激光雷達的需求拉動主要來源於(yu) 自動駕駛

激光雷達是一種用於(yu) 精確獲得三維位置信息的傳(chuan) 感器

激光雷達，即光學雷達、光達(LiDAR)，是一種用於(yu) 精確獲得三維位置信息的傳(chuan) 感器，其在機器中的作用相當於(yu) 人類的眼睛，能夠確定物體(ti) 的位置、大小、外部形貌甚至材質。

它通過測量激光信號的時間差、相位差確定距離，通過水平旋轉掃描或相控掃描測角度，並根據這兩(liang) 個(ge) 數據建立二維的極坐標係;再通過獲取不同俯仰角度的信號獲得第三維的高度信息。

高頻激光可在一秒內(nei) 獲取大量(106-107數量級)的位置點信息(稱為(wei) 點雲(yun) )，並根據這些信息進行三維建模。除了獲得位置信息外，它還可通過激光信號的反射率初步區分不同材質。

激光雷達是產(chan) 業(ye) 鏈的核心，下遊應用於(yu) 測繪和導航

激光雷達由發射器、接收器(感光元件和長焦鏡頭)、慣導係統構成。

實際上，產(chan) 業(ye) 鏈的上遊製造元件成本不高，不是構成成本的主要因素;且因為(wei) 激光雷達是下遊測繪、導航等應用的核心部件，目前產(chan) 能稀缺導致供不應求，呈現賣方市場，對下遊有很強的定價(jia) 權，因此該產(chan) 業(ye) 鏈主要附加值在於(yu) 激光雷達部分。

作為(wei) 一種能夠獲取物體(ti) 位置、形狀的信息的傳(chuan) 感器，激光雷達天生地適用於(yu) 地形地圖測繪。常用於(yu) 室內(nei) 建模、道路及設施數據采集、礦山采空區測量，或搭載於(yu) 飛行器上進行大範圍的電力巡線、林業(ye) 普查、水利勘測等等，應用廣泛。

目前該領域硬件技術較為(wei) 成熟，已有室內(nei) 、搭載於(yu) 汽車、船舶、飛行器的解決(jue) 方案，體(ti) 積較大，精度較高，探測範圍較遠。

該領域軟件方麵是大規模發展的瓶頸，尚未有成熟的處理大量點雲(yun) 數據並建模的方案，目前市麵上都是以非標特製軟件為(wei) 主，通用平台式尚有待發展。

近年來，激光雷達被用於(yu) 導航領域，如機器人、無人機的避障，和智能車的自動駕駛(包括輔助駕駛等不同級別)。

由於(yu) 應用場景的不同，在導航領域要求激光雷達能夠快速掃描、動態處理數據並實時反饋，在精度方麵相對要求較低，隻需分辨清楚障礙物、行人、汽車等，垂直角分辨率一般在1°左右。

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目前該領域高端硬件技術正在發展中，產(chan) 品應用於(yu) 各類智能車的原型車上，低端技術如應用於(yu) 掃地機器人等低分辨慢響應已經實現量產(chan) 。

軟件方麵，由於(yu) 目前各類無人車的研發公司均為(wei) 互聯網巨頭或汽車巨頭，如穀歌、百度、大眾(zhong) 、寶馬等，各公司均有自研算法，壁壘較高，也有少量創業(ye) 公司麵向市場提供了包含算法邏輯的解決(jue) 方案給客戶選擇，但是非常基礎，也需要客戶進行進一步開發。

近年來，受無人車和機器人需求的帶動，各激光老牌廠商(如Pioneer、北科天繪等)和創業(ye) 公司(如Velodyne、速騰聚創等)均著眼於(yu) 研發導航型激光雷達，集中針對該需求進行技術研發和突破。

且由於(yu) 智能化是市場趨勢、汽車領域市場空間大，導航型激光雷達的未來市場空間將遠大於(yu) 測量型激光雷達，因此下文將著重與(yu) 對導航型激光雷達進行介紹。

汽車智能化與(yu) 網聯化是汽車主動安全的實現過程，主動安全的智能傳(chuan) 感係統(攝像頭和雷達)將進入需求爆發階段。

汽車主動安全設計，通過安裝在車身各部位的攝像頭和雷達傳(chuan) 感器感知車身周圍信息，對危險情況進行識別，主動預警或控製，避免事故發生。

通過內(nei) 部視覺傳(chuan) 感器可以探知駕駛員是否瞌睡，進而進行瞌睡預警提醒;通過外部超聲波雷達和視覺傳(chuan) 感器可以輔助駕駛員完成泊車操作;而毫米波雷達及視覺傳(chuan) 感器可以探測車輛前方行人和車輛，對車輛的碰撞可能性進行預警，可實現自適應巡航和自動緊急製動等功能。

智能汽車的發展過程是汽車駕駛從(cong) 被動安全到主動安全、從(cong) 信息孤島到全麵互聯的過程，而未來的無人駕駛汽車也是建立在完備的智能感知係統的基礎上。因此，主動安全的智能傳(chuan) 感係統(攝像頭和雷達)將進入需求爆發階段。

激光雷達發展瓶頸短期內(nei) 在於(yu) 成本，長期在於(yu) 無人車產(chan) 業(ye) 的發展

目前的低級別自動駕駛，即輔助駕駛和部分自動駕駛領域中，主要的定位測距技術仍然是毫米波雷達和視覺傳(chuan) 感器。激光雷達與(yu) 之相比成本過高，未能被車企接受。

超聲波雷達目前單價(jia) 約為(wei) 150美元，激光雷達經過近10年來雨後春筍般的發展，價(jia) 格已從(cong) Velodyne獨占時期的逾10萬(wan) 美元(機械式)驟降至Quanergy等創業(ye) 公司聲稱的200-300美元(固態式)。

而且這些公開售價(jia) 的激光雷達均是16線以上、準備運用於(yu) 高級別自動駕駛的產(chan) 品，而根據Ibeo、北科天繪的說法，4線激光已可滿足輔助駕駛，簡版的激光雷達係統價(jia) 格將能夠做到更低，並在短期內(nei) 在低級別自動駕駛領域開始對其他傳(chuan) 感器的替代。

奧迪新款A8已經開始搭載Ibeo的Scala4線激光雷達，與(yu) 毫米波雷達一起構成最新的L3級別自動駕駛係統。此則新聞說明激光雷達成本下降已經逐漸到位，並開始商業(ye) 應用。

相信隨著未來工藝的進一步成熟、量產(chan) 帶來的規模效應能夠使成本進一步降低，將從(cong) 高端至低端逐步滲透低級別自動駕駛領域。

在高級別自動駕駛，即高度自動及完全自動駕駛領域中，激光雷達是目前各大無人車企(百度、穀歌、福特等)的唯一傳(chuan) 感器解決(jue) 方案，在其競爭(zheng) 技術視覺神經網絡算法(主要由特斯拉開發)突破之前將持續獨占該地位。

2017年6月京東(dong) 已將無人車投放至高校中進行派件，表明目前的無人車已有能力在特定環境(低速、交規較簡單)實際運作，將在一定程度上替代人力執行任務。由於(yu) 對安全的高標準、嚴(yan) 要求，無人車產(chan) 業(ye) 目前仍在技術測試期。

2017年6月，百度公司的無人車已經開上五環(交規未批準)，說明目前的技術水平已有能力處理非常複雜的交通狀況。

技術並不是無人車產(chan) 業(ye) 的唯一瓶頸，除此以外，未來無人車的發展還將取決(jue) 於(yu) 多個(ge) 方麵，缺一不可:取得更多的路測數據、政策交規的放開、安全性能的測試、關(guan) 鍵部件的成本降低等等。一旦各方麵時機成熟、智能汽車才能得到普遍運用，激光雷達作為(wei) 必備解決(jue) 方案將迎來巨額爆發。

穀歌無人車預計在2020年將實現商用，並在2025年實現量產(chan) 。

固態激光雷達是解決(jue) 高昂成本和極端環境適應的方案

作為(wei) 汽車部件，低成本、小體(ti) 積且能嵌入車身是必須的，因此未來固態激光雷達是應用趨勢，既可降成本又符合車載需求。激光雷達作為(wei) 更優(you) 的技術，目前未能得到廣泛應用的主要障礙是其低下的產(chan) 能以及隨之帶來的高昂的價(jia) 格。

激光雷達在誕生之初采用的是機械旋轉式，即通過旋轉激光束來進行水平360°的掃描，是我們(men) 在圖片中看見頂在各類無人車頭頂的部件。

這種激光雷達由於(yu) 有旋轉機械結構，光學元件的精度極高，對出廠調試有很高要求，低效率地調試裝配是主要的產(chan) 能釋放和成本降低的瓶頸。

根據采用機械旋轉式激光雷達的龍頭公司Velodyne的介紹，該公司16年生產(chan) 的激光雷達僅(jin) 2萬(wan) 個(ge) ，交貨周期長達數月至半年。

根據雷鋒網的走訪，年產(chan) 2萬(wan) 台激光雷達要使用占地五千平米以上的廠房以及數十名熟練工人(培訓一個(ge) 月以上)的人力，折算下來每人每天僅(jin) 能生產(chan) 1台，結合美國矽穀的高地價(jia) 、高工資，如此低的裝配效率自然帶來了極度高昂的人力成本。

此外，這種高精度的機械結構本身就不利於(yu) 運用於(yu) 汽車上，其在極端環境下的可靠性存疑。一台汽車在行駛時可能會(hui) 遇到各式極端情況，因此對其電子元件、機械元件的可靠性有更高要求:能耐受極端溫度、能在震動下保證高精度、能適應不同濕度的天氣環境等。

因此，即使企業(ye) 采用更高效率的裝配方式(如機器人等)來解決(jue) 產(chan) 能瓶頸，機械結構本身也將成為(wei) 旋轉式激光雷達大麵積應用的阻礙。

固態激光雷達，與(yu) 機械旋轉式相對應，取消了外部的機械旋轉結構，通過采用相控陣或微機電(MEMS)和微鏡片的方式來控製激光雷達的水平掃描。

其水平掃描範圍較窄，隻能通過多個(ge) 雷達來完成360°水平掃描的任務。但是由於(yu) 取消了外部機械結構，其重量和大小顯著降低，可以內(nei) 嵌於(yu) 車輛中，外型更加美觀。

取消了外部機械結構後激光雷達成本顯著降低，根據Quanergy公司在2016年的介紹，該公司的S3固態激光雷達單台成本僅(jin) 約200美元左右，對比機械旋轉式激光雷達動輒數千美元的售價(jia) 已是質的突破，該款激光雷達將在今年9月下線。

同時根據雷鋒網的調研，Quanergy公司宣稱明年該公司的固態激光雷達的強度水平就可達到車規級，即滿足各種高強度環境下的應用。

綜上所述，固態激光雷達取消了機械結構，能夠擊中目前機械旋轉式的成本和可靠性的痛點，是激光雷達的發展方向。除了這兩(liang) 大迫切解決(jue) 的痛點外，目前量產(chan) 的激光雷達探測距離不足，僅(jin) 能滿足低速場景(如廠區內(nei) 、校園內(nei) 等)的應用。

日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中，相信未來的激光雷達的各類測距精度參數都將會(hui) 隨成本降低和算法優(you) 化有較大的提升。

激光雷達是全球化的市場，中短期供不應求

2030年智能駕駛用激光雷達預計空間180億(yi) 美元，複合增速超50%

目前激光雷達受技術限製產(chan) 量嚴(yan) 重不足，世界各地的智能駕駛企業(ye) 都對激光雷達有強烈需求，一旦激光雷達企業(ye) 有新產(chan) 品發布即會(hui) 馬上收到來自全球各地的訂單。因此說激光雷達市場是全球化的市場，一旦企業(ye) 產(chan) 品突破即可放眼世界，獨享自動駕駛主傳(chuan) 感器的蛋糕。

2016年僅(jin) 有Velodyne公司能夠實現自動駕駛用激光雷達的量產(chan) ，公司中國區負責人翁煒在去年預計2016產(chan) 量將猛增三倍，約為(wei) 一萬(wan) 台，且產(chan) 生量變的主要原因是用於(yu) 自動駕駛的16線激光雷達的推出，此前銷量主要是用於(yu) 測繪、科研。我們(men) 據此估計2016年用於(yu) 自動駕駛的激光雷達銷量為(wei) 5600萬(wan) 美元。

根據HIS的預測，到2020年能夠進行自適應巡航(ACC)的ADAS係統滲透率為(wei) 9%，按2020年汽車年銷量1億(yi) 台計算，該係統共生產(chan) 900萬(wan) 套。

該係統目前的主要實現方案是毫米波雷達，激光雷達將部分取代、與(yu) 之結合構成更安全、更可靠的係統。若按每台低配(4線或更低)激光雷達價(jia) 格150美元、每套係統使用一個(ge) 激光雷達計算，市場缺口達13.5億(yi) 美元。因此可以替代的空間巨大，在中短期內(nei) 產(chan) 量將決(jue) 定市場空間。

長期來看，根據麥肯錫公司的預測，到2030年汽車年生產(chan) 量將達到1.15億(yi) 台，其中將有15%的汽車實現高級自動駕駛，並有45%實現低級自動駕駛。

根據北科天繪CEO張智武預測，車企希望大批量生產(chan) 時整套係統做到5000元/車(約750美元)，在不計通貨膨脹的情況下，在2030年自動駕駛用的激光雷達市場將達到180億(yi) 美元以上，年複合增速51%。

激光雷達進入壁壘高，率先低價(jia) 量產(chan) 企業(ye) 將占據車企合作入口

激光雷達企業(ye) 普遍處於(yu) 創業(ye) 階段，技術、資金成為(wei) 進入壁壘

目前激光雷達的硬件提供商主要是初創企業(ye) ，也有部分較為(wei) 成熟的激光企業(ye) 從(cong) 相近技術切入布局。

由於(yu) 激光雷達是精密的光學儀(yi) 器，且需要結合大量軟件算法、電路設計及其他自動化領域的高精尖技術，因此技術壁壘較高，難以模仿。在資金方麵，激光雷達目前量產(chan) 成本高、產(chan) 品未能廣泛商業(ye) 化，需要大量前期投資，各創業(ye) 公司都已獲千萬(wan) 以上級別的投資，資金壁壘也將成為(wei) 進入市場的限製。

各初創企業(ye) 的技術團隊均實力強勁，有多年激光雷達、位置傳(chuan) 感的開發經驗。從(cong) 周期上看，創業(ye) 團隊在天使輪/種子輪獲得啟動資金，並研發出原型機，原型機獲得合作夥(huo) 伴認可後再獲得A輪/B輪融資開始量產(chan) ，投資方一般為(wei) 車輛零部件Tier1供應商或VC、PE。

成熟的激光企業(ye) 優(you) 勢在於(yu) 在較早之前就開始激光技術的積累，團隊內(nei) 光學方麵人才積累較充足，技術團隊較大。該類企業(ye) 已有能夠產(chan) 生充足現金流的產(chan) 品，Velodyne稱融資主要是為(wei) 了進行深度合作，應下遊需求進行定製開發，因此投資方是無人車的開發企業(ye) (百度、福特)。

國外企業(ye) 具有先發優(you) 勢

Velodyne、Ibeo和Quanergy走在前沿，國內(nei) 企業(ye) 旋轉式技術已經成熟

目前著眼於(yu) 高級自動駕駛機械旋轉式激光雷達的領軍(jun) 企業(ye) 是Velodyne，固態式激光雷達的領軍(jun) 企業(ye) 是Quanergy;在低級自動駕駛已量產(chan) 商用的企業(ye) 是Valeo/Ibeo。

國產(chan) 企業(ye) 目前主要專(zhuan) 注於(yu) 生產(chan) 旋轉式激光雷達，速騰聚創、禾賽科技、北科天繪均可接單量產(chan) ，並且在精度和價(jia) 格上與(yu) 國外同檔次產(chan) 品相比擁有優(you) 勢。

率先量產(chan) 低價(jia) 產(chan) 品的企業(ye) 將占據與(yu) 車企的合作入口

到2020年ADAS市場所需的激光雷達數量就達900萬(wan) 個(ge) ，因此企業(ye) 隻要技術突破能夠量產(chan) 價(jia) 格到位的產(chan) 品就將得到應用。

除目前的Ibeo/Valeo4線激光雷達可應用於(yu) L3係統以外，未來Quanergy為(wei) 首的固態激光雷達企業(ye) 也將預計在2022年開始大規模低價(jia) 量產(chan) 。

由於(yu) 車規級部件在實際應用前需要進行大規模測試，廠商一般不會(hui) 輕易更換裝備提供商。

因此在產(chan) 能能夠滿足需求缺口之前將是技術突破的關(guan) 鍵期，在那之前能夠低價(jia) 量產(chan) 搶占市場的將打開與(yu) 車企合作的入口，並在未來獲得渠道優(you) 勢，與(yu) 廠家合作開發應用於(yu) 高級別自動駕駛的激光雷達。獲取本文完整報告請百度搜索“樂(le) 晴智庫”。