未来 5 年车载&机器人业务国内空间有望接近千亿元。
智能化加速推进，激光雷达预期迅速放量。2025 年 2 月，长安汽车董事长朱华荣 在北斗天枢 2.0 发布会上，宣布今年 8 月长安汽车将率先在 10 万元级别车型搭 载激光雷达，激光雷达搭载价格带预计将下探至 10 万级别；同时，近日工信部 披露了新款问界 M9 的申报信息，配备 4 颗激光雷达，高端产品基于智能化能力 开启差异化竞争。我们判断，随智驾平权以及高端车型 L3 级智能驾驶的加速推 进，2030 年全球车载激光雷达空间有望超 270 亿元，其中国内市场空间接近 250 亿元。2024-2030 全球/国内空间 GAGR 分别达 40%/42%。
机器人市场：未来 5 年全球市场预计超 2000 亿，中国市场接近 700 亿元
中国机器人激光雷达市场空间接近 700 亿元，固态式雷达或将成为主流。采用配 备激光雷达的机器人可提高工作环境的安全性，同时降低劳动力成本。根据灼识 咨询报告，机器人目前主要行驶在封闭及半公开环境中，目前普遍应用 360°的 机械式激光雷达，为机器人提供定位和导航环境识别能力，以及识别和躲避障碍 物并实现智能移动的能力。未来，固态激光雷达或将由于其性价比优势成为机器 人市场的主流，根据灼识咨询报告，机器人激光雷达市场规摸预计将从 2022 年 的人民币 82 亿元增长到 2030 年的 2162 亿元，对应 CAGR 达 50.6%，预计中国在 2030 年将成为全球最大的市场，约占全球市场的 31.8%。
2.1 车载市场：CR4 占据绝大部分市场份额，速腾/禾赛多元化供应
车载供货 CR4 占据绝大部分市场，竞争格局呈现寡头垄断。2023-2024 年，竞争 格局逐步趋于收敛，激光雷达主要供应商包括速腾聚创/禾赛科技/华为/图达通。 以配套车型计算（上险量口径，不考虑单车搭载颗数），2024 年，速腾聚创/禾赛 科技/华为/图达通对应相应市场份额为 30%/29%/26%/15%。
图达通深度绑定蔚来，华为供应 HI 合作伙伴及鸿蒙智行车企，速腾聚创与禾赛 科技偏市场化供货。图达通深度绑定蔚来，蔚来车系基本由图达通独供；华为主 要供应 HI 合作伙伴及鸿蒙智行内部车企，具体车型包括阿维塔 07/11/12、岚图 梦想家、智界 R7/S7、问界 M7/M9 等；速腾聚创合作车企包括极氪/智己/比亚迪 等，具体车型包括极氪 001/007/009、智己 L6/LS6/L7/LS7、比亚迪汉等；禾赛科 技合作车企包括理想/小米/零跑等，2024 年理想、小米、零跑全系车型由禾赛科 技独供。
2.2 机器人市场：市场格局竞争较为激烈，车规企业有望取得更大份额
机器人竞争格局仍较激烈，车规企业凭借质量及成本优势，有望取得更大份额。 根据速腾聚创招股书，机器人市场分为两大类激光雷达供应商：低端激光雷达供 应商及高端激光雷达供应商，前者主要提供少于 16 线的激光雷达，点云密度及 价格较低，适用于封闭环境中操作的机器人；高端激光雷达供应商一般布局 16 线 或以上的激光雷达产品，适合能够在半开放或开放环境操作的具有高级智能水平 的机器人。以 2022 年的市场格局来看，CR5 合计为 67%，速腾市场份额最大，达 18%，目前机器人终端下游需求变化较大，我们判断具备各种技术路线储备且具 有丰富配套经验的车规企业，有望凭借自身的质量、成本优势以及规模量产能力， 在机器人领域取得更大份额。
车规企业加速机器人市场布局，固态产品有望实现降本切入更大市场。禾赛科技 已发布 JT16 半球形产品，主要下游应用包括割草机、AGV、AMR 等；速腾聚创已 有 Airy 机械式及 E1R 固态产品布局，主要下游应用包括四足机器人、AMR、服务 器机器人等，Airy 为半球形产品，E1R 为全球首款机器人全固态激光雷达，C 端 售价为 4999 元。
激光雷达（Lidar，Laser Detecting and Ranging）是一种通过发射和接收激光 束，来实现目标检测的感知元件。通常由发射模块、接收模块、控制模块以及扫 描模块组成，其中，固态雷达不含扫描模块。
激光雷达光电系统的成本约占激光雷达整机成本约 70%。激光雷达光电系统由激 光发射模组、激光接收模组、测时模组（TDC/ADC）和控制模组四部分构成。激光 收发模组在成本、体积及重量方面远高于测时模组和控制模组。通过将分立光学 芯片及其配套元器件高度集成，可带来产品形态及生产工艺的跃迁、大幅度降低 生产成本、快速扩充产能，完成从分立式激光雷达向集成式激光雷达的进化。随 着激光雷达线数的增加，光学芯片集成化带来的优势会更加明显。
车载及机器人为激光雷达主要应用领域。激光雷达下游应用领域包括无人驾驶、 面向乘用车的前装高级辅助驾驶（ADAS）、服务型机器人、车联网（V2X）等。由 于使用场景和搭载激光雷达的载体（无人驾驶汽车、乘用车、机器人等）具有明 显差异，这些市场对激光雷达的性能、价格、体积等维度提出了不同的需求。
上游：元器件国外企业优势明显，国内厂家积极追赶。车载激光雷达行业的上游 产业链主要包括激光发射（EEL、VCSEL、光纤激光器）、激光接收模块（APD、SPAD、 SiPM）、扫描模块（MEMS 微振镜、扫描镜旋转电机、镜头和滤光片等）及信息处 理（FPGA 芯片、模拟芯片、数模转换器等）。上游产业链以欧美日大厂商为主， 国外领先厂商布局较早，产品成熟度和可靠性更高，而国内厂商起步较晚，产业 规模和产品性能仍有较大提升空间。 中游：国内智能化水平较高，国产激光雷达整机厂已具备较大规模优势。激光雷 达整机企业国外企业率先发展，国内厂商目前已具备较大成本及量产优势。 下游：车载业务及机器人业务为主要应用市场。激光雷达下游产业链按照应用领 域主要分为无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人和车联网行业。
各车载激光雷达厂家布局多种技术路线，技术方案仍待收敛。激光雷达可按多种 维度进行分类，技术路线众多。车载激光雷达由四部分组成，即发射激光的发射 模块、对特定区域进行扫描的扫描模块、探测回光的接收模块和对点云数据进行 处理并反馈的控制模块，各部分结构也分为不同技术方案： 工作原理：激光雷达测距方式分为时间飞行法（TOF）和调频连续波法（FMCW） 两种测距方式； 发射模块：激光器按结构可分为边发射激光器（EEL）、垂直腔面发射激光器 （VCSEL）及光纤激光器； 扫描模块：扫描部件按结构可分为机械式、混合固态式和固态式。当前混合 固态式主要有转镜式、棱镜式和 MEMS 式（振镜式）三种技术方案，固态式 主要有扫描式的光学相控阵（OPA）和泛光面阵式（FLASH）两种技术方案； 接收模块：按探测器类型可分为 雪崩光电二极管（APD）、单光子雪崩二极 管（SPAD）和硅光电倍增管（SiPM）等； 控制模块：按信息处理芯片类型可分为 FPGA、ASIC 和 SoC 等。
目前国内市场主流激光雷达厂商包括速腾聚创、禾赛科技、华为、图达通，各厂 商主流产品涉及多种技术路线，技术路线初现收敛： 发射方案：速腾聚创、禾赛科技、华为等厂商采用 EEL/VCSEL 方案为主，波 长主要采用 905nm；图达通猎鹰系列产品采用 1550nm 波长，故发射器选用光 纤激光器为主，目前已推出 940nm Robin E 产品，采用 EEL 方案。 扫描方案：速腾聚创低线束产品（M1P/MX 等）以 MEMS 为主，高线束产品（EM4） 或采用转镜方案；禾赛主流产品 AT512/AT128/ATX、华为 D2/D3 产品采用转 镜方案；图达通猎鹰系列主要采用转镜+振镜方案，Robin 系列采用转镜方 案； 接收方案： APD、SiPM 与 SPAD 各厂商均有布局。图达通猎鹰系列产品多采 用 APD 接收方案，Robin 系列切换至 EEL+SiPM 方案，华为 D2/D3 产品均采 用 SPAD 方案，速腾中低线束产品 MX/M1P 等采用 EEL+SiPM 方案，禾赛中低 线束产品 AT128/ATX 采用 VSCEL+SiPM 方案；高线束产品如速腾 EM4、禾赛 AT512 采用 VSCEL+SPAD 方案，较为统一。
测距方案：ToF 为当前主流测距方案，FMCW 尚未大规模商用
ToF 为当前主流测距方案，FMCW 具备抗干扰性强及直接测量速度信息等优势。从 测距方式来看，激光雷达可分为 ToF 以及 FMCW 两种形式。其中，ToF 使用时间来 测量距离，而 FMCW 使用频率来测量距离： ToF（Time of Flight，飞行时间）：通过直接测量发射激光与回波的信号的 时间差，基于光在空气中的传播速度得到目标物体的距离信息，具有响应速 度快，探测精度高的优势。ToF 方案技术成熟度高，成本相对低，为目前主 要激光雷达使用的方案。 FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）： FMCW 主要 通过发送和接收连续激光束，把回光和本地光做干涉，并利用混频探测技术 来测量发送和接收的频率差异，再通过频率差换算出目标物的距离。FMCW 具 有可直接测量速度信息和抗干扰强的优势，但目前技术成熟度低，目前还未 大规模商用。
发射模块：VCSEL 抗干扰性更强，成本优势佳，预计份额呈提升趋势
目前车载激光雷达发射模块主要分为光纤激光器、EEL 及 VCSEL 方案。增益介质 是激光光子产生的来源，根据增益介质的不同，激光器可主要分为气体、液体、 固体三种类型，固体类型激光器可主要细分为全固态、光纤、混合、半导体等类 型。其中，半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、低能耗等优点，根据谐 振腔制造工艺的不同可主要分为边缘发射激光器（Edge Emitting Laser，EEL） 和垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL） 两大类。目前应用在汽车领域的激光雷达以半导体激光器和光纤激光器为主。
半导体激光器的发光机理是基于粒子在半导体材料的导带和价带之间的跃迁，主 要分为 EEL、VCSEL 两种发射方案； EEL 发射方案：在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔，由于谐振腔与衬底（晶 圆片）平行，因此 EEL 沿平行于衬底表面发射激光，波长以 905nm 为主。EEL 激光器通常产生多模光束，由于光在外腔中反射多次，导致光斑形状复杂， 存在较大的发散角度和较宽的光谱宽度。 VCSEL 发射方案：在芯片的上下两面镀光学膜，形成谐振腔，由于谐振腔与 衬底垂直，能够实现垂直于芯片表面发射激光。VCSEL 激光器通常能够产生 高质量的单模光束，具有较小的发散角度和较窄的光谱宽度。
光纤激光器发射方案：光纤激光器不能通过直接的电光转换产生激光，光纤 激光器的泵浦光被封闭在光纤中，通过光纤的波导效应与增益介质相互作用， 从而产生激光。光纤激光器的输出波长范围广泛，可以通过调整掺杂元素和 泵浦光的波长来实现调谐。1550nm 激光雷达一般采用光纤激光器作为光源。
VCSEL 相比 EEL 抗干扰性更佳，EEL 功率密度较高，视距相对更远。EEL 和 VCSEL 的主要性能差异体现在功率密度、温漂系数、光束质量、光谱宽度和生产成本等 方面。VCSEL 有低阈值电流、稳定单波长工作、可高频调制、容易二维集成、没 有腔面阈值损伤、制造成本低等优点，但输出功率及电光效率较 EEL 低： 就光谱宽度而言，滤光片在接收激光时需要过滤掉特定波长（905nm/1550nm 等）以外的光，光谱宽度越窄意味着激光的抗干扰性越强，信噪比即越高。 目前 VCSEL 激光器的光谱宽度在 1~2 nm 左右，低于 EEL 的 3~8 nm，拥有较 强的抗干扰性。 就温漂系数而言，温漂是指激光波长随温度变化发生偏移的现象，偏移过大 会导致回波信号被滤光片滤掉，无法被探测器接收到。当然也可以提高滤光 片的光谱宽度，但这会导致信噪比减少，抗干扰能力减弱。目前 VCSEL 的温 漂大约是 EEL 的六分之一。
VCSEL 生产成本较低，份额预计呈现提升趋势。EEL 激光器因为其发光面位于半 导体晶圆的侧面，使用过程中需要进行切割、翻转、镀膜、再切割的工艺步骤， 往往只能通过单颗贴装的方式和电路板整合，每颗激光器需要使用分立的光学器 件进行光束发散角的压缩和独立手工装调，极大地依赖产线工人的手工装调技术， 生产成本高且一致性难以保障。VCSEL 发光面与半导体晶圆平行，具有面上发光的特性，其所形成的激光器阵列易于与平面化的电路芯片键合，在精度层面由半 导体加工设备保障，无需再进行每个激光器的单独装调，且易于和面上工艺的硅 材料微型透镜进行整合，提升光束质量。按照 Yole 的统计，EEL 的后道处理工序 成本比 VCSEL 高了一倍以上。凭借成本与性能的优势，VCSEL 份额预计呈现提升 趋势，根据 Yole 测算，全球激光雷达按发射器分类份额而言，2033 年 VCSEL 份 额预计将不断提升至 45%。
扫描模块：车载前视以半固态为主，固态雷达应用领域逐步拓宽
激光雷达按扫描方式可分为机械式、半固态及固态激光雷达： 机械式激光雷达：以一定的速度旋转，在水平方向采用机械结构进行 360° 的旋转扫描，在垂直方向采用定向分布式扫描。机械式激光雷达的发射器、 接收器都跟随扫描部件一同旋转，目前机械式激光雷达多数应用于Robotaxi 与机器人领域。 半固态激光雷达：发射器和接收器固定不动，只通过少量运动部件实现激光 束的扫描。半固态激光雷达由于既有固定部件又有运动部件，因此也被称为 混合固态激光雷达。根据运动部件类型不同，半固态激光雷达又可以细分为 转镜类半固态激光雷达、MEMS 半固态激光雷达和棱镜类半固态激光雷达。目 前半固态激光雷达多数应用于乘用车前视雷达。 固态激光雷达：内部完全没有运动部件，使用半导体技术实现光束的发射、 扫描和接收。固态激光雷达又可分为 Flash 固态激光雷达和 OPA 固态激光雷 达。目前固态激光雷达多数应用于乘用车侧向/后向补盲雷达与割草机、物 流车等机器人领域。
短期内高性能半固态激光雷达仍为乘用车的车载激光雷达主流，固态补盲雷达逐 步上车： 机械式激光雷达：机械式激光雷达是由电机控制旋转，扫描模块及收发模块 在雷达工作时持续运动，长时间内保持稳定线性的转速，安装在车顶时可以 对周围环境进行精度较高并且清晰稳定的 360 度环境重构，具有扫描速度快、 精度较高、技术成熟等优势。然而，机械式激光雷达内部的激光收发模组线 束多，需要复杂的人工调教，制造周期长；可靠性差，导致难以量产；体积 过大，消费者接受度不高。 半固态式激光雷达：是目前主流的车规级激光雷达技术方案。混合固态式分 为转镜式、棱镜式及 MEMS 式三种技术方案。转镜式是当前已经经过批量上 车验证的技术方案，MEMS 式能较好地实现性能与耐久性的平衡，棱镜式激光 雷达累积的扫描图案是菊花状，点云数据离散度高，相对速度控制得当，在同一位置长时间扫描几乎可以覆盖整个区域。三种方案总体上看各有优劣， 目前搭载于乘用车的激光雷达以转镜式和 MEMS 式占多数。 固态激光雷达：由于固态激光雷达没有任何旋转机构，其体积更小且稳定性 更高，更容易通过车规级相关标准。固态式目前包括 OPA 和 FLASH 两种方案， 目前 OPA 激光雷达的难点主要在于其易形成旁瓣、影响光束作用距离和角分 辨率，并且其采用高精度集成的微阵列芯片式设计，制作工艺难度高。对 FLASH 车载激光雷达大范围应用造成挑战的主要原因在于其探测距离小，当 探测目标距离过大时返回的光子数有限，导致探测精度降低，无法准确感知 目标方位。目前市场主流厂家禾赛科技、速腾聚创、华为均开始布局固态补 盲雷达，技术路线以 FLASH 为主，应用领域朝乘用车侧视、后视及机器人拓 展。
车载市场或朝高集成度发展，固态 FLASH 雷达份额或大幅提升。根据 YOLE 预计， 在未来十年，激光雷达的主要变化可能与扫描技术相关，目前车载市场激光雷达 仍以 MEMS 与转镜为主，FLASH 技术可能会迅速发展，实现具有高半导体集成度的 全固态激光雷达，份额或将快速提升。
接收模块：SiPM 与 SPAD 探测灵敏度更高，预计份额将持续提升
激光雷达接收模块主要分为三类：SiPM（硅光电倍增器）、SPAD（单光子雪崩二极 管）和 APD（雪崩光电二极管）,三者都是用于探测微弱光信号的光电探测器，本 质上都是感光二极管。
APD：工作模式为线性模式，可检测和测量广范围的光强度信号。作为单一 光电二极管，适用于高增益要求的应用，但其工作电压和增益调节较为复杂， APD 的工作模式处于线性模式，随着反向电压的增加，进入 APD 的工作区间， 此时光电二极管处于线性区间，电子的累计使得电流电压发生改变。APD 的 增益与反向偏置电压成正比；
SPAD：是工作在盖革模式下的雪崩光电二激管 APD，灵敏度较高，可检测单 个光子, 主要输出数字信号进行解析。SPAD 具备较高时间分辨率和单光子 探测能力，广泛应用于精确的时间相关测量和量子通信等领域；SPAD 以及 APD 的主要区别在于工作模式有所不同，当反向电压超出击穿电压时，光电 二极管进入盖格模式，此时单个光子的射入就可以使光电二极管电流发生迅 速的增加，因此 SPAD 的增益比 APD 高，但同时高增益及工作区间的特性会 使 SPAD 的噪声比 APD 也较高。
SiPM：将成百数千个盖革雪崩二极管并联，再内置 1 个电极输出模拟信号。 作为一种阵列化的单光子雪崩二极管技术，提供了较高的光子探测效率和低 噪声特性，尤其适合低光环境下的高灵敏度探测。SiPM 是由 SPAD 组成的阵 列，二者主要区别在于结构上。SiPM 是将成百数千个盖革雪崩二极管放在一 起并起来，最后内置 1 个电极输出带有动态幅度分辨能力的模拟信号；而 SPAD 是将固定比例的 N*N（一般为 3*3 或 6*6）的盖革雪崩二极管的通过 电子学后的 3*3 or 6*6 路的输出合并在一路以数字信号进行解析。SiPM 和 SPAD 主要区别在于使用“前融合模拟量”还是用“后融合数字量”去获得有 效信号，SPAD 可获得“芯片直接处理完毕的距离信息”，SiPM 可获得“对 距离信息获取过程的定义权”。
SiPM 与 SPAD 灵敏度较 APD 更高，份额或将呈现提升趋势。硅光电倍增管（SiPM） 正逐步取代雪崩光电二极管（APD），实现高灵敏度，从而增加探测距离。相比于 SiPM 方案，SPAD 阵列方案通过从模拟信号到数字信号的转变可使整机系统的体 积进一步下降，得益于数字信号输出和 CMOS 工艺兼容性。根据 YOLE 测算，未来 10 年内，预计 SPAD 及 SiPM 份额将呈现提升趋势。
