2022年激光雷达行业发展现状及未来趋势分析

析激光雷达作为智能化核心传感器，受到资本市场关注。国内尚无整机厂上市，美股已有公司陆续挂牌。我们选取美股上市时间较早的五家激光雷达公司，其中Velodyne成立于1983年，其他四家成立于2012-2017年间。在技术路线上每家厂商各有不同，Velodyne主要生产传统机线，而Ouster专注纯固态技术路径。从财务数据来看，各家公司归母净利润均未走正，营业收入有较大差距。Velodyne从市值方面来看，五家公司市值均有较大波动，截至2022年4月30日收盘，Luminar市值领先，约43.2亿美元，其他四家公司市值均在10亿美元以下。图1:美股激光雷达公司概览1033一世最款市律(亿美)1550n+城-行业整体营收呈现增长态势，Velodyne压力较大。随着下游应用的兴起，激光雷达的使用场景在拓宽，应用数量在扩大，带动行业整体营收规模增长。以美元对人民币汇率6.4计算，2021年全年，Luminar营收2.04亿人民币，同比增长124%;Ouster营收2.1亿人民币，一股"Velodyne营收3.95亿人民币，同比下滑37%。营收端力的变化。期阶段。从各家公司最新公布的2021年度数据来看，无一盈利，亏损最多的Luminar净亏损超过15亿元人民币，最少的Ouster也净亏损接近6亿人民币。盈利能力不稳定，融资是现金来源。全行业看，Aeva数据时间较短，可参考性不强，其他公司中仅Ouster实现正毛利率，2021年Ouster毛利率27%,Luminar毛利率为-44%;经营性现金流普遍为负，需要持续融资维持企业正常经营。费用率高企，研发、管理、销售均为大额开支。考虑到营收体量不大，行业早期需投入大量研发，各公司研发费用率普遍超过100%,管理费用率与研发费用率相当；销售费用率略低，但也普遍在50%以上。综合来看，Luminar、Ouster控制费用支出的能力较强。2020年，海外激光雷达公司陆续登陆美股上市，引发资本关注。2020年底、2021年初，行业迎来首次高光时巅峰市值超过100亿美元，阶段累计升幅超300%,其余激光雷达厂商也收获不俗的市值增长。复盘此轮行情，我1)此轮行情为多家激光雷达公司上市、部分厂商宣布合作等利好、大背景下港美市场投资火热等多重要素共同推动；2)激光雷达为新生事物，市场认知时间不足、深度不够，投资人易陷入过度乐观情绪。且由于行业尚未大规模上车认证，盈利无法支撑，美股各公司随后进入漫长调整期。基于美股激光雷达的业绩、经营情况、股价表现，我们从长短期市场需求、技术路线、乘用车定点、产业链、估值等多维度进行海内外对标和探讨。2.1.激光雷达高估值背后的需求刚性探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是发射激光束，通过测量激光在物体表面反射而返回测量出环境中大量不同的激光反射点，从而创建出完整的3D点云模型。激光雷达一般主要由发射系统、接收系统和信息处理等部分组成，核心部件主要有发射光学镜头、光束控制器、激光器、激励源、接收光学镜头、光学二极管、放大器、探测器和控制硬件等。图11:激光雷达工作原理激光雷达核心关注探测距离、视场角范围、角分辨率、测距精度等指标。激光雷达测远能力越强，最远探测距离越高代表测量的随机误差越小。激光雷达的本质是提供安全冗余，作为传感器具备需求刚性。激光雷达与其他车载传感器对比，综合性能更优，在光照适应度、探测精度、可靠度等方面具有显著优势。毫米达上车显著增强了感知系统的冗余性，提高车辆的安全性。在成本方面，激光雷达的成本显著高于其他车载传感器，随着激光雷达的成本下降，激光雷达的安全优势将愈发凸显。方案的代表，通过自主研发的神经网络系统，将摄像头收集到的大量数据进行处理，实现环境监测。相比之下，新势力对激光雷达抱有期望。以小鹏P5为例，感知系统中融入激光雷达，辅以毫米波雷达与摄像头，拥有强大的感知能力，是摄像头各有优劣，其他厂商也大多选择了多传感器融合。维分辨能力，在测量距离信息上更有优势，弥补了摄像头响应速度慢、视场角有限、无法测距等缺陷，在恶劣天气或是同时，"重感知，轻计算"的激光雷达方案能够降低摄像头对为出彩。毫米波雷达的检测分辨率低，可获取的信息量少，无法准确地识别如指示牌、行人这一类目标，也难以获取高度信息，对横向目标敏感度低。激光雷达则在识别障碍物方面更准确，也可获取空间的深度信息，提供的信息精度高。图15:激光雷达相较摄像头的优势摄像头-摄像头-强光摄像头-雨天激光雷达+摄像头头条@未来智库图16:激光雷达相较毫米波雷达的优势毫米波雷达-缺乏高度信息毫米波雷达-缺乏高度信息无米波雷达-图像模糊，识别行激光雷达+境米波雷达头条@未来智库市场预期。对于需求端短期的验证，重点需要关注2022年开2.2.2022上车元年，2023或迎放量2022年智能化进展显著,多家汽车企业逐步入局激光雷达市场。自2017年奥迪推出市场上第一款搭载激光雷达的汽车后，全球各大汽车厂商纷纷入局激光雷达市场。以小鹏汽车为例，自2018年以来小鹏以G系列和P系列为主打系列推出了4款主要车型(G3、P7、P5、G9)和几款附加车型(P7鹏列主打家用轿车。在智能化方面，2018年交付的G3和2020年交付的P7在智能驾驶上走纯视觉路线，以发展摄像头为重点，并在数量上从G3的5颗摄像头增加至P7的14颗。自2021年交付的P5开始，小鹏入局激光雷达市场，搭配2颗大疆Livox激光雷达，并持续快速迭代，预计在2022Q3交付的G9上保持此数量。激光雷达首次批量上车，是智能化中最亮眼的星。2022年，据汽车之家、维科网等第三方数据统计，确定搭载激光雷达的车型近20款，包括蔚来、小鹏、理想、哪吒等造车新势本田、宝马、奥迪、大众等全球头部汽车厂商。这些车型预计于2021年年底至2022年年底量产交付，也有少部分头部汽车厂商车型预计2023年后量产上市，受到疫情反复的扰动，交付时间节点可能有所延迟，但整体产业发展方向良好。我们认为，2022年新车型的发布将切实拉动激光雷达的需求，考虑到各车型的发布时间、标配/选配方案，预计全年搭载激光雷达的车型销量有望冲刺20万辆，为整机厂的业绩提供支撑，也为2023年的放量打下坚实基础。展望2023年，激光雷达可能成为智能化的重要卖点，而逐渐成为标配方案。图19:中国及全球乘用车激光雷达市场规模测算全球来用车事全球来用率镇量(万辆)2.作工的3.的3.0%全球断能源乘用车渗造率全球新能游我用车辆量(万辆)中国率用率销量(万辆1中国我用率销童-y0y6.1%.1鸣5,05中国新能源来用车渗造率中国新能饰京用车销量(万婚)金球永用率激光雷达渗进率/2.例中国乖用车激光雷达渗进率全球平均母辆车婚载教光雷达数(题)/1中国一平均母辆车裕载敦光雷达数(颗)/全球-激光雷达平均侔格(天元)/1中国～激光雷选平均价格〔美无}/1金球-格载激光雷述来国车数量(万赫)中海-格载激元需达麻周车数量(万辆她壹绿来附车敢元雷达出货量(万糕中国来用手激死雷达止货量(万糕)20涂球来用车浆光霜远市物规模4亿属元)冲国率阳率激光需达重稀线模(化美死)中国乘用车激光雷达市场规模-Yoy共@未聘智库截至2020年底，工业和测绘领域为激光雷达主要应用场景，远期车载占比将不断提升。据Yole统计，2020年测绘和工业为激光雷达的主要应用场景，占比超过70%。Yole预计，ADAS和Robotaxi市场应用占比将不断扩大，到2026年ADAS占比将达到40.6%,Robotaxi占比将达到10.2%,合计超过50%。图20:激光雷达细分市场占比(2020年)■测风■物流17.3%■智能基础设施■测绘图21:远期激光雷达细分市场占比(2026年)40.6%■测风■物流■智能基础设施■测绘头杀@未来智库核心3.1.长期纯固态方案，短期多线并行激光雷达分类方式繁多，最常见的按照扫描系统可分为机械式、半固态、纯固态方案。机械式激光雷达是当前最成熟的方案，通过电机带动光机结构整体360度旋转，其技术发展的创新点体现在系统通道数目的增加、测距范围的拓展、空间角度分辨率的提高、系统集成度与可靠性的提升等。半固态式的特点是收发单元与扫描部件解耦，收发单元(如激光器、探测器)不再进行机械运动，具体包括微振镜方案、转镜方案、棱镜方案等。固态式方案的特点是不再包含任何机械运动部件，具体包括OPA方案、Flash方案、电子扫描方案等。行业整体发展方向是减少机械部件、提高发光效率、提升算力、降低成本。激光发射模块向垂直腔面化转变，接收模块向SPAD转变，单光子器件灵敏度更高，且体积小单、尺寸小、扫描精度高、扫描速度快等优点，在提高使用SoC芯片，其优点是可降低系统复杂度、提高良率。图23:激光雷达技术发展趋势发展方向升级路径演变逻辑垂直腔面化枝术升版EEL激光器vCSEL激光昌服VC白生此器嫌系道电略年害质拖件下510照老线州。胖视操的想增大，建步保CMO52远期路线高估值。Luminar营收不断增长，不大，但其技术领先，高功率激光器1550nm方案市场领先。考虑到1550nm激光会被人眼晶状体和角膜吸收，不会对视网膜产生伤害，且在恶劣环境中抗干扰能力更强，1550nm有望相对不被看好。产品定点及上车情况是市场关注核心。复盘历史，每次定点宣布和出货量增长的消息都会对资本市场表现有正向刺激作用。2020年，传统机械式龙头Velodyne为苹果测试车辆和Roborace等企业的合作刺激其股价抬升。以芯片化激光雷达为主线的Ouster在2021年交付量达约6475个，其量产产产能力被验证，预计将进一步扩大出货量。定点有限制条件，海外厂商中Luminar相对最强势。Luminar与前10大整车厂中的8家具有合作关系，与沃尔沃、上汽、奔驰等达成量产计划，其激光雷达产品Iris已确定搭载于Volvo2022年发布的XC90、上汽RES33和上汽飞凡R7。国内龙头禾赛科技与理想、高合等多家整车厂签订量产订单；图达通与蔚来合作，搭载其激光雷达的ET7将于2022年推出。激光雷达行业仍处于发展早期阶段，可供复盘的历史资料不多，甚至由于整体出货量较小，市占率数据有所失真，意义有限。但我们仍可以通过海内外现有龙头的成长史，梳对技术路线的前瞻性决策。在技术上，Luminar最突出的特点在于配置波长为1550nm的激光雷达接收器。2017年的激光硅基成本更合适的主流选择。基于1550nm波长所具备的更高人眼安全、更大功率与更远探测距离的期望优势，Luminar率先瞄准该领域，同年收购专注研究InGaAs(铟镓砷)接收器底材料成本高昂的短板。2017年，Luminar推出自研ASIC芯片，将多枚电子元器件封装一体，致力于产品固态化与小型化，这也为难以实现集成的光纤激光器提供了节省成本的空间。Luminar在2018年4月宣布，通过大幅减少ASIC芯片中InGaAs用量，其接收器的成本从最初每单位数万美元降至3美元。BlackForestEngineering与Luminar团队之间在激光接收器与芯片研发设计领域强强联手，达成产品性能提升与成本控制的双赢局面。直至今天，Luminar的1550nm激光器技术储备依然是激光雷达市场一系列905nm产品之间的“新鲜面孔”,也是现有少数具备1550nm技术的企业之中的"先驱力量"。速腾聚创曾在2016年尝试机械旋转式激光雷达路线，但最终选择了半固态MEMS微振镜路径，其降低成本的技术主要为在架构设计上减少激光元器件的数量并充分发挥自研二维MEMS振镜扫描性能。其主打产品RS-LiDAR-M1结构可概括为“5+5+1",即“5个收发模组+5块小镜子+1个振镜模组”,在这一架构下速腾聚创M1成本可以降至500美金以下甚至更低。另外，速腾聚创拥有光学模组封装的IP,能将BOM元器件数量降到20个以下，整个装配与校准过程只需5分钟。因而，速腾聚创M1产品物料成本低，量产难度低，定点项目的数量优势是评判速腾聚创目前领先的重要标志。公司凭借敏锐的商业市场嗅觉和强大的销售服务能力，赢得客户好感。从小鹏、威马和智己汽车等造车新势力，到广汽、一汽和比亚迪等传统强势车企，到海外电动车厂商Lucid,速腾聚创成功拓展了商业版图。速腾聚创多数订单集中在2022-2023年，为后续放量奠定了重要基础。激光雷达核心部件包括发射模块、接收模块、扫描系统、信息处理模块。发射模块和接收模块是激光雷达的核心和关键，具体可分为激光发射器、激光探测器及对应光学组件三部分。模块负责接收因碰撞而反射回来的光脉冲，光学组件则是保障激光收发的关键。2)扫描系统可分为机械式扫描系统、半固态式扫描系统和固态式激光雷达。其中，固态激光雷种革新，类似于相控阵雷达，无需机械旋转而是通过调节发射器控制阵列的激光相位来改变发射激光的角度，进而使用式则被视为过渡性产品，可分为转镜、棱镜、MEMS等类别。3)信息处理系统运用一系列算法，将激光收发包含的信息进行分解和运算，得出目标的位置、运动状态和形状等，包含整机厂竞争格局未定，零部件率先受益。目前，行业正处于半固态和固态探索期，各类方案百花齐放，尚未形成技术共识，但零部件厂商在不同技术方案中都具有极大发展前景。其中，激光收发占激光雷达整体价值量至少40%,但具有极高壁垒，严重依赖上游厂商长期技术积累。因此，目前半导体激光器和光电探测器主要依赖国外进口，但国内企业一定技术突破，未来有望成为供应链重要一环。扫描系统因整机厂技术路线选择不同而存在较大差异，如高线束机械方案、转镜方案、MEMS方案的技术结构和供给主体均不相同。但无论采用何种方案，光学组件都是激光雷达产业链的重要一环，具有高度确定性。据估算，光学组件占激光雷达整体价值量至少15%。因此，光学组件是国产供应链的发力重点，舜宇光学、炬光科技、永新光学、蓝特光学等凭借其工艺成熟度和规模优势，有望成为激光雷达产业链主要受益者。上上1率热wrw1头条@未来智库舞h1,激光雷达认证流程复杂，车规认证严格，参数标准众多。26262,分别对产品的零部件供应商管理、电子产品质量与功样，部分产品经历C样和D样才进入SOP阶段。根据速腾聚创官网，硬件、点云质量、配套功能、功能安全、可靠性均为产品认证阶段重点跟踪的核心指标。车载激光雷达若要从概念走向真正稳定量产阶段，对于任何新的平台设计而言都需要几年的时间。从认证到定点到上车，整体耗时接近两年。根据Velodyne相关资料，激光雷达正式上车之前须经历4~12个月的定制化开发、1年的初步测试和1年的软件开发与硬件系统校正阶段，认证耗时大约为2~3年，流程漫长且严格。定至2023Q4之后。海外厂商认证标准更加严格，放缓激光雷达上车节奏。具体来看，海外厂商激光雷达认证周期阶段多、流程长，在最终质量认定方面具有更高安全性要求，量产进入缓慢，定 兰头荣@先来智库兄古连企业见▲计划f就作脚辆啊5提升，同时拉动产业链投资机遇。新能源汽车市场已进入陡企业发展。图35:国内外新能源车销量(万台)预估02016201720182019202020212022E2023E202头杀P圈珠来智库图36:国内外激光雷达渗透率预估中国-平均母辆车搭载激光需述数(顾)中国-平均母辆车搭载激光需述数(顾)全球~平均每辆本据载激光雷达数(瓶)32105.隐喻四：估值端，行业暂锚定Luminar,主题投资阶段享受“零部件躁动”5.1.PS估值中期将持续，Luminar暂为定价锚Luminar作为行业龙头，其估值水平可视为“定价锚”。由Luminar历史，其上市初期PS倍数为36倍，在市值高峰期PS曾超过800倍，截至2022年4月1日收盘，Luminar公司的PS倍数在170倍左右。会给出的指引，2025年目标营收均较2021年全年营收有显著值对应的PS估值倍数普遍在1倍以下，最高的Luminar不到5.2.复刻回忆：特斯拉的2011斯拉的成长历史，其2010年登陆资本市场，作为新鲜事物不为大众所理解。估值水平从上市最初时期2010年7月的15-20倍快速攀升至2010年11月的接近35倍。2010-2012年全PS估值驱动，且估值区间变化较大。2012年，公司发布其第二款汽车产品ModelS,一款四门纯电动豪华轿跑车，并于2013年Q1首次实现盈利，当日股价升幅超过17%。股价与盈利并无必然关联，2013年起特斯拉市值即不断攀升。特斯拉2013年后营收开始出现显著增长，2020年后才稳定盈利。通过营收和利润端复盘，可以看到特斯拉2013年后营收持续增长，直到2020年之前都采用PS