5政策呵護(hù)汽車智能駕駛穩(wěn)健發(fā)展，指引智能網(wǎng) 8 9 ）： ）： ）： 激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢——車規(guī)級、降成本 上游：海外供應(yīng)商芯片領(lǐng)域耕耘已久，收發(fā)模塊和光學(xué)部件自主品牌不輸外資.38 8 8 9 8 9 政策端，國家政策支持并呵護(hù)汽車智能駕駛穩(wěn)健發(fā)展，指引2025年L2、L3級智能網(wǎng)聯(lián)汽車滲透率超50%。梳理我國智能駕駛重要政策，2020年3月，《汽車駕駛自動化分級》發(fā)布，規(guī)定汽車駕駛自動化功能的分級標(biāo)準(zhǔn)，將駕駛自動化分成0-5級。2020年11月，《智能網(wǎng)聯(lián)70%、HA（L4）級占比達(dá)20%，乘用車典型應(yīng)用場景包括城郊道路、高速公路以及覆蓋全國主要城市的城市道路；2035年，F(xiàn)A（L5）級自動駕駛乘用車開始應(yīng)用。2021年8月，《關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理的意見》發(fā)布，提出加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、軟件升級、功能安全和預(yù)期功能安全管理，保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)一致性，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，從政策層面客戶汽車智能化有序健康發(fā)展。政策主要內(nèi)容政策性質(zhì)2015.5《中國制造2025》將無人駕駛作為汽車產(chǎn)業(yè)未來轉(zhuǎn)型升級的重要方向之一。技術(shù)規(guī)劃2016.4《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》明確提出開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作。標(biāo)準(zhǔn)制定2020.2《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》提出到2025年，國家發(fā)展中國標(biāo)準(zhǔn)智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成。實現(xiàn)有條件自動駕駛的智能汽車達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)綜合規(guī)劃2020.3《汽車駕駛自動化分級》。規(guī)定了汽車駕駛自動化功能的分級標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)基于駕駛自動化系統(tǒng)能夠執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)的程度，根據(jù)在執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的角色分配以及有無設(shè)計運行條件限制，將駕駛自動化分成0-5級標(biāo)準(zhǔn)制定2020.10《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》。在“提高技術(shù)創(chuàng)新能力”方面提到，要深化”三縱三橫“研發(fā)布局，以動力電池與管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)與電力電子、網(wǎng)聯(lián)化與智能化技術(shù)為”三橫“，構(gòu)建關(guān)鍵零部件技術(shù)供給體系，加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃2020.11《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》。按照“三橫兩縱”關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車分三步走。其中短期目標(biāo)為到2025年P(guān)A（L2）、CA（L3）級智能網(wǎng)聯(lián)汽車滲透率持續(xù)增加，到2025年超50%；C-V2X終端的新車裝配率達(dá)50%技術(shù)規(guī)劃2021.1《關(guān)于服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局的指導(dǎo)意見》。推進(jìn)自動駕駛、智能航運、高速磁懸浮技術(shù)研發(fā)與試點示范工作技術(shù)規(guī)劃2021.2《國家綜合例題交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》加強(qiáng)智能化載運工具和關(guān)鍵專用設(shè)備研發(fā)，推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）、智能化通用航空器應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃2021.4《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)規(guī)定了L3、L4級自動駕駛企業(yè)及產(chǎn)品的準(zhǔn)入綱領(lǐng)性要求，行業(yè)準(zhǔn)入門檻很高，企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)范2021.8品準(zhǔn)入管理指南（試行）》《關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理的意見》品準(zhǔn)入管理指南（試行）》壓實企業(yè)主體責(zé)任，加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、軟件升級、功能安全和預(yù)期功能安全管理，保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)一致性，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展管理規(guī)范2021.9《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2021-2023年）》。打造車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）協(xié)同服務(wù)綜合監(jiān)測平臺，加快智慧停車管理、自動駕駛等應(yīng)用場景建設(shè)，推動城市交通基礎(chǔ)設(shè)施、交通載運工具、環(huán)境網(wǎng)聯(lián)化和協(xié)同化發(fā)展。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理注：1）路線圖所研究的智能網(wǎng)聯(lián)乘用車為轎車，其功能包括城市道路自動駕駛、停車場自動駕駛等；2）CA級包含交通擁堵有條件自動駕駛、高速公路有條件自動駕駛；HA級包含高速公路高度自動駕駛、代客泊車自動駕駛、城市/郊區(qū)道路自動駕駛；FA級為完全自動駕駛。車輛自動駕駛級別主要參照0-5級分類。目前全球公認(rèn)的汽車自動駕駛技術(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個，分別是由美國高速公路安全管理局（NHTSA）和國際自動機(jī)工程師學(xué)會（SAE）提出。中國于2020年參考SAE的0-5級的分級框架發(fā)布了中國版《汽車駕駛自動化分級》，并結(jié)合中國當(dāng)前實際情況進(jìn)行了部分調(diào)整，大體上也將自動駕駛分為0-5級。資料來源：NHTSA，SAE，工信部，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理L3級別是汽車自動化道路的一次躍升。從法規(guī)和技術(shù)兩個維度來看，L3級別自動駕駛都是汽車自動化道路上將的一大躍升。從法規(guī)來看，SAE和中國《汽車自動化分級》規(guī)定L0-L2級別均是人類主導(dǎo)駕駛，車輛只做輔助，L0、L1和L2之間的差異主要在于搭載的ADAS功能的多少，而L3開始，人類在駕駛操作中的作用快速下降，車輛自動駕駛系統(tǒng)在條件許可下可以完成所有駕駛操作（作用不亞于駕駛員駕駛員在系統(tǒng)失效或者超過設(shè)計運行條件時對故障汽車進(jìn)行接管；從技術(shù)來看，L0-L2主要運用的傳感器有攝像頭、超聲波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)，L3及之后原有傳感器配套數(shù)量上升，同時高成本的激光雷達(dá)方案將難以避開。名稱定義描述操作（轉(zhuǎn)向、加速/減速）執(zhí)行環(huán)境監(jiān)控任務(wù)行駛情景0無自動化所有駕駛工作都完全由駕駛者完成駕駛員駕駛員駕駛員無1輔助駕駛部分操作（轉(zhuǎn)向或加速/減速）由一個輔助系統(tǒng)根據(jù)行駛環(huán)境獲取駕駛員和系統(tǒng)駕駛員駕駛員部分2部分自動化信息完成，駕駛員完成其他駕駛?cè)蝿?wù)部分操作（轉(zhuǎn)向和加速/減速）由多個輔助系統(tǒng)根據(jù)行駛環(huán)境收集信息完成，駕駛員完成其他駕駛?cè)蝿?wù)信息完成，駕駛員完成其他駕駛?cè)蝿?wù)駕駛員駕駛員部分3有條件自動化駕駛操作由自動駕駛系統(tǒng)完成，駕駛員要根據(jù)提示做出合理應(yīng)對駕駛員部分4高度自動化駕駛操作由自動駕駛系統(tǒng)完成，即便在駕駛員沒有根據(jù)提示做出合理應(yīng)對部分5完全自動化在所有道路種類和環(huán)境情況下，駕駛操作完全由自動駕駛系統(tǒng)完成全部資料來源：SAE，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理注1：動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)包括操作層面（轉(zhuǎn)向、剎車、加速、監(jiān)控汽車和道路）和策略層面（決定變道、轉(zhuǎn)彎、使用信號燈的時間）的駕駛?cè)蝿?wù)，但不包括戰(zhàn)略層面（規(guī)劃路線等）的駕駛?cè)蝿?wù)。注2：駕駛模式指具有典型動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)要求的駕駛情景（如高速公路并道、低速交通阻塞等） 分級名稱車輛橫向和縱向運動控制目標(biāo)和事件探測與響應(yīng)動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管設(shè)計運行條件0級應(yīng)急輔助駕駛員駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制1級部分駕駛輔助駕駛員和系統(tǒng)駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制2級組合駕駛輔助系統(tǒng)駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制3級有條件自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管用戶（接管后成為駕駛員）有限制4級高度自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)有限制 5級完全自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)無限制資料來源:汽車自動駕駛分級報批稿，國信證券研究所整理注：排除商業(yè)和法規(guī)因素限制我們拆解未來的智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈，將從云-管-端三大層面帶來全產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)遇。智能駕駛將汽車的駕駛能力逐步由人轉(zhuǎn)移到汽車，包括感知、決策和執(zhí)行三大核心環(huán)節(jié)。其中，感知環(huán)節(jié)相當(dāng)于人的眼睛和耳朵，通過車載攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波達(dá)等傳感器完成對環(huán)境及車輛的感知、搜集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)經(jīng)Q策層；決策環(huán)節(jié)相當(dāng)于人的大腦，通過操作系統(tǒng)、芯片與計算平臺等對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理并輸出相應(yīng)的操作與指令任務(wù)；執(zhí)行端相當(dāng)于人的四肢，將接收到的操作指令執(zhí)行到動力供給、方向控制、車燈控制等車輛終端部分。感知層為智能駕駛的先決條件，其獲取的數(shù)據(jù)將直接影響決策層的判斷與執(zhí)行層的操作，其探測精度、廣度與速度直接影響自動駕駛的行駛安全，在自動駕駛中的地位至關(guān)重要。本篇激光雷達(dá)深度報告從“端”的層面對感知層資料來源:汽車之家，國信證券研究所整理車企端，我們對搭載激光雷達(dá)的電動智能車型進(jìn)行梳理。可以發(fā)現(xiàn)以下特征：1）分品牌看，新勢力為智能駕駛排頭兵，自主品牌對智能駕駛的布局節(jié)奏快 于合資、外資品牌，價格更低。新勢力和自主品牌搭載激光雷達(dá)的電動智能車型的價格帶位于15-40萬元之間，相比之下外資品牌豐田Mirai、奔馳S級等車型的起售價均在50萬元以上。2）從重磅車型的傳感器配置數(shù)量看，激光雷達(dá)數(shù)量變多。新勢力中，蔚來ET7搭載1個Innovusion超遠(yuǎn)距離高精度激光雷達(dá)，小鵬P5和G9均配置2個激光雷達(dá)，威馬M7配有3個速騰聚創(chuàng)第二代MEMS激光雷達(dá)。自主品牌中，長城沙龍機(jī)甲龍配置4個華為96線混合固態(tài)激光雷達(dá)，吉利路特斯Type132配置4個激光雷達(dá)，北汽極狐阿爾法S華為HI版配置3個華為微轉(zhuǎn)鏡式半固態(tài)激光雷達(dá)。車企上市時間2021.012021.122021.092022年2022年車企上市時間2021.012021.122021.092022年2022年2022年2022年2021.052022年2022年2022Q32022年2022H22021Q42022.012022年2021.082021.04能源類型純電動純電動純電動純電動增程式純電動輕混系統(tǒng)純電動純電動純電動純電動純電動純電動純電動純電動輕混系統(tǒng)油電混合車型激光雷達(dá)數(shù)量單價1000美元以內(nèi)1000美元以內(nèi)///////售價（萬元）44.80-52.6032.80-38.6015.79-22.39////18.78-22.3848.8（零售價）//40.88/38.89-42.9940.96/91.78-183.88起售價約107.5供應(yīng)商InnovusionInnovusion大疆Livox速騰聚創(chuàng)禾賽科技速騰聚創(chuàng)禾賽科技華為蔚來理想蔚來理想威馬Falcon（半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡）Falcon（半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡）HAP（半固態(tài)-棱鏡）M1（半固態(tài)-MEMS）AT128（半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡）M1（半固態(tài)-MEMS）/NEXT（固態(tài)-Flash）96線混合固態(tài)（半固態(tài)-MEMS）G9G9理想X01HiPhiZ/長城WEY長城WEY摩卡沙龍機(jī)甲龍路特斯Type132極狐阿爾法SAionLXPlus//長安上汽//長安上汽北汽廣汽96線混合固態(tài)（半固態(tài)-MEMS96線混合固態(tài)（半固態(tài)-MEMS）M1（半固態(tài)-MEMS）Iris（半固態(tài)-MEMS）96線混合固態(tài)（半固態(tài)-MEMS）M1（半固態(tài)-MEMS）MEMS）Scala2（半固態(tài)-轉(zhuǎn)鏡）HFL110（固態(tài)-Flash）華為速騰聚創(chuàng)Luminar華為速騰聚創(chuàng)Innoviz法雷奧500-1000美元/900歐元（約6500元人民幣）/合資/外資合資/外資（進(jìn)豐田新款S級雷克薩斯新款 新款Mirai起售價約51.5燃料電池2021.043個大陸HFL110（固態(tài)-Flash）/資料來源:汽車之家，太平洋汽車網(wǎng)，車云網(wǎng)，智能汽車俱樂部，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理注：蔚來、小鵬、理想為補貼后售價，其他車型為廠商指導(dǎo)價。展望未來，隨著激光雷達(dá)在乘用車市場的持續(xù)滲透，預(yù)計2025年全球及國內(nèi)乘用車市場激光雷達(dá)市場規(guī)模分別為541、241億元，CAGR分別為126%、109%。激光雷達(dá)價格伴隨著技術(shù)方案朝半固態(tài)及純固態(tài)的推進(jìn)將有望持續(xù)下降，由2021年的1500美元/顆降至2025年的400美元/顆，激光雷達(dá)市場空間的打開將由市場需求量的激增持續(xù)推動。從需求量及滲透率角度看，預(yù)計全球乘用車市場激光雷達(dá)需求量將由2021年的22萬顆快速提升至2025年的2134萬顆，對應(yīng)全球乘用車市場激光雷達(dá)滲透率由2021年的0.2%增至2025年的14.4%；國內(nèi)乘用車市場激光雷達(dá)需求量預(yù)計由2021年的13萬顆增至2025年的948萬顆，對應(yīng)國內(nèi)乘用車市場激光雷達(dá)滲透率由2021年的0.2%增至2025年的14.7%。從市場規(guī)模角度看，預(yù)計全球乘用車激光雷達(dá)市場規(guī)模將由2021年的21億元增至2025年的541億元，CAGR為126%；預(yù)計國內(nèi)乘用車激光雷達(dá)市場規(guī)模將由2021年的13億元增至2025年的241億元，CAGR為109%。20202021E2022E20202021E2022E2023E2024E2025E乘用車銷量全球市場全球乘用車銷量（萬輛）YOY全球新能源乘用車銷量（萬輛）滲透率5359.9286.05%5467.12%546.75740.45%861.15855.22%1171.020%5884.51588.827%5913.92010.734%5073.94920.44879.44684.25073.94920.44879.44684.24295.73903.2全球燃油車銷量（萬輛）2363.0508.022%1855.02148.26%333.42363.0508.022%1855.02148.26%333.41814.82581.42%1019.740%1561.82530.82%847.834%1683.02481.25%682.328%1798.82017.8124.66%1893.2我國新能源乘用車銷量（萬輛）滲透率我國燃油車銷量（萬輛）ADAS滲透率新能源乘用車87%93%6%98%2%100%0%96%4%81%87%93%6%98%2%100%0%96%4%81%L4及L50%0%0%1%2%3% 燃油車L2及以下100%100%98%96%91%86%L30%0%2%4%8%13%L4及L50%0%0%0.5%1.0%1.5% 激光雷達(dá)需求量L3級單車激光雷達(dá)需求量（個）2222L4及L5級單車激光雷達(dá)需求量（個）44444 全球市場新能源乘用車激光雷達(dá)需求量（萬顆）021.968.9187.4476.6884.7燃油車激光雷達(dá)需求量（萬顆）00.0195.2468.4859.11249.0全球乘用車激光雷達(dá)需求量（萬顆）021.9264.1655.81335.82133.7 國內(nèi)市場新能源乘用車激光雷達(dá)需求量（萬顆）013.340.6109.2254.3448.6燃油車激光雷達(dá)需求量（萬顆）00.074.2179.9336.6499.8國內(nèi)乘用車激光雷達(dá)需求量（萬顆）013.3114.8289.1590.9948.4 激光雷達(dá)市場規(guī)模ASP（美元)200015001100800600400全球乘用車市場激光雷達(dá)市場規(guī)模（億元）020.8184.2332.6508.2541.2YOY785.5%80.6%52.8%6.5%國內(nèi)乘用車市場激光雷達(dá)市場規(guī)模（億元）012.780.1146.6224.8240.5 YOY531.5%83.1%53.3%7.0%資料來源:Wind，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:Wind，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理~智能傳感器是智能駕駛車輛的“眼睛”，目前應(yīng)用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)像頭在逆光或光影復(fù)雜的情況下視覺效果較差，毫米波雷達(dá)對靜態(tài)物體識別效果差，超聲波雷達(dá)測量距離有限且易受惡劣天氣的影響，因此單獨依靠攝像頭或毫米波雷達(dá)的方案去實現(xiàn)智能駕駛是存在缺陷的，而激光雷達(dá)可探測多數(shù)物建環(huán)境3D模型、實時性好，因而成為推進(jìn)智能駕駛到L3級及以上的核心傳感器，成本500-2000美元（約人民幣2000-13000元之間高昂的成本也成為制約其大規(guī)模應(yīng)用的原因之一。~基本原理攝像頭通過攝像頭采集信息，并進(jìn)行算法識別毫米波雷達(dá)發(fā)射并接收毫米波，根據(jù)相差時間計算距離超聲波雷達(dá)通過超聲波發(fā)射與反射接收的時間差計算距離激光雷達(dá)發(fā)射和接收激光，以此測算距離紅外光：1mm紅外光：1mm-760nm24GHz：～125mm77GHz39mm40KHz：8.5mm58KHz59mm905nm、1550nm探測距離與攝像頭像素有關(guān)與頻率有關(guān)與波長、功率有關(guān)0-150m0-250m0-3m0-300m距離精度測距能力很弱探測角度水平：0～150。水平：-60。～+60。水平：-60。～+60。水平：360。（機(jī)械式）垂直：0～60。垂直：-7.5。～+7.5。垂直：/垂直：-20。～+20。角度精度//精度評價一般較高高高環(huán)境適應(yīng)能力弱強(qiáng)一般弱車速測量能力弱強(qiáng)一般弱路標(biāo)識別能力有無無無數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型位置、速度位置、速度位置、速度位置、速度位置、速度、形狀位置、速度、形狀成本（美元/件）高清攝像頭：60-15024GHz：50-10077GHz：120-15010-20500-2000優(yōu)勢分辨率高，可識別多種物體；可識別紅綠燈交通信號；成本低不受物體形狀和顏色影響，受惡劣天氣影響小；測速測距能力突出成本低，受環(huán)境影響較小；近距離探測精度高可探測多數(shù)物體，精度高，且可構(gòu)建環(huán)境3D模型；實時性好劣勢受光線影響大，測距能力弱，過度依賴算法，可能產(chǎn)生誤判對靜態(tài)物體識別效果差，對金屬不敏感長，適用于短距離探測成本高昂，受天氣影響較大應(yīng)用場景TSR/SVP/FCW/LDW/LKA24GHz：BSD/LDW/LKA/PA/LCA77GHz：ACC/AEB/FCWAP（自動泊車）ACC/BSD/AEB主要供應(yīng)商全球：Panasonic（模組）、索尼（模組和鏡頭）、法雷奧（模組）、三星頭）全球：博世、大陸、海拉德爾福、電裝、奧托立夫全球：博世、日本村田、日本尼賽拉Quanergy國內(nèi)：舜宇光學(xué)（鏡頭）國內(nèi)：英飛凌、飛思卡爾國內(nèi)：奧迪威、同致國內(nèi)：華為、大疆、速騰聚創(chuàng)資料來源:蓋世汽車，半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理攝像頭：ADAS系統(tǒng)的主要視覺傳感器，最為成熟的車載傳感器之一攝像頭工作原理是目標(biāo)物體通過是鏡頭把光線聚攏，然后通過IR濾光片把不需要的紅外光濾掉，此時模擬信號進(jìn)入到傳感器COMS芯片，通過AD數(shù)字輸出，有的攝像頭會放置ISP圖像處理芯片，把處理后的信號傳輸給到主機(jī)。其主要按照安裝部位的不同，攝像頭主要分為前視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭，以此來實現(xiàn)LDW、FCW、LKA、PA、AVM等功能。實現(xiàn)自動駕駛時全套ADAS功能將安裝6個以上攝像頭，前視攝像頭因需要復(fù)雜的算法和芯片，單價在1500元左右，后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭單價在200元左右，ADAS的普及應(yīng)用為車載攝像頭傳感器帶來巨大的發(fā)展空間。資料來源：智車科技，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理安裝部位前視環(huán)視后視側(cè)視安裝數(shù)量1412攝像頭類型單目、雙目廣角廣角廣角實現(xiàn)功能FCW前向碰撞預(yù)警、LDW車道偏離預(yù)警、TSR交通標(biāo)志識別、LKA車道保持輔助、PCW行人碰撞預(yù)警、ACC自適應(yīng)巡航全景泊車、LDW車道偏離預(yù)警、AVM360環(huán)視PA泊車輔助BSD盲點監(jiān)測功能描述視角一般為45度，雙目攝像頭擁有更好的測距功能，成本較單目貴50%左右。廣角鏡頭，在車四周裝配4個進(jìn)行圖像拼接實現(xiàn)全景圖，加入算法可實現(xiàn)道路線感知。廣角鏡頭，主要為倒車后視攝像頭利用側(cè)視攝像頭，將后視鏡盲區(qū)內(nèi)的影響顯示在駕駛艙內(nèi) 內(nèi)置1廣角疲勞駕駛預(yù)警、手勢識別、情緒識別一般安裝在車內(nèi)后視鏡處資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理優(yōu)缺點來看，攝像頭分辨率高、可以探測到物體的質(zhì)地與顏色，采集信息豐富，包含最接近人類視覺的語義信息。其缺點主要是攝像頭受光照、環(huán)境影響十分大，在黑夜、雨雪、大霧等能見度較低的情況下，識別率大幅降低，且由于缺乏深度信息、因而三維立體空間感不強(qiáng)，因此攝像頭獲取的圖像信息將主要負(fù)責(zé)交通標(biāo)志識別等領(lǐng)域，作為激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的補充。毫米波雷達(dá)：ADAS系統(tǒng)核心傳感器毫米波雷達(dá)是工作在毫米波波段探測的雷達(dá)，毫米波頻率通常在30-300GHz、波長為1-10nm。車載毫米波雷達(dá)通過天線向外發(fā)射毫米波，接收目標(biāo)反射信號，經(jīng)后方處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息，然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行目標(biāo)追蹤和識別分類，進(jìn)而結(jié)合車身動態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，最終通過（ECU）進(jìn)行智能處理。分類來看，車載毫米波雷達(dá)工作的頻段為24GHz和77GHz，其中24GHz雷達(dá)通常用于感知車輛周圍的障礙物，安裝在車輛的后保險杠內(nèi)，能實現(xiàn)的ADAS功能為BSD盲點監(jiān)測、LDW車道偏離預(yù)警、LKA車道保持輔助、PA泊車輔助、LCA變道輔助等；77GHz雷達(dá)波長更短、尺寸更小，最大探測距離可達(dá)到160米以上，常安裝于前保險杠上，用于實現(xiàn)AEB自動緊急制動、FCW前向碰撞預(yù)警、ACC自適應(yīng)巡航、高速公路跟車等ADAS功能。目前77GHz的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價在1000元左右，24GHz毫米波雷達(dá)單價在500元左右。迪A8為例，其搭載了5個毫米波雷達(dá)，其中4個為中距離雷達(dá)，位于車輛的四角，1個為長距離雷達(dá)，位于前方。探測距離24GHz77GHz短距SRR，中距MRR長距LRR（160m以上）探測距離端，探測角度大識別精度高，穿透力強(qiáng)應(yīng)用場景代表產(chǎn)品BSD盲區(qū)監(jiān)測、LDW車道偏離預(yù)警、LKA車道保持輔助、PA泊車輔助、LCA變大陸短距離24GHzFCW前向碰撞預(yù)警博世長距離77GHz資料來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：搜狐汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理優(yōu)缺點來看，毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢在于體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高，可以同時探測目標(biāo)物體的距離和速度，相比攝像頭不受惡劣天氣影響，被廣泛應(yīng)用在ADAS系統(tǒng)之中，但是存在對橫向目標(biāo)敏感度低、對小物體檢測效果不佳等缺超聲波雷達(dá)：常應(yīng)用于倒車輔助超聲波雷達(dá)是通過發(fā)射并接收40kHz的超聲波，根據(jù)時間差算出障礙物距離，其測距精度大約為1-3cm。常見的超聲波雷達(dá)可以分為UPA（超聲波駐車輔助傳感器）和APA（自動泊車輔助傳感器）。其中UPA一般安裝在汽車的保險杠，用于測量汽車前后障礙物，探測距離一般在15-250cm；APA安裝于汽車側(cè)面，用于測量側(cè)方障礙物的距離，探測距離一般在30-500cm，相比UPA成本更高、功率更大。通常一套倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要4個UPA，自動泊車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要在倒車?yán)走_(dá)的基礎(chǔ)上再加4個UPA和4個APA。資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理總體來看，超聲波雷達(dá)測距原理簡單，成本低，制作方便，短距離測量中具有優(yōu)勢，探測范圍在0-3米之間，但其傳輸速度受天氣影響較大，不能精確測距，主要用于泊車系統(tǒng)、輔助剎車等。激光雷達(dá)：實現(xiàn)L3級自動駕駛的關(guān)鍵激光雷達(dá)，是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理是通過發(fā)射和接收激光束的時間差，進(jìn)行探測和測距。光學(xué)系統(tǒng)光敏元件距離測量資料來源:《自動駕駛汽車環(huán)境感知》，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理激光雷達(dá)在自動駕駛中的核心特征可以概括為三維環(huán)境感知、高分辨率、抗干擾能力。三維環(huán)境感知方面，激光雷達(dá)在短時間內(nèi)向周圍環(huán)境發(fā)射大量的激光束，不僅可以通過測量激光信號的時間差來確定物體距離，還可以通過水平旋轉(zhuǎn)掃描或者向空掃描角度，以及獲取不同俯仰角度的信號，來獲得被測物體的精確三維信息。高分辨率方面，激光雷達(dá)的角分辨率不低于0.1mard，也就是說可以分辨3000米距離上相距0.3米的兩個目標(biāo)；可以同時追蹤多個目標(biāo)，距離分辨率可以達(dá)到0.1mard，速度分辨率達(dá)到10m/s以內(nèi)，由于激光頻率高，波長短，所以可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率，如此高的速度和距離分辨率意味著激光雷達(dá)可以利用距離多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。抗干擾能力方面，與微波毫米波雷達(dá)雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達(dá)起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)，可全天候工作。資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理優(yōu)缺點來看，由于激光雷達(dá)中激光束的發(fā)射頻率一般每秒幾萬個脈沖以上，相比傳統(tǒng)微波雷達(dá)高了很多，因而存在分辨率高、精度高（厘米級）、探測距離長的優(yōu)勢，此外抗干擾能力相比電磁波更強(qiáng)，由于生成目標(biāo)的多維頭像，因而獲取的信息量更豐富，且不受目標(biāo)物體運動狀態(tài)的影響。但受雨雪、霧霾天氣影響穿透性變差、測量精度會下降，且難以分辨交通標(biāo)識和紅綠燈，高昂的成本也成為制約激光雷達(dá)大規(guī)模量產(chǎn)的關(guān)鍵因素。智能化時代，多傳感器融合是未來趨勢。不同傳感在不同的場景里發(fā)揮各自的優(yōu)勢，難以相互替代。單種傳感器特性突出，均不能形成完全信息覆蓋，多傳感器融合是未來發(fā)展必然趨勢。未來的智能汽車可以視為“移動的傳感器平臺”，將裝備有大量的傳感器。并且隨著智能駕駛從L2到L3級及以上不斷推進(jìn)，激光雷達(dá)憑借其精度高、探測距離長、可3D環(huán)境建模的特性，重要性越發(fā)凸顯。資料來源：《智能汽車傳感器技術(shù)》，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：Yole，麥姆斯咨詢，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理攝像頭為主的視覺感知”解決方案和以Waymo為代表的“3D激光雷達(dá)感知”資料來源:蓋世汽車，國信證券研究所整理特斯拉“以攝像頭為主的視覺感知”解決方案主要包含信息采集、特征提取、訓(xùn)練學(xué)習(xí)、評估、反饋改進(jìn)五大步驟，通過數(shù)據(jù)+算法+反饋不斷垂直整合，完善自動駕駛能力。1）信息采集：特斯拉中主要通過大量的傳感器（如前置攝像頭、后置攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)）進(jìn)行信息收集；2）特征提取：通過汽車內(nèi)外置的大量傳感器收集大量信息之后，特斯拉使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法來進(jìn)行特征提取。特斯拉需要同時判斷車輛、人行道、交通燈、障礙物、行人、駕駛員、溫度、濕度等多個環(huán)境變量的相互關(guān)系，因此算力系統(tǒng)必須超強(qiáng)，同時運行多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（約50個）才能工作。因此特斯拉采用一種特殊的共享主干神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)HydraNets進(jìn)行處理，首先把所有的運算任務(wù)都分配給到一個大型的共享骨干網(wǎng)絡(luò)，在骨干網(wǎng)絡(luò)中又細(xì)分多個子網(wǎng)絡(luò)，把運算任務(wù)分配給子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，每個子網(wǎng)絡(luò)只需要學(xué)習(xí)訓(xùn)練一小部分圖像信息、提取特征，處理完了之后匯總給到主干特斯拉使用PyTorch進(jìn)行分布式訓(xùn)練，除了使用大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練分析之外，還進(jìn)行預(yù)測處理。特斯拉使用PyTorch進(jìn)行分布式訓(xùn)練，不斷訓(xùn)練系統(tǒng)對于行人、路徑、周邊環(huán)境的判斷能力，提供多種路徑規(guī)劃算法供工程師進(jìn)行選擇；4）評估與反饋：通過駕駛系統(tǒng)提供司機(jī)駕駛路線，觀測模擬結(jié)果和駕駛員操作是否匹配，如果不匹配則將該類數(shù)據(jù)反饋給到后臺，后臺再修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)果（“影子模式”摒棄不合適的數(shù)據(jù)，為后續(xù)類似的操作提供更好的推??通過傳感器（如前置攝像頭、后置攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)）進(jìn)行信息收集?采用一種特殊的共享主干神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)HydraNets進(jìn)行處理?觀測模擬結(jié)果和駕駛員操作是否匹配，不匹配則將數(shù)據(jù)反饋給到后臺，再修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)果（“影子模式”）評估反饋資料來源：CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理特斯拉之所以堅持純視覺方案，我們認(rèn)為主要原因在于技術(shù)與成本。其一是當(dāng)時的激光雷達(dá)技術(shù)不完善，能生產(chǎn)車規(guī)級固體激光雷達(dá)的企業(yè)暫不具備量產(chǎn)能力；其二是激光雷達(dá)的價格還沒有降低到合理的位置。此外，我們認(rèn)為，特斯拉作為自動駕駛汽車的領(lǐng)導(dǎo)者，已經(jīng)有一套被市場認(rèn)知的視覺攝像頭方案量產(chǎn)，也積累了大量的數(shù)據(jù)，輸出純視覺方案的量產(chǎn)的成本可控的重磅電動智能車，也符合特斯拉“整車銷售+軟件服務(wù)”商業(yè)模式的演進(jìn)特征。總結(jié)而言，特斯拉的自動駕駛系統(tǒng)，是以人類的“視覺-判斷-規(guī)劃-執(zhí)行”架構(gòu)打造的，基本原理是基于攝像頭采集到的數(shù)據(jù)（照片、視頻）建立3D模型還原車輛周圍環(huán)境，再由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法根據(jù)環(huán)境信息做出駕駛決策，對于軟件和算法要求極高，“追趕者們”跟進(jìn)難度太大。激光雷達(dá)性能優(yōu)勢、價格下探，車企紛紛選擇激光雷達(dá)方案落地智能駕駛。激光雷達(dá)可識別3D靜態(tài)物體，彌補攝像頭和毫米波雷達(dá)的缺陷。近年來激光雷達(dá)產(chǎn)品的單價已經(jīng)下探到2000美元以內(nèi)（大疆Horizon激光雷達(dá)已經(jīng)成為傳統(tǒng)車企、新勢力落地L3級及以上車型從組成上看，激光雷達(dá)主要由激光發(fā)射、激光接收、信息處理、掃描系統(tǒng)組成。1）激光發(fā)射系統(tǒng)：激勵源驅(qū)動激光器發(fā)射激光脈沖，激光調(diào)制器通過光束控制器控制發(fā)射激光的方向和線數(shù)，最后通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射至目標(biāo)物體；2）激光接收系統(tǒng)：經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)，光電探測器接受目標(biāo)物體反射回來的激光，產(chǎn)生接收信號；3）信息處理系統(tǒng)：接收的信號經(jīng)過放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過信息處理模塊計算，獲取目標(biāo)表面形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型；4）掃描系統(tǒng)：以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)對所在平面的掃描，產(chǎn)生實時的平面圖信息。激光發(fā)射發(fā)射光束激光器發(fā)射光束激光器激勵源光學(xué)系統(tǒng)控制器接收光電光學(xué)系統(tǒng)探測器激光接收掃描系統(tǒng)放大器EQ\*jc3\*hps29\o\al(\s\up5(數(shù)模),轉(zhuǎn)換)信息處理信息處理（旋轉(zhuǎn)電機(jī)、掃描鏡、準(zhǔn)直鏡頭、窄帶濾光片）資料來源:汽車人參考，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理分類來看，激光雷達(dá)按照“測距、發(fā)射、光速操縱、探測、數(shù)據(jù)處理”五大關(guān)鍵技術(shù)，即五個維度，可以分為以下22個類別。每個不同分類方式又可進(jìn)一步細(xì)分為不同的技術(shù)路線，不同路線之間差異較大。資料來源:汽車人參考，國信證券研究所整理車載激光雷達(dá)的技術(shù)路線，按照掃描方式，為機(jī)械式→半固態(tài)→純固態(tài)；按照SPAD/SiPM；按照信息處理方式，為FPGA→SoC。目前主要的技術(shù)路線圍繞掃描方式進(jìn)行討論，因而此部分為我們技術(shù)路線部分論述的重點。資料來源:汽車人參考，汽車之家，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理車載激光雷達(dá)，按照掃描方式，分為機(jī)械式（機(jī)械旋轉(zhuǎn)）、半固態(tài)機(jī)帶動進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；半固態(tài)的收發(fā)模塊不動、掃描模塊運動，按照掃描方式可進(jìn)一步分為MEMS、轉(zhuǎn)鏡式和棱鏡式；固態(tài)則收發(fā)和掃描模塊均不運動，主要有OPA和Flash兩種方案。總體來看，從機(jī)械旋轉(zhuǎn)到半固體、再到固態(tài)，產(chǎn)品的集成化程度越來越高，成本越來越低。機(jī)械式激光雷達(dá)由于價格高、體積大、車規(guī)級量產(chǎn)應(yīng)用難度大，主要應(yīng)用于Robotaxi的測試車隊等領(lǐng)域，幫助自動駕駛從0到1。中短期半固態(tài)、長期純固態(tài)為激光雷達(dá)的落地技術(shù)路線，在自動駕駛從1到N的發(fā)展階段中，半固態(tài)扮演著重要角色。分類機(jī)械式機(jī)械旋轉(zhuǎn)技術(shù)原理發(fā)射和接收模塊被電機(jī)電動進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。在豎直方向上排布多組激光線束，發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線，通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實現(xiàn)動態(tài)掃描優(yōu)勢掃描速度快、精度較高、技術(shù)成熟、360度掃描劣勢穩(wěn)定性差、可靠性低、成本高、價格貴。壽命短、體積大難過車規(guī)代表企業(yè)Velodyne、Valeo、Ouster、Waymo、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能、北科天繪等半固態(tài)MEMS。在硅基芯片上集成體積十分精巧的微振鏡，其核心結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁——反射鏡懸浮在前后左右各一對扭桿之間以一定諧波頻率振蕩，由旋轉(zhuǎn)的微振鏡來反射激光器的光線，從而實現(xiàn)掃描運動部件減少、體積小、成本低，產(chǎn)品為準(zhǔn)車規(guī)狀態(tài)探測角度和距離有限、壽命較短Pioneer、Blickfeld、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、華為等。轉(zhuǎn)鏡激光單元發(fā)出激光至旋轉(zhuǎn)掃描鏡，被偏轉(zhuǎn)向前發(fā)射（掃描角度145°),被物體反射的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)被左下方的探測器接收低、功耗低，目前唯一量產(chǎn)的車規(guī)級產(chǎn)品探測距離短、掃描線數(shù)少、探測角度受限Innovusion。棱鏡收發(fā)模塊的PLD發(fā)射出激光，通過反射鏡和凸透鏡變成平行光，掃描模塊的兩個旋轉(zhuǎn)的棱鏡改變光路，使激光從某個角度發(fā)射出去。激光打到物體上，反射后從原光路回來，被APD接收點云密度高；探測距離遠(yuǎn)；沒有電子元器件的旋轉(zhuǎn)磨損，可靠性更高，符合車規(guī)單個雷達(dá)的FOV較小；對電機(jī)軸承等可靠性提出了較大挑OPA。通過移相器相位的調(diào)節(jié)，利用相干原理實現(xiàn)激光按特定方向發(fā)射精度高、掃描速度快、可控性好、抗震性能好、體積小、量產(chǎn)后成本低環(huán)境光干擾、光信號覆蓋有限、對材料和工藝要求苛刻，加工難度大，目前成本較高，處于早研狀態(tài)，短期較難大規(guī)Quanergy、AnalogPhotonics、力策科技等FLASH采用短時間發(fā)射大覆蓋面陣激光，以高靈敏探測器完成圖像繪制體積小、結(jié)構(gòu)簡單、信息量大，技術(shù)相對成熟，目前尚沒有準(zhǔn)車規(guī)產(chǎn)品功率密度低、分辨率低、探測距離短（50米以內(nèi)），主要用于補盲雷達(dá)LeddarTech、SenseXenomatix等資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察，禾賽科技招股說明書，焉知智能汽車，九章智駕，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理機(jī)械式激光雷達(dá)：技術(shù)成熟，成本高，難以過車規(guī)原理上，機(jī)械激光雷達(dá)，是指其發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)存在360°轉(zhuǎn)動，也就是通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，將速度更快、發(fā)射更準(zhǔn)的激光從“線”變成“面”，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，達(dá)到動態(tài)掃描并動態(tài)接收信息的目的。其特點在于通過電機(jī)帶動收發(fā)和掃描模塊進(jìn)行整體旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對空間水平360°視場范圍的掃描。通過增加收發(fā)模塊來實現(xiàn)高線束，在實現(xiàn)探測距離精度更高優(yōu)缺點上，機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的優(yōu)勢在于由于旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)控制的，所以可以長時間內(nèi)保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，每次掃描的速度都是線性的，從而可以對周圍環(huán)境進(jìn)行精度夠高并且清晰穩(wěn)定的360度環(huán)境重構(gòu)，技術(shù)成熟，是目前的主流方案。缺點在于價格高、可量產(chǎn)性差（工藝復(fù)雜、組裝困難）、體積大、難以過車規(guī)（內(nèi)含大量可動部件，在行車環(huán)境下磨損嚴(yán)重）等缺點。機(jī)械式激光雷達(dá)的代表性廠商海外為Velodyne、Waymo、Valeo、Ouster，國括HDL-64、HDL-32、VLP-16等，價格范圍在0.4萬-8萬美金之間。谷歌無人小車的64線激光雷達(dá)就來自Velodyne，當(dāng)時價格高達(dá)7萬美元。機(jī)械式激光雷達(dá)之所以成本居高不下的原因在于其內(nèi)部的激光收發(fā)模組成本高（線束越多越），決定了其目前主要應(yīng)用于自動駕駛技術(shù)的開發(fā)領(lǐng)域，比如百度Robotaxi、谷歌無人駕駛測試車隊，車規(guī)級前裝量產(chǎn)市場暫無應(yīng)用。資料來源：搜狐汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：搜狐汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：汽車之家，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：搜狐汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理為降低車載激光雷達(dá)的生產(chǎn)成本，增加其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時保證其較好的探測性能，半固態(tài)激光雷達(dá)和全固態(tài)激光雷達(dá)應(yīng)運而生。半固態(tài)激光雷達(dá)：價格大幅下降，有車規(guī)級產(chǎn)品半固態(tài)方案的特點是收發(fā)單元與掃描部件解耦，收發(fā)單元（如激光器、探測器）不再進(jìn)行機(jī)械運動，掃描模塊在運動。按照掃描模塊的運動方式可以分為MEMS、轉(zhuǎn)鏡式和棱鏡式。適用于實現(xiàn)部分視場角（如前向）的探測，體積相較于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)更緊湊。半固態(tài)相比機(jī)械式的核心優(yōu)勢在于成本與車規(guī)。目前市面上絕大多數(shù)車規(guī)級激光雷達(dá)均為半固態(tài)方案，且對外報價已經(jīng)下探到了1000美元以內(nèi)，是目前很多激光雷達(dá)廠商發(fā)力的領(lǐng)域。目前，轉(zhuǎn)鏡和棱鏡式已具備車規(guī)級量產(chǎn)案例，MEMS也有望2022年快速迎來量產(chǎn)。1）MEMS微陣鏡激光雷達(dá)：成熟度高，有望快速推動量產(chǎn)MEMS為Micro-Electro-MechanicalSystem的簡稱，即微機(jī)電系統(tǒng)。MEMS微振鏡為采用MEMS技術(shù)制造的諧振式掃描鏡，把微型反射鏡、MEMS驅(qū)動器、MEMS傳感器集成在一起的光學(xué)微機(jī)電器件。鏡面直徑通常只有幾毫米。與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比，具有重量輕，體積小，生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點。在光學(xué)，機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。原理上，MEMS微陣鏡激光雷達(dá)的核心是MEMS微振鏡，其本質(zhì)是一種硅基半導(dǎo)體元器件，屬于固態(tài)電子元件。它是在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡，其中心是一塊鏡子的電路板，可以通過控制電流來讓中央的微鏡產(chǎn)生平動或者扭轉(zhuǎn)，也就是X軸和Y軸上的移動。由于鏡子本身可以扭轉(zhuǎn)，所以只需要1束激光就可以通過鏡子不同角度的反射來讓激光束發(fā)射到不同的方向，從而實現(xiàn)與機(jī)械式激光雷達(dá)相似的效果。硅基MEMS微振鏡可控性好，可實現(xiàn)快速掃描，其等效線束能高達(dá)一至兩百線，因此，要同樣的點云密度時，硅基MEMS激光雷達(dá)的激光發(fā)射器數(shù)量比機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)少很多，體積小很多，系統(tǒng)可靠性高很多。資料來源:MEMS，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：焉知智能汽車，RoboSense，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理械組件，擺脫了笨重的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和掃描鏡等機(jī)械運動裝置，毫米級尺寸的微振鏡大大減少了激光雷達(dá)的尺寸；2）低成本：減少激光收發(fā)單元的數(shù)量，降低其缺點在于1）穩(wěn)定性：MEMS微鏡屬于振動敏感性器件，車載環(huán)境的振動和沖擊容易對其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，同時硅基MEMS的懸臂梁結(jié)MEMS的振動角度有限導(dǎo)致視場角比較小（小于120度大視場角需要多子視場拼接，這對點云拼接算法和點云穩(wěn)定度要求都較高；受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸，MEMS激光雷達(dá)接收端的收光孔徑非常小，遠(yuǎn)小于機(jī)械激光雷達(dá)，而光接收峰值功率與接收器孔徑面積成正比，導(dǎo)致功率進(jìn)一步下降，信噪比降低，有效探測距離縮短，傳統(tǒng)MEMS技術(shù)的有效探測距離只有50m，F(xiàn)OV角度只能達(dá)到30°,用在近距離補盲或者前向探測。資料來源:CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：MEMS，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理要想提高M(jìn)EMS的探測距離，就需要提高鏡面尺寸，鏡面尺寸越大，信噪比就越高，MEMS振鏡的成本也就越大。目前MEMS振鏡最大尺寸是Mirrorcle，可達(dá)7.5毫米，售價超1200美元。為解決探測距離短的問題，Luminar使用1550nm激光雷達(dá)，通過提升波長來提高其探測距離至250m，但選用1550nm也意味著成本上升。為了平衡成本與MEMS性能（探測角度與距離有限）的問題，以速騰聚創(chuàng)、Innoviz等為代表的激光雷達(dá)廠商開始自研MEMS微振鏡，并發(fā)明了多通道水平聯(lián)合掃描技術(shù)來提升MEMS性能。其原理是將數(shù)個激光雷達(dá)合成一個，目前速騰聚創(chuàng)是5個。因為有5個激光雷達(dá)水平聯(lián)合掃描，那么每個激光雷達(dá)的FOV需求就很低，F(xiàn)OV在25度即可，這樣MEMS振鏡尺寸變大，性能提高，5個激光雷達(dá)水平聯(lián)合掃描，等于性能提升了5倍。目前，速聚創(chuàng)投資的希景科技開發(fā)的MEMS微振鏡鏡面直徑為5毫米，已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，未來尺寸有望達(dá)到10毫米。資料來源:佐思汽研，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：佐思汽研，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理目前，處于（準(zhǔn)）車規(guī)狀態(tài)并將在2022年為OEM量產(chǎn)供貨的MEMS激光雷達(dá)產(chǎn)品有速騰聚創(chuàng)M1、InnovizOne、LuminarIris，另外InnovizTwo將在2022年進(jìn)入批量生產(chǎn)，并在2023年服務(wù)于OEM。由于MEMS上游產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，為現(xiàn)階段的主力激光雷達(dá)產(chǎn)品之一，價格已經(jīng)下探到2000美元以內(nèi)。其中速騰聚創(chuàng)是國內(nèi)唯一實現(xiàn)MEMS激光雷達(dá)車規(guī)前裝量產(chǎn)的公司，旗下第二智能固態(tài)激光雷達(dá)M1已交付北美豪華新能源車企，同時獲得廣汽埃安、威馬、極氪、路特斯、嬴徹、摯途等眾多乘用車和商用車品牌前裝定點，配套的廣汽AIONLXPlus將于2022Q1上市。MEMSMEMS速騰聚創(chuàng)108x110x45120°（-60°~+60°)25°（-12.5°~+12.5°)平均0.2°905nm200m是目前已獲廣汽埃安、威馬汽車、極氪、路特斯、比亞迪、嬴徹科技、摯途科技等多家乘用車和商用車企業(yè)的定點訂單Two120x124x70125°40°0.07°x0.05°905nm/0.1m-300m////該產(chǎn)品將在2022年進(jìn)入批量生產(chǎn)，并在2023年服務(wù)于OEMLuminarIris/120°0-26°0.05°x0.05°1550nm300250m//是小馬智行，2023年量產(chǎn)；上汽RES33，2022H2上市方案廠家代表性產(chǎn)品尺寸（長x寬x高，mm)水平視場角垂直視場角角分辨率激光波長等效線數(shù)測距能力精度產(chǎn)品功率售價是否是車規(guī)級搭載車型One97.9x111.4x45115°25°0.1°x0.1°905nm/0.1m-250m///是機(jī)械式VelodyneHDL-32203x284360°41.33°1.33°905nm32100m3萬美元否/Innoviz資料來源:公司官網(wǎng)，汽車之家，建約車評，蓋世汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理2）轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)：第一個過車規(guī)且批量供貨的技術(shù)方案原理上，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)方案指的是激光發(fā)射器和接收器固定，激光的發(fā)射方向是一個可圍繞中心旋轉(zhuǎn)的多邊形反射鏡，通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)反射鏡，將激光反射到不同的方向，從而實現(xiàn)激光的掃描。內(nèi)部大部分空間被一個轉(zhuǎn)鏡所占據(jù)，在雷達(dá)的一側(cè)是激光的發(fā)射和接收裝置，為了信號區(qū)隔，這兩個區(qū)域被物理隔開。轉(zhuǎn)鏡式與MEMS差異在于MEMS掃描鏡是圍繞著某條直徑上下振動，而轉(zhuǎn)鏡則是圍繞著圓心旋轉(zhuǎn)。功耗比較低，散熱難度低，因而也容易實現(xiàn)比較高的可靠分類來看，轉(zhuǎn)鏡方案分一維轉(zhuǎn)鏡和二維轉(zhuǎn)鏡，一維轉(zhuǎn)鏡只有一面掃描鏡，二維轉(zhuǎn)鏡有兩面掃描鏡（一縱一橫）。一維轉(zhuǎn)鏡線數(shù)與激光發(fā)射器數(shù)量一致，這意味著高線數(shù)產(chǎn)品成本高而集成難度很大，線數(shù)難以做高（法雷奧Scala1為4線，Scala2為16線二維轉(zhuǎn)鏡增加了俯仰的轉(zhuǎn)動，這樣一條激光可以掃描多個平面，用數(shù)量很少的激光發(fā)射器，通過掃描鏡高速旋轉(zhuǎn)中的折射和反射來達(dá)到“多線”的效果，這樣不僅可節(jié)省激光器的成本，也可做高“線數(shù)”。優(yōu)缺點看，轉(zhuǎn)鏡式方案的優(yōu)勢在于：1）體積小，降低成本：激光發(fā)射和接收裝置固定，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)雖然有但是比較小，可以減少產(chǎn)品體積，并且降低成本；2）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)只有反射鏡，重量輕，電機(jī)軸承的負(fù)荷小，系統(tǒng)運行起來更穩(wěn)定，壽命更長，符合車規(guī)。不足之處在于內(nèi)部有機(jī)械結(jié)構(gòu)，在長期運行之后穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度依然會受到影響，另外一維式的掃描線數(shù)少，掃描角度不能到360度。旋轉(zhuǎn)掃描鏡旋轉(zhuǎn)掃描鏡接收器激光二極管總線連接器掃描角度145°資料來源:汽車人參考，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理（CH32Innovusion（Falcon）。2017年，奧迪A8為全球首款量產(chǎn)的L3級別自動駕駛的乘用車，其搭載的激光雷達(dá)為法雷奧和Ibeo聯(lián)合研發(fā)的4線旋轉(zhuǎn)掃描鏡激光雷達(dá)。2020年，鐳神智能自主研發(fā)的CH32面世，成為全球第二款獲得車規(guī)級認(rèn)證的轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)，目前已經(jīng)規(guī)模化交付東風(fēng)悅享量產(chǎn)前裝車型生產(chǎn)。2022年，搭載InnovusionFalcon激光雷達(dá)的蔚來ET7上市，該款激光雷達(dá)為1550nm方案，等效300線數(shù)。從售價看，法雷奧Scala2為轉(zhuǎn)鏡式轉(zhuǎn)鏡式法雷奧鐳神智能Scala2CH32107x94x65/133°x10°120°x-6.67°~4.58°0.125°/905nm/200m200m/10W900歐元（約6500元人民幣）/是是奔馳S級東風(fēng)悅享方案廠家代表性產(chǎn)品尺寸（長x寬x高，mm)視場角角分辨率激光波長等效線數(shù)測距能力精度產(chǎn)品功率售價是否是車規(guī)級搭載車型InnovusionFalcon/120°x25°0.08°*0.08°1550nm300500m<2cm<30W/是蔚來ET7,2022Q1上市機(jī)械式VelodyneHDL-32203x284360°x41.33°1.33°905nm32100m3萬美元否/資料來源:公司官網(wǎng)，智駕社，搜狐汽車，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理 資料來源：公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理3）棱鏡式激光雷達(dá)：大疆Livox發(fā)明，并配套小鵬結(jié)構(gòu)來看，棱鏡式激光雷達(dá)可分為收發(fā)模塊和掃描模塊兩大部分。首先收塊的PLD（pulsedlaserdiode）發(fā)射出激光，通過反射鏡和凸透鏡使之變成平行光，然后掃描模塊的兩個旋轉(zhuǎn)的棱鏡改變光路，使激光從某個角度發(fā)射出去。激光打到物體上，會從原光路反射回來，被APD（avalanchephotodetectors）所接收（發(fā)射光路和接受光路的孔徑不同，反射鏡的尺寸是通過精該設(shè)計可以減少了激光發(fā)射和接收的線數(shù)以實現(xiàn)一幀之內(nèi)更高的線數(shù)，也隨之降低了對焦與標(biāo)定的復(fù)雜度，因此生產(chǎn)效率得以大幅提升，棱鏡式成本相比于傳統(tǒng)機(jī)械式有了大幅的下降。其次，只要掃描時間夠久，就能得到精度極高額點云，還有環(huán)境建模，分辨率幾乎沒有上限，且可達(dá)到近100％的視場覆蓋率。掃描模塊編碼器電磁鐵激光接收器發(fā)射鏡掃描模塊編碼器電磁鐵激光接收器發(fā)射鏡激光發(fā)射器收發(fā)模塊資料來源:Livox覽沃激光雷達(dá)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理從車規(guī)級應(yīng)用來看，小鵬P5配備2顆大疆Livox車規(guī)級HAP激光雷達(dá)，另外HAP也獲得了一汽解放量產(chǎn)項目的定點。HAP探測距離150米，助力自動駕駛系統(tǒng)更游刃有余地應(yīng)對高速公路、城區(qū)道路等場景中遠(yuǎn)處障礙物的超前檢測。HAP橫向視場角為120°,小鵬P5在前面部署了2顆激光雷達(dá)，前方提高至180°的超寬點云視野，提高應(yīng)對近處車輛加塞、十字路口拐彎等復(fù)雜路RegionofInterest）的點云密度可等效144線激光雷達(dá)，更密的點云輸出帶來更豐富的環(huán)境感知，讓算法可以更精準(zhǔn)地檢測到遠(yuǎn)處行人、自行車、雪糕桶資料來源:公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理純固態(tài)激光雷達(dá)：技術(shù)最先進(jìn)，短期內(nèi)應(yīng)用難度最大純固態(tài)方案的特點是不僅激光收發(fā)模塊不動，而且掃描模塊也沒有機(jī)械運動，主要依靠電子部件來控制激光的發(fā)射角度，這樣的話可以做得更小，同時大大降低成本，目前固態(tài)激光雷達(dá)主要是OPA和FLASH兩種方案。固態(tài)激光雷達(dá)目前沒有量產(chǎn)經(jīng)驗，由于技術(shù)難度相對較大，短期內(nèi)應(yīng)用難度大。1）FLASH方案：探測距離短，作為補盲雷達(dá)使用Flash激光雷達(dá)的原理類似快閃，采用類似相機(jī)的模式，感光元件中的每個像素點都可以記錄光子飛出的時間信息，運行時直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光，隨后由高靈敏度的接收器陣列計算每個像素對應(yīng)的距離信息，從而完成對周圍環(huán)境的繪制。優(yōu)缺點來看，F(xiàn)lash方案的好處在于一次性實現(xiàn)全局成像來完成探測，且無掃描器件、成像速度快。缺點在于Flash激光單點面積比掃描型激光單點大，因此其功率密度較低，進(jìn)而影響到Flash激光雷達(dá)的探測精度和探測距離（低于50米另外眩光的影響也較大，所以適用于一些低速的自動駕駛小車領(lǐng)域，作為補盲雷達(dá)來使用。激光發(fā)射器資料來源:CSDN，LedderTech，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：太平洋汽車網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理為了克服探測距離的限制，F(xiàn)lash方案的代表廠商Ibeo、LedderTech開始在激光收發(fā)模塊進(jìn)行創(chuàng)新。1）發(fā)射模塊：提高激光發(fā)射器的功率，比如采用垂面發(fā)射激光器（VCSEL相比其他激光器更小、更輕、更耐用，并且功率效率更高。2）接收模塊：提高激光探測器的感光靈敏度，比如對于遠(yuǎn)距離探測使用到雪崩型光電探測器（SPAD其探測的靈敏度高，可探測到遠(yuǎn)距離的微弱信號。Ibeo使用VCSEL和SPAD，旗下NEXT固態(tài)激光雷探測距離可達(dá)140米資料來源:Ibeo，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源：Ibeo，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理目前，F(xiàn)lash激光雷達(dá)主要的廠商為Ibeo、LeddarTech。目前，由于上游零部件的制約（激光發(fā)射器提升功率、探測器提升感光靈敏度的技術(shù)還不成熟Flash方案并沒有量產(chǎn)的車規(guī)級產(chǎn)品出現(xiàn)，長城計劃在SUV系列量產(chǎn)車型中使用IbeoNext固態(tài)激光雷達(dá)。從遠(yuǎn)期看，由于Flash激光雷達(dá)芯片化程度高，有望規(guī)模化量產(chǎn)后拉低成本，后續(xù)隨著技術(shù)成熟后，有望成為主流的技術(shù)方案。FlashFlashIbeoNEXT60°x30°（短距）-11.2°x5.6°（長距）0.47°x0.38°（短距）-0.09°x0.07°（長距）885nm/50-140m（10%反射率50-200m（行人70-250m（車）/7-10W/是長城WEYLeddarTechPixell245x130x86180°x16.5°/905nm/20m（10%反射率32m（行人）20W//方案廠家代表性產(chǎn)品尺寸（長x寬x高，mm)視場角角分辨率激光波長等效線數(shù)測距能力精度產(chǎn)品功率售價是否是車規(guī)級搭載車型機(jī)械式VelodyneHDL-32203x284360°x41.33°1.33°905nm32100m3萬美元否/資料來源:公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理2）OPA方案：技術(shù)壁壘最高，成熟度低OPA固態(tài)激光雷達(dá)是通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中的每個發(fā)射單元的相位差，來改變激光的發(fā)射角度，采用相控陣原理完全取消機(jī)械結(jié)構(gòu)。掃描不同角度只需要電信號，不需要任何機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)機(jī)械式的掃描效果。該方案的優(yōu)點在于可以省去機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)，做到類似機(jī)械式的全景掃描；但缺點在于激光調(diào)試、信號處理的運算量很大，元器件成本高，實現(xiàn)難度比較大。由于技術(shù)難度高，OPA的波導(dǎo)控制需要改變底層結(jié)構(gòu)，硅基半導(dǎo)體的材料有突破才能實現(xiàn)。技術(shù)成熟度較低，上游產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，導(dǎo)致OPA方案短期內(nèi)難以車規(guī)級量產(chǎn)。應(yīng)用層面，目前暫無車規(guī)級量產(chǎn)案例，OPA方案的代2021年8月，全球領(lǐng)先的OPA固態(tài)激光雷達(dá)制造商Quanergy對其OPA固態(tài)激光雷達(dá)S3系列完成駕駛實測演示。S3系列激光雷達(dá)采用OPA技術(shù)，以及極具成本效益、面向大眾市場量產(chǎn)的可擴(kuò)展CMOS硅基制造工藝，是一款真正的固態(tài)激光雷達(dá)傳感器。測試結(jié)果顯示，S3系列固態(tài)激光雷達(dá)可以提供超過10萬小時的平均無故障時間（MTBF在全光照下實現(xiàn)100米的探測性能，大規(guī)模量產(chǎn)后的目標(biāo)價格為500美元。資料來源:CSDN，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理 資料來源：MEMS，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理總結(jié)：通過對技術(shù)路線的原理、優(yōu)缺點、制造商和車規(guī)級應(yīng)用的梳理，我們認(rèn)為激光雷達(dá)在短期維度的主流方案為半固態(tài)的MEMS、轉(zhuǎn)鏡式，主要原因在于半固態(tài)在硬件架構(gòu)上做了簡化，使得制造成本降低，為最接近車規(guī)級應(yīng)用的方案。長期維度技術(shù)維度純固態(tài)為最優(yōu)方案，一方面在于其通過半導(dǎo)體工藝能把激光雷達(dá)一些核心部件集成在芯片上，集成度進(jìn)一步提高的同時成本降低；另一方面在于純固態(tài)激光雷達(dá)不僅體積小，而且由于沒有運動部件，可靠性也