激光雷达市场,处于爆发前夜?

作者: 应依汝
自动驾驶渗透率将持续提升, 推动激光雷达需求增长。

近几年来,自动驾驶的概念越来越被频繁的提及,而自动辅助驾驶技术也在快速的发展。

在自动驾驶技术之中,有一个非常重要、用于感知的硬件就是激光雷达。

激光雷达也称光学雷达,是激光探测与测距系统的简称,它通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离,分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息,从而呈现出目标物精确的三维结构信息。

中信证券刘双锋认为保守情况下估计2025年国内仅ADAS领域的激光雷达市场规模有望达到19亿美元,乐观情况下则有望达到45亿美元。

自动驾驶推动激光雷达产业发展

在过去,激光雷达主要用于工业测绘、气象监测等领域,而如今已经成为了车载领域最重要的细分。根据 Yole 预测,2021-2026年激光雷达在ADAS和无人驾驶市场的CAGR分别达到94%和33%,2026年合计份额达到50%,成为激光雷达规模最大的应用市场。

无人驾驶与高级辅助驾驶领域通常将自动驾驶技术按照国际汽车工程师协会(SAE International)发布的工程建议J3016进行分类。从L0级(纯由驾驶员控制)至L5级(完全自动驾驶),而L3级是自动驾驶等级中的分水岭,其驾驶责任的界定最为复杂:在自动驾驶功能开启的场景中,环境监控主体从驾驶员变成了传感器系统,驾驶决策责任方由驾驶员过渡到了汽车系统。

而在高等级自动驾驶系统内,激光雷达是不可或缺的。激光雷达兼具测距远、角度分辨率优、受环境光照影响小的特点,且无需深度学习算法,可显著提升自动驾驶系统可靠性。

随自动驾驶等级上升,激光雷达单车搭载量也逐渐上升。Yole预计,L3等级汽车至少需要1台激光雷达,L4和L5则分别需要2台和4台。

技术路线多元化发展

激光雷达核心构成包括激光器、扫描系统(光束操纵元件) 、传输与接收光学系统、光电探测器及信号处理系统。其中扫描系统、激光器和光电探测器均存在不同技术路线,进而导致激光雷达整机技术路线繁多。

从扫描系统角度, 激光雷达 主要可以分为机械式、半固态式和固态式三大类。

其中,机械式激光雷达通过电机带动光机结构整体360度旋转,是激光雷达最经典且发展最为成熟的机械架构;但是其缺陷在于价格昂贵、体积较大(通常安置于车顶)且机械部件寿命较短,因此难以通过车规,主要于RoboTaxi/RoboTruck场景上应用。

半固态式指收发模块静止、仅扫描器发生机械运动,可分为转镜和MEMS振镜两大类。目前技术发展逐步成熟,且体积大幅缩小,成本得到控制,预计是固态式激光雷达实现规模量产前的主流应用方案。

固态式激光雷达为车载激光雷达终极方向,主要包括OPA和Flash两大类 ,核心是取消机械运动部件,并以集成芯片化结构替代传统机械式激光雷达发射端和接收端的分立器件。

自动驾驶渗透加速,激光雷达上车进程已启动

自动驾驶渗透率将持续提升,推动激光雷达需求增长。

根据 Yole 新车自动驾驶等级结构预测,2020年全球汽车产量中近50%为L0级,而L1-L2占比34%,L2+占比16%,L2++占比仅1%;此后高等级自动驾驶汽车占比将不断增长,到2035年预计L2+占比38%,L2++占比25%,L3-L4占比9%,L5占比1%。

根据高工智能产业研究院监测,国内市场自动驾驶渗透率快速提升,2018年乘用车新车中L1级别渗透率约14%,L2约5%,而2021年1-11月乘用车新车L2搭载率已逼近20%。预计中国市场比海外市场自动驾驶渗透率更快,到2025年,L3渗透率为20%,L4开始进入市场。

中信证券认为,目前价格继续下探,半固态式激光雷达符合车规具备上车条件,各车企为提升产品在智能化、安全性能上的竞争力,正加速激光雷达上车步伐。据不完全统计,目前小鹏 P5、北汽新能源 ARCFOX 等超过 20 款车型已确定搭载激光雷达。

同时,中信证券认为全球乘用车领域激光雷达需求量有望快速增长,预计2028年中国市场占比30%。

Strategy Analytic预测全球ADAS领域的激光雷达需求量将从2020年的4.8万台增长到2028年的970.7万台,2020-2028 年CAGR达到94.2%,其中国内市场需求量占比将从2020年的2%增长至2028年的30%,位居全球第一。

根据Frost&Sullivan预测,2025年全球车载激光雷达市场规模将超过80亿美元。2025年全球无人驾驶激光雷达市场规模达35亿美元,2019-2025年复合增长率为80.9%。

国内企业无人驾驶领域,如百度、滴滴、小马智行、文远知行等已在多个城市开展无人驾驶出租车业务的试运营,预计商业化应用后对激光雷达的需求将进一步增长。根据Frost&Sullivan预测,2025年中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元,较2019年实现63.1%的年均复合增长率,其中ADAS与无人驾驶领域的激光雷达合计市场规模超过20亿美元。

中信证券认为,车载激光雷达厂商份额占比低且无明显差距,国内头部厂商呈上升趋势。

根据Yole的激光雷达总体市场份额数据,2018-2020 年期间全球激光雷达市场份额主要集中于测绘(Trimble,HexagonAB,Topcon)、工业(SickAG)等传统领域的激光雷达厂商手中,其中Velodyne和Waymo呈逐年下降趋势,Valeo 和国内厂商禾赛科技、速腾聚创逐步上升,而其他诸多厂商市占率较低,逐步退出市场。

但是中信证券认为目前技术终局的方案仍未显现,当下半固态式占据主流,具有半固态式产品的厂商在短中期更容易获取量产应用机会;而固态式作为激光雷达的发展方向,相应的技术布局将影响厂商未来的产品竞争力。

市场中华为、禾赛科技、速腾聚创技术布局较为全面,已有半固态式产品,同时加紧研发固态式方案;传统 Tier1如 Valeo、大陆、ZF等技术布局各有侧重;Mobileye/Intel、Aurora、Cruise 等科技公司则直接押注前沿技术领域。

本文改写自《激光雷达:市场处于爆发前夕,上游元器件有望优先受益》,原文作者:中信证券刘双锋

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中信建投证券刘双锋,并非中信证券,请修改

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