激光雷达市场：国信证券的观点
发布时间：2022-11-17 09:50:43 热度：1297
11/17/2022，光纤在线讯，国信证券11月16日发表汽车半导体专题报告，主要内容是当前的激光雷达市场。对于热闹异常的激光雷达领域，国信的分析师给出了很好的综述。
报告的一个核心观点是激光雷达的技术路径尚未收敛，固态 VCSEL+SiPM将成为发展趋势。做光通信的人喜欢将激光雷达看成一种特殊的光模块。这样的说法好理解但不完整。国信的报告指出，激光雷达核心模块包括发射模块、接收模块、扫描模块（机械式和半固态式）和主控模块。其中，发射模块包括激光器及驱动、发射光学系统，用于发射探测激光束；接收模块包括接收光学系统、探测器及模拟前端，用于探测反射信号并进行放大；上述这两部分无疑和通信光模块相差不多。但是激光雷达系统还包括另外两部分：扫描模块包括扫描器及驱动，主要用于机械式和半固态式激光雷达中，实现发射光束的偏转扫描；主控模块涉及时序控制、波形算法处理、其他功能模块控制、生成点云数据等功能（光模块也有MCU，只不过激光雷达的控制模块会复杂得多）。
激光雷达内的光收发功能和通信光模块相比，首先是工作波长不一样。国信的报告指出，据 Yole 数据，在 2021 年汽车与工业领域激光雷达市场份额中，905nm 占 69%，1550nm 占 14%。905nm 光源优势在于接收端可以使用硅基探测器，具有低成本、工艺成熟等优点；但其在 10%反射率下最大探测距离多为 150-200 米，已接近人眼安全限制功率下的极限探测距离。而 1550nm 光源相较于人眼更加安全，此波长下可以使用更大的光功率来实现更远的探测距离，但成本上相对更加昂贵。国信认为，未来，FMCW 探测技术不断成熟将带动 1550nm 光源、固态式激光雷达推进将带动 VCSEL 激光器成为实现高性能激光雷达量产解决方案的选择。
接收方案方面，APD 是最早用于车载激光雷达的光电探测器之一，已被大多数厂商采用。SPAD 具有灵敏度高、噪声低、时间分辨率高等优势，并且能够进行单片集成或封装级集成，实现片上系统。SiPM 由于工艺难度较高虽暂未大规模采用，但其具备高增益、高灵敏度、高检测效率等优点，具备高性能光子计数能力，能够完成从单个光子到数千个光子的检测应用，随着未来工艺水平的提高，将会成为重要的发展方向。
对于激光雷达当前竞争的各种扫描方案技术路线看，从国信报告引用的Yole数据看到，在 2021 年汽车与工业领域激光雷达市场份额中，机械式、MEMS 方案、Flash 方案占比分别为 66%、17%、10%。虽然目前市场份额中仍以机械式为主，但其体积、寿命等缺点难以满足车规要求。MEMS 方案等半固态式激光雷达产品成熟度较高、易过车规，逐渐成为车企的主流选择。FLash 方案具有体积小、精度高、速度快等优点，是目前固态式激光雷达的主流方案。OPA 方案由于存在旁瓣效应，加工精度要求高，制造工艺难度大，进展相对缓慢；但 OPA 方案结合 FMCW 测距法具有可直接测量待测物体速度信息、抗干扰能力强、具备大规模生产潜力等优势，是未来重要的发展方向。
总之，最后的结论是。随着半导体工艺在激光雷达模块中的不断应用，未来VCSEL 与 SPAD/SiPM 等光电器件的成熟与配合将不断促进激光雷达收发模块向阵列化、集成化发展。
激光雷达的市场到底有多大？国信的报告也给出一些数据。据 Yole 数据，2021 年全球汽车与工业领域的激光雷达市场规模为 21 亿美元，同比增长 18%。Yole 预测到 2027 年该领域市场规模将增长至 63 亿美元，对应2022-2027 年 CAGR 为 22%。其中，在汽车 ADAS （高级自动驾驶系统）领域的应用将是增长的主要驱动力，该领域的市场规模预计将从 2021 年的 0.38 亿美元增长至 20 亿美元，成为激光雷达行业最大的应用领域，对应 2022-2027年 CAGR 将达 73%。
据 Yole 数据，2018-2022 年全球 ADAS 前装量产定点数量中，中国激光雷达供应商占比达到 50%，居世界第一。禾赛科技、速腾聚创、华为分别占全球 ADAS 前装量产定点数量的 27%、16%、5%，分别位居第一、三、五名。据 Yole 预测，2022 年 ADAS 激光雷达出货量约 22.1 万台，前五名厂商占比达 84%，有三家来自中国。其中，禾赛科技占比约 20%，排名第二，仅次于占比约 29%的法雷奥。速腾聚创、华为等国内厂商出货量亦居第三、四名。
报告的一个核心观点是激光雷达的技术路径尚未收敛，固态 VCSEL+SiPM将成为发展趋势。做光通信的人喜欢将激光雷达看成一种特殊的光模块。这样的说法好理解但不完整。国信的报告指出，激光雷达核心模块包括发射模块、接收模块、扫描模块（机械式和半固态式）和主控模块。其中，发射模块包括激光器及驱动、发射光学系统，用于发射探测激光束；接收模块包括接收光学系统、探测器及模拟前端，用于探测反射信号并进行放大；上述这两部分无疑和通信光模块相差不多。但是激光雷达系统还包括另外两部分：扫描模块包括扫描器及驱动，主要用于机械式和半固态式激光雷达中，实现发射光束的偏转扫描；主控模块涉及时序控制、波形算法处理、其他功能模块控制、生成点云数据等功能（光模块也有MCU，只不过激光雷达的控制模块会复杂得多）。
激光雷达内的光收发功能和通信光模块相比，首先是工作波长不一样。国信的报告指出，据 Yole 数据，在 2021 年汽车与工业领域激光雷达市场份额中，905nm 占 69%，1550nm 占 14%。905nm 光源优势在于接收端可以使用硅基探测器，具有低成本、工艺成熟等优点；但其在 10%反射率下最大探测距离多为 150-200 米，已接近人眼安全限制功率下的极限探测距离。而 1550nm 光源相较于人眼更加安全，此波长下可以使用更大的光功率来实现更远的探测距离，但成本上相对更加昂贵。国信认为，未来，FMCW 探测技术不断成熟将带动 1550nm 光源、固态式激光雷达推进将带动 VCSEL 激光器成为实现高性能激光雷达量产解决方案的选择。
接收方案方面，APD 是最早用于车载激光雷达的光电探测器之一，已被大多数厂商采用。SPAD 具有灵敏度高、噪声低、时间分辨率高等优势，并且能够进行单片集成或封装级集成，实现片上系统。SiPM 由于工艺难度较高虽暂未大规模采用，但其具备高增益、高灵敏度、高检测效率等优点，具备高性能光子计数能力，能够完成从单个光子到数千个光子的检测应用，随着未来工艺水平的提高，将会成为重要的发展方向。
对于激光雷达当前竞争的各种扫描方案技术路线看，从国信报告引用的Yole数据看到，在 2021 年汽车与工业领域激光雷达市场份额中，机械式、MEMS 方案、Flash 方案占比分别为 66%、17%、10%。虽然目前市场份额中仍以机械式为主，但其体积、寿命等缺点难以满足车规要求。MEMS 方案等半固态式激光雷达产品成熟度较高、易过车规，逐渐成为车企的主流选择。FLash 方案具有体积小、精度高、速度快等优点，是目前固态式激光雷达的主流方案。OPA 方案由于存在旁瓣效应，加工精度要求高，制造工艺难度大，进展相对缓慢；但 OPA 方案结合 FMCW 测距法具有可直接测量待测物体速度信息、抗干扰能力强、具备大规模生产潜力等优势，是未来重要的发展方向。
总之，最后的结论是。随着半导体工艺在激光雷达模块中的不断应用，未来VCSEL 与 SPAD/SiPM 等光电器件的成熟与配合将不断促进激光雷达收发模块向阵列化、集成化发展。
激光雷达的市场到底有多大？国信的报告也给出一些数据。据 Yole 数据，2021 年全球汽车与工业领域的激光雷达市场规模为 21 亿美元，同比增长 18%。Yole 预测到 2027 年该领域市场规模将增长至 63 亿美元，对应2022-2027 年 CAGR 为 22%。其中，在汽车 ADAS （高级自动驾驶系统）领域的应用将是增长的主要驱动力，该领域的市场规模预计将从 2021 年的 0.38 亿美元增长至 20 亿美元，成为激光雷达行业最大的应用领域，对应 2022-2027年 CAGR 将达 73%。
据 Yole 数据，2018-2022 年全球 ADAS 前装量产定点数量中，中国激光雷达供应商占比达到 50%，居世界第一。禾赛科技、速腾聚创、华为分别占全球 ADAS 前装量产定点数量的 27%、16%、5%，分别位居第一、三、五名。据 Yole 预测，2022 年 ADAS 激光雷达出货量约 22.1 万台，前五名厂商占比达 84%，有三家来自中国。其中，禾赛科技占比约 20%，排名第二，仅次于占比约 29%的法雷奥。速腾聚创、华为等国内厂商出货量亦居第三、四名。
