机器之眼,智能化关键部分。
激光雷达是一种利用激光束来计算物体到目标表面的可变距离的传感器。激光雷达全称“激 光探测及测距”(Light Detection and Ranging),通过发射红外光脉冲(而非无线电波)来 测量脉冲到达附近目标物体并返回的时间。激光雷达通过输出激光脉冲和反射脉冲之间的 时间精确计算其到每个物体的距离。激光雷达每秒捕获数百万个这样的精确距离测量点, 从中可以生成其环境的 3D 矩阵,并且从这种全面的环境映射中获得有关对象的位置、形 状和行为信息。 激光雷达作为高精密仪器,由以下主要部件组成: 1) TX/RX 系统,即激光发射器(TX)和接收器(RX)系统,是整个激光雷达单元的关键, 包含发送和接收激光并将信号处理成距离测量数据的电子和光子组件。TX/RX 系统对 于确保激光雷达的高性能至关重要。 2) 光束控制系统,用于调控 TX/RX 系统的激光。目前市场上的光束调控系统包括环绕视 角(360 度)和定向视角(小于 180 度),环视转向系统在 TX/RX 的完全旋转条件 下工作,定向视角系统可进一步分为两种类型,即混合固态和全固态系统。 3) 其他配套基础设施,包括光学、机械结构、电路和固件等。
激光雷达广泛应用于汽车及非汽车行业。激光雷达解决方案与人工智能感知软件相结合, 不仅能够收集信息,还能够解释和分析信息,在各种环境下实现高效、安全的自动化。因 此,激光雷达解决方案广泛应用于汽车及非汽车行业,如机器人、智慧城市及 V2X 等。
城市 NOA 等高阶智驾兴起和自动驾驶技术进步对感知系统的要求逐渐提高。目前,激光雷 达公司的核心目标客户包括从事开发 L2+及以上汽车的汽车整车厂。2023 年广州车展期间, 《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》政策发布,推动 L3/L4 高阶自 动驾驶落地。随自动驾驶技术进步,L2+级别向 L3 以上级别转移,感知系统是自动驾驶系 统不可或缺的部件之一。为满足城市NOA和更高级自动驾驶的场景适应性和精细操控要求, 汽车整车厂及一级供应商对传感精度要求越来越高。
激光雷达是非纯视觉方案中感知系统的重要组成部分。自动驾驶感知的主要传感器包括激 光雷达、摄像头、超声波雷达及毫米波雷达。摄像头可能很容易因为极端的光照条件而致 盲;超声波雷达无法探测到障碍物的大小和形状;毫米波雷达无法捕捉三维图像信息。因 此,仅依靠摄像头或毫米波雷达的自动驾驶汽车,其误报率和漏报率较高。激光雷达可在 比较极端的光照条件下保持高传感性能,并可实现远距离、高精度捕捉三维信息,更好的 辅助智能驾驶传感。在机器人感知领域,如物流车、清扫车、割草机、机器狗以及人形机 器人等众多产品,也均需要搭载激光雷达来实现更好的感知效果,进而完成行动任务。

采用激光雷达的多传感器融合方案短期难以被纯视觉方案替代。尽管特斯拉等少数企业目 前采取纯视觉方案,但鉴于当前还无法通过自动驾驶算法完全弥补硬件在环境感知方面的 缺陷,采用以激光雷达为主导的多传感器融合方案是目前提高汽车感知精度和可信度的主 流方案。国内车企可以通过激光雷达高质量的数据,可以弥补与特斯拉在智能驾驶上的差 距,同时增加驾驶的安全性。 新车激光雷达搭载率逐步提高,“视觉为主+激光雷达补充”的智驾方案是国内车企的主流 选择。目前理想、蔚来、华为系、飞凡、智己、比亚迪、吉利(银河、睿蓝、极氪、路特 斯)、广汽、长城、长安等众多主机厂和新势力均推出了采用激光雷达的车型。我们认为“视 觉为主+激光雷达补充”的智驾方案已经是国内车企主流选择,未来主机厂对于城市 NOA 需求的增加,叠加激光雷达成本快速下降,或将推动激光雷达出货量快速提升。
激光雷达技术路线多样化,当前仍处于多技术路线并行阶段。技术路线有四个主要的维度: 光源(发射)、探测器(接收)、光束操纵(扫描)、测距原理。从测距原理、光源和波长、 探测器类型上看,目前呈现出技术路径收敛的趋势。但按扫描模块划分,不同技术路线目 前仍存在较大差异。
扫描模块是目前不同激光雷达的核心差异点,目前 ADAS 激光雷达技术竞争点主要在半固 态领域,转镜和 MEMS 是行业主要方案。1)MEMS 方案:核心光束操纵原件为微振镜, 通过高速振动的微振镜代替传统的机械旋转装置,可以减少激光器和探测器的使用数量。2) 转镜方案:收发器模块保持静止,电机在驱动旋转镜的过程中将光束反射到一定范围的空 间,从而实现扫描检测。固态雷达被认为是更优方案,但固态激光雷达技术尚不成熟,受 限于发光功率因素,目前探测距离短、角分辨率低,主要应用在补盲领域。
行业演进方向:#1 产品:前向测距、高低配是近期车载新产品迭代的主要方向。通过梳理近几年 CES 的激光雷达展出以及新品发布情况,我们看到产品端呈现出明确的方 向和趋势:
1)趋势#1:由固态补盲雷达重新聚焦到前向远距离领域的竞争。2022 年 11 月以来,众多激光雷达厂商对外发布了其首款短距固态补盲激光雷达,2024 年 行业内领先玩家均在前向远距领域发布新一代产品,产品竞争点重回前向测距。随城市 NOA 需求加速渗透及 L3 级别自动驾驶逐渐落地,前向远距激光雷达有望加速上车。
2)趋势#2:激光雷达产品配置或将分化,呈现高低版本趋势。20 万元以下车型是我国汽车市场主流价格区间,激光雷达能否成功下探亦是关注重点。目 前,我国乘用车市场的销量结构中,20 万以下车型仍占比较高,2023 年占比达 69.9%,是 汽车市场的主流价格区间。国内主机厂如零跑 2024 年已经开始在 15-20 万车型中搭载激光 雷达,速腾推出的 MX 激光雷达新品价格仅 200 美元,未来公司表示有望降低到千元附近, 更利于激光雷达下沉 10-20 万元市场,辅助大众市场车型发展高阶智驾。2024 年 11 月广 汽埃安 RT 开始在 15 万价位段进行激光雷达标配,也预示着后续搭载激光雷达价格带的车 型有望逐步下沉。
#2 成本:激光雷达行业进入性价比竞争阶段,关注厂商成本压缩能力。当前,激光雷达厂商进入成本竞争阶段,对规模化和技术自研要求提升。车企对成本把控 的需求驱动激光雷达快速降本。根据 Yole,目前行业点迭代点已经由探测距离和分辨率转 为价格。2022 年,速腾聚创 ADAS 激光雷达 ASP 为 4350 元,2023 年已下降至 3200 元 左右,同比降幅 26%,1-3Q24 进一步下降至 2600 元以下。2024 年 4 月公司推出了千元 系列的 MX 产品,意味着 ADAS 激光雷达价格已经降到了非常低的水平。
1)莱特定律:大规模量产以降低单位成本。头部厂商订单规模化落地,量产有助于单位成本快速下降。速腾聚创打造“深圳-东莞-深汕” 三位一体智能制造集群保障产能,同时与立讯精密合作,其智造集群一期投资超 10 亿元, 年规划产能超百万台。通过不断地规模化量产,激光雷达成本中的人工成本、制造成本、 以及物流、库存管理担保费等可以实现边际快速摊销。
2)自研及摩尔定律:激光雷达芯片化是长期发展方向。通过将核心激光器元器件集成在芯片上,以降低物料成本,并通过自研减去外采成本。收 发模组占据激光雷达最主要的 BOM 成本,收发芯片降本也是激光雷达厂商迭代产品的核心 环节。通过进一步将激光雷达芯片化,提升系统集成度,可以从设计角度降低成本。例如 速腾聚创 E 平台产品将 SPAD 阵列/SoC 高度集成至一块电路板,降低了电子器件用量;M 平台搭载 MEMS 扫描芯片,使用 5 套收发器件即可实现 126 线扫描效果,发射器模组数量 极大降低。在新产品 MX 上公司进一步做了技术架构优化,从 5 套收发器件进一步降低到 1 套,依然可以达到同等性能。此外,速腾、禾赛等激光雷达厂商目前已经完全具备收发芯 片、处理芯片的自研能力,极大降低了对赛灵思、滨松光子等国外企业的采购成本。
#3 需求:机器人领域有望稳定释放激光雷达需求,构建第二增长曲线。除车载以外,机器人等更多的终端设备正不断搭载激光雷达,稳定释放激光雷达需求。激 光雷达作为感知系统的核心传感器,一定程度上决定了机器人整体的智能化程度。服务机 器人、扫地机器人、工业机器人、巡检机器人、农业机器人等正不断加速激光雷达的应用。 根据高工机器人产业研究所(GGII),2023 年我国服务机器人 AGV 销量 10.28 万台,同比 增长 26.29%。而其中以 SLAM 导航方式为主(SLAM 导航中,基于激光雷达的激光 SLAM 占 90%)的无人叉车、复合机器人、工业 AMR 等出货量分别为 1.95/0.15/3.57 万台,同比 增长约 72.3/32.6/98.6%,带来机器人领域激光雷达的需求兴起。
以速腾聚创机器人激光雷达出货的机器人类型之一,无人叉车为例,一台无人叉车至少会 搭载 5-8 个不等的 2D 和 3D 激光雷达。据高工机器人产业研究所,2017 年至 2023 年中国 市场无人叉车销量由 750 台提高至 19500 台,年均复合增速超 70%,GGII 预计 2024 年无 人叉车市场增速将超过 55%,销量突破 3 万台。