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激光雷达投资风口,上游器件放量千亿市场规模

激光制造网 来源:激光研究院2023-04-18 我要评论(0 )   

国外或破产或合并,国内则竞争激烈,国内外的激光雷达行业呈现出“冰火两重天”的局面。日前,激光雷达上市公司Quanergy Systems公告显示,纽约证券交易所监管人员已决...

国外或破产或合并,国内则竞争激烈,国内外的激光雷达行业呈现出“冰火两重天”的局面。日前,激光雷达上市公司Quanergy Systems公告显示,纽约证券交易所监管人员已决定启动对该公司的退市程序,因其连续30天交易市值不满足交易所规定的1500万美元的下限。


无独有偶,下半年以来,数个曾经风靡资本市场的国外激光雷达企业均被曝出经营困难。10月,被誉为激光雷达鼻祖的Ibeo公司宣告破产,11月后Velodyne、Luminar、Ouster等头部公司纷纷传出裁员与亏损扩大的消息。


与国外市场“寒冬”不同,国内市场的赛道则愈加火热。一个星期内,禾赛、速腾聚创、亮道智能相继公布了自己固态补盲激光雷达产品的新进展。分析人士认为,在新能源、智慧汽车领域,中国拥有全球最好的产业落地场景、最大的市场容量和绝佳的创新、创业基础设施环境,而激光雷达产业很可能会复制中国厂商在动力电池领域的发展,后来居上最终成为全球的产业主导者。


激光雷达刮起“补盲”风

激光雷达的技术演进路线可以分为机械式到半固态再到纯固态三个阶段。其中,纯固态激光雷达被认为是未来的主流技术方向。而从上述三个企业发布的产品来看,除了在产品参数上有所区别,企业在纯固态激光雷达方面的布局,都指向一种产品形态:采用Flash技术的纯固态近距补盲激光雷达。


当前,“上车”的激光雷达普遍为长距离雷达,位于车顶或者前保险杠,用于探测车辆前方障碍物,最远有效探测距离视雷达型号不同可以做到150m~250m,水平视场角一般为120°、垂直25°,但车辆两侧信息的探测是缺失的。


相比之下,定位补盲的广角短距激光雷达,其探测距离虽然比主激光雷达要近,但能提供更广的垂直视场角度,对于补盲这件事来说,有着更强的针对性,其可以用于补充长距离激光雷达无法顾及的盲区。


有观点认为,当前L2+及L3级以上自动驾驶的逐渐普及,也成为Flash纯固态近距补盲激光雷达量产的推动因素。据了解,当前已经有数家车企将高阶辅助驾驶开进城市开放道路,但其在安全性、平顺性方面都有待进一步提升。


例如,在高速或城区行驶时,因车辆加塞而导致的紧急避让场景时常发生。而在侧向的补盲激光雷达,可让车辆前向感知水平视场角扩大至180°及以上,有效减少事故发生,扩大未来L3级及以上自动驾驶的应用范围,而这也被亮道智能CEO剧学铭认为是公司布局补盲激光雷达的原因之一。


此外,上述企业也将补盲激光雷达的SOP(small-outline package,开始量产)时间锁定在了2023年。据悉,禾赛的近距补盲激光雷达FT120预计于2023年下半年开启量产交付;速腾聚创的固态补盲激光雷达E1的SOP时间也在2023年下半年。


“亮道补盲激光雷达LDSatellite的SPAD芯片已经通过AEC-Q100认证,SOP时间则是在2023年三季度。”亮道智能方面表示,其正在建设全自动化的生产线,该生产线设计产能50万台/年,预计明年第一季度投入使用。


国内外市场“大相径庭”

在密集发布产品的同时,国内的激光雷达行业也愈发受到资本市场的关注。近日,亮道智能完成超亿元人民币B1轮融资,本轮融资将用于加大车规级激光雷达产品研发投入;速腾聚创此前也寻求在新一轮融资中筹集约1.5亿美元,以支持其产品扩张。


对比之下,国外激光雷达赛道在近段时间接连传出的几个大新闻,关键词要么是破产,要么就是合并重组。据外媒报道,美国激光雷达公司Velodyne和Ouster正在寻求合并,以通过双方业务上的深度协同,寻找一条更快的盈利路径。


值得注意的是,Velodyne一直被认为是激光雷达领域绝对的龙头。Velodyne在2020年上市后,股价曾于当年底达到最高峰22.82美元/股。但2021年下半年开始,该公司股价开始持续滑坡。目前,Velodyne的股价已经跌至不足1美元,今年内累计跌幅约79.1%。


“海外雷达企业起步偏早,但因关键技术问题没解决导致迟迟无法量产,财务报表不好看,因此出现各种问题。”中博联智库特聘专家张翔称,“Velodyne早期卖得很贵,但当车企给他们订单的时候却迟迟不能交付,现在他们已经从中国市场退出来了。现在激光雷达关键技术都是中国企业在攻克。”


“国外车企的系统性开发模式,一个新技术或者新车型的开发周期相对更长。这也意味着,如果激光雷达公司没有在一个开发周期内拿到订单,就会在相当长的一段时间内,出现空窗期。”剧学铭告诉《每日经济新闻》记者。


剧学铭认为,国内的主机厂普遍对激光雷达的接受度更高,因此,国内玩家在本土也有着下游需求的优势。


激光产业研究院数据显示,2021年为激光雷达“上车”元年,2022年成为激光雷达的量产大年,从L2级别辅助驾驶到L3+自动驾驶跨进。

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,2023年有望成为激光雷达的投资风口年。

➢ 激光雷达由发射模块、接收模块、主控模块以及扫描模块(如有)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(10~15%):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:VCSEL较EEL成本优势明显,905、1550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。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:国内厂商走向车规,从APD向SPAD、SiPM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:激光雷达装配率有望在2023-2025年之间出现明显提速拐点,打开千亿市场规模。


全球激光雷达千亿市场亟待开启


 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年车载雷达市场规模为58亿美元,2027年将达到128亿美元(约合人民币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(无人驾驶+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ADAS将超过地图测绘,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%。


激光雷达的分类:从机械式到固态化

➢ 机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。

机械式激光雷达

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:环形扫描,多线激光器设计,供应链成熟。

×缺点:体积大;调试、装配工艺复杂,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:大几千至十几万不等

主要厂商:Velodyne、禾赛科技、速腾聚创等

混合固态激光雷达

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:体积小、成本低、装调效率高、分辨率高。

×缺点:信噪比低、有效距离短、 FOV 窄。

¥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:Luminar、Innoviz、Valeo、速腾聚创、图达通、禾赛科技、华为等

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。

固态激光雷达(FLASH)

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:成本低

×缺点:有效距离短、分辨率低

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:Ouster、大陆、Sense Photonics等

固态激光雷达(OPA)

原理:采用FMCW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:尺寸小、指向灵活、扫描速度快、功耗低、成本低、精度高等

×缺点:技术难度大

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:Quanergy等

建议关注:【速腾聚创】、【图达通】、【禾赛科技】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【天孚通信】、【中际旭创】;建议关注【腾景科技】、【光库科技】、【永新光学】 (中小盘覆盖) 、 【福晶科技】 (电子组覆盖) 、 【蓝特光学】 (电子组覆盖)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【炬光科技】 (电子组覆盖) 、【长光华芯】(电子组覆盖)、苏州长瑞。

➢ 风险提示:技术路径选择风险、自动驾驶推进不及预期、市场竞争价格降幅加剧。



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