達(dá)起步較早,技術(shù)領(lǐng)先,同時(shí)與谷歌、通用汽車、福特、Uber、百度等全球自動(dòng)駕駛領(lǐng)軍企業(yè)建立了合作關(guān)系,占據(jù)了車載激光雷達(dá)大部分的市場份額。

  Quanergy成立于2012年,2014年推出其第一款產(chǎn)品M8-1,并在奔馳、現(xiàn)代等公司的實(shí)驗(yàn)車型上得到應(yīng)用,M8之后Quanergy相繼發(fā)布的產(chǎn)品都開始走固態(tài)路線,采用了OPA光學(xué)相控陣技術(shù),規(guī)模量產(chǎn)后將大幅降低傳感器價(jià)格。Ibeo成立于1998年,是全球第一個(gè)擁有車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的企業(yè),其于2017年推出了全固態(tài)激光雷達(dá)A-Sample樣機(jī)。

  

  近年來興起自動(dòng)駕駛浪潮后,國內(nèi)激光雷達(dá)廠商逐步入局。

  國內(nèi)玩家早期分為兩個(gè)流派,一類研發(fā)機(jī)械式激光雷達(dá)與Velodyne等老牌玩家搶市場,另一類則直接鎖定固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品,目標(biāo)是在2020年之后登上前裝市場。

  速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北科天繪、鐳神智能等國產(chǎn)企業(yè)先后崛起,國內(nèi)市場競爭激烈,呈現(xiàn)出百花齊放的市場格局。

  比較禾賽科技和速騰聚創(chuàng)這兩家公司,其產(chǎn)品定位也存在較大差別。在高速自動(dòng)駕駛領(lǐng)域(相對(duì)低速無人車來說),禾賽市場占有率較高,百度、文遠(yuǎn)知行、AutoX、元戎啟行等公司都在使用。而在低速自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,速騰聚創(chuàng)則是主要玩家,新石器、京東、菜鳥物流、高仙機(jī)器人等公司都主要使用速騰的16線激光雷達(dá)產(chǎn)品,同時(shí)其16線、32線產(chǎn)品也被圖森未來、嬴徹科技、AutoX等部分高速自動(dòng)駕駛公司采用。

  而另一方面,隨著2020年起將逐步量產(chǎn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛乘用車,市場對(duì)車規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)的需求將迎來一個(gè)小的高潮,大疆、華為等消費(fèi)電子硬件巨頭相繼拿出了自己的激光雷達(dá)新品,直接加入了前裝量產(chǎn)裝車的戰(zhàn)局。

  2020年8月大疆宣布公司首個(gè)實(shí)現(xiàn)了車用自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)價(jià)格降到千元級(jí)別,而且能量產(chǎn)供應(yīng),大疆旗下孵化品牌覽沃科技在美國CES也發(fā)布了兩款高性能激光雷達(dá)傳感器。

  激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈代表廠商:

  

  資料來源:麥姆斯咨詢

  未來激光雷達(dá)技術(shù)主要基于ToF和FMCW原理,對(duì)于基于ToF原理的激光雷達(dá),芯片化架構(gòu)的激光雷達(dá)是未來的發(fā)展方向,發(fā)射端逐漸采用平面化的激光器器件,接收端逐漸采用CMOS工藝的單光子探測器,為VCSEL和單光子器件開發(fā)的模擬、數(shù)字芯片;硅光芯片化的FMCW激光雷達(dá)是未來發(fā)展的一大趨勢(shì)。

  激光雷達(dá)的發(fā)展將促進(jìn)汽車行業(yè)無人駕駛技術(shù)和ADAS發(fā)展,也將提高服務(wù)型機(jī)器人的應(yīng)用范圍和普及度。未來隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)一步普及,激光雷達(dá)市場規(guī)模將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大,而單車價(jià)值量下降將會(huì)進(jìn)一步有利于激光雷達(dá)的量產(chǎn)使用。

  隨著人工智能、5G技術(shù)的逐漸普及,無人駕駛、ADAS、服務(wù)型機(jī)器人和車聯(lián)網(wǎng)等多方面的需求推動(dòng),激光雷達(dá)整體市場預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。


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