2022激光雷达行业深度研究：交付潮来临国内产业链方兴未艾.docx

2022激光雷达行业深度研究：交付潮来临,国内产业链方兴未艾一、2022激光雷达放量承上启下之年1. 1短期来看，乘用车激光雷达迎来一波交付潮2021-2022H1国内激光雷达装配量规模较小，下半年新车型密集交付将推动装配加速。高工智能监测数据显示，2021年中国市场（不含进出口）乘用车新车前装搭载激光雷达接近8千台。根据佐思汽研统计，2022年上半年，国内乘用车新车激光雷达装配量达到2.47万颗，其中小月照P5最多，为1.84万台，占到同期总安装量的74.4%o上半年国内搭载激光雷达的车型中仅有小月照P5和蔚来ET7实现了交付，为装配量主力，其他下半年交付的车型因前置生产或测试有小批量的激光雷达安装。从7月开始，国内计划开启交付的激光雷达车型数量明显增多，共计14款，有望推动下半年激光雷达快速放量。国内现有激光雷达车型标配/选配占比近似，标配款激光雷达数量以1台为主。近几年发布的激光雷达车型多数来自国内车厂，我们梳理了国内已发布的19款激光雷达车型的情况，截止2022年9月,已确认8款标配激光雷达,占比42%,包括3款蔚来系车型、理想1.9等，单车激光雷达数量大多为1台；选配激光雷达的车型为9款，占比47%,包括2款小鹏系车型、北汽极狐等，单车激光雷达数量大多为2-3台；另有2款车型装配方案未知，占比11%o售价方面,国内激光雷达车型尚集中于30-50万元档位。根据乘联会数据，我国新能源汽车销量的价格主要集中在30万元以下，2021年占比84.2%o30万元及以上的新能源汽车销量占比较低，但呈现上升趋势，从2018年的3.5%升至2021年的15.8%o目前国内已发布的19款激光雷达车型均为新能源汽车，其中官方售价30万元以下的车型仅有小月鸣P5,绝大部分集中于30-50万元。价格持续下探，未来有望提升标配率并进入更多低价车型。Ve1.odyne最早推出的车载激光雷达售价高达数万美元(HD1.-64售价约7.5万美元),目前1.iVOXHAP已将售价降至7999人民币。Yo1.e预测，2021年长距车载激光雷达均价为596美元，2032年有望降至372美元，短距激光雷达2032年有望降至102美元。随着激光雷达成本进一步降低，未来激光雷达的标配率有望提升，并进入更多低价位车型。在系列一报告中，我们“由上至下”从自动驾驶渗透率的角度对激光雷达远期(2025-2030)空间做出测算，而随着各款激光雷达车型开启交付，使得我们可以通过车型销量对激光雷达近期装配量做到“由下至上”的预测与跟踪。预计2022年国内激光雷达装配量超10万台，2023年持续增长确定性大。8月以后汽车市场进入传统销售旺季，综合历史销量数据和交付指引，预计3款蔚来系车型、理想1.9、小鹏P5和北汽极狐2022年装配的激光雷达数量合计超过10万台。具体举例来看，理想1.9标配1台激光雷达，按9-12月保持1万台车/月交付量的假设，则激光雷达装配量4万台；小月鸣P5非标配激光雷达，整体销量无法和激光雷达装配量建立联系，根据佐思统计的上半年1.84万台的交付量，预计全年装配量3-4万台。除此以外的大部分激光雷达车型从四季度开始交付，考虑到前几个月的交付量往往处在爬坡阶段，预计贡献的装配量有限。随着现有激光雷达车型逐步进入正常销售节奏，同时伴随几款新车型在明年开启交付，预计2023年激光雷达装配量持续增长，并有较大概率实现翻倍增长。潜在的爆款车型将成为激光雷达上量的重要催化。短期看，激光雷达处于“随”车售卖的状态，还没有成为消费者购车的核心考虑因素，因此爆款车型对激光雷达的装配量有较大的贡献。例如理想1.9上市以来预订火爆，首月交付量也突破一万。阿维塔E11由华为、长安、宁德时代联合打造，也有成为爆款的潜质。若今年年末开启交付的众多新车型中，有部分标配激光雷达的车型成为爆款，将对2023年激光雷达装配量带来明显增量。乐观假设下，2023年国内激光雷达装配量冲击50万台。从几款标配激光雷达车型出发，对2023年做出如下乐观假设，理想1.9维持1万辆车的月均交付量，全年合计12万台激光雷达。蔚来ET5、ET7、ES7三款合计维持1.5万辆车的月均交付量，全年合计18万台激光雷达。阿维塔E11维持5千辆车的月均交付量，3台激光雷达/车，全年合计18万台激光雷达。乐观假设下，上述标配车型合计贡献48万台装配量，再考虑到小月照G9等非标配车型的贡献，全年装配量有望冲击50万台。1.2自动驾驶驱动激光雷达的长期逻辑不变，产业未来几年将保持高增速自动驾驶解放注意力，赋能汽车成为最大智能终端。未来汽车核心竞争要素将围绕智能座舱与自动驾驶展开，当自动驾驶完全解放驾驶员的双手和注意力后，智能座舱中可提供的休闲娱乐功能将更加丰富，乘车体验也将更加舒适，届时汽车将真正转变为以人为中心的“第三生活空间”，成为下一个互联网的入口，也成为终端消费者的第一触点，因此自动驾驶将长期保持汽车产业未来升级发展的方向。法规问世与扶持政策持续加码，保障全球自动驾驶长期渗透推进。自动驾驶相关法规的缺失一方面使无人车运营商的测试、运营受到限制，另一方面使大部分乘用车自动驾驶等级在1.2+/1.2+徘徊。日本和德国分别于2019年和2021年通过相关法规，允许高等级自动驾驶汽车上路行驶,并对驾驶员的行为和法律责任进行了界定；美国2017年出台关于自动驾驶的首部重要联邦立法，各州也积极推动自动驾驶立法；韩国也于近日公布移动创新路线图和第三期汽车政策基本规划案，制定自动驾驶普及“三步走”计划，并提出到2027年实现自动驾驶汽车的商业落她。中国也在稳步推进自动驾驶落地，今年8月起正式实行的深圳经济特区智能网联汽车管理条例，在权责认定方面做出明确规定，填补了国内相关法律的空白，有望为国家和其他地方政府推出相关政策提供参考。此外，今年以来国内多项自动驾驶扶持政策出炉，进一步推动自动驾驶的落地应用。多传感器融合为自动驾驶感知方案主流选择。虽然Tes1.a迈向纯视觉方案，但从安全性角度，基于摄像头的视觉方案在暗光、环境大光比以及雨水遮挡的情况下容易失效，难以用算法解决，同时深度学习算法难以避免长尾效应。从商业的角度，大多数主机厂缺乏Tes1.a的数据和算法积累，跟随TeSIa方案难以在同一时期达到相同水平。目前绝大多数厂商均使用多传感器融合技术（包括主打视觉方案的MobiIeye也开始自研激光雷达），即通过不同种类的传感器遍布车身，实现360度无死角和远中近扫描，获取海量数据，融合分析后形成驾驶决策辅助驾驶员或控制汽车。各传感器应对不同场景，实现优势互补。高等级自动驾驶系统内激光雷达不可或缺，单车平均搭载量将持续提升。摄像头受环境光照影响大，距离测算依赖算法。毫米波雷达角分辨能力很差，对金属的探测灵敏度远高于非金属材料，导致其在人、车混杂的场景下对行人的探测效果不佳。超声波雷达测距短，主要用于倒车雷达。激光雷达兼具测距远、角度分辨率优、受环境光照影响小的特点，可显著提升自动驾驶系统可靠性，是众多1.3及以上自动驾驶系统必备的传感器。随着高等级自动驾驶渗透率的提升，市面上激光雷达单车搭载数目将不断上升。根据Yo1.e预测，2032年市场上单车激光雷达的平均搭载量将达到3颗，头部车型搭载量达到6颗。自动驾驶渗透率将持续提升，推动激光雷达需求增长。全球：根据Yo1.e新车自动驾驶等级结构预测，2020年全球汽车产量中近50%为1.O级，而1.1-1.2占比34%,1.2+占比16%,1.2+占比仅1%；此后高等级自动驾驶汽车占比将不断增长，到2035年预计1.2+占比38%,1.2+占比25%,1.3-1.4占比9%,1.5占比1%。中国：根据IDC数据，中国自动驾驶渗透率快速提升，2022Q1中国1.2渗透率达到23.2%,同比提升15.7pct,整个市场处于1.2向1.3发展的阶段。预计2022年全球ADAS市场激光雷达出货量同比增长225%,放量起点到来。根据Yo1.e数据，全球ADAS前装市场的激光雷达出货量在近几年迎来高速增长，并将在2022年实现超2倍增长，达到22.1万台。鉴于目前激光雷达仍以中高端车型应用为主，Yo1.e预测相对保守，到2024年前，全球激光雷达的销量将保持在100万台以下，相比一年前的预测有所下调，但总体而言，未来几年ADAS市场的激光雷达出货量维持高增长的趋势不变，预计2027年出货量达到445.4万台，2021-2027年CAGR为100.7%。Robocar市场的出货量有望在2027年达到22.9万台，2021-2027年CAGR为51.4%o2021-2027年ADAS激光雷达市场规模CAGR达73%,车载激光雷达份额增长至43%o根据Yo1.e数据，2021年全球激光雷达市场规模为21.52亿美元，测绘仍是激光雷达最大的应用领域，市场规模13亿美元，占比60%o车载方面，Robocar市场规模1.2亿美元，占比约6%;乘用车前装的ADAS领域市场规模3800万美元，占比约2%。根据Yo1.e预测，2027年ADAS市场规模将达到20亿美元，20222027年CAGR为73%;Robocar市场规模将达到6.98亿美元，20222027年CAGR为28%o二、中国不仅是激光雷达主要下游市场，还是产业的重要参与者2. 1国内激光雷达厂商在定点、量产上实现领先3. 1.1当前市场竞争格局：多家中国厂商脱颖而出，占领市场先机中国激光雷达厂商快速突破ADAS前装定点，禾赛科技引领突围。根据Yo1.e统计，2018-2022.08,全球ADAS前装定点数量约55个，中国供应商占50%o禾赛以15项定点，27%的份额排名全球第一；速腾以9项定点，16%的份额排名全球第三、中国第二。对比Yo1.e截止2021Q3统计的29项ADAS前装定点，VaIeo以8项定点排名第一，目前已下滑至第二，两次统计间仅新增2项定点。禾赛在上次统计中仅有1项定点，速腾仅有3项。以禾赛为首的中国供应商在近一年的时间内强劲突围，极大她改变了全球激光雷达行业的发展局面。定点到量产存在不确定性，订单实际成色是关键。激光雷达的首发上车都会经历波折的验证周期，从定点到量产随时可能出现供应商的更换。回顾乘用车激光雷达近几年的发展，业内已发生多起合作终止或是供应商被替换的事件,此外还有早已公布的定点项目，迟迟未见量产装车：1)Quanergy失去宝马定点：2018年宝马与QUANEGRY达成合作，并测试其OPA激光雷达，后因技术不成熟，效果不理想，宝马转向与Innoviz合作。2)长城摩卡激光雷达由速腾聚创供应，而并非之前宣传的Ibeo:2021年，长城摩卡对外传递的信息将搭载3颗德国IbeoNEXTF1.ash激光雷达。但2022年8月26日，速腾聚创却正式宣布为魏牌旗舰车型摩卡DHT-PHEV激光雷达版提供2颗MEMS激光雷达。实测效果不佳可能是此次长城更换激光雷达选型的原因之一，Ibeo官方声称IbeoNEXT可实现250米探测距离和0.05。的高空间分辨率，但从原理上讲，当前F1.ash激光雷达的探测性能难以达到同期半固态激光雷达的水平。IbeONEXT还于近期申请了破产。3)InnOViZ与宝马合作4年还未进入量产释放阶段，与大众40亿美元定点金额为自行估算：Innoviz于2018年获得宝马定点，麦格纳为Tier1,但经过4年合作还没有进入实际的释放阶段，而且原本传言在iX上的搭载计划也被推迟，目前确认的是全新一代7系。同时需注意，目前通用的行业规则中，激光雷达厂商对外宣称的与主机厂的合作金额往往不是实际的订单金额，而是激光雷达厂商自行做出的假设。例如今年8月初，InnoViZ声明将向大众汽车集团旗下的Cariad子公司提供相关硬件和软件，用于大众集团旗下多个品牌的先进驾驶辅助系统和自动驾驶汽车，合作为期8年，交易价值40亿美元为其自行测算得到。在定点转化为量产装车项目的数量和比例上，国内龙头厂商全球领先。根据Yo1.e数据和各家激光雷达供应商的公告信息，目前华为、图达通、1.ivox的定点都转化为了量产项目，速腾9项定点中8项已确认转化，禾赛15项定点中6项已确认转化，相关的车型都已发布或开启交付。总体来看，在行业领先的激光雷达厂商中，国内厂商定点转化的数量和比例均高于海外厂商。在定点转化为量产装车项目的进度上，国内龙头厂商同样节奏领先。海外厂商激光雷达认证周期阶段多、流程长，主要源于合作客户多为传统车企，在最终质量认定方面具有更高安全性要求，量产进展缓慢。例如1.uminar>Innoviz的半固态激光雷达从A样到SOP的规划时间都超过两年。而Aeva.Ouster等较前沿的技术方案的SOP预期时点更为延后。相比之下，国内搭载禾赛、速腾产品的多款车型都已发布并在年内交付，相应的量产启动时间节点更靠前。快速量产一方面得益于国内厂商的突出技术实力和更快的需求响应速度，另一方面国内厂商的量产项目主要来自造车新势力，而新势力在产品导入等环节上相对传统车企更开放和激进。禾赛、速腾营收规模持续提升，2021年市占率上升至车载市场前两名。根据Yo1.e数据，在全球21.52亿美元的激光雷达市场(2021年)中，现有主要参与者仍是来自测绘(TrimbIe,HexagonAB)与工业(SickAG)领域的供应商，CR3达到48%o但在车载激光雷达厂商中，中国厂商禾赛科技、速腾聚创市占率持续上升，其中禾赛科技市场份额达到5%,成为车载领域第一；速腾聚创市场份额3%,位列车载领域第二。曾占据市场先机的海外厂商Ve1.odyne份额逐年下降，Waymo也因2021Q3起停止对外销售自研激光雷达而跌出前15。其他美股激光雷达公司1.uminar>1.nnovizAeva和Cepton2021年的合计市占率仅为2.6%。ADAS市场：激光雷达新车型陆续交付，国产激光雷达厂商市场份额预计将进一步提升。根据Yo1.e数据，2018-2021年全球ADAS前装市场激光雷达出货量约15.6万台。在市场早期，法雷奥的转镜式激光雷达SCA1.AGen.1（2018年）是第一款通过车规认证并在AudiA8上使用的激光雷达，之后法雷奥还向奔驰S和本田1.egend供应激光雷达，因此具有先发优势，在2018-2021年期间独占70%左右的出货量。法雷奥官方信息显示2017年至今已生产17万台激光雷达。但2021年末起，国产激光雷达车型陆续发布与交付，国内厂商的出货量与份额快速爬升，根据Yo1.e预测，2022年全球ADAS前装市场激光雷达出货量有望达到22.1万台，前7名厂商中有5家来自中国，其中禾赛占比20%,位列第二，速腾和华为分别位列第三和第四。1.4自动驾驶市场，禾赛科技市占率登顶。主打1.4自动驾驶的Robocar为机械式激光雷达的主要应用场景之一，而Ve1.odyne过去以先发优势在该细分市场保持龙头地位，其产品曾供不应求，百度、福特也因此战略投资Ve1.odyne（现已出售股份），Waymo则以自研激光雷达替代。禾赛科技的产品后来居上，以优异的性能和价格优势在市场上快速崛起，已覆盖国内外几乎所有头部自动驾驶公司，包括Cruise、Nuro等，在国内的百度、美团无人车、文远知行、小马智行等也以绝对优势领先。根据Yo1.e数据，2021年禾赛科技以58%的营收占比排名全球第一，是第二名Waymo份额的两倍以上，Ve1.odyne则跌至第三，市场份额仅为4%o在后续发展中，我们认为1.4自动驾驶市场中半固态激光雷达渗透率有望逐步提高，相关龙头厂商持续受益。此前市场中的Robotaxi以及RobodeIivery的一大标志便是车顶的机械式激光雷达，其主要原因为：1）1.4Robotaxi相比乘用车更早开始大规模引入激光雷达，彼时只有机械式激光雷达较为成熟。2）机械式激光雷达拥有360°扫描视野，且扫描均匀性好。然而实际运用中多台机械式激光雷达的布置也存在各种问题：1）机械式激光雷达购置成本高昂，且由于寿命较短，后续更新维护成本较高。2）能发挥机械式激光雷达360°扫描能力的布置方案即水平布置在车顶，而其他方案可能造成扫描功能的浪费，例如使用斜向布置的机械式激光雷达对车辆近距离区域进行覆盖，或将机械式激光雷达布置在车前，都导致相应激光雷达有一部分的工作角度是无意义的。上述情况可以考虑使用几台半固态激光雷达进行替代。随着半固态激光雷达技术成熟，半固态方案或成为Robotaxi的中长期更优选择。无人车上使用多台半固态激光雷达也能实现大范围视野的覆盖，寿命更长久，成本有下降空间，同时可实现更隐蔽的布置方案，有利于保护设备安全、外形更加美观。目前市场上已有相应的装车案例，例如百度阿波罗6代使用8台半固态激光雷达，整车量产成本控制在25万元。MobiIeye基于蔚来ES8打造的无人车也使用1.uminar和一径科技的半固态激光雷达（9台）而非机械式。我们预计在中长期自动驾驶市场中半固态激光雷达渗透率将逐步提高，相应的半固态龙头厂商也有望受益。2. 1.2未来格局研判：行业整合出清难以避免，技术布局、商业化合作、车规量产表现将决定厂商能否突围未来行业整合出清难以避免，少量玩家有机会站到最后。参考发展相对成熟、渗透率较高的毫米波雷达市场格局，根据高工智能数据，2021年国内毫米波市场中，博世、大陆等头部企业占据超过90%的市场份额。车载激光雷达市场虽有老玩家黯然退场但也有新玩家涌现，目前仍留存有数十家厂商，未来市场或将朝同样的方向发展，资源将进一步向头部企业集中，缺乏量产项目维持自身造血能力的企业将面临更为艰难的处境。决定未来胜负的关键因素不变，强者愈强的迹象已有显露。我们在系列一报告中曾提出，技术布局、商业化合作、车规量产是决定激光雷达厂商突围的关键，从上述三点分析,市场当前已呈现出强者愈强的迹象。半固态技术推动商业落地实现，固态技术储备决定未来竞争实力。半固态路线作为未来几年量产装车主力毋庸置疑，关于某些细节问题（如可靠性）的争论也即将在实测中获得答案。固态式作为激光雷达的发展方向，相应的技术布局将影响厂商未来的竞争潜力。行业龙头禾赛科技、速腾聚创、华为和法雷奥技术布局较为全面，已有半固态式产品，同时兼顾固态式方案研发。软硬件系统整合将成为激光雷达厂商技术核心竞争力。随着未来技术路线定型，激光雷达硬件会逐步趋向标准化，能提供软硬件结合的系统解决方案的激光雷达能满足客户多元化需求，有望在市场中占据主动。目前Ve1.odyne基于其Ve1.array传感器开发ADAS解决方案VeI1.aFam1.iy,并预计在2024年Ve1.1.aFamiIy将成为占比最高的营收来源，且软件部分占公司总营收比例超过20%;1.uminar提供专有软件解锁其激光雷达全部功能，并可通过OTA进行升级，预计2025年软件营收超过4成；速腾聚创推出专为自动驾驶环境感知开发的A1.软件RS-1.iDAR-Perception以及面向自动驾驶、无人物流等多项场景的激光雷达解决方案。规模化量产与良好工程实力促进降本增效。由于面向消费者的乘用车采购激光雷达数量大，OEM客户对激光雷达的价格敏感度相较于Robotaxi更高。低产能是过去激光雷达成本居高不下的重要原因。Ve1.odyne曾披露其64线激光雷达的成本高昂原因之一便是人工调试复杂，生产周期以“周”来计算导致产能低。与车企合作紧密的厂商获取先发优势的同时将通过持续工程迭代构建商业、技术壁垒。考虑到汽车市场本身具备产品认证周期长的特点，且搭载激光雷达的车型往往需要定制外观设计、传感器融合算法等方案，因此当下和车企合作密切并有商业化落地项目的厂商有望对竞争对手建立进入壁垒，与车企客户建立粘性，例如图达通与蔚来系绑定，禾赛与理想系绑定。爆款车型将对相应激光雷达的放量带来有力催化。同时可以预见与车企的深度合作也将反哺激光雷达厂商在技术、量产交付能力上进行迭代提升。2.2中国正形成车载激光雷达生态系统，产业链成熟度逐渐提高激光雷达产业的上游主要包括发射模块（激光器）、光学部件、接收模块（光电探测器）和信号处理电路（前端处理：TDC.TIA等，主控单元：FPGA.ASIC等）。元器件直接影响激光雷达产品技术性能与成本控制。产业中游为激光雷达整机厂商，主要负责整合与算法。产业下游主要包括ADAS、无人驾驶、车联网和服务机器人四大应用领域。上游元器件战略意义突出，激光雷达厂商加强垂直整合。上游元器件对整机性能与成本控制有着重要影响，掌控元器件意义重大。多家激光雷达头部厂商开启上游元器件技术布局，以加强核心技术积累、成本及体积控制、产品差异化设计与供应保障能力。激光雷达产业链的上下游已经涌现出一大批有竞争力的中国企业。上游发射端有炬光科技、长光华芯等，扫描端有英唐智控、舜宇光学等，接收端有阜时科技、芯视界等；中游激光雷达厂商有禾赛科技、速腾聚创、华为等；下游整车厂如理想、小鹏、蔚来等都已开始在自家车型中搭载激光雷达。从上游元器件投资逻辑来看，可从上量顺序、技术路线关联程度、竞争壁垒和国产替代壁垒四个维度进行划分。1)常规光学元件大多与激光雷达技术路线无关，种类和用量较多。虽然常规光学元件技术门槛相对较低，但这也意味着国产替代难度较低，是国内企业能优先实现上量的环节。若未来出现竞争加剧的情况，我们看好可提供一体化解决方案且成本管控能力强的供应商。2)激光器和探测器相互对应，上量进度匹配。两者都与激光雷达整体技术路线发展有一定的关联，例如，三大类激光器中，VCSE1.有望在905nmTOF激光雷达中对EE1.形成替代，而光纤激光器绑定1550nm技术路线；探测器中，905nmToF激光雷达将逐步转向SPAD阵列，1550nm或将延续APDo从国产替代难度来看，激光器领域国内已有长光华芯、炬光科技等具备一定实力的企业，而探测器环节国内以初创公司为主，海外CIS大厂具有较为领先的技术优势。3）MEMS振镜是采用半导体工艺制造的特殊光学件，与技术路线关联程度最高。MEMS振镜具有较深的技术壁垒，目前符合车载激光雷达要求的MEMS振镜仍然稀缺。国内希景科技具备设计能力，已取得较为领先的进展，搭载其产品的速腾M1已实现装车。此外，英唐智控也通过并购涉足该领域，并且具有生产能力。三、发射模块：VCSE1.芯片化成为未来发展趋势，905nm仍是当前主流激光器主流技术路线包含EE1.（边发射激光器）、VCSE1.（垂直腔面发射器）和光纤激光器。按照增益介质的不同，激光器可以分为气体激光器、固态激光器、光纤激光器、半导体激光器（激光二极管）和液体激光器五大类。EE1.与VCSE1.均属于半导体激光器，光纤激光器主要用半导体激光器做泵浦源。3. 1EE1.：技术成熟，现有激光雷达的主流选择EE1.技术发展成熟，已应用于多款激光雷达。EE1.是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔，沿平行于衬底表面发射激光，具有较高的功率密度。边发射激光芯片是最初的半导体激光器概念，经过数十年的发展已相当成熟。EE1.已经应用于多数机械式激光雷达，以及法雷奥SCA1.AGen.1.速腾聚创M1、大疆1.ivoxHorizon在内的半固态激光雷达。Focus1.ight对50多项激光雷达的统计结果显示，EE1.占比最高，达到55%,其次是VCSE1.,占比18%o常见的边发射激光芯片相关产品有单管芯片、光纤耦合模块、巴条芯片、阵列模块等。单管芯片只有一个发光单元，巴条芯片是由多个发光单元并成直线排列的激光二极管芯片，巴条芯片经过钝化、解膜后，可解理为单个发光单元的单管芯片，单管和巴条芯片主要用于工业泵浦、科学研究、激光装备等。光纤耦合模块通常是由单管芯片经过光学整形合束耦合封装而成，主要用于光纤激光器、固体激光器泵浦源等；阵列模块通常是由巴条芯片集成封装而成，主要用于固体激光器泵浦源等。光雷达为EE1.增速最快的细分市场之一，预计2026年市场规模超过4亿美元。根据Yo1.e数据，EE1.整体市场规模在2020年为28.74亿美元，预计2026年达到66.13亿美元，2020-2026年CAGR为15%o从市场构成来看，目前光通信领域是EE1.主要应用市场，2020年占比60%,未来仍将保持15%的高复合增速。EE1.增长最快的领域包括传感、医疗和照明，预计2026年市场规模达到7.78亿美元，CAGR为25%oEE1.在传感领域的增长将主要由激光雷达需求驱动，预计到2026年激光雷达领域的EE1.出货量接近1亿个，市场规模将超过4亿美元，2020-2026年市场规模CAGR约为72%oamsOSRAM是行业领先的供应商。目前激光雷达EE1.的供应商主要为海外的amsOSRAM（速腾聚创M1、Cepton）、日本滨松（1.ivoxHorizon）、ExceIitas（1.eddarTechVU8）、国内的长光华芯、瑞波光电子等。amsOSRAM是市场上少有的同时提供EE1.和VCSE1.解决方案的厂商，技术领先，其新开发的芯片设计收窄了EE1.激光器的温漂曲线，在汽车应用的典型工作温度高达125oC时可以媲美VCSE1.的波长稳定性，已有十多款汽车型号所采用的1.iDAR辅助系统搭载了它的激光器。3.2VCSE1.:易实现高度集成，未来有望逐步替代EE1.VCSE1.起源于1979年，最初应用于短距数据通信（光芯片），之后应用于一些对小体积低功率光源有需求的消费电子，如鼠标、激光打印机等。2014年起，VCSE1.在传感器中得到应用，替代1.ED应用于手机接近传感器、扫地机器人等短距测距场景。2017年，VCSE1.被成功应用于iPhone人脸识别模组，开始大规模受到关注；同时由于功率提升，在激光雷达、安防照明等中长距领域也逐步开始得到应用。VCSE1.芯片相比EE1.芯片结构更为复杂，工艺难度更高。典型的VCSE1.结构自上而下分别是：电流注入所使用的欧姆接触、P型的顶部分布布拉格发射镜（DBR）,多量子阱有源区、N型的底部分布布拉格发射镜以及最底部的N型基质。顶部与底部的DBR构成激光谐振腔，长度为数微米，与激光波长在同一数量级。工作时载流子被注入有源区的量子阱中，产生辐射跃迁，经过谐振腔的选模，在垂直于衬底的方向上输出圆形的激光光束。相比于EE1.的结构，VCSE1.显然更为复杂，工艺难度也更高。其工艺高难度主要体现在VCSE1.谐振腔短（仅几微米长），导致其单程增益长度也极短，因此就要求制作的分布布拉格反射镜（DBR）材料质量必须良好，还要求DBR的发射率极高（一般要求99%以上），目前如何获得高质量的DBR是VCSE1.制作过程最主要的难点。VCSE1.相比EE1.具有更多技术优势。VCSE1.不同的结构和制造工艺决定了其具有诸多不同于EE1.的特点，这些特点也为VCSE1.带来了许多应用上的优势。1）可低成本、大批量生产：EE1.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，极其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。此外EE1.只有切割晶圆后才能完全产生激光，在生产过程中无法进行测试。VCSE1.的发光面与半导体晶圆平行，具有面上发光的特性。VCSE1.的制备和封装工艺基本上与1.ED互相兼容，在精度层面由半导体加工设备保障，良品率高。VCSE1.还可在晶圆切割、封装前进行测试，相比EE1.能有效降低在废品上耗费的资源。2）易于制作二维集成器件：VCSE1.的一个关键优势是可以制作单片集成的二维阵列用于高功率输出，而EE1.无法实现这一点。3）窄带宽、温漂低：VCSE1.波长带宽可以做得非常窄，通常小于5nm,这也是VCSE1.在光通信领域得到广泛应用的关键原因。VCSE1.的激光波长由谐振腔的光学厚度决定，而材料的折射率和热膨胀系数随温度变化很小，使得温度对光学厚度的影响较小，进而波长随温度的变化较小。EE1.的激光波长由材料的增益谱峰值决定，而材料的增益随温度的变化较明显，因而波长随温度的变化较大。VCSE1.激光波长随温度的漂移率只有O.07nmK,而EE1.为0.22nmK°4）低阈值电流：VCSE1.仅需要亚毫安量级的阈值电流，以及在一些实际应用只需要毫瓦量级的输出功率时，VCSE1.只需要很小的驱动电流，这大大降低了器件的功耗，并使得驱动部分的电路设计更简单容易。5）光束质量：由于VCSE1.可以发射出圆形光斑，因此，通过适当结构设计的VCSE1.可以发出单横模光束。与EE1.相比，这种优异的光束质量降低了光束耦合和光束整形系统的复杂性和成本，与光纤耦合效率高。随着汽车激光雷达的市场需求增长，多结VCSE1.阵列成为全球领先厂商的重点布局产品。相比单结VCSE1.,多结VCSE1.可以：提升能量转换效率(PCE),降低功耗；提供更高的功率密度，对光学系统设计更加友好；提高效率，对激光驱动器更加友好；提供更高的峰值功率，扩大测距工作范围；降低激光器的“每瓦成本(CoStPerWatt)”。20202021年，全球主要厂商陆续发布了双结和三结VCSE1.产品，1.UmentUm则在2021年3月首发五结和六结VCSE1.阵列，每个发射孔的光功率超过2W,从而使得1平方毫米VCSE1.阵列的峰值功率超过800Wo可寻址VCSE1.实现高性能发射。可寻址VCSE1.通过可控的多光束扫描技术，可控制VCSE1.阵列特定区域进行发射；同时，探测器可以开启与发射相对应的区域，接收目标反射光；最终通过电子扫描，完成整个视场范围内的激光雷达点云获取。Ibeo的F1.ash激光雷达上所使用的Sequentia1.F1.ash技术就在可寻址VCSE1.上建立。可寻址VCSE1.阵列具有以下优点：有效控制出光区域，可提升峰值功率;通过合适的系统设计，可实现系统级抗干扰能力；具有更好的发光效率，可节约系统功耗;散热性能更好。综上所述，多结、可寻址VCSE1.阵列是实现高性能全固态中远程激光雷达的关键底层技术。VCSE1.下游通信市场规模有望超越消费电子，汽车市场增速最快。根据Yo1.e预测，VCSE1.整体市场规模在2022年为16亿美元，预计2027年达到39亿美元，2022-2027年CAGR为19.2%o从市场构成来看，消费电子和通信是VCSE1.主要应用市场，预计2027年市场规模分别达到17亿美元和21亿美元。2022年VCSE1.在汽车领域市场规模仅为180万美元，随着激光雷达和DMS的应用放量，预计市场规模将以96.6%的高复合增长率增长至2027年的5300万美元。频繁的并购整合也促使VCSE1.的市场份额集中。过去几年，VCSE1.厂商之间多起并购整合事件使头部企业不断巩固自身优势，包括：1)2017年ams收购PrincetonOptronics,后者曾为联想Phab2Pro供货。2)2018年OSRAM收购Vixar,Vixar后来成为Mate30Pro的VCSE1.供应商之一。3)2019年Trumpf完成对Phi1.ipsPhotonics的收购，后者曾是iPhone7的VCSE1.供应商。4)2019年IHVI完成对Finsar的收购。5)2020年ams完成对OSRAM的收购。激光雷达兴起与国内激光雷达厂商崛起为国产VCSE1.带来发展机遇。1.1.1.mentUrT1、amsOSRAM等海外VCSE1.厂商亦在拓展车载激光雷达产品，但目前激光雷达市场仍处于萌芽阶段，VCSE1.的渗透率还很低，国际厂商尚未构建市场格局，为国内厂商带来发展窗口。目前长光华芯、炬光科技、纵慧芯光已布局激光雷达市场，并开始与下游激光雷达厂商展开合作，甚至获得头部厂商的战略投资。国内激光雷达厂商的快速发展有利于国产VCSE1.的导入与替代，国内VCSE1.厂商有望在激光雷达市场获得发展机遇。3.3光纤激光器：配套155OnrT1.技术路线，尚未对905nm形成压倒性优势背景辐射分布与供应链决定了当前以905nm和1550nm为主的竞争格局。激光雷达系统的目标之一是发射不会干扰其他传感器（照相机、人眼）的光线。因此，激光雷达的波长主要位于电磁波谱的近红外部分（750nm至1.5m）o目前主流方案集中于905nm和155Onm这两个特定波长，其主要原因是：1）背景辐射分布：太阳光在经过地球大气体系吸收后，到达地面的光谱强度分布并不均匀，即各个波长的背景辐射存在差异。905nm和1550nm均处于低背景辐射段，采用这两种波长可以降低背景辐射的干扰。2）相关产业链成熟度：手机、平板等消费电子产品上的激光雷达阵列主要采取940nm激光，产业链发展成熟，905nm与940nm波段接近，都使用GaAs衬底，可以享受同样成熟的产业资源，而且905nm的背景辐射强度比940nm更弱。155Onm则是玻璃光纤的最低损耗窗口，在光纤通信中得到广泛应用。3）接收端信号探测能力：典型Si基探测器在900nm附近的灵敏度最高，典型InGaAs探测器在1500nm附近的灵敏度最高。在车载激光雷达的发展中，光纤激光器与155OnrT1.这两种技术路线总是同步出现，一方面也是因为产业链成熟度，另一方面则是为了满足远距离探测的需要。1）产业链成熟度：首先，155Onm在光纤通信中广泛应用，光纤激光器发展成熟。其次，衬底材料基本决定了半导体激光器的波长，采用InP基底的EE1.和VCSE1.虽然可以产生1550nm激光，但相关产业链不成熟，成本高昂。根据Yo1.e数据，4寸InP衬底的成本是6寸GaAs的3倍以上，4寸InPEE1.的材料和制造成本总和是6寸GaAsEE1.的1.7倍以上。2）满足探测距离需要：155Onm光波比905nm光波更容易受到大气中水滴的吸收，例如1550nm在下雨/雾天的衰减程度是905nm的4-5倍，因此必须使用更高功率的光纤激光器来克服以提升探测距离。1550nm相比905nm人眼安全性高，进而能够扩大功率以提高探测距离。905nm光波一般使用半导体激光器产生，EE1.和VCSE1.（GaAS基底）均可，整体实施成本低。905nm相比1550nm更接近人眼可见光波段，同时在水中衰减更弱，容易损害视网膜，因此功率受限，进而影响到探测距离提升。155Onm距离可见光波段远，且容易被水吸收，在同样的光斑大小和脉宽条件下，对视网膜危害低，功率限制小，可以通过加大功率来提高探测范围。1550nm光纤激光器提高功率解决衰减问题，但面临高功耗、低能量转换效率的问题。基于前文的分析，由于1550nm有高人眼安全性，光纤激光器能以提高功率来解决衰减问题，并获得超过905nm的探测距离。例如图达通1550nm激光雷达的最远探测距离达到500m（905nm典型值为200m-300m）,10%反射率条件下探测距离达到25Om（905nm典型值为150m-200m）o但这也产生更高功耗的代价。905nm激光雷达的典型功耗在20W左右，而1550nm的典型功耗则在30W以上。905nm半导体激光器相对光纤激光器少了光纤耦合和放大的过程，能量转化效率更高。1550nm光纤激光器方案的系统成本仍较高。1550nm光纤激光器系统成本较高主要来自激光器和探测器两方面，1）激光器：根据Innoviz上市路演报告，1550nm光纤激光器单位价格达到5000美元，援引某中国供应商的数据显示百万台供货量时单位价格仍达1000美元；而905nm激光二极管的单位价格约为10美元，百万支供应量时单位价格为4美元。2）探测器：因为材料的光敏性不同，155Onm探测器需采用InGaAs制造，成本相比Si基上升幅度大。目前1550nm激光雷达主要代表厂商为1.Un1.inar和图达通,对应的车型蔚来ET7、沃尔沃EX90均属于中高端车型。1550nm与前沿FMCW技术绑定，发展潜力仍巨大。目前所有大规模量产的车载激光雷达均使用ToF测距原理，即通