汽车激光雷达行业专题研究百家争鸣，量产在即

　　（报告出品方作者：国海证券，杨阳）1、激光雷达：精确测量传感器，智能驾驶为主要驱动力
　　1。1、发展五十余载，智能驾驶应用推动技术革新
　　激光雷达是结合了光学、电子、机械、软件、芯片、器件等技术，可以进行环境探测、数据处理和传输的智能传感器。激光雷达由发射系统、接收系统、信息处理系统和扫描系统组成。发射系统中的激励源周期性地驱动激光器，发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，最后通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；经接收光学系统，光电探测器接收目标物体反射回来的激光，产生接收信号；接收信号经过放大处理和模数转换，经由信息处理模块计算，获取目标表面形态、物理属性等特性，最终建立物体模型。扫描系统对所在的平面扫描，并产生实时的平面图信息。
　　激光雷达自诞生以来经历了五个发展阶段：（1）1960年代1970年代：激光器诞生，基于激光的探测技术开始发展，这一时期激光雷达主要用于科研及测绘，1971年阿波罗15号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。（2）1980年代1990年代：激光雷达商业化起步，开始用于工业探测和早期无人驾驶项目，这一时期西克和北洋等厂商推出单线扫描式2D激光雷达产品。（3）2000年代2010年代早期：高线数激光雷达开始用于无人驾驶的避障和导航，激光雷达主要应用于无人驾驶测试项目等。此时市场内主要为国外厂商。（4）2016年2018年：国内厂商入局，激光雷达技术方案多样化发展。此时激光雷达主要用于无人驾驶、高级辅助驾驶、服务机器人等，且下游开始有商用化项目落地。（5）2019年至今：市场发展迅速，产品性能持续优化，应用领域持续拓展。激光雷达技术朝向芯片化、阵列化发展。境外激光雷达公司迎来上市热潮，同时有巨头公司加入激光雷达市场竞争。
　　激光雷达产业链上游主要为激光器、探测器、扫描器和光学芯片等组件，中游市场按照所生产激光雷达在扫描系统所使用不同技术路线可分为机械式激光雷达、MEMS激光雷达、Flash激光雷达和OPA激光雷达等，下游应用市场主要分为智能驾驶、服务型机器人和测绘等领域。
　　1。2、智能驾驶为主要驱动力，市场空间广阔
　　1。2。1、智能驾驶不断发展，多重优势促进使用
　　智能驾驶采用不同类型的传感器实现车辆对周边道路、行人、障碍物、路侧单元及其他车辆的感知，在不同程度上实现车辆安全、自主、智能驾驶，是激光雷达的重要应用场景，可根据驾驶员与自动驾驶系统参与程度分为五个等级。
　　典型的智能驾驶系统包括环境感知、决策规划和控制执行三大部分。其中环境感知系统主要包括摄像头、超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达等传感器。
　　激光雷达性能好、精度高，或为智能汽车核心传感器。激光雷达常应用于高精度电子地图和定位、障碍物识别、可通行空间检测、障碍物轨迹预测等方面，具备分辨率高、探测范围广、信息量丰富等优势，或为实现汽车智能驾驶的核心装置。
　　智能汽车激光雷达需求有望随驾驶自动化水平提升不断增加。当前驾驶自动化水平正处于不断提升的过程中，据ICVTank，全球高级别自动驾驶渗透率呈上升趋势，即搭载激光雷达的智能汽车销量有望提升。据麦姆斯咨询，L3、L4和L5级别自动驾驶则分别需要搭载1颗、23颗与46颗激光雷达，随驾驶自动化水平提升单车激光雷达搭载数量不断增加。
　　自2020年年底开始，各大车企陆续宣布激光雷达装车，2021年起激光雷达开始规模化进入汽车前装市场，2022年车载激光雷达有望迎来放量元年。
　　1。2。2、移动机器人、智慧城市与测绘为典型应用，与车载领域相比性能需求不同
　　服务型机器人、智慧城市及测绘是激光雷达的典型应用场景，对激光雷达性能有不同要求。例如应用于工业领域的YDLIDAR激光雷达测距最远为30米，应用于测绘等领域的华测导航激光雷达最远测程可达1350米，与禾赛科技车载领域典型产品Pandar128测距能力200米完全不同。据沙利文，2019年国内和全球智慧城市与测绘领域在激光雷达市场份额中占比最高，分别达70和61。
　　政策支持机器人行业发展，移动机器人有望受益。借助强大的内置感知系统及控制系统，移动机器人能够完成多种无人作业，从而减轻对人力的依赖，提高生产效率。为推进我国机器人产业发展，有关部门相继制定发布了一系列政策，例如2021年12月，工信部等部门发布《十四五机器人产业发展规划》，争取2025年我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地，2035年我国机器人产业综合实力达到国际领先水平。
　　技术不断成熟与人力成本上涨共同促进服务机器人发展，2026年全球市场规模有望达到2126亿美元。服务机器人执行除工业自动化应用外的多种任务，随科技进步服务机器人不断融入智能语音、AI算法、通讯、大数据、物联网等新技术，能力逐步提升的同时生产成本不断下降；同时人力成本的上升进一步降低了服务机器人的应用成本，因此在许多领域服务机器人替代人工已成为新的发展趋势。据MordorIntelligence预测，2026年全球服务型机器人市场规模有望达到2126。2亿美元，20212026年CAGR达44。9。据中商产业研究院，2022年我国服务型机器人市场规模有望达到542。3亿元，同比增长38。4。
　　激光雷达是自主移动机器人实现建图、定位、导航、避障等功能的核心部件，2025年全球移动机器人领域激光雷达市场规模有望达到7亿美元。服务机器人环境感知、定位建图、导航避障等解决方案采用的环境感知传感器主要是激光雷达和深度摄像头，典型产品如YDLIDARTG30激光雷达测距半径可达30米，Intel深度摄像头D455测距半径为6米，或对应不同的应用场景。据沙利文预计，2025年全球移动机器人领域激光雷达市场规模有望达到7亿美元。
　　激光雷达在智慧城市与测绘领域应用包括实景三维城市、大气环境监测和智能交通等，2025年全球市场规模有望超过45亿美元。测绘方面，通过激光雷达采集三维空间数据并处理得到具有坐标信息的影像数据，进而实现实景三维建模已成为主流发展方向。大气环境监测方面，可通过激光雷达探测气溶胶、云粒子的分布、大气成分和风场的垂直廓线，进而有效监控主要污染源。智能交通方面，可通过激光雷达对道路进行连续扫描并获得实时动态的车流量点云数据并处理得到车流量等参数，进而实现智能交通控制。据沙利文预测，2025年全球智慧城市与测绘领域激光雷达市场规模有望超过45亿美元。2、车载应用：当前处于发展期，技术路线多样
　　2。1、测距方式：ToF为当前主流，FMCW仍处于发展期
　　ToF（TimeofFlight）与FMCW（FrequencyModulatedContinuousWave）能够实现室外阳光下较远的测程（100250m），是车载激光雷达的优选方案。ToF是目前市场上车载中长距激光雷达的主流方案，FMCW激光雷达整机和上游产业链仍处于发展期。ToF即飞行时间测距方法，通过测量光等信号在发射器和反射器之间的飞行时间来计算出两者间距离。ToF激光雷达系统主要包括发射模块、接收模块、控制及信号处理模块和扫描模块，通过激光器发射激光并利用二极管检测目标物体反射的激光回波，通过高精度计时器测量激光发射与接收到目标物体反射回波的时间差，进一步用时间差乘以光速即可得到目标物体的相对距离。
　　ToF测距方法又可分为脉冲式激光测距（directTimeofFlight，dToF）和相位式激光测距（indirectTimeofFlight，iToF）。dToF采用直接测量飞行时间的方式测距，发射模块向周围环境发射脉冲波并通过接收模块接收目标物体反射回波，记录发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔，并对多次记录的飞行时间做直方图统计，即可采用频率较高的飞行时间计算测量的距离。
　　FMCW测距方法通过发送和接收连续激光束，把反射光和本地光做干涉并利用混频探测技术来测量发送和接收的频率差异，再通过频率差换算出目标物的距离。激光束击中目标物后被反射，当发射模组与目标存在相对速度时，反射光会附加相应的多普勒频率，将反射光和本地光做干涉并利用混频探测技术测量出频率差之后，可以结合发射信号的调频斜率计算出物体的距离信息。
　　FMCW与ToF技术相比具备灵敏度高、探测距离远、抗干扰能力强、能够直接测速的优点，FMCW激光雷达的硅光芯片化或为发展趋势。
　　在短期很难达到较高集成度的情况下，FMCW激光雷达成本较高。FMCW使用相干探测，要求光学器件表面的公差在20以内，光学元件成本较高。FMCW对ADC转换速率的要求是ToF系统的24倍，同时要求FPGA能够接收数据并进行高速FFT转换。即使使用ASIC，FMCW系统所需的处理系统复杂度和成本也是ToF系统的几倍。
　　FMCW激光雷达芯片化有望推动成本下降，光勺科技预计2025年可达1500元。国外企业包括AEVA、Aurora、mobileye、Strobe、Scantinel等，国内企业包括洛微科技、禾赛科技、北京光勺科技等对FMCW激光雷达有所布局：AEVA预计2023年量产；Mobileye预计2024年量产、2025年左右实现芯片化；光勺科技预计2025年实现FMCW激光雷达芯片化，成本达1500人民币。
　　2。2、发射模块：VCSEL易于集成功率密度低，FMCW光源处于发展期
　　EEL（EdgeEmittingLaser）边发射激光器具有高发光功率密度的优势，但因其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，往往只能通过单颗一一贴装的方式和电路板整合，而且每颗激光器需要使用分立的光学器件进行光束发散角的压缩和独立手工装调，比较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。VCSEL（verticalcavitysurfaceemittinglaser）垂直腔面发射激光器具有易于二维集成、阈值低、光束质量好、调制频率高、寿命长、单模工作稳定、易于实现低温漂系数等优点。然而传统的VCSEL激光器存在发光功率密度低的缺陷，导致只在对测距要求近的应用领域有相应的激光雷达产品（通常50m）。
　　VCSEL激光器自上而下包括P型欧姆接触电极、P型掺杂的分布式布拉格反射镜（DBR）、氧化限制层、多量子阱有源区、N型掺杂DBR、衬底以及N型欧姆接触电极。量子阱有源区位于n型掺杂和p型掺杂的DBR之间。DBR反射镜具有大于99的反射率。有源区的光学厚度为12激光波长的整数倍，通过Pcontact向有源区注入电流并产生受激辐射的光子在DBR中往复被反射并谐振放大，从而形成激光。
　　近年来国内外多家VCSEL激光器公司纷纷开发了多层结VCSEL激光器，将其发光功率密度提升了510倍。2021年，Lumentum发布了新款高功率、高效率的五结和六结VCSEL阵列，每个发射孔的光功率超过2W，从而使得1平方毫米VCSEL阵列的峰值功率超过800W。功率密度提升为应用VCSEL开发长距激光雷达提供了可能，结合其平面化所带来的生产成本和产品可靠性方面的收益，VCSEL未来有望取代EEL。FMCW激光雷达的光源不同于ToF激光雷达，窄线宽的线性调频光是实现相干检测的基础。目前商用的能够实现窄线宽输出的激光器有四种类型：分布式反馈激光器（DFB）、分布式布拉格反射激光器（DBR）、外腔激光器以及通过窄线宽激光器的种子元加上外调制的方案。
　　然而，上述四种解决方案各自存在问题，DFB激光器、DBR激光器频率功率起伏大、线性度差，外腔激光器量产困难，外调制方案各项性能最优，但成本过高难以实现商业化。同时，以上方案还共同存在功率不足的问题。FMCW激光雷达的光源解决方案仍处于发展期。
　　2。3、扫描模块：全固态处于发展期，有望推动成本下行
　　根据扫描系统方案，激光雷达可分为机械式、混合固态（包括转镜式、MEMS）和全固态（包括Flash和OPA）。机械激光雷达的发射系统和接收系统通常存在宏观意义上的转动，通过不断旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光从线变成面，并在竖直方向上排布多束激光，形成多个面，达到动态扫描并动态接收信息的目的。机械式激光雷达具有技术成熟、扫描速度快、360扫描等优点，同时也面临体积重量大难过车规、可量产性差、成本高等问题。
　　转镜式激光雷达类似机械式，其保持收发模块不动，通过无刷电机带动转镜运动，将激光反射到不同的方向实现一定范围内激光的扫描。由于无刷电机已在工业中广泛应用多年，部件稳定性已有可靠验证，且供应链较为成熟，因此转镜式扫描模块可实现快速应用。相比纯机械式激光雷达，转镜式激光雷达结构简单、体积相对较小、易于量产、易过车规，是自动驾驶上应用较多的方案。但由于电机为金属机械部件，因此在体积的小型化发展上受限，且成本下降空间有限，目前主要依靠工程设计对转镜方案进行改进，形成如棱镜、多面镜等不同转镜方案。
　　MEMS激光雷达使用微振镜替代机械式产品中的宏观扫描装置，将机械部件集成到单个芯片，有望成为当前主流方案之一。MEMS激光雷达具备多方面优势，如MEMS微振镜帮助激光雷达摆脱了机械装置，有效减小了激光雷达的尺寸；MEMS微振镜的使用能够减少激光器和探测器的数量，降低激光雷达的成本；MEMS微振镜在其他领域有着多年的商业化应用，商业化较为成熟。
　　MEMS激光雷达的微振镜芯片技术门槛相对较高，且由于MEMS微振镜的尺寸和偏转角度较小，MEMS激光雷达视场角偏小。
　　Flash激光雷达优点是无扫描器件、成像速度快，缺点是激光功率受限、探测距离近、抗干扰能力差。Flash激光雷达利用激光器同时照亮整个场景，对场景进行光覆盖，一次性实现全局成像，故也称为闪烁式激光雷达，工作原理与数字照相机类似。
　　OPA（光学相控阵）是一种新兴技术，由紧密排列的光学天线阵列构成，并在宽角度范围内发射相干光，然后通过调节每个天线发射的光的相对相位来改变产生的干涉图样。OPA激光雷达取消了机械结构，激光控制集成在一块OPA芯片，具有体积小，结构简单，可以动态控制扫描频率、分辨率和焦距，多线多维扫描能获得更高的数据采集率等优点。但采用OPA路线的企业需要自主研发芯片，上游核心电子元器件、技术支持不成熟，制造工艺复杂，短期产业化难度较大。
　　OPA扫描方式或与FMCW测距方式有着较好适配性。ToF激光雷达峰值功率通常在4050W，容易导致硅光芯片受损，而FMCW对峰值功率的需求只有百毫瓦级别，远低于ToF，未来OPA扫描方式或更适合采用FMCW光源。
　　未来激光雷达扫描系统或朝高性能、低成本、轻量化、全固态化方向发展，随着技术成熟度的不断提高，量产成本较低、性能较好的纯固态方案有望逐渐受到激光雷达厂商青睐。转镜式与MEMS方案是目前激光雷达市场的主流，Flash方案目前或适用于中短距补盲雷达，OPA方案未来有望在车载领域实现商用。
　　2。4、探测模块：SPADSiPM具有更高灵敏度
　　激光探测的核心器件是光电探测器，能把光能转换成电信号，主要要求包括频带宽、灵敏度高、线性输出范围宽、噪声低等。激光雷达探测器主要分为光电二极管（PD）、雪崩二极管（APD）、单光子雪崩二极管（SPAD）和硅光电倍增管（SiPM）四种，APD目前是激光雷达的主流探测器。SPAD工作在盖革模式，能够达到106量级的增益。SiPM由SAPD阵列并联组成，SPAD有更高的灵敏度，仅能判断是否感知到激光，SiPM的灵敏度相对较低，但能区分激光强度的大小。在相同的分辨率要求下，SiPM相比SPAD阵列的面积较大。此外，SiPM作为硅基传感器，感知波长一般小于1000nm。
　　与APD相比，SPADSiPM具有灵敏度高、结构紧凑等优点。SPADSiPM可探测距离超过200m、5的低反射率目标，在明亮的阳光下也能工作，在具备较高分辨率的同时可采用小光圈与固态设计集成到汽车中，正成为新兴激光雷达探测器。目前，国内外多个激光雷达探测器厂商对SPADSiPM探测器有所布局，Flash激光雷达也较多采用VCSEL加SPAD的方案。3、竞争：成本性能或为要素，技术演进推动格局
　　3。1、性能满足智能驾驶，技术推动成本下行
　　性能是激光雷达产品获得下游客户青睐的重要指标，衡量激光雷达性能的指标主要包括探测距离、测距精度、角分辨率、视场角范围、功耗、体积、集成度等。车企通常要求激光雷达在高速场景下具有150米以上的探测距离、120的宽视角以满足十字路口等特殊场景的检测、误差小于3cm测距精度、误差小于0。3的水平与垂直角分辨率、百万级别点频和较小的体积等。
　　全球激光雷达市场设计方案导入或以机械式（含转镜、棱镜）方案为主，未来有望由混合固态过渡到固态方案。机械式激光雷达的扫描系统中，需要高可靠性的旋转电机和多个激光发射器，同时多部件结构所需的系统综合制造成本也较高，因此整体成本较高。MEMS激光雷达发射和接收激光器大幅减少，当前受限于MEMS振镜价格较高，大规模量产后MEMS振镜有望降低至3050美元，或具备成本优势；但MEMS激光雷达接收端的收光孔径较小，光接收功率远低于机械式激光雷达，因此具有信噪比低、有效距离短及FOV窄的缺点。
　　机械式激光雷达实现高线束需要多个激光发射器，同时扫描系统依赖电机，部件、制造、系统成本都很高。以Velodyne的64线激光雷达为例，采用了16组激光发射器以及2组激光接收器，产品结构复杂。据汽车之心，Velodyne的机械式激光雷达PuckVLP16总BOM成本约830990美元。
　　混合固态激光雷达BOM成本显著低于机械式激光雷达。据SystemplusConsulting，Valeo的转镜式激光雷达Scala1（4线）总BOM成本约为300美元，MEMS微振镜式激光雷达根据振镜和光源不同制造成本范围约为4501200美元。其中MEMS激光雷达相比转镜式在光学、机械性能和功耗方面表现更佳，同时得益于激光收发单元数量的减少，以及MEMS振镜随量产有较大的降价空间，混合固态激光雷达中MEMS方案或能达到更低的成本。
　　Flash激光雷达设计简洁、元件少、成本低，是目前纯固态激光雷达的主流方案。Flash激光雷达产品在消费电子领域产品成熟度较高，但在车载领域还需解决高能量发射的痛点，当前还难以实现远距离探测，主要用作补盲。为了克服探测距离的限制，相关企业纷纷探索基于VCSELSPAD的单光子面阵方案，其中ibeo推出的ibeoNEXT产品具备12880分辨率，采用顺序扫描的工作方式，探测距离可达140m（10反射率），当前已具备量产能力；Ouster于2020年发布了具备200m（10反射率）探测能力的ES2；国内企业奥锐达同样推出了ordarrayTM系列激光雷达。
　　OPA固态激光雷达潜力较大，当前还处于发展初期。光学相控阵OPA固态激光雷达采用多个光源组成阵列，通过控制各光源发射的时间差合成角度灵活、精密可控的主光束。OPA光学相控阵的核心是光学相控阵单元，目前还没有成熟的技术，突破时间或较为漫长。Quanergy是OPA激光雷达的典型代表，其光学相控阵固态激光雷达产品S32TM探测距离7m（10反射率），或主要针对工业设计。2022年5月10日，Quanergy宣布其光学相控阵（OPA）技术已成功实现250米的距离检测。
　　芯片化架构、硅光器件研发、算法优化等均有望降低激光雷达成本。TOF激光雷达可通过开发VCESL和单光子器件的专用芯片降低成本。FMCW激光雷达所需线性调频光源可研发硅光器件取代成本高昂的分立外腔激光器和铌酸锂调制器，探测器可将基于硅光技术的锗硅探测器在接收模块中集成为BPD阵列，进一步与系统其他模块的硅基器件单片集成，有效降低尺寸和成本。此外，芯片化架构的激光雷达还能节省对每个激光器进行单独光学调试的人力成本。
　　规模效应、自动化生产及合理的工艺设计有望降低激光雷达成本。据Yole预测，到2026年，全球车载激光雷达平均价格（含机械式）有望下降至约1000美元，到2030年，全球激光雷达平均价格有望下降至约600美元。
　　3。2、份额分散百家争鸣，技术演进或为胜负手
　　激光雷达市场参与者众多，竞争格局较为分散，具有较强竞争力的厂商主要集中在中国、美国和欧洲。由于激光雷达尚处在量产初期，不同厂商选择不同技术路线进行探索时或存在随技术演进取得性能及成本优势的可能性，竞争格局仍不稳定。当前激光雷达市场具有较强竞争力的厂商主要集中在中国、美国和欧洲。
　　激光雷达市场份额分布较为分散。VALEO为激光雷达头部企业，占据28的市场份额，而中国企业速腾聚创、大疆、图达通、华为和禾赛科技分别占据10、7、3、3和3的市场份额。
　　激光雷达扫描系统的固态化进程或将影响激光雷达市场未来竞争格局。扫描系统的固态化是激光雷达提高性能降低成本的重要路径，部分机械式激光雷达厂商在MEMS激光雷达以及固态激光雷达领域有所布局。重要激光雷达厂商如Valeo、Velodyne、速腾聚创在机械式激光雷达、MEMS激光雷达和纯固态激光雷达领域均有所布局，Quanergy等企业则直接瞄准纯固态激光雷达领域。
　　FMCW激光雷达的量产或对激光雷达市场未来竞争格局有较大影响。AEVA、Aurora、SiLC、Mobileye、光勺科技等企业对FMCW激光雷达有所布局。目前，AEVA已宣布将于2022年完成C样的开发和测试验证，并将于2023年底实现量产，Mobileye预计将于2024年实现FMCW激光雷达的量产，光勺科技则预计将于2025年实现FMCW激光雷达的芯片化。
　　激光雷达技术密集度较高，已授权专利数量和申请中专利数量或能一定程度上反映公司技术储备、科研能力和发展潜力。据Knowmade统计，海外厂商Velodyne、ibeo、Luminar及中国厂商禾赛科技、速腾聚创在专利储备中处于领先地位。
　　4、重点公司分析
　　4。1、炬光科技：激光器领军企业，布局拓展激光雷达发射模块
　　炬光科技主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件（产生光子）、激光光学元器件（调控光子）的研发、生产和销售，目前正在拓展激光行业中游的光子应用模块和系统（提供解决方案，包括激光雷达发射模组和UVL光学系统等）的研发、生产和销售。其中，激光雷达发射模组已签署4亿元框架协议，收入在爬坡阶段。公司激光雷达产品收入占比逐年提升，由2018年的0。02亿元上升至2021年0。52亿元，占营业总收入的10。92。
　　炬光科技拥有车规级汽车应用（激光雷达）核心能力。公司正在拓展面向智能驾驶激光雷达（LiDAR）、智能舱内驾驶员监控系统（DMS）等汽车创新应用场景的车规级核心能力，已通过IATF16949质量管理体系认证、德国汽车工业协会VDA6。3过程审核，拥有车规级激光雷达发射模组设计、开发、可靠性验证、批量生产等核心能力，并通过首个量产项目积累了大量可靠性设计及验证经验。作为线光斑扫描发射模组方案的行业领导者，公司基于EEL和VCSEL激光器发布了多款线光斑激光雷达发射模组产品，并为多家激光雷达客户送样，其中BeamRazorTM系列线光斑模组LE02产品获得LaserFocusWorld杂志颁发的2021年度激光和光电行业创新者奖（InnovatorsAwards）。
　　炬光科技与多家车载激光雷达行业头部客户开展合作，项目有序推进，未来公司业绩有望提升。公司已与包括美国纳斯达克激光雷达上市公司VelodyneLiDAR、Luminar、福特旗下知名无人驾驶公司ArgoAI等达成合作意向，其中激光雷达线光源产品已与多家客户建立新产品开发项目，2016年起开始研发的高峰值功率固态激光雷达面光源已与德国大陆集团签订批量供货合同，现已进入批量生产阶段。2021年成功获得一家国内知名激光雷达客户的项目定点，项目正在有序推进中，预计将于2022年第三季度进入量产。
　　4。2、长光华芯：高功率半导体激光芯片龙头
　　长光华芯专注于半导体激光芯片、器件及模块等激光行业核心元器件的研发、制造及销售，主要产品包括高功率单管系列产品、高功率巴条系列产品、高效率VCSEL系列产品及光通信芯片系列产品等。公司纵向延伸开发器件、模块及直接半导体激光器等下游产品，横向扩展VCSEL芯片及光通信芯片领域。2021年公司业绩稳步提升，实现营业收入4。29亿元，同比增长73。59；实现归母净利润1。15亿元，同比增长340。49。
　　长光华芯系半导体激光行业全球少数具备高功率激光芯片量产能力的企业之一，打破激光芯片依赖国外进口局面。公司已建成3吋、6吋激光芯片量产线，拥有一套外延生长、晶圆制造、封装测试、可靠性验证相关的设备，并突破了外延生长、晶圆工艺处理、封装、测试的关键核心技术及工艺。公司高功率半导体激光芯片在国内市场的占有率为13。41，在全球市场的占有率为3。88，在高功率半导体激光芯片领域的国内市场占有率第一，居于国内领先位置。随着激光芯片的国产化程度加深，公司的市场占有率有望进一步提升。
　　4。3、奥比中光：布局VCSELSPAD的单光子面阵固态激光雷达
　　奥比中光的主营业务是3D视觉感知产品的设计、研发、生产和销售，3D视觉感知技术处于应用发展初期，公司依托3D视觉感知一体化科研生产能力和创新平台，不断孵化、拓展新的3D视觉感知产品系列。报告期内，公司主要产品包括3D视觉传感器、消费级应用设备和工业级应用设备。公司3D视觉感知技术产品的下游应用领域包括生物识别、AIoT、消费电子和工业三维测量等，每个应用领域对应众多不同细分场景。旗下控股子公司之一奥锐达主要经营汽车激光雷达的相关产品研发与销售，自2019年成立起一直致力于创新的激光雷达和车载3D摄像头底层核心元器件和新型架构的设计。2021年，奥比中光实现营业收入4。74亿元，同比增长83。11；3D视觉传感器产品占比稳步提升，由2020年的1。8亿元上升至2021年3。53亿元，占营业收入的74。
　　在全固态激光雷达领域，目前主流的技术路线包括OPA光学相控阵技术、Flash快闪技术等。其中，OPA光学相控阵技术难度高，成本居高不下；Flash快闪技术则因其发射面阵光源的物理特性，能量分散，探测距离较为受限。奥锐达选择了一条全新的技术路径VCSEL（激光发射器）SPAD（探测器）的单光子面阵固态激光雷达。相较于Flash方案，可寻址VCSEL激光器的发射光峰值功率密度和信号信噪比均显著提高。这意味着在相同的功率下奥锐达的激光雷达方案可以实现更远的探测距离。在接收端，奥锐达的方案采用了SPAD即单光子雪崩二极管阵列传感器，从而使得激光雷达具备单光子探测能力，探测灵敏度大幅提升，可实现低激光功率下的远距离探测。此外，奥锐达激光雷达采用全固态结构设计，可大幅降低体积和故障率，从而提高可靠性。同时，奥锐达车规级工厂和产线也已提上议程，2022年符合IATF16949标准的车规级产线有望逐步投产。
　　4。4、万集科技：多技术路线布局激光雷达
　　万集科技是国内领先的智能交通产品与服务商，为公路交通和城市交通客户提供激光产品、汽车电子、智能网联、专用短程通信（ETC）、动态称重系列产品的研发和生产，以及相关的方案设计、施工安装、软件开发和维保等相关服务。公司激光雷达产品涵盖交通用激光雷达、工业制造、商用服务机器人用激光雷达、智能装备用激光雷达和面向多维感知多线激光雷达等多系列产品。万集科技是交通用激光雷达领域龙头企业，产品已在全国城市及公路交通获得规模化应用。公司在激光雷达领域坚持自主研发，截止2021年12月31日，公司关于激光雷达产品累积获得专利274项。2021年，公司实现营业收入9。45亿元，同比下降43。17，主要是由于ETC行业进入稳步发展期。激光产品业务收入占比稳步增长，由2020年的6上升到2021年的15。
　　公司对车载激光雷达产品同时进行机械式、MEMS、OPA多技术路线布局。2021年12月16日，万集科技发布混合固态128线车规级激光雷达，支持200米测距，综合性能出众。同时万集科技预计于2022年发布MEMS车载激光雷达和可测距30米的OPA激光雷达，有望在2024年发布OPA激光雷达上车的工程样机。
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　　精选报告来源：【未来智库】。未来智库官方网站