中小盘主题：激光雷达技术篇：百花齐放到量产落地

伐谋-中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 30 2022 年 03 月 24 日 《中小盘主题-以机器视觉之眼，拓制造升级之路》-2022.3.19 《中小盘主题-股转系统分层管理办法修 订 ，北 交所 扩容 开启 加速 器 》 -2022.1.29 《中小盘主题-北交所策略：新星冉起，积极拥抱中小创投资时代》-2021.12.8 激光雷达技术篇：百花齐放到量产落地 ——中小盘主题 任浪（分析师） renlang@kysec.cn 证书编号：S0790519100001 ⚫ 激光雷达蓄势待发，产业路径逐渐明晰 激光雷达即将大规模量产，转镜/MEMS 方案用作远距离探测主雷达，Flash 作为补盲雷达的产品形态有望维持，远期纯固态的 OPA+FMCW 有望成为激光雷达行业终局。激光雷达即将进入大规模量产前夜，目前转镜和 MEMS 方案具有较为均衡的性能指标、成熟的供应链体系及相对可控的成本、并且更容易满足车规要求，成为中短期可以大规模推广的两大方式，产业链公司有望迎来机会。Flash 方案由于短期探测距离有限、低成本、纯固态等特点有望在相当长一段时间内作为补盲雷达。而远期 FMCW+OPA 方式有望凭借其超越现有方案极限的性能以及低廉的成本和纯固态化结构下的高稳定性成为激光雷达行业的终局。 ⚫ 测距方式：TOF 是目前主流，FMCW 前景广阔 TOF 测距方式简单易用、成本低，是目前主流的测距方法，FMCW 测距方式性能优异，但技术壁垒高短期难以实现。目前市场上的玩家主要采用 TOF 方式测距。FMCW 发射功率低，信噪比高，同时具有较强的抗干扰能力，产品更容易芯片化，并可以获得物体的速度信息。但用于 FMCW 的调制器、激光器尚不成熟，集成化的硅光工艺也尚未达到量产程度，当前难以大规模量产使用。 ⚫ 扫描方式：MEMS 和转镜性能优异，相对易过车规，成为目前主流 光束扫描方式繁多，当前转镜和 MEMS 将成为量产铺开的首选方式，远期纯固态的 OPA、Flash 有望成为激光雷达终局。机械式降本空间有限，转动结构难以满足车规要求，前装量产上车存在困难。转镜式类似于微型化的机械扫描，性能优异，相对容易过车规，但仍存在机械活动部件且降本空间有限。MEMS 方案具有多种部署方式，整体而言性能可满足要求，相对容易过车规，但 MEMS 镜的稳定性有待提升。Flash 方案纯固态、价格低，但目前受限探测距离多用于补盲。OPA 方案具有纯固态、扫描频率/精度高、降本潜力大等优势，但与 FMCW相类似，一方面，器件的设计如芯片的光耦合损耗、旁瓣干扰等存在难点，另一方面硅光工艺尚不成熟，因此该种方案落地仍需时日有望成为激光雷达终局。 ⚫ 收发模块：EEL 激光器和 905nm 波长为主 激 光 器 / 接 收 器 / 激 光 波 长 目 前 以EEL/APD/905nm为 主 ， 远 期VCSEL/SPAD/1550nm 潜力大。激光器领域，905nm 波段下 EEL 激光器功率密度高，结构简单是目前的主流。VCSEL 光束质量好、温漂系数低、低成本且易于集成，但功率密度不足应用场景有限，未来功率密度有望逐步提升进而替代EEL。1550nm 波段技术限制下目前仍以光纤激光器为主。接收端，阵列化的 SPAD有望凭借高灵敏度、低成本逐步替代当前主流的 APD。波长方面，905nm 简单易用，是目前主流激光波长，但因人眼安全要求下功率存在上限，测远能力不足。而 1550nm 波段则可加大功率提升探测距离，且该波段环境光较弱，干扰较小，同时且更易于在硅光芯片中集成，有望在未来扩大份额。 ⚫ 风险提示：行业需求不及预期，技术路线发生重大变化。 相关研究报告 中小盘研究团队 开源证券 证券研究报告 中小盘主题 中小盘研究 中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 30 目 录 1、 技术路线百花齐放，排列组合优中选优 ............................................................................................................................ 4 1.1、 测距原理：TOF 主流，FMCW 潜力大 .................................................................................................................... 4 1.2、 扫描方式：技术路线繁多，产业百花齐放，远期有望逐步收敛 .......................................................................... 8 1.2.1、 机械式：性能优异，但难以满足车规要求 ................................................................................................... 9 1.2.2、 转镜式：性能尚可，已经率先量产上车 ....................................................................................................... 9 1.2.3、 MEMS：性能不俗，即将量产上车 ............................................................................................................. 10 1.2.4、 OPA：性能优稳定性好降本空间大，但技术壁垒高难以量产 ................................................................. 13 1.2.5、 Flash：简单耐用纯固态，改良方案不断涌现，探测距离仍待提升 ........................................................ 16 1.2.6、 其他方案：各类路线天马行空，不乏或头部客户青睐产品 ..................................................................... 17 1.3、 激光发射：EEL 凭借高功率密度目前占据主流市场地位 ................................................................................... 18 1.4、 接收元件：SPAD/SiPM 有望替代 APD 成为主流 ..........................................................................................