在5G+AI趨勢下，我們認為未來將是一個萬物互聯的世界，激光雷達作為“機器設備之眼”，將適應3D感知和交互需求大幅提升的趨勢，迎來快速成長機遇。

其中在自動駕駛領域，我們認為車載激光雷達將成為感知層的核心，以及自動駕駛領域最具成長性的賽道之一，我們預計2030年車載激光雷達市場規模將達到127億美元，2019-2030年CAGR達55%。

同時，自動駕駛作為激光雷達一大標志性應用，也將助推激光雷達產業鏈快速成熟，并進一步助力激光雷達在機器人、無人配送、測繪、無人機、安防、工業、農業、智慧城市等領域的應用，我們預計2030年全球激光雷達整體市場規模有望達到240億美元，2019-2030年CAGR達28%。

摘要

車載激光雷達：高級別自動駕駛的最后一塊拼圖。

1)我們看好智能汽車迎來“黃金十年”機遇，成為下一個10年科技產業最重要成長動能之一，市場潛力遠超智能手機時代，其中自動駕駛尤其是高級別自動駕駛將成為兵家必爭之地，以及未來最重要的差異化服務來源；

2)感知層是自動駕駛的起點，我們測算全球車載傳感器市場規模有望于2030年達到903億美元，CAGR約為14%；而與視覺、毫米波等方案相比，激光雷達憑借遠距離、全天候、多目標追蹤等優勢，將成為L3及以上高級別自動駕駛必備的核心傳感器。

半固態先行，成本下行將加速自動駕駛推進進程。

1)當前激光雷達方案眾多，我們認為未來技術方案將沿著“機械式→半固態→純固態”的進程依次迭代變革，其中2023-2025年轉鏡(華為、大疆等)、MEMS振鏡(Luminar、速騰等)等半固態方案將成為主流，成本也有望降至100-200美元，從而有效刺激自動駕駛推進進程，一方面在Robotaxi/Robotruck領域體現經濟效益，另一方面面向普通消費者的智能駕駛吸引力也將提升，甚至成為主機廠性能競賽的重要手段；

2)長期來看，考慮到車載嚴苛、復雜的環境，我們認為Flash、OPA等純固態方案有望成為終極形態，但技術成熟以及大規模量產仍需要5年以上時間。

激光雷達企業的機遇與挑戰：關注商業模式創新、車規認證等。

1)隨著產業成熟度提升，激光雷達價格及超額利潤空間或將面臨下行壓力，但我們認為除了加速自動駕駛等應用成熟外，激光雷達企業的盈利模式也可望更多樣化，如軟件服務收費(標定系統、濾波及TOF算法等)可能成為新趨勢；

2)激光雷達“上車”是第一要義，由于直接關系行車安全，激光雷達企業需要經過嚴苛考驗，當前“車規”的概念仍然較為模糊，我們建議投資人關注相關廠商ISO 26262等車規認證進程及其與主機廠“官宣”后的量產進度。

風險

激光雷達滲透進程不及預期；行業競爭格局變化；自動駕駛政策開放不及預期。

正文

激光雷達：3D傳感性能優越，應用領域廣泛

激光雷達是什么?利用“光”實現3D感測。激光雷達(LiDAR，Light Detection and Ranging)是利用激光以實現精確測距的傳感器。

圖表: 激光雷達原理及系統結構示意

資料來源：陳曉冬，張佳琛，龐偉凇，等.《智能駕駛車載激光雷達關鍵技術與應用算法》.光電工程，2019，46(7): 190182，Velodyne，中金公司研究部

“前世今生”：已有多年積累，智能駕駛、機器人等打開廣闊市場。

“激光雷達”并非車載場景橫空出世，行業已有多年積累。近幾年，消費級激光雷達產品駛入發展快車道，在自動駕駛、無人配送、智能手機等場景中均已實現落地。展望未來，隨著技術的迭代創新以及下游消費需求升級，消費級激光雷達產品將向輕量化、低成本、集成化發展，其應用場景及市場規模空間可期。

圖表: 激光雷達的“前世今生”

資料來源：Yole，中金公司研究部

當前激光雷達下游：應用廣泛、不止是車載。基于3D感測原理，激光雷達在眾多需要獲取3D環境信息及精準實時測距的場景應用廣泛，例如ADAS、自動駕駛、無人配送、測繪、無人機、安防、工業、農業、智慧城市等。

圖表: 激光雷達的不同形式及主要下游應用

資料來源：Velodyne官網，中金公司研究部

圖表: 以Velodyne為例，看激光雷達產品的行業應用

資料來源：Velodyne官網，中金公司研究部

圖表: 激光雷達全球市場規模測算(分下游領域)

資料來源：Yole，沙利文，Luminar，Velodyne，禾賽科技官網等，中金公司研究部

圖表: 激光雷達下游占比-2019

資料來源： Yole，沙利文，中金公司研究部

圖表: 激光雷達下游占比-2030E

資料來源：Yole，沙利文，中金公司研究部

車載激光雷達：高級別自動駕駛的最后一塊拼圖

智能汽車迎來“黃金十年”，市場潛力超智能手機

智能汽車迎來“黃金十年”。我們認為，智能汽車在未來十年有望沿電動化、智能化、網聯化、共享化主線依次展開，并對整車品牌/主要玩家、整車制造、零部件/軟件服務等環節帶來深刻變革，中國企業有望充分受益，并帶來相比傳統汽車時代更大體量的公司。

圖表：智能汽車的下個十年——路徑與趨勢

資料來源：中金公司研究部

智能汽車有望呈現與智能手機相似的迭代路徑。我們認為智能手機的主要功能正陸續在智能汽車上找到對應落地場景。通過復盤智能手機的過去十年黃金發展期可以發現，智能汽車的發展趨勢與智能手機已經實現的迭代路徑存在諸多相似之處。

圖表：智能汽車正在多個方向展現與智能手機的相似路徑

資料來源：Yole，汽車之家，萬得資訊，中金公司研究部

汽車電子潛在市場規模超過智能手機。當前全球智能手機市場規模約為五千億美元。我們預計到2032年，全球汽車電子市場規模有望達到8,772億美元(2020-2032 CAGR 10%)；中國汽車電子市場規模有望達2,432億美元，約占全球的28%，智能化節奏快于全球整體。

圖表: 各大主機廠自動駕駛時間表——高級別漸行漸近

資料來源：各公司官網，佐思汽研，中金公司研究部

圖表: 汽車電子市場規模-全球

資料來源：Yole，中金公司研究部

車載激光雷達：感知層核心，環境監測傳感器的價值量制高點

感知層是自動駕駛的起點，環境監測傳感器相對“量少價高”

傳感器位處感知層核心，不同類型優勢互補、趨于融合。其中，汽車傳感器是感知層的核心部件。汽車傳感器可分為環境監測、車身感知兩大類。在一輛汽車所配置的傳感器中，呈現出：①環境監測傳感器量少價高、②車身感知傳感器量多價廉的特點。同時，隨著汽車SAE級別的提升，所需的環境監測傳感器數量增長迅速，占據了汽車傳感器總成本的絕大部分。

圖表: 主要汽車傳感器在各級SAE中的應用

資料來源：Yole Development，車云網，慧聰網，中金公司研究部

高級別必備的核心傳感器，多傳感器融合打造感知系統“完全體”

激光雷達是當前價值量最高的車載環境監測傳感器。當前環境監測傳感器主要包括車載攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等。出于結構設計、器件成本、良率與一致性、研發投入、車規及可量產性等多方面因素，當前激光雷達單車價值仍遠高于其他傳感器件。

視覺方案日趨成熟，激光雷達緣何必要?我們認為光學傳感器、毫米波雷達、激光雷達等不同種類的車載傳感器在成本、抗惡劣天氣能力、探測距離、精度、識別能力、暗光環境等不同維度相互補充。

圖表:不同環境監測傳感器特性對比

資料來源：OFweek，中金公司研究部

車載傳感器市場規模及成長：我們測算在智能化帶動下，全球車載傳感器市場規模有望于2032年達到1,097億美元，CAGR約為14%。其中，車載激光雷達市場規模有望由2020年的2,025萬美元增長至2032年的192億美元，CAGR約為77%，數倍于其他細分品類，其對車載傳感器行業的增長貢獻也達到22%，是我們看好的兼具“大空間”和“高成長”的優質賽道。

圖表: 車載傳感器市場規模測算

資料來源：Yole Development，中金公司研究部

轉鏡先行，MEMS蓄勢，價格有望2025年下探至100美元

激光雷達產品分類：不同維度、不同結果

分類方式多樣。激光雷達的工作過程包括多個環節，根據不同雷達測距原理、光源、發射、接收、掃描等環節所采取解決方案的不同，均可對其進行分類。行業供應商可基于以上維度進行方案組合設計，其中行業當前最主要采用的兩種分類維度為：測距方案及掃描方案。

掃描方案正成為車載激光雷達廠商分類定位的主要依據。究其原因，在于掃描技術直接決定了激光雷達的掃描頻率、掃描范圍、采集數據量等關鍵技術參數，與最終探測成像質量息息相關；此外，掃描技術的演變還是產品邁向小型化、高性能、低成本的重要一環，是車載激光雷達能否實現商業化量產的關鍵因素之一。根據內部有無運動器件，激光雷達可分為①機械、②半固態(轉鏡、MEMS為代表)以及③純固態(OPA、Flash為代表)三大類別。

當前沒有“完美”的方案，主機廠需進行取舍。基于探測距離、視場角、信噪比、體積、穩定性、成本控制、技術成熟度等多維度，我們對于不同測距原理、掃描方式下方案進行整理，結果可見不同方案均有各自優劣，主機廠在當前階段需在不同考量維度中進行取舍。

圖表: 沒有絕對“完美”的方案——車載激光雷達分類方式及優劣勢

資料來源：IDTechEx，汽車之心，中金公司研究部

圖表: 行業供應商可基于多種維度進行方案組合設計

資料來源：各公司官網，汽車之心，中金公司研究部；注：圖表中相關信息截至2021/02/10

方案量產節奏：轉鏡先行，MEMS蓄勢待發，純固態仍需時日、但或為終局

我們認為，“固態化”是車載激光雷達發展的主旋律。雖然激光雷達在性能方面能夠完美補強攝像頭和毫米波雷達各自存在的缺陷，但長期以來，行業內較成熟的機械式技術路徑一直難以達到車規級量產要求，高昂的價格/過大的體積/較低的工作穩定性成為制約激光雷達“上車”的關鍵因素。不過在激光雷達固態化的趨勢之下，我們認為上述痛點有望得到較好解決：固態激光雷達在內部采用芯片集成設計，去掉了大部分/全部的機械部件，使產品趨于輕量、可靠、高效、易量產。

我們認為行業技術方案將沿機械式→半固態→純固態依次迭代變革并同步研發，且根據主機廠“從0到1”、“從1到100”及中長期三大階段的不同訴求，我們認為：①轉鏡、②MEMS及③純固態將陸續成為主流。

從0到1階段：轉鏡是唯一真正上車方案

轉鏡方案是當前唯一真正過車規、并實現上車的方案，有望階段性率先起量。轉鏡方案代表性產品為法雷奧SCALA激光雷達，該雷達于2017年11月搭載在量產車型奧迪A8上，成為世界上第一款車規級量產激光雷達，相較競爭對手領先數年。

隨后，SCALA產品線進行線數升級，并陸續搭載在奧迪旗下多款其他車型及其他品牌車型內。截至2019年末，法雷奧已出貨超過10萬顆SCALA激光雷達，并獲得來自四家全球主流車企共計約5億歐元(約合38.7億元人民幣)的訂單。近期，華為、大疆Livox亦依托轉鏡方案推出各自產品，并將在極狐、小鵬等搭載。

我們認為轉鏡方案是當前最接近同時滿足 ①可過ISO 26262安全認證并過車規；②成本可控；③性能滿足需求門檻；④可批量穩定供貨 四大條件的方案。我們看到，除卻已經上車的Scala 1代及2代，華為將于極狐搭載的線激光雷達、大疆Livox將于小鵬搭載的激光雷達、Innovusion將于蔚來ET 7搭載的激光雷達等產品均基于轉鏡半固態方案設計或優化，反映轉鏡方案為主機廠乘用車產品實現從0到1跨越的首選方案。

圖表: SCALA轉鏡方案拆解

資料來源：Yole，法雷奧，中金公司研究部

滲透提速階段：追求綜合性能，MEMS蓄勢待發

MEMS可實現較為均衡的綜合性能。相較于純固態方案，MEMS激光雷達進一步將系統中的可活動部件從2-3個轉軸固化為磁或者靜電驅動的微振鏡，并采用微機電系統工藝，有望實現較強綜合性能。

行業趨勢：2021啟動量產，Scala從轉鏡向MEMS轉向。目前，Innoviz的MEMS激光雷達產品InnovizOne將于2021年搭載在寶馬新型BMW iX上；國內廠商速騰聚創也在CES2021上推出車規級MEMS激光雷達RS-LiDAR-M1的SOP版本，預計于2021年啟動定點項目量產交付；此外，值得注意的是，作為轉鏡方案代表的法雷奧SCALA，也將在第三代采用MEMS設計，預計2022年左右開啟量產。

待突破瓶頸：微振鏡供應與相關系統設計值得關注。我們認為MEMS激光雷達的成本下降有賴于MEMS微振鏡供應穩定及成本下行，且需要把握孔徑尺寸的微妙設計，孔徑過小或阻礙光路、孔徑過大易碎影響車規進程，因此對于相關廠商的系統設計能力提出較高要求。

圖表: 法雷奧SCALA不同代際產品對比及升級思路——從轉鏡到MEMS

資料來源：ResearchInChina，中金公司研究部

中長期標配階段：可動器件趨近于0，純固態或為終極形態

純固態方式最易達到高等級車規要求。車載環境面臨顛簸、震動、高低溫等嚴苛環境，尤其在高速運行時，震動等對于可活動器件的穩定運行帶來較大挑戰。FLASH、OPA等純固態設計中沒有任何運動部件，理論體積可進一步縮小、并可以進行較高程度的芯片化，理論成本亦可以達到100美元以下。對標dTOF在智能手機后攝3D感測的應用，我們認為Flash等純固態方案有望成為車載激光雷達的終極形態。

技術成熟、大規模量產可能仍需5年時間。我們認為，當前純固態方式仍較多處于實驗室或初步測試階段，距離技術成熟、大規模量產上車仍需要5年左右時間。此外，Flash方案當前仍面臨探測距離較短、視場角較小等挑戰，需通過提升光源質量(從LED/CMOS光源→VCSEL)、使用SPAD陣列進行接收端增益以及提升單車搭載數量(如長城采用3個IBEO NEXT激光雷達進行疊加)，或將FLASH優先作為側面激光雷達進行搭載。

圖表: 下游主機廠對于車載激光雷達的理論要求

資料來源：Luminar官網，中金公司研究部；參數要求來自于Luminar RFI階段獲取的需求信息

價格：有望在2025實現100美元價格

我們預計2025年將實現100美元及以下售價。基于我們對于已發布產品售價公開信息及預計量產時間點的統計，我們認為激光雷達整體有望在2023-2025年間降至100美元售價。以單車3顆方案看，單車價值有望控制在300美元以內，滿足主機廠在乘用車領域推廣普及的成本要求。

圖表: 激光雷達價格下行趨勢明顯

資料來源：Velodyne官網，汽車之家，中金公司研究部

成本下降打開ADAS及L3市場空間。我們認為，對于L4-L5高級別自動駕駛而言，激光雷達為必備元件、需與視覺傳感形成配合冗余；此外，激光雷達固態趨勢及成本下降有望帶動激光雷達從高級別專屬進入ADAS與L3領域，打開更大市場空間。

圖表: 主機廠激光雷達產品搭載時間軸——正在從高級別向L3滲透

資料來源：各公司官網，蓋世汽車，汽車之心，中金公司研究部

在位廠商：商業模式正創新，關注車規及量產進展

商業模式：“軟件付費+低硬件售價”成為趨勢

售價下行、技術逐漸明晰對行業帶來新的挑戰。我們認為，在下游車廠對于激光雷達產品提出較高成本下行要求的現在，激光雷達廠商面臨以下挑戰：1)70%以上的高毛利水平并不具備長期可持續性；2)當技術方案成熟后、廠商之間如何形成差異化和緊固客戶關系。

低硬件成本+軟件算法服務成為新趨勢。對于相關廠商，我們看到趨勢為：一方面降低硬件產品售價，另一方面通過軟件服務收費拓展商業模式、提高客戶粘性，相關產品包括標定系統(完成XYZ空間坐標軸定位等)、濾波及TOF算法、系統解決方案等。

激光雷達廠商可掌控哪些算法?我們認為，未來傳感器解決方案及自動駕駛方案算法更多由主機廠自身或第三方算法廠商提供，但對于標定算法、濾波/測距等識別算法、點云生成及分析等與激光雷達硬件聯系緊密的算法，激光雷達供應商具備較強話語權。

軟件收費行得通嗎?根據Velodyne、Luminar投資者材料，Velodyne 3Q20總營收約3,210萬美元，其中19%左右來自于許可與服務。Luminar預計2025年總營收達到8.4億美元，其中40%左右來自于軟件服務。在硬件成本持續下行的大趨勢下，我們認為通過軟件、授權、服務收費的方式有望被更多供應商采用。

車規：提示厘清“車規”概念，ISO 26262值得關注

“車規”是關鍵問題，“上車”是第一要義。我們認為，在激光雷達突破0到1的階段，相較于參數競賽，實現穩定且成本合理的車規級量產更加重要。

上車要過哪些“車規”?目前市場上“車規級”的概念仍較為模糊。我們梳理與激光雷達“上車”量產相關的車規級認證包括IATF 16949、ISO 26262、AEC-Q100、ISO 16750、A-SPICE等眾多認證維度，各自側重點不同，其中三者更加重要——1)功能安全：ISO 26262；2)零部件供貨及供應商質量管理：IATF 16949；3)IC產品測試認證：ACE-Q100。

關注相關廠商取得車規認證的時間節點。ISO 26262功能安全標準嚴苛，目前行業中真正通過并已經量產的僅有Scala一家。當前各大廠商正在質量管理、生產及測試等環節按照相關車規要求進行執行，建議關注真正取得認證的時間節點。根據公開資料[1]，國內廠商中，速騰聚創、鐳神智能等已獲得IATF 16949認證。

圖表: 大批量的關鍵點——主要激光雷達車規級標準

資料來源：國際標準化組織，國際汽車工作組，AEC，汽車之心等，中金公司研究部

從初樣到生產，要經過長時間配合研發及考驗。根據Velodyne梳理，經歷RFI(客戶獲取信息階段)→RFQ(供應商提供報價資料)→獲取量產訂單整個流程，供應商要提供Demo、A樣、B1樣、B2樣等多次樣品迭代才可固化SOP設計，整個流程可能會長達兩年時間。伴隨智能汽車時代開發驗證周期的縮短，我們認為整體流程有望一定程度加速，但由于激光雷達直接關系行車安全，因此對于供應商而言仍要經過嚴苛考驗。

“官宣”搭載后，建議關注量產交付進度。根據Scala 2的經驗(2019年獲取SOP、2021年量產)，從拿到SOP到實際量產交付，亦要經過等待。我們認為，“官宣”的車型搭載發布可理解為獲得SOP訂單，從該時間點到正式交付期間，供應商需要證明穩定且成本可控的規模量產能力，建議關注相關供應商交付情況。根據公開資料，速騰聚創M1有望于2021年開啟交付、Livox配合小鵬的產品將于2021交付、華為與極狐HBT合作亦值得期待。

圖表: 以速騰聚創為例，看不同階段產品性能提升及關注重點

資料來源：速騰聚創，MEMS，中金公司研究部

能力布局：多領域、多路線拓寬能力邊界

當前的全球激光雷達市場中，大多數份額仍由傳統激光雷達公司占據，例如地形測繪領域的Trimble、Hexagon AB，以及工廠自動化領域的德國西克、BEA Sensors等。

在車載激光雷達公司中，作為行業開創者的Velodyne的份額較為領先，不過受到降價策略及其他廠商發力的影響，其收入及份額在2019年均有所下滑，法雷奧Scala和Ouster的份額則有所提升。自動駕駛公司Waymo自研的激光雷達開始出貨，不過考慮到下游客戶仍以自家Robotaxi車隊為主，因此市場份額有限。國內公司方面，禾賽科技和速騰聚創開始收到批量訂單，市場份額有望持續提升。

圖表: 2018-2019年全球激光雷達市場份額變化(包含全部下游領域)

資料來源：Yole，中金公司研究部

傳統機械式廠商紛紛進行多元布局。現階段，半固態激光雷達相較機械式產品在價格、體積、工作穩定性等方面優勢明顯，同時較純固態技術有著更高的成熟度，使其成為目前“上車”的階段性優選，也因此聚集了行業內多數公司的目光：一眾老牌機械激光雷達廠商紛紛著手布局并推出相應產品，如Velodyne的Velarray系列、禾賽的PandarGT等；而Luminar、華為等行業后來者則直接瞄準更易滿足車規要求的半固態技術，意圖實現彎道超車。展望未來，“固態化”趨勢仍會延續，大多數廠商已進行布局，而在測距原理方面，FMCW現在已有部分廠商進行前瞻性儲備。

開辟不同應用場景，打開多元成長空間。目前，除去法雷奧、大陸、博世等老牌汽車零部件廠商，幾乎所有的激光雷達公司都在積極拓展產品下游應用。我們認為在智能化浪潮席卷之下，物聯網、AI等技術落地速度加快，智能汽車、無人配送、服務機器人、自動化生產、智慧城市等多元化應用的滲透率持續提升均值得期待。此外，我們認為多元布局有望在激光雷達乘用車起量前期及初期有效補充廠商盈利，為進一步技術投入優化提供支持。

圖表: 車載激光雷達產業鏈

資料來源：Yole，各公司官網，中金公司研究部