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2025-04-10 18:49
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一、需求:高階智駕即將爆發,激光雷達方案佔主流
1.1 高階智駕滲透率有望提升到 15%,激光雷達方案佔據主流
1.1.1 政策、成本、技術三者齊發力,城市 NOA 迎來爆發前夜
政策方面:政策端驅動高級自動駕駛落地。2024 年 8 月 27 日,在國新辦新聞發佈會上,公安部交通管理局介紹當前 無人駕駛和自動駕駛汽車產業的進展,特別提出公安部正在積極推動《道路交通安全法》的修訂,對自動駕駛汽車的 道路測試、上路通行、交通違法和事故處理相關責任追究等方面都作出了詳細規定,《道路交通安全法》的修訂工作 已經列入了國務院 2024 年度立法計劃、十四屆全國人大常委會立法計劃的第一類項目。
成本方面:智駕系統成本大幅降低有望實現 20 萬以上車型標配。一套支持城市 NOA 功能的高階智駕系統典型配置包 括: 1 個智駕域控制器(包含 2顆OrinX 芯片);1 顆激光雷達、3 顆毫米波雷達、11 顆高精度攝像頭(2 顆前視攝像 頭(8MP)、4 顆周視攝像頭(3MP)、4 顆環視攝像頭(3MP),1 顆后視攝像頭(2MP));12 顆超聲波傳感器。上述器件中傳 感器成本不斷下降,尤其是激光雷達和毫米波雷達,下降的走勢非常迅猛,大算力智駕域控成本雖然走勢比較平緩, 但也在保持持續下降的步伐。智駕系統成本降低之后有望實現 20 萬以上車型標配,推升高階智駕滲透率。
技術方面:大算力芯片上車為高階智駕的規模化落地提供硬件基礎,軟件算法從模塊化進階到端到端。1、芯片端: 2025 年,大算力芯片頭部玩家重磅新品即將登場,加速高階智駕滲透率提升。英偉達將於 2025 年發佈下一代產品 Thor,其最高算力高達 2000TOPS。高通也已發佈駕艙融合系列產品,Snapdragon Ride Flex(SA8775P)艙駕融合平 台,將於 2025 年二季度正式量產上車;特斯拉方面,下一代車載平臺直接改名為 AI5,較 HW4.0 能耗提升 5 倍,算力 提升 10 倍。國內方面,地平線於2024 年 4 月發佈了「征程 6」系列產品,其中 J6P 算力高達 560TOPS,預計將於 2025 年第四季度交付首款量產合作車型,引領國產芯片拓局城市 NOA。2、算法端:2025 年,高階智駕系統將從傳統的模 塊化架構進階到端到端架構,相對於傳統模塊化架構,端到端架構全局優化、更高計算效率、更強泛化能力等優點。 城市 NOA 等高階智駕經過 24 年的大規模的落地應用后,在端到端大模型技術的加持下,有望在 2025 年從「能用」邁 向「好用」,高階智駕將成為 toC 乘用車市場競爭的重要手段。
根據億歐智庫統計,2023 年中國 L2+智駕功能滲透率進一步提升,其中高速 NOA 滲透率為 4%,城區 N0A 滲透率為 0.1%。 2024 年 L2+智駕功能預計將達到 8.5%,2024 年后,城區 NOA 功能也將迎來飛速發展,2025 年高速 NOA 滲透率預計將 達 15%,城區 NOA 將達 1%。
1.1.2 NOA 方案比較,純視覺 VS 多傳感器融合(激光雷達),採用激光雷達佔據主流
從感知路線類型可以分為純視覺路線多傳感器融合兩種方式。純視覺路線和多傳感器融合路線,核心在於是否配置激 光雷達,是否需要激光雷達的高精度點雲信息。純視覺路線以特斯拉為代表,僅通過攝像頭的視覺感知,實現對環境 的精準識別,目前國內也有部分主機廠開始嘗試此方案;國內多數主機廠採用多傳感器融合的技術路線,核心原因為 國內主機廠視覺算法研發經驗較少,選擇具備魯棒性高、星系互補以及系統冗余的多傳感器方案,更有利於實現全場 景的 NOA 功能。
激光雷達是攝像頭、毫米波雷達與超聲波雷達的有效補充。激光雷達的環境感知精度高,激光雷達發射的光波頻率比 微波高出 2-3 個數量級,具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率。激光雷達可直接獲取目標的距離、角度、 反射強度、速度等信息,生成目標的三維圖像。激光雷達抗干擾能力較強,可彌補攝像頭在強光或黑夜等場景下性能 劣化的缺陷以及微波雷達對金屬物體敏感在人車混雜的場景中不易識別出行人的缺陷。
目前國內支持城市 NOA 的車型普遍都配備有激光雷達。國內多數主機廠採用多傳感器融合的技術路線,尤其面向高階 NOA 功能的車型普遍有搭載激光雷達。僅部分車企在效仿特斯拉探索去掉激光雷達的視覺方案,依靠毫米波雷達和攝 像頭等傳感器實現感知。
單車激光雷達搭載數量將迎趨勢性增加。隨着激光雷達的成本不斷降低、技術成熟度提升以及自動駕駛功能的提升, 未來幾年車輛搭載激光雷達的數量有望增加,進一步推升激光雷達放量空間。
1.2 Robotaxi 方案有望迎來商業拐點,激光雷達佔據絕對強勢地位
Robotaxi 行業加速變化,在政策+技術+運營多重發力下,Robotaxi 每公里成本有望快速與網約車成本持平,規模化 運營有望引來拐點。我們判斷,2026 年有望成為 Robotaxi 規模化量產元年,行業將開啟高速增長,根據弗若斯特沙利 文測算,預計到 2030 年 Robotaxi 市場規模可超過 4000 億。
Robotaxi 車型均標配激光雷達,且普遍採用多個。第六代百度 Apollo 無人車頤馳 06 搭載 4 顆超高清遠距激光雷 達(禾賽科技提供),其探測距離超過 200 米,並將高清三維感知覆蓋到了 360°,助力無人駕駛車輛全方位規劃路線 及安全避障,整車 成本相較於五代車直接下降 60%,據官方信息價格僅需 20.46 萬元。而在其他的 Robotaxi 車型 中長距激光雷達和短距激光雷達數量也較為可觀。
1.3 機器人打開遠期放量空間
激光雷達的應用領域除了車之外,還包括機器人及工業領域。當前機器人方向主要面向移動機器人即配送、清掃、巡 檢等場景,人形機器人市場也在嘗試用激光雷達拓展感知信息。人形方面,視覺方案目前主要以結構光、雙目或多目 RGB、TOF 等的組合方案為主,其中特斯拉 Optimus 採用純視覺傳感器方案,搭載了 2D 視覺傳感器和與特斯拉車輛相 同的 FSD 技術以及 Autopilot 相關神經網絡技術,源自其強大的算法實力,而算法基礎相對薄弱的廠商會選擇更為更 多維度的硬件做冗余。
激光雷達頭部玩家均有面向機器人方向產品佈局,遠期放量空間進一步打開。如 RoboSense 速騰聚創旗下 R、E 兩大 平臺產品滿足機器人市場的多元應用場景需求。其中,R 平臺為高性能機械式激光雷達平臺,通過從短距到長距的多 款成熟產品,以超廣視場角,廣泛應用於無人清潔、無人叉車和無人配送等工業級及商業級機器人場景;E 平臺為全 固態廣角激光雷達平臺,契合機器人領域對大角度、近距離、高精度等探測需求,可應對室內、室外、工業設施等復 雜多元的機器人運行環境。
1.4 裝機量步入爆發式增長階段
根據 Yole Intelligence 發佈的《2023 年全球車載激光雷達市場與技術報告》,到 2029 年,激光雷達市場將到達 36.31 億美元,CAGR10 為 39.4%;其中乘用車和輕型商用車激光雷達市場為 29.93 億美元,CAGR10 為 65%;Robotaxi 激光雷達市場為 6.38 億美元,CAGR10 為 19.1%。在激光雷達解決方案的眾多應用場景中,預計汽車應用將佔據整體市場的 最大份額。伴隨激光雷達成本持續下探,滲透率有望進一步提升。
出貨量方面,根據 YOLE 預測,2025 年乘用車領域激光雷達出貨量將達 260 萬台,robotaxi 領域將達 19 萬台。
二、技術路線:905nm+一維轉鏡方案是當前最優解
激光雷達作為智能駕駛技術發展的重要基石,其技術路線的選擇不僅決定了產品的性能和適用性,更反映了行業對成 本、可靠性和量產能力的權衡。當前,ToF(時間飛行法)和 FMCW(調頻連續波法)是兩大主流工作原理,而激光雷 達的結構設計又圍繞發射、掃描、接收和控制四大模塊展開。同時,機械式、混合固態和純固態三大技術路線則構成 了激光雷達在市場上的核心競爭格局。
2.1 激光雷達結構和技術路線
2.1.1 激光雷達工作原理:ToF 和 FMCW
激光雷達作為自動駕駛技術的重要感知組件,其核心作用是通過發射激光並接收反射信號,來生成精確的三維環境數 據。根據技術路線的不同,激光雷達可以分為 ToF(Time of Flight,飛行時間)和 FMCW(Frequency-Modulated Continuous Wave,頻率調製連續波)兩種測距技術。 ToF 利用光速與時間差的關係,計算光脈衝從發射到接收的飛行時間,推算目標距離。測量激光脈衝從激光器到待測 目標之間的往返時間 T,即可得到目標距離 S=cT/2,其中 c 為光在空氣中的傳播速度。其實現原理相對簡單,且技術 成熟,是目前車載激光雷達的主流方案,廣泛應用於量產車型。 FMCW 激光雷達技術因其獨特的測距和測速能力,近年來成為激光雷達研究領域的重點方向。與 ToF 技術不同,FMCW 利用頻率調製的連續波信號,不僅可以實現距離的精確測量,還可以獲取目標的速度信息,從而為更復雜的動態環境 提供支持。
2.1.2 激光雷達結構:發射模塊、掃描模塊、接受模塊、控制模塊
激光雷達作為環境感知的核心工具,其性能高度依賴於結構設計的協同作用。從基礎功能出發,它可以分為發射、掃 描、接收和控制四大模塊。每一模塊都代表着技術發展的一個方向,而它們之間的配合直接決定了激光雷達在不同應 用場景中的表現。
1、發射模塊:技術路徑與波長選擇
發射模塊的任務是產生高質量的激光束,其性能直接決定了激光雷達的測距範圍和精度。目前,發射模塊的激光器以 邊發射激光器(EEL)為主流,同時垂直腔面發射激光器(VCSEL)和光纖激光器也在特定場景中逐漸得到應用。 905nm 波長是當前主流選擇。EEL 激光器使用 905nm 波長光源是當前主流方案,這一波長在成本和性能之間達到了較 好的平衡,適用於中短距離探測。光纖激光器通常採用 1550nm 波長光源,具有更高的功率輸出和更長的探測距離, 但成本較高,主要用於高端自動駕駛場景。
2、掃描模塊:從機械走向固態
在激光雷達的發展歷程中,掃描模塊是最能體現技術進化的環節。從機械式到混合固態,再到純固態,掃描技術的演 變不僅僅是技術的突破,更是市場需求和成本壓力的博弈。
機械式:技術的起點,市場的退場者。機械式激光雷達通過旋轉部件實現全景掃描,是行業技術發展的開端。其高精度、多目標檢測能力為高精度地圖採集和早期自動駕駛研發提供了有力支持。然而,隨着車規級市場對成本、 體積和可靠性的要求不斷提高,機械式逐漸顯現出「體積龐大」「高成本」「低可靠性」的問題。當前,這一技術 主要應用於科研測試和特定工業場景。
混合固態:性能與經濟性的平衡之道。混合固態技術通過減少機械部件並結合固態掃描技術,實現了性能、可靠 性和成本的均衡。特別是一維轉鏡方案,憑藉其穩定的性能與較低的製造成本,在 L3-L4 級別自動駕駛車型中廣 泛應用。與此同時,MEMS 微振鏡技術逐漸獲得高端市場的青睞,其輕量化和低功耗特性為新能源車市場提供了新 的選擇。 當前,混合固態激光雷達已成為 20-40 萬價格區間乘用車市場的主力方案,在輔助駕駛與部分高級自動駕駛場景 中扮演重要角色。
純固態:高級別自動駕駛的未來支柱。純固態激光雷達通過徹底去除機械部件,實現了體積小、可靠性高的設計 目標。其核心技術包括光學相控陣(OPA)和 Flash 泛光技術,具備超高速掃描與動態目標探測能力。然而,當 前技術瓶頸主要集中在製造工藝複雜和高成本上,短期內難以進入大規模量產階段。隨着技術突破和成本下降, 純固態激光雷達將在未來 5-10 年內逐步進入高級自動駕駛(L4-L5 級別)市場,並在機器人和無人機領域展現 潛力。
3. 接收模塊:探測靈敏度的決勝點
接收模塊的任務是將目標反射的激光信號轉化為可處理的電子信號,其靈敏度和可靠性直接影響激光雷達的探測能力。 根據信通院報告,目前的接收技術主要集中在以下幾種探測器上:
雪崩光電二極管(APD):APD 因其高靈敏度和高速響應,成為車載激光雷達的主流選擇。其穩定性和性價比使其 廣泛應用於 L2-L4 級別的自動駕駛場景。
單光子雪崩二極管(SPAD):SPAD 能夠探測單個光子信號,在極低光條件下表現突出,但其高成本限制了其在量 產產品中的應用。
硅光電倍增管(SiPM):SiPM 的靈敏度和動態範圍更高,適合高性能需求的場景,但成本相對較高。 APD 探測器因其性能和成本的平衡性,仍將在車規級產品中長期佔據主流地位。
4. 控制模塊:數據處理與智能化的核心
控制模塊作為激光雷達的「大腦」,負責信號處理、數據分析和系統控制。其核心是高性能的處理器和算法,實現對海 量點雲數據的實時處理和解算,當前主要包括 FPGA、ASIC、SoC 三類:
FPGA(現場可編程門陣列):具有高度靈活性和並行處理能力,適用於原型開發和功能驗證。但 FPGA 成本較高, 功耗較大,不利於大規模量產。
ASIC(專用集成電路):針對特定功能優化,具有高性能、低功耗的優勢,適合量產應用。但開發周期長,缺乏 靈活性。
SoC(系統級芯片):將處理器、存儲器和接口集成在單一芯片上,實現高集成度和低功耗。SoC 的應用有助於降 低系統複雜度和成本。
激光雷達的四大模塊相互關聯,共同決定了整機性能和應用效果。905nm 波長的激光器與一維轉鏡掃描方案的組合, 在當前技術條件下,實現了性能、成本和可靠性的最佳平衡,成為主流的技術路線選擇。 然而,隨着自動駕駛技術的發展,對激光雷達性能的要求不斷提升,各模塊仍有巨大的改進空間。發射模塊需要在功 率和成本之間取得更好的平衡;掃描模塊期待純固態技術的突破;接收模塊需要提升探測器性能並降低成本;控制模 塊則需要更強大的數據處理能力和智能化水平。 未來,激光雷達技術的升級將更多地依賴於各模塊的協同創新。只有在整體架構上實現優化,才能滿足高級自動駕駛 對高性能感知系統的需求,引領行業發展。
2.2 激光雷達核心技術參數
分辨率、探測距離、掃描頻率和視場角(FOV)四大參數,直接決定了激光雷達的感知能力、場景適配性和市場定位。 不同供應商在技術參數上的差異,也塑造了當前激光雷達市場的競爭格局。
1、分辨率:點雲密度與細節還原能力
分辨率是一項極具市場敏感度的參數,消費者可能並不瞭解點雲密度的具體技術細節,但他們能感受到激光雷達對物 體輪廓和細節的還原能力。高分辨率的激光雷達往往能夠更精準地捕捉行人、車輛以及路面的微小細節。 禾賽科技的 AT128 憑藉 128 線的高分辨率在高端市場脫穎而出,其細膩的點雲輸出為理想 L7、L8 等車型的複雜場景 感知提供了精確支持。而速騰聚創的 M1 系列則以 64 線為主,滿足了問界 M7、極氪 001 等中端市場對性價比的需求。 相比之下,圖達通的 Falcon 雖然以 120°的寬視場著稱,但其點雲密度在分辨率上表現一般。 高分辨率的激光雷達在動態場景中表現優異,但對於某些高速場景,點雲密度的提升可能因計算成本的增加而受到限 制。未來,分辨率的競爭將逐步從「線數的堆疊」向「點雲優化分佈」演進,為更高效的環境感知提供支持。
2、探測距離:誰的視野更遠?
探測距離不僅影響自動駕駛系統的提前響應能力,也決定了其是否適合高速場景和複雜環境感知。特別是在高速公路 場景下,探測距離的不足可能直接導致安全隱患。 當前,混合固態激光雷達已經能夠穩定實現 200 米以上的探測距離。例如,速騰聚創的 M1P 在問界 M7 和極氪 001 等 車型中的應用,驗證了其在高速場景中的可靠性能。與此同時,禾賽科技的 AT128 將探測距離提升至 250 米(見上 表),為 L4 級自動駕駛的提前預判提供了更高的安全冗余。 300 米以上探測範圍將是下一階段的重點突破方向。這一目標的實現不僅依賴於光源功率的提升,還需要在信號接收 靈敏度和環境干擾處理能力上取得進展。
3、掃描頻率:動態感知的「快與慢」
一維轉鏡技術的掃描頻率通常在 10-20Hz 之間,適用於主流輔助駕駛場景。而 MEMS 技術憑藉其高頻掃描能力(可達50Hz),在動態目標檢測中更具優勢。例如,禾賽科技的高頻 MEMS 方案在城市道路的動態測試中表現優異。而純固態 Flash 技術通過全視場同步掃描,將頻率與覆蓋範圍結合,展現了更高的理論潛力。 高頻掃描需要克服硬件功耗和熱管理問題,同時在快速動態響應中保持點雲質量。未來可能通過與其他傳感器(如毫 米波雷達)的數據融合,緩解單一設備性能的侷限性。
4、視場角(FOV):橫縱視野的取捨
視場角決定了激光雷達對環境的覆蓋範圍,尤其在城市路口和狹窄道路等複雜場景中,廣視場角有助於減少感知盲區。 禾賽科技的 AT128 提供了 120°水平視場和 25°垂直視場的設計,兼顧了感知廣度與點雲密度,在城市道路和高速場 景中表現良好。 未來,激光雷達可能通過動態調節視場角的技術,實現寬視場和聚焦視場的智能切換。例如,在車輛轉彎或進入交叉 路口時,擴大水平視場以增強安全性;而在直線路段,則集中點雲密度於前方目標。
三、供應鏈:整機格局最優,鏡片 BOM 成本佔比高
3.1 整機端:市場集中度較高,成本陡峭性顯著,龍頭公司盈利拐點在即
(1)市場格局:禾賽、速騰聚創佔據絕大部分份額
后發先至,國產企業迅速崛起。北美和歐洲地區激光雷達產業起步較早,發展過程中涌現一批領先的激光雷達製造廠 商,包括 Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster、Valeo、Innoviz、Ibeo 等。伴隨着激烈的市場競爭,部分海外激光雷達廠商面臨衰退,而國內激光雷達廠商在政策支持和市場需求雙重驅動下快速發展,代表企業包括禾賽科技、圖達通、 速騰科技、大疆覽沃等。根據 YOLE 的數據,全球車載激光雷達供應商格局來看,2023 排名靠前廠商分別為:禾賽科 技(29%)、速騰聚創(Robosense,29%)、Seyond(圖達通,原 innovusion,21%)、Valeo(法雷奧,10%)、華為(9%) 以及其他(2%)。其中,中國廠商佔據了主導地位,合計取得全球車載激光雷達市場的 88%的份額。相較 2022 年,禾 賽科技和速騰聚創的全球市佔率均有明顯提升,背后主因為國內 OME 智能化進展領先,其中禾賽主要得益於理想汽車 等車企的放量,速騰聚創則依靠小鵬、問界和極氪等車企,展望后續,截至 2024 年上半年,禾賽科技獲得全球 19 家 車企 70 余款車型定點,速騰聚創已獲得全球 22 家車企及 tier1 客户的 80 款車型量產定點,大量在手定點將繼續鞏 固甚至擴大二者行業份額。
(2)成本陡峭性:成本曲線陡峭,規模化降本空間大,龍頭公司盈利拐點在即
成本曲線陡峭,規模化降本空間大。當前禾賽科技、速騰聚創均處於虧損狀態,核心原因為當前處於行業放量初期, 后續伴隨着產品交付量攀升,原材料規模化採購降本、生產工藝優化效率提升、規模效應攤薄固定成本以及研發及銷 售人員趨於穩定,盈利能力將有顯著改善。以速騰聚創為例,公司 2022 年各項開支收入佔比高達 213%,其中主要構 成原材料和員工成本佔比分別為 103%和 87%,2024 年上半年總開支收入佔比大幅回落至 149%。
價格通縮放緩,毛利率趨勢性回升。以速騰聚創 ADAS 激光雷達產品示例,2020/2021/2022/2023/24H1 銷售均價分別 為 22.5/10/4.3/3.2/2.6 千元,其中 24H1 價格較 2022 年下滑近 40%,但是公司 ADAS 激光雷達產品的毛利率 2022/2023/24H1 分別為-101.1%/-5.9%/+11.2%顯著回升,意味着過去幾年激光雷達產品價格的顯著下探對公司盈利 的影響,可以由規模化、平臺化、集成化等降本完全對衝覆蓋。展望后續,我們認為激光雷達產品價格的通縮節奏將 會放緩,毛利率將趨勢性回升,原因如下:1、針對已定點車型,激光雷達廠商普遍約定 SOP 后每年產品價格下調幅度介於 1%至 5%;2、格局優化,行業向頭部集中,如 Mobileye、博世放棄研發激光雷達;3、智駕功能升級支撐高性 能產品需求。
龍頭公司盈利拐點在即。根據禾賽科技2024年三季度財報公告,公司預計在第四季度將實現2000萬美元盈利(GAAP), 成為全球首家季度盈利 2000 萬美元的車載激光雷達企業(GAAP),同時禾賽也有望成為全球首家實現全年盈利的車載 激光雷達企業(NON-GAAP)。
從現金流角度,國內兩家龍頭公司是全球上市激光雷達企業中目前現金流情況最好的企業,其中禾賽科技已經實現正 向經營性現金流。
(3)禾賽科技:全球激光雷達龍頭,技術、成本、客户、新品多重驅動
1)技術端:905nm + 一維轉鏡
以波長來區分激光雷達,目前主流的波長有兩種 905nm 和 1550nm。905nm 和 1550nm 都是光的波長,每一種波長都有 其特性,例如收發特性、被干擾特性、對人眼影響特性等,本身並沒有優劣之分,但在應用到激光雷達產品中時,在 不同側面會呈現出各自的優劣勢。905nm 波長:當下最主流的激光雷達所選用的波長-可以用硅做接收器,成本低且產 品成熟,是大多數激光雷達廠商更傾向的選擇;同時,砷化鎵材料已經在消費類電子和汽車電子領域得到驗證,產業 鏈相對成熟;905nm 波長分辨率更高,同時也或有利於進一步提高點頻。1550nm 波長:高功耗、低敏感以及成本更高, 1550 波段硅沒有辦法探測,需要用 Ge 或者 InGaAs 探測器,波長越長,濾片的難度越大,因為需要膜層太厚比較難 鍍,良率會下降,成本也會更高。1550nm 波長的激光器和接收器組件普遍存在高功耗、光纖激光器成本較高以及基於 砷化鎵銦微光顯微鏡接收器靈敏度低等問題。目前國內的主流激光雷達廠商禾賽、速騰聚創均專注於 905nm 的產品, 也是當前出貨量最大的波長。 禾賽科技採用 905nm 波長,或更具優勢。禾賽科技作為全球激光雷達行業的領導者,於 2024 年 1 月發佈了新品 AT512, 採用 905nm 方案,在測距、點頻、分辨率等方面取得顯著突破,全面超越 1550nm。AT512 擁有 512 線、超高點頻和全 局高清分辨率,為激光雷達綜合性能的提升樹立了全新標杆。AT512 可實現 300 米標準測遠(@10%反射率),相比 AT128 提升了 50%。最遠測距達到 400 米,是市場同類遠距激光雷達的 2 倍。
一維轉鏡:禾賽激光雷達採用的一維轉鏡方案是一種高效、可靠且緊湊的掃描技術。相比傳統的 360°旋轉式機械雷 達,一維轉鏡方案在可靠性上更高,同時能夠減小雷達的體積和重量,提高生產效率。一維轉鏡通過在一個固定角度 內旋轉的鏡面上投射光束,實現對該角度內的環境進行掃描。保證了雷達的性能,同時顯著減小體積,使得雷達更易 於集成到車輛中。在禾賽的激光雷達產品中,AT128 採用了這種一維轉鏡方案。AT128 激光雷達通過集成數百個元器 件在芯片上,實現了單個電路板嵌入 128 個激光器通道的設計。這種設計不僅保證了雷達的性能,還顯著減小了體積,使得雷達更易於集成到車輛中。此外,一維轉鏡方案還採用了芯片化工藝,將多個激光通道集成在一個芯片上,從而 簡化了生產工序,提高了自動化產線的速度,並降低了成本。這種工藝能力的提升使得禾賽激光雷達在性能和成本之 間取得了良好的平衡。
2)技術端:自研 ASIC 激光雷達芯片-收發模組集成化,精簡元器件顯著降本
自研芯片:2017 年起佈局自主研發激光雷達專用芯片(ASIC),當前已發佈第四代,芯片化設計使激光雷達元器件數 量大幅減少,簡化的結構帶來了顯著的成本降低。禾賽基於半導體的 TX/RX 系統使用專用集成電路(ASIC), 集成大量 通道及波束控制系統,AT 系列等激光雷達產品在性能、質量和成本方面都表現優異。禾賽平臺化自研芯片,收發模塊 集成化,持續提高雷達集成度。2017 年,禾賽科技在公司內部建立了一個專門的團隊來開發內部 ASIC(專用集成電 路)。目前,其內部專用 ASIC 仍處於相對早期的開發和生產階段,禾賽科技已將 1.0 版和 1.5 版 ASIC 批量應用於其 激光雷達產品,當前已發佈 4.0 版 ASIC。據公司官網,公司有 1100 余名員工,其中研發和製造工程師佔總員工的 70%。 同時,公司在全球有 550 項已授權專利和 1150 申請中專利,已覆蓋 90 個城市 40 個國家,涵蓋的關鍵技術包括激光 雷達技術和應用、ASIC 技術和激光氣體傳感器技術。
平臺化自研芯片&雷達集成度持續提升,技術優勢驅動降本。禾賽積極推動芯片化設計及專用芯片(ASIC)的自主研 發助推激光雷達降本。在 ASIC 架構下,禾賽的 AT 和 ET 產品系列 70%的零部件和元器件是可共享,這有效降低了 供應鏈管理成本。對激光雷達而言,芯片化設計能夠通過將激光雷達各個複雜的控制、轉化及處理電路進行高度集成, 實現對上百個激光發射/接收通道的高質量控制和運算,最終實現元器件數量的減少和結構簡化,助推降本;且由於 更加簡化的結構帶動的裝配步驟減少、光學校準更具整體性,使得在生產時能夠提高自動化程度和生產效率,進一步 降低生產成本。
3)成本端:規模化量產-降本飛輪
禾賽整線自動化率高達 90%,規模效應帶來降本空間。23 年上半年,禾賽全新的自有量產工廠赫茲製造中心也正式投 產,規劃年產能為 150 萬台。其高自動化的激光雷達生產線採用業內先進的智能製造技術。該中心整線自動化率高達 90%,實現每 45 秒下線一臺激光雷達的生產節拍,為客户提供大規模、高質量的激光雷達產品生產與交付。在生產製 造方面,禾賽「麥克斯韋」智造中心,佔地面積約 40 畝,總建築面積近 7 萬平方米,包含一棟研發生產大樓、輔助 用房、景觀綠化及室外附屬工程、配套道路等,總投資超 10 億元,自建工廠核心生產工序自動化率達到 90%,生產節拍達到 45s/台,2025 年產能預計 100 萬台。近年來禾賽科技推出了三款新的產品,其中 1 款已量產,其他預計 25 年 開始量產。禾賽 2023 年乘用車激光雷達搭載量第一。禾賽科技擁有強大的製造能力,以及大規模、高質量的交付能 力。禾賽在全球前裝量產市場已獲得來自 18 家主機廠的近 70 款車型定點,其中包括一家國際頂級汽車品牌的全 球量產車型。
4)客户:To C 市場核心客户銷量快速增長
核心大客户銷量增速較快,帶動禾賽同步增長。理想汽車為禾賽科技下游重要客户,2024 年 Q3 理想汽車銷量為 15.28 萬輛,同比 45.4%,環比 40.75%;零跑汽車 24Q3 銷量為 8.62 萬輛,同比增長 94.4%,環比增長 61.7%;24 年 Q3 汽車行 業總銷量為 752.4 萬輛,同比下降 3.87%。
Robotaxi 市場王者:在全球 Robotaxi 雷達領域,禾賽與海內外自動駕駛頭部企業保持緊密合作。禾賽科技自 2014 年 成立以來,通過不斷創新和技術積累,逐漸在 Robotaxi 市場中站穩腳跟並取得顯著成就。公司早期開發的 Pandar40 激光雷達產品以其性價比優勢迅速獲得市場認可,特別是在Robotaxi市場中表現出色,成功贏得了Nuro和百度Apollo 等重要客户。跟 Velodyne 當時 34 線和 64 線的主力產品不同,Pandar40 是一款 40 線產品,中和了 32 線和 64 線產 品的優勢,成為其后來能夠獲得廠商關注的重要一點。此外 Pandar40 相比較 Velodyne 的激光雷達產品,更具性價比 優勢。基於以上兩點,Pandar40 很快打開市場,並在 2017 年拿下首個自動駕駛客户 Nuro,2018 年又從 Velodyne 手 中奪得了百度 Apollo 的訂單,贏下在 Robotaxi 市場站穩腳跟的關鍵一戰。2023 年一季度,公司宣佈獲得了公司歷 史上最大的一筆 Robotaxi 激光雷達訂單。當前,禾賽與中國前五的 Robotaxi 公司都達成了獨家遠距激光雷達供應合 作。 在國內,第六代百度 Apollo 無人車的主激光雷達由禾賽獨家供應,單車搭載 4 顆超高清遠距激光雷達 AT128,探測距 離超過 200 米,並將高清三維感知覆蓋到了 360°。這是國內首次將 ADAS 半固態激光雷達方案大規模應用部署在 Robotaxi 上,標誌着 AT128 從前裝量產領域「破圈」至 L4 級自動駕駛市場。
5)新品:ATX 性能價格優勢顯著,有望在下探的 10-20 萬元市場贏得更大份額
ATX 是一款平臺型激光雷達產品,基於禾賽第四代芯片架構研發,通過優化的光機設計,實現了小巧體積與強勁性能 的完美結合,提供更遠探測距離、更高分辨率、更廣闊視野,為智能汽車賦予強大三維感知力。高性能:搭載了禾賽 最前沿的第四代芯片架構,實現了更遠的探測距離,最遠可達 300 米、更高的分辨率和更廣闊的視野(水平視場角為 120 度-140 度,垂直視場角為 20 度-25.6 度);最高支持 256 線掃描,最佳角分辨率達 0.08°x 0.1°,是 AT128 的 2 倍以上。與 AT128 相比,ATX 整機體積縮小 60%,重量減輕一半,外露最小視窗高度僅 25 mm,實現了更為小巧和 輕量化的設計。售價:根據禾賽科技 CEO 李一帆稱,ATX 將於明年上市,售價低於 200 美元,僅為當前 AT128 型號價 格的一半,具有超高價格性價比優勢,有望在 10-20 萬元價格帶市場贏得更大份額。
(4)速騰聚創:在芯片、解決方案、機器人、生產製造等領域處於行業領先
激光雷達龍頭企業。在技術與產品方面,具有芯片驅動的激光雷達平臺、軟硬件結合的解決方案、全球頂尖的技術創新實力、AI 驅動的機器人技術,產品覆蓋汽車與機器人領域。在生產製造能力方面,在全國多個城市建設了智能製造 中心,具備強大的生產製造能力。在市場銷售方面,截至 2024 年上半年已經獲得 80 款車型定點,並助力 29 款車型 實現大規模量產。截至 2024年三季度,累計總銷量達到 72 萬台。
前瞻佈局機器人業務,已取得初步成效。當前,RoboSense 速騰聚創在機器人領域上的合作伙伴已達約 2600 家,預計 2025 年公司機器人領域的出貨量有望突破六位數。
業績方面,公司營收四年增長近 7 倍,在手訂單充裕有望支撐公司業績繼續保持高速增長態勢。業績方面,2023 年公 司實現營收 11.2 億元,較 2020 年的 1.7 億元增長 5.6 倍,2024 年前三季度增勢不減。公司下游客户一流,截止 2024 年 6 月 30 日,公司共獲得 22 家汽車整車廠及一級供應商的 80 款車型的量產定點訂單,並與全球 290 多家汽車整車 廠及一級供應商建立了合作關係,充裕在手訂單有望支撐公司業績繼續保持高速增長態勢。截至 2024 年 9 月 30 日, Robosense 累計激光雷達總銷量已超過 72 萬台,助力 12 家整車廠和 Tier1 的 31 款車型實現量產交付。根據蓋世汽 車研究院發佈的裝機量數據顯示,Robosense2024 年 1-9 月的市場佔有率達 35%,穩居榜首,持續領跑全球激光雷達 市場。
3.2 供應鏈:光電系統 BOM 成本佔比高
供應鏈拆解:激光器&光學器件成本佔比超 60%。根據上述第二章內容,激光雷達上游主要是光學組件和電子元件,可 從發射、探測、掃描以及處理系統四個部分進行元器件拆分,核心組件主要有激光器、掃描器及光學組件、光電探測 器及接收芯片等。從激光雷達 BOM 成本細分來看,鏡頭等光學器件仍然是激光雷達的重要組成部分。以法雷奧的 Scala 轉鏡激光雷達為例,目前年產量為 10 萬台,BOM 成本約為 400 美元,其中主控板佔 45%,激光發射接收組件佔 33%, 光學機組佔 13%,外殼佔 8%,電機 1%。Livox 雙楔形棱鏡激光雷達的鏡頭模組佔成本的 54%。可見光學元件是激光雷達成本的重要組成部分。由於光電系統佔據幾乎半數以上的成本,成為激光雷達降本增效的主要方向,目前主要的降 本路徑有提高收發模塊集成度、加快芯片國產替代和提高自動化生產水平三種。
按照產業鏈劃分情況,1)上游核心供應鏈:長光華芯、炬光科技、OSRAM、藍特光學、福晶科技、安森美、索尼、舜 宇光學、永新光學等。2)中游激光雷達整機廠:海外-Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster、Valeo、Innoviz、Ibeo 等。 國內-禾賽科技、圖達通、速騰科技、大疆覽沃、萬集科技等。
1、永新光學:激光雷達與車載攝像頭等傳感器拉動車載光學業務發展
公司產品橫向拓展和縱向集成並舉,構建起光學整機+光學元組件業務佈局,產品涵蓋多個下游。公司業務起步於精密光學的元件組件,有長達 26 年的研發製造經驗,逐步橫向拓展產品矩陣,目前產品涵蓋條碼掃描及機器視覺、車載激光雷達、醫療光學領域。公司為激光雷達上游企業,是最早佈局激光雷達光學元組件業務的光學公司之一。
公司客户優質,有望引起新的放量增長。客户方面,把握激光雷達車載應用的行業機遇,與禾賽科技、圖達通、法雷 奧、Innoviz、麥格納、北醒光子、探維科技等激光雷達領域國內外知名企業繼續保持深度的合作關係。隨着與客户合 作的加深以及下游需求快速提升,公司不斷提高市場佔有率,保持在該領域的優勢地位。2024 年上半年,公司車載及 激光雷達業務實現銷售收入近 7,000 萬元,同比增長 120%。在車載光學方面,公司車載鏡頭前片銷量穩健,收穫數個 AR-HUD 項目定點,終端產品將應用於國外頭部車企。
2、舜宇光學:全球領先的綜合光學零件及產品製造商
公司創立於 1984 ,主要產品包括光學零件、光電產品、光學儀器,覆蓋手機、汽車、安防、顯微儀器、機器人、AR/VR、 工業檢測、醫療檢測八大板塊。車載鏡頭及攝像模組業務:主要提供前視鏡頭、后視鏡頭、環視鏡頭、內視鏡頭、智能 電子后視鏡等相關鏡頭及對應攝像模組產品。激光雷達業務:主要提供各類激光雷達原理的光學解決方案和核心光學 部件,如光學視窗、柱面鏡、整鏡頭等。抬頭顯示業務:主要提供抬頭顯示系統(包括 CHUD/WHUD/AR-HUD)的光學解決 方案和核心光學部件,包括圖像生成單元(PGU)、投影鏡頭、自由曲面鏡、準直透鏡、複眼透鏡等。汽車大燈業務:提 供汽車大燈(包括智能大燈)的光學解決方案和核心光學零部件。
積極佈局激光雷達光學產品領域,定點項目逐步量產。公司聚焦激光雷達發射模塊、接收模塊、收發一體模塊以及核 心光學元件、組件的設計加工,相關產品包括收發鏡頭及模塊、光學視窗、多邊棱鏡等核心光學元組件,同時能夠為 不同原理激光雷達提供代工服務。2021 年,公司已獲得超過 20 個定點合作項目,其中 2 個項目已實現量產;在激光 雷達方面,截止 2024 年半年報,已獲得多個激光雷達產品的定點項目,並已完成長距激光雷達模組的研發。同時, 已完成全固態補盲激光雷達平臺化產品的研發,具備超大視野及更小體積,並在全球範圍內進行推廣。
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(轉自:未來智庫)