在2023上海車展上,有超過30家車企品牌展出了近40款搭載激光雷達的車型,新勢力、傳統(tǒng)車企、合資品牌都在加速對激光雷達的上車應用,激光雷達已成為全球車企智能化應用的重點。
中國已成為全球智能駕駛量產(chǎn)的關鍵區(qū)域,國產(chǎn)激光雷達供應商發(fā)貨量首次超過海外供應商,占據(jù)市場主導地位,國產(chǎn)激光雷達廠商有望迎來反超的歷史機遇。
基于此背景,蓋世汽車研究院從產(chǎn)業(yè)概況、產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)和市場分析以及發(fā)展趨勢三個方面對車載激光雷達產(chǎn)業(yè)進行研究分析,本報告部分內(nèi)容如下:
目前主流的ToF車載激光雷達主要由發(fā)射模塊、接收模塊、掃描模塊和控制處理模塊四部分組成,其中核心部件是激光發(fā)射器和探測器,二者總成本占60%左右。
車載激光雷達主要的測距方式有ToF飛行時間法和FMCW調(diào)頻連續(xù)波法兩種,目前ToF是主流,F(xiàn)MCW處于發(fā)展初期。
激光雷達可按照激光器、光束掃描方式、探測器、測距方法四個技術(shù)維度分類,其中按光束掃描方式為主流分類方法,具體分為機械式、半固態(tài)、以及純固態(tài)式,其中半固態(tài)主要有轉(zhuǎn)鏡、MEMS微振鏡、棱鏡三種方案,固態(tài)主要有OPA光學相控和Flash閃光式兩種方案,目前激光雷達處于多技術(shù)路線并行階段。
智能駕駛感知方案目前有視覺派和激光雷達融合兩種路線,前者成本低、技術(shù)壁壘高,后者成本高、精度高,隨著激光雷達成本下降,激光雷達融合方案將成為高階智能駕駛的主流感知方案。
車載激光雷達行業(yè)受政策鼓勵、下游智駕市場需求以及資本扶持、技術(shù)進步等因素的驅(qū)動,發(fā)展前景廣闊,同時由于產(chǎn)能有限、車規(guī)級認證難以及L3政策落地緩慢等因素制約,行業(yè)發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)。
激光雷達行業(yè)上游為光學和電子元器件,主要包括激光發(fā)射器、接收器、信息處理器和掃描系統(tǒng)四大部分,中游為激光雷達廠商,以機械式和半固態(tài)為主,下游車載應用主要包括無人駕駛和高級輔助駕駛。
上游激光雷達核心元器件為激光器和探測器,市場基本由國外廠商主導,國內(nèi)廠商近年來發(fā)展迅速,已有車規(guī)級產(chǎn)品上市。激光器當前以EEL技術(shù)為主,近期廠商開發(fā)的多層結(jié)VCSEL激光器彌補了傳統(tǒng)VCSEL功率低、測距短的缺陷,且VCSEL的發(fā)光面在頂部,更易與電路芯片鍵合,未來或?qū)⑻娲鶨EL成為主流方案。發(fā)射波長方面,905nm是目前主流,1550nm由于測距遠、對人眼更安全長期看有望替代905nm。探測器當前以APD單點接收技術(shù)為主,未來SPAD線陣接收和SiPM面陣接收技術(shù)升級,將逐漸替代APD。掃描方式上,MEMS微振鏡式和轉(zhuǎn)鏡式半固態(tài)為目前主流上車方案,固態(tài)方案(Flash和OPA)由于體積小、成本低,待技術(shù)成熟后有望成為主流。
中游激光雷達整體行業(yè)目前進入重構(gòu)期,國外部分激光雷達廠商由于產(chǎn)品上車難、盈利難面臨倒閉和破產(chǎn),如Ibeo和Quanergy已于2022下半年申請破產(chǎn),Ouster 和 Velodyne將于2023上半年完成合并,抱團取暖。國內(nèi)廠商通過與車企合作獲得定點量產(chǎn)訂單,出貨量再創(chuàng)新高,已占據(jù)市場主導地位,國內(nèi)龍頭廠商包括禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、圖達通等。技術(shù)方面,激光雷達當前處于多種技術(shù)路線并行的階段,在小型化、高精度、高安全性等需求的推動下,大于96線、1550nm、全固態(tài)激光雷達是最終趨勢。
下游激光雷達車載應用主要集中于高級輔助駕駛和無人駕駛兩個領域。2022年為激光雷達的量產(chǎn)元年,量產(chǎn)車型主要集中在蔚來、理想、小鵬三個品牌,預計2023年全球落地的激光雷達車型將超30款。國內(nèi)車企對激光雷達上車相對積極,單車搭載量最多可達4顆;國外車企對激光雷達上車較謹慎,單車搭載量普遍為1顆。同時,隨著自動駕駛進程的發(fā)展,部分廠商Robotaxi已開啟常態(tài)化運營,在多傳感器冗余自動駕駛路線下,車載激光雷達需求快增。
放眼未來,在高等級自動駕駛量產(chǎn)車出現(xiàn)、技術(shù)成熟以及政策支持等因素驅(qū)動下,中國車載激光雷達市場規(guī)模將迅速增長,到2026年市場規(guī)模有望超1,400億,復合增長率將達20%。
在技術(shù)趨勢上,采用高度集成的芯片化技術(shù)可縮小激光雷達體積,從而降本增效解決行業(yè)痛點,是未來激光雷達的發(fā)展方向。ToF激光雷達為當前及未來幾年的主流測距原理,F(xiàn)MCW憑借抗干擾性、測量距離長、分辨率高、對道路障礙物探測更加敏感等優(yōu)勢成為下一代激光雷達理想的技術(shù)路線,但目前仍處于發(fā)展初期,技術(shù)成熟度較低,離量產(chǎn)裝車還有一段距離。