激光雷达产业链及市场全景
产业链概述
激光雷达产业链上游包括激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理相关的零部件。其中,发射端主要包含激光器、发射系统和光学系统,不同光源成本差距较大,发射端是激光雷达重要成本构成,占30%-50%。接收端将光信号转换成电信号,主要有光电探测器和处理芯片。扫描系统主要分为机械式、半固态(混合固态)和固态三种,其中半固态是目前主要扫描方式,主要包括MEMS微振镜、棱镜和转镜。信息处理部分主要由FPGA芯片主控板构成,成本可以占到整个激光雷达的3成以上。
上游端简析
激光雷达上游主要包含激光器、发射光学系统和接收光学系统。激光器是激光雷达核心部件,按工作介质不同,主要分为边发射激光器(EL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光纤激光器、面发射激光器(VCSEL)、固体激光器等。EL技术成熟且成本较低,市场占比最高;VCSEL制造工艺与输出功率高,规模制造的成本低;光纤激光器拥有结构简单、转换效率高、光束质量好等优点;固体激光器峰值功率高、功率密度高。发射光学系统将原始激光转化为均匀的光束;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,主要由透镜、分束器、窄带滤光片等组成。
下游整体现状
激光雷达下游主要应用领域包括无人驾驶、ADAS、服务机器人、车联网等。其中,无人驾驶领域对激光雷达的需求最大,占比60%左右;ADAS领域占比约8%;服务机器人领域占比约2%;车联网领域占比约2%。随着汽车智能化与电动化的不断升级,无人驾驶汽车成为汽车行业发展的新趋势。2021年无人驾驶行业市场规模达93.7亿元,预计2022年无人驾驶行业市场规模将达100.4亿元。ADAS传感器是关键组成,随着ADAS渗透率持续提升,将带动激光雷达整体需求持续扩张。2021年全球ADAS行业市场规模预计将达到319.5亿美元。国内ADAS来看,截止2022年1-9月我国乘用车ADAS装配率已达33.5%,预计到2025年L2及L2+级ADAS装配率有望超过50%。服务机器人领域,2020全球服务机器人市场规模达94.6亿美元,同比2020年增长22.5%。
技术趋势
就激光雷达整体技术趋势来看,短期内半固态(混合固态)将是市场主流,但相关产品存在改进空间,未来单片集成将是主流趋势。目前全球和国内已有部分布局固态产品,但整体商业化仍较远,中期随着激光雷达固态逐步渗透,可实现激光雷达的模块化生产组装,远期目标是激光器芯片的单片集成。