电子元器件行业新技术前瞻专题系列(九)：激光雷达行业五问五答

行业研究东兴证券股份有限公司证券研究报告激光雷达行业五问五答——新技术前瞻专题系列（九）分析师刘航执业证书编号：S1480522060001研究助理李科融执业证书编号：S1480124050020东兴科技团队2025年5月29日摘要语言学习平台Q1:激光雷达是什么？激光雷达是一种非接触式探测和测距方法。该技术通过发射光脉冲击中附近物体后测量反射回波信号的特性来精确地计算每个物体的距离。它是由以下部件组成的传感器系统：激光器(laser)发出特定波长的激光，经过旋转机构(scanning)实现区域的快速扫描，反射回来的激光经过滤光片(spatial & spectral filter)滤除环境干扰，最终通过光电检测器（photodetector）将光信号转换成易测量的电信号进行检测。Q2:激光雷达的优势与挑战有哪些？ 激光雷达目前具有：超高分辨率、三维成像能力、精准测距与速度测量、全天候工作、稳定性和可靠性等优势。 但与此同时CoWoS面临：成本高昂、数据处理压力大、环境适应性欠佳、续航及安全性挑战。Q3:激光雷达应用市场现状如何？激光雷达市场规模持续壮大，预计2024年全球激光雷达市场规模已达512亿元。激光雷达广泛应用于汽车及非汽车行业，如机器人、智慧城市及V2X等领域。2023年之前，机器人是激光雷达的核心应用。服务、工业、以及人形机器人场景爆发给激光雷达带来广阔前景。近年，随着全球自动驾驶从L2向L3+跨越，车载激光雷达市场规模高速攀升，产能和交付量爆发式增长。2024年全球汽车激光雷达市场销售额达到了950.27百万美元，应用于ADAS的份额为80.6%，中国厂商以超过80%的份额领跑市场。Q4:中国大陆主要有哪些企业参与？ 目前国内禾赛科技、速腾聚创、图达通等企业参与。禾赛科技自建研发中心与量产工厂，大大简化传统的TX/RX架构，降低成本并提高性能，第四代芯片架构将于2025年全面量产，已与国内前五Robotaxi企业达成合作；速腾聚创发布全球首款“千线”超长距数字化LiDAR EM4、全球首款192线半球形数字化LiDAR Airy等革命性新品；图达通是激光雷达行业唯一一个同时拥有1550nm和905nm产品量产落地经验的独角兽企业，拟赴港上市，估值达110亿元。Q5: 激光雷达的技术趋势是怎样的？1.激光雷达测距：ToF仍为主流，FMCW未来可期；2.固态激光雷达有望成为最优选择；3.905nm光源仍将占据主导地位；4.数字化是激光雷达突破性能天花板的关键，SPAD技术是未来固态激光雷达发展的关键。风险提示：下游需求放缓、技术导入不及预期、客户导入不及预期、贸易摩擦加剧。Q1激光雷达是什么？1.1. 激光雷达是一种非接触式探测和测距的传感器系统激光雷达是一种非接触式探测和测距方法。该技术通过发射光脉冲击中附近物体后测量反射回波信号的特性来精确地计算每个物体的距离。它是由以下部件组成的传感器系统：激光器(laser)发出特定波长的激光，经过旋转机构(scanning)实现区域的快速扫描，反射回来的激光经过滤光片(spatial & spectral filter)滤除环境干扰，最终通过光电检测器（photodetector）将光信号转换成易测量的电信号进行检测。激光器：激光发射装置。常见三种类型：激光二极管、光纤激光器、Nd:YAG晶体激光器，激光波长、发射能量、发射频率、脉冲时间有所差异，需根据使用场景选择。旋转机构：改变激光的测量方向，以对大范围区域进行迅速的激光扫描。最终得到的点云密度和旋转机构的转速以及激光器的发射频率有关。不同的旋转机构得到的点云扫描轨迹不同。滤光片：由于白天环境光在全波长范围内均会产生背景噪声，可以通过滤光片在空间和波长上对背景噪声进行滤除。光电检测器：激光检测器检测从目标物体反射回来的激光脉冲，将光信号转换成易测量的电信号。需要检测时间越长，LiDAR的空间分辨率会降低。资料来源：传感器专家网，东兴证券研究所图2: 激光雷达的构成图1: 激光跟雷达同属一个光谱资料来源：虎嗅，东兴证券研究所1. 2.激光雷达种类：按维度、扫描方式、原理分类激光雷达种类扫描方式扫描范围 扫描精度体积量产成本可靠性机械式机械式扫描：利用旋转的机械部件（如反射镜、棱镜等）控制光束扫描方向大低大高不可靠混合/半固态MEMS分为一维扫描和二维扫描，通过内部运动的反射镜来改变激光的方向小低小较低可靠，易过车规转镜式棱镜式二维振镜固态Flash通过高密度的激光源阵列，短时间内发射覆盖一片区域的激光，用高灵敏度的接收器构建三维图像大-中中可靠OPA通过调节发射阵列中各个单元的相位差来改变激光光束的发射角度中高最小低可靠表1: 激光雷达按扫描方式分类资料来源： 盖世汽车社区，半导体全解微信公众号，东兴证券研究所种类原理优势缺点应用ToF(飞行时间)发射激光脉冲，测量光的飞行时间计算距离（距离=光速×时间/2）响应速度快、探测精度高，适合快速测量距离对计时系统要求极高，脉冲信号处理复杂，成本较高自动驾驶、机器人导航等需要快速测量距离的场景FMCW(调频连续波)发射频率随时间变化的连续激光，通过测量发射光和反射光的频率差计算距离可直接测量速度，抗干扰能力强，适合复杂环境系统复杂，开发难度大，成本高自动驾驶、工业检测等需要速度测量和高抗干扰能力的场景三角测量雷达利用几何原理，通过激光器和探测器的夹角以及反射光的成像位置计算距离精度高、成本低，适合近距离测量测量距离增加时精度降低，对环境光敏感室内机器人导航、近距离测量等对精度要求高且测量范围小的场景脉冲相干发射相干激光脉冲，与本地振荡光进行相干检测，通过干涉条纹获取目标信息测量精度和分辨率高，能探测微小变化技术复杂，设备要求高，成本高科研、军事等对精度要求极高的领域表2: 激光雷达按原理分类资料来源：Xbot具身知识库微信公众号，东兴证券研究所维度的差异：单线与多线单线激光雷达：仅发射一条激光束，对周围环境进行平面式扫描，成本较低。应用：在扫地机器人、送餐机器人等服务机器人领域应用广泛缺点：只能获取二维平面信息，在复杂场景中存在局限性多线激光雷达：可同时发射多条激光束，实现对周围环境的三维扫描。常见的有4线、8线、16线、32线、64线和128线等。线数越高，点云数据越密集，对环境的感知能力越强。应用：自动驾驶领域缺点：成本相对较高，技术复杂度也更高Q2激光雷达的优势与挑战有哪些？2.1. 激光雷达的优势超高分辨率稳定性与可靠性全天候工作精准测距与速度测量三维成像能力工作波长较短，使其在探测过程中具有极高分辨率。角度分辨率可精确到0.1毫弧度级别，距离分辨率可达厘米级别，速度可精测至几厘米每秒的变化。发射激光脉冲并接收反射回来的信号，可以精确计算出每个点在三维空间中的位置，从而创建出高质量的三维点云数据。对于自动驾驶车辆判断路况、避障及构建周围环境地图至关重要。固态激光雷达结构紧凑，无机械旋转部件，因此具备较高的可靠性和较长的使用寿命，尤其适合于需要长时间连续工作的场景，如自动驾驶车辆上的持续监测系统。相对于可见光相机，激光雷达在夜晚或者低光照条件下仍能保持稳定工作。利用激光飞行时间原理，激光雷达可以非常准确地测量到目标的距离，不受颜色、