文末附报告链接
1. 需求释放叠加新规驱动,激光雷达加速放量起飞
1.1. 多传感融合驱动升级,激光雷达乘风而起
SAE(Society of Automotive Engineers 美国汽车工程师协会)定义的自动驾驶六级标准(L0-L5)构建了汽车智能化程度的量化评估体系,清晰刻画了从 "完全人工操作" 到 "全场景自主驾驶" 的技术跃迁路径。当前市场车型
以 L2 级及以上辅助驾驶为主,其中 L2 与 L3 级车型合计渗透率约 47%。L2 级辅助驾驶已实现车道居中控制、自动跟车等基础功能模块,而 L2+作为向高阶驾驶的过渡形态,在 L2 基础上新增动态路径规划算法、复杂场景决策引擎等核心能力。以 L2+技术架构为底座,城市 NOA(自动辅助导航驾驶)与高速 NOA两大核心应用场景形成技术落地载体,成为向更高级别功能迭代的具体支撑。
在 L2-L3 级辅助驾驶场景中,环境感知依赖车道线识别算法、行人检测模型等基础功能组件;进入 L4-L5 高阶自动驾驶阶段,多摄像头融合方案成为核心技术路径,通过构建 360 度无死角环境建模系统,为复杂场景下的驾驶决策提供数据支撑。根据集微咨询预测数据,2025 年中国市场 L0-L5 级车型渗透率预计分别为 37%、15%、40%、7%和 1%,至 2030 年该结构将演进为 15%、10%、45%、20%和 10%,高阶自动驾驶车型占比呈现显著提升趋势。
NOA(Navigate on Autopilot)作为自动辅助导航驾驶的核心功能模块,其技术路径呈现场景化分野:高速 NOA 依托车辆 GPS 定位系统、雷达阵列及摄像头传感器的多源数据融合,结合高精地图实现路径规划算法与实时路况解算;城市 NOA 因需处理复杂交通标志标线识别、动态行人交互等多元要素,对地图精度等级与算法决策能力提出指数级提升要求。
城市 NOA 被定位为 ADAS 向完全自动驾驶的关键过渡节点,既是辅助导航驾驶领域的技术制高点,亦构成无人驾驶商业化的核心准入壁垒。当用户完成目的地设定后,车辆可实现全流程自动化行驶闭环,覆盖变道超车策略生成、交通灯语义识别及行人动态礼让等核心操作单元。尽管城市 NOA 技术复杂度显著高于高速场景,且需保留驾驶员实时监督机制以满足紧急接管需求,但在高速 NOA 尚未全面达至 L3 级功能标准的行业背景下,其已成为智能驾驶赛道的技术攻坚焦点。
当前NOA技术迭代正推动智能驾驶竞争进入新阶段,车企加速推进城市NOA量产进程,直接拉动激光雷达、毫米波雷达、CIS 及大算力芯片等上游核心零部件的需求爆发高增长。
智能驾驶系统可划分为感知层、决策层、执行层三大功能层级:感知层负责环境信息采集与预处理;决策层作为系统核心中枢,基于感知数据完成任务规划、行为决策及动作规划的全流程逻辑闭环;执行层则承担决策指令的精准执行功能。
在系统架构中,环境感知模块作为汽车 "认知" 外部世界的基础单元,构成全面实现自动驾驶的核心技术节点。当前环境感知领域存在显著技术路线分野,核心分歧聚焦于传感器配置方案:其一为 "摄像头 + 毫米波雷达" 的纯视觉融合方案,其二为 "激光雷达 + 摄像头 + 毫米波雷达" 的多传感器融合方案。
1.2. 智驾新规密集落地,激光雷达迎战略红利
全球范围内 L3 级智能驾驶政策正加速落地以推动技术商业化进程。德国于 2021 年 12 月成为全球首个批准 L3 级自动驾驶上路的国家,基于联合国《自动车道保持系统(ALKS)》(R157)法规框架,率先允许奔驰 S 级和 EQS 车型的 “Drive Pilot” 系统在特定场景应用。
中国 L3 级自动驾驶政策以 “试点探索 + 法规完善” 为推进路径,2023年 11 月起进入落地加速阶段:启动搭载 L3 级和 L4 级智能驾驶系统汽车的准入试点,并允许在限定区域上路行驶。2023 年 12 月全面补充完善智能驾驶安全与法规要求后,2024 年 1 月提出通过多场景应用拓展及配套设施布局优化,推动智能驾驶规模化与产业化发展。
与此同时,全球主要经济体加速完善智能驾驶技术标准体系与政策框架,对 ADAS 标准提出更高要求。欧盟 Euro NCAP、中国 C-NCAP 及美国 IIHS 等权威评测机构,针对 AEB(自动紧急制动)、FCW(前向碰撞预警)、LDW(车道偏离预警)及 LKA(车道保持辅助)等核心功能制定更严苛技术规范,因此推动了高端智驾感知层(例如激光雷达)的市场需求。
1.3. 复苏潮叠加智驾浪潮,激光雷达渗透加码
2018-2024 年全球汽车销量呈现先抑后扬,未来呈温和上升的复苏态势。据 TrendForce 统计 2020 年受宏观环境冲击,全球汽车销量回落至 7700 万辆,随后逐步回暖,2023 年回升至 8700 万辆,我们预计 2025 年将进一步增加。聚焦中国汽车市场,其销量增长曲线亦显强劲,据 TrendForce 统计 2018-2023年期间,规模从 2810 万辆稳步攀升至 3009 万辆且复苏和增长势能延续,据中国汽车战略与政策研究中心预测,2025 年预期值达 3250 万。同时从产业联动逻辑看,全球汽车销量复苏叠加新能源汽车高速发展,正加速推动汽车智能化渗透率提升。在此趋势下,智能驾驶环境感知、座舱交互监控、电子后视镜等功能对核心硬件载体大幅提升,其装配需求呈指数级增长。而激光雷达作为智能驾驶环境感知的核心组件之一,直接受益于汽车智能化浪潮。
2. 光电感知全面演进,激光雷达全链路技术跃迁
2.1. 从光源到算力:激光雷达产业链的全景重构与主导逻辑演进
从产业链结构来看,激光雷达产业链可清晰划分为上游、中游、下游三大环节。上游环节聚焦于激光发射、激光接收、扫描系统及信息处理四大核心模块,涵盖光学元器件与电子元器件等关键基础组件;中游环节以激光雷达产品集成制造为核心;下游环节则广泛覆盖军事、测绘、无人驾驶汽车、高精度地图、服务机器人、无人机等多元应用场景。
一个完整的激光雷达硬件可分为扫描模块、发射模块、接收模块及控制模块四大核心单元。其中,扫描模块通过扫描器机械运动实现光束传播方向动态调控,其扫描形式选择直接决定探测范围覆盖广度及系统耐用性与稳定性水平;发射模块作为激光光源输出枢纽,光源类型及发射模式抉择将显著影响出射光能量强度,进而传导至探测范围纵深性能;接收模块承担回波信号采集功能,探测器选型差异会直接作用于光子探测灵敏度阈值,最终映射为系统可探测距离与范围的边界条件;控制模块通过算法处理完成点云模型生成,为自动驾驶决策算法提供底层环境感知数据支撑。
从技术路径与产业格局看,激光雷达的差异化技术路线贯穿核心功能模块。在测距原理维度,时间飞行法(ToF)与调频连续波(FMCW)构成两大技术分支,其中 ToF 凭借成熟度优势占据当前市场主流地位;扫描系统领域呈现多元技术演进格局,机械式方案、半固态 MEMS、半固态转镜、固态光学相控阵(OPA)及固态 Flash 方案并存,现阶段半固态 MEMS 与转镜方案因成本 - 性能平衡优势成为商业化落地主力。
光学发射模块形成清晰技术分类:905nm 与 1550nm 波长构成激光光源主流选择,对应边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)及光纤激光器三类发射器架构;接收探测环节则以雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)、硅光电倍增管(SiPM)为核心技术路线。系统控制层面,FPGA、ASIC、SoC 三种芯片方案构建起从灵活开发到高度集成的完整技术梯度。
2.2. 距离测量技术演进提速,ToF 与 FMCW 共塑激光雷达应用格局
从测距技术路径看,激光雷达可划分为飞行时间(Time of Flight,ToF)测距法、基于相干探测的 FMCW 测距法、三角测距法等类型。其中 ToF 与FMCW 因具备室外强光环境下 100~250 米的远距探测能力,成为车载激光雷达的优选技术方向。现阶段,ToF 是车载中长距激光雷达领域的主流技术路线,而未来伴随 FMCW 激光雷达整机方案及上游供应链的成熟度提升,ToF 与FMCW 激光雷达有望形成长期并存的市场格局。
从系统架构看,ToF 激光雷达主要由发射模块、接收模块、控制与信号处理模块及扫描模块(若配备)构成:
2.3.发射光束整形升级提速,准直镜与分束器协同构建高精输出路径
激光器作为激光雷达核心组件,其结构主要涵盖泵浦源、增益介质、谐振腔等模块。在激光器光学系统中,增益介质通过吸收泵浦源能量,先由基态跃迁至激发态,再通过释能回归基态稳态。此过程中,增益介质产生能量、波长、方向高度一致的光子,经光学谐振腔反射放大后形成激光束。
从国内激光器市场规模演变趋势看,伴随智能设备、消费电子、新能源等领域需求持续提升,叠加医疗、美容仪器设备等新兴应用场景的不断拓展,行业规模保持稳健增长态势。从细分技术路径观察,EEL 因技术导入时间较早、整体工艺成熟度较高且成本优势显著,当前市场占比位居首位。
2.4. 半固态占据量产高地,棱镜与微振镜构筑扫描性能平衡点
从扫描技术架构维度分析,激光雷达可划分为三大核心品类:其一为采用整体旋转技术方案的机械式激光雷达,其二为收发模块保持静止状态的半固态激光雷达,其三为完全固态式激光雷达。
从技术路径与市场适配性视角审视,机械旋转式激光雷达较半固态、固态品类具备显著差异化竞争力:其核心优势体现为可实现 360°水平视场全域扫描,而半固态 / 固态产品通常最高仅能覆盖 120°水平视场,且在有效视场内测距均匀性指标劣于机械旋转式方案。目前机械式扫描适用于高预算的测试车或特定场景(如港口物流)。
转镜式激光雷达采用模块化设计,通过将激光收发组件集成固定,前置双轴旋转镜组作为核心扫描单元。在电机驱动下,旋转镜组通过镜面反射实现对空间视场的周期性扫描覆盖,这种架构在系统功耗管理与热控设计方面具备显著技术优势。
棱镜式方案与之形成技术同源路径,其核心机制在于利用双旋转棱镜对激光光路进行动态调制,通过减少激光发射与接收链路数量,有效简化光学系统对焦校准流程。这种技术优化不仅显著提升生产制造过程的工艺效率,同时通过降低装配复杂度,实现产品良品率的大幅跃升。
2.5. 探测多元演进,光电技术跃升
从技术演进与产品矩阵视角剖析,光电探测器(光电二极管)家族呈现多元化技术路线,目前的接收技术主要集中在 PIN、APD、SPAD 及 SiPM 等。APD 作为高灵敏度光电二极管,其工作原理基于光生载流子在强电场加速下获取足够能量,通过与晶格原子碰撞电离产生电子 - 空穴对,该技术因成熟度高成为 ToF 类激光雷达的主流探测器方案。
SPAD 本质为工作于盖革模式的 APD 器件,通过施加高于击穿电压的反向偏压实现更高灵敏度,但过度灵敏特性衍生出通道串扰、寄生脉冲等电路设计难题,叠加工艺复杂度导致制造成本高企。
SiPM 由多个带淬灭电阻的独立 SPAD 单元构成,各像素单元信号叠加形成幅度可调输出,其光子探测能力与信号幅度呈正相关,理论探测距离可超200m,但串扰抑制与温度漂移等技术瓶颈仍待突破。
PIN作为基础型光电二极管,通过PN结光电效应实现光子吸收与电荷分离,在反向偏压下直接将光信号转换为电信号,具备结构简单、响应速度快的特点,但灵敏度低于 APD/SPAD 技术路径。
2.6. 算力跃升驱动,控制中枢多元演化
控制模块作为激光雷达的核心中枢,承担信号处理、数据分析及系统控制等关键职能。其技术内核聚焦于高性能处理器与算法架构,旨在实现对海量点云数据的实时解算与处理。从当前技术路径看,主流方案可划分为 FPGA、ASIC、SoC 三类技术路线:
FPGA 技术基于可编程逻辑单元架构,通过灵活配置逻辑单元实现数据处理功能,具备强实时性特征,但存在成本高企与功耗偏大的显著痛点。
ASIC 方案采用定制化专用芯片设计,针对特定算法进行深度优化,在效率与功耗控制层面展现显著优势,然而灵活性不足与开发成本较高构成其商业化推广的主要瓶颈。
SoC 技术则通过单芯片集成多类功能模块,形成高度集成化解决方案,具备易开发、低功耗等特点,但其在信号处理领域的专项性能或不及前两类技术聚焦度,存在性能均衡化的技术特性
3.智能感知加速进阶,激光雷达产业链多点开花
3.1.禾赛 :模块化革新赋能,感知系统迎来轻量高效时代
禾赛科技凭借将激光雷达制造工艺深度嵌入研发设计体系的独特优势,在实现产品迭代周期显著缩短的同时,构建起高性能、高可靠性与低成本的三重产品竞争壁垒。公司依托光学、机械、电子等激光雷达核心技术领域的深厚技术沉淀与持续创新能力,打造的激光雷达产品矩阵已通过充分的市场验证,实现大规模量产交付。
3.2.速腾聚创:高线数架构突破,点频测距双优
速腾聚创(2598.HK)作为全球激光雷达及感知解决方案领域的领军企业,自 2014 年成立以来便构建起差异化的竞争壁垒。区别于行业内单纯聚焦硬件制造的竞争者,公司构建了硬件与软件深度协同的技术体系——以芯片驱动的激光雷达硬件为核心载体,叠加自主研发的人工智能感知软件,形成覆盖数据采集与智能处理的完整解决方案,赋能汽车及机器人实现环境感知能力的本质提升。其业务矩阵清晰划分为三大板块:一是面向 ADAS、机器人及清洁、物流、工业检测等非汽车领域的激光雷达硬件销售;二是集成硬件载体与智能算法的感知解决方案交付;三是技术开发及配套服务支持。
3.3. 永新光学:车规级认证护航,光学组件放量在即
永新光学作为聚焦科学仪器与核心光学元组件领域的科技制造企业,在国内光学显微镜及精密光学元组件市场占据龙头地位。公司业务架构呈现双轮驱动格局,核心板块为光学元件组件,包括条码扫描、机器视觉、激光雷达等细分领域深度布局,其次是显微镜产品。
3.4. 炬光科技:深耕光子核心环节,锚定车载应用放量
炬光科技聚焦光子行业,专业从事高功率半导体激光元器件及原材料(“产生光子”)、激光光学元器件(“调控光子”)的研发、生产与销售,同步推进中游光子应用模块、模组及子系统业务(“提供光子应用解决方案”)与全球光子工艺制造服务的战略拓展。
3.5. 长光华芯:高功率芯片技术持续突破,3D 感知应用加速落地
长光华芯聚焦半导体激光领域,长光华芯锚定半导体激光赛道,长期专注于半导体激光芯片的研发、设计及制造环节。其核心产品覆盖高功率单管、高功率巴条、高效率 VCSEL 及光通信芯片四大系列,在高功率半导体激光芯片领域率先实现进口替代,有力推动该领域的国产化进程。公司深度贴合下游市场发展趋势,通过持续的前瞻性产品研发、创新性生产工艺优化以及前瞻性的生产线布局,构建起涵盖半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体激光器的四大核心产品矩阵。凭借这一垂直整合的全产业链布局,公司已发展成为半导体激光行业的垂直产业链公司。
链接: https://pan.baidu.com/s/1CyAAi6Ct9cl6CKvBA8g2DA 提取码: zk7v
全部评论 (0)