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2019智能驾驶激光雷达行业白皮书.pdf

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.47M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    目录 法律提示及前瞻性陈述: ....................................................................................... 3 第一部分：调查背景............................................................................................ 4 1.1 受调查者分析 ........................................................................................ 6 第二部分：激光雷达行业市场趋势分析.......................................................... 11 2.1 汽车 ADAS 和自动驾驶是激光雷达主要应用 ................................. 11 2.2 自动驾驶市场将成为激光雷达产业爆发点共识已形成 .................. 13 2.3 激光雷达行业投资状况分析 .............................................................. 13 2.4 亚太地区激光雷达市场被一致看好 .................................................. 15 2.5 降低激光雷达价格是一致呼声 .......................................................... 16 第三部分：激光雷达技术方案分析.................................................................. 19 3.1 激光雷达 .............................................................................................. 19 3.1.1 展望中长期，更看好 MEMS 激光雷达 ................................ 19 3.1.2 多因素阻碍激光雷达通过车规 ............................................... 22 3.1.3 对中国激光雷达技术科研水平持积极乐观态度 ................... 23 3.2 光源 ...................................................................................................... 26 3.2.1 1550nm 波长的激光器更受青睐 ........................................... 26 3.2.1 VCSEL 应用于车载激光雷达呼声高....................................... 27 3.3 光束操纵元件 ...................................................................................... 29 3.3.1 技术难度分析 ........................................................................... 29 3.3.2 MEMS 微镜 .............................................................................. 32 3.3.3 OPA 芯片 .................................................................................. 33 3.4 光电探测器 .......................................................................................... 35 关于麦姆斯咨询.................................................................................................. 39 关于中国国际光电博览会（CIOE） ................................................................ 40 2
    法律提示: 本文件所包含的信息只是向有选择的有资格的个人和团体提供信息和讨论 之用，不构成提议出卖或邀约购买在任何司法管辖范围内的激光雷达上市公司中 的股权利益。所有信息都归“无锡麦姆斯咨询有限公司”（简称“麦姆斯咨询”） 及“中国国际光电博览会”（以下简称 CIOE 或中国光博会）所有且应当保密。 未经麦姆斯咨询 及 CIOE 书面许可，对本文件或其内容的全部或部分以任何形 式加以复制、传播均属非法。文中的统计数据和其他事实性陈述源于公开文件， 或麦姆斯咨询及 CIOE 认为可靠的来源，但不能保证其精确性和完整性。 前瞻性陈述： 在文中的“相信”，“预期”，“预计”，“有可能”，“计划”，“预测”，“会”， “将会”等词汇及类似的表达词汇为前瞻性陈述。这些前瞻性陈述包含了已知和 未知的风险，不确定或其他因素，可能会使与激光雷达相关上市企业未来的实际 结果、表现或成果与前瞻性陈述中明确表达或隐含的有实质性不同。 3
    第一部分：调查背景 最近，智能驾驶激光雷达行业可谓热闹非凡。一方面，激光雷达领域的投资 热潮热度不减。今年 3 月，MEMS 激光雷达厂商 Innoviz Technologies（与宝 马合作，计划在 2021 年将 MEMS 激光雷达集成于汽车）宣布完成 C 轮共计 1.32 亿美元的融资，投资方来自以色列投资机构哈雷尔保险（Harel Insurance Investments and Financial Services ） 和 凤 凰 保 险 （ Phoenix Insurance Company），中国招商局资本、深创投和联新资本。据麦姆斯咨询介绍，从 2016 年以来，激光雷达行业的投资已经超过了 10 亿美元。另一方面，激光雷达因为 价格昂贵、技术成熟度在短期内无法完全满足智能驾驶的需求而饱受争议，特斯 拉（Tesla）首席执行官马斯克最近则公开 diss 所有使用激光雷达的自动驾驶公 司，说用激光雷达真是“荒唐”，他们“注定失败”！ 而另一方面，在 Yole 最新发布的报告《汽车和工业应用的激光雷达-2019 版》中预测，到 2021 年自动驾驶汽车的总量将达到 44000 辆。与此同时，激 光雷达市场也因此受益，预计将从 2018 年的 13 亿美元增长到 2024 年的 60 亿 美元。令人振奋的是，汽车应用占据激光雷达市场的 70%份额！ 图 1：2018~2024 年激光雷达市场预测 （来源：《汽车和工业应用的激光雷达-2019 版》） 关于不同激光雷达技术路线，目前业界大多数声音是采用 MEMS 微镜实现 光束扫描的激光雷达是最快落地的固态技术，麦姆斯咨询曾在《2019 年会成为 MEMS 激光雷达技术路线元年吗？》中对该技术路线做了较为详细的分析；而 4
    Flash 激光雷达虽然暂时无法兼具远近距离探测，但是作为没有任何运动部件的 技术路线，在大陆集团的引领下，也有望看到成熟产品；光学相控阵（OPA）激 光雷达如果能突破 OPA 芯片技术制造壁垒，前景可期，并且近期看到的以 MEMS 技术实现大阵列 OPA 或许会成为未来方向。当然，也许未来的主流激光雷达并 非出自以上技术路线。比如 Lumotive 提出一种超材料的“关键技术”，基于超 材料的光弯曲特性，Lumotive 液晶超表面芯片可以不依赖传统机械式激光雷达 中的旋转部件，而操纵激光束的偏转。 激光雷达在满足车规级的奋斗路途上，也带领了整个产业链的共同进步。除 了上述光束操纵元器件，光源和光电探测器厂商也紧密合作以推动车载激光雷达 的尽快落地。麦姆斯咨询在最新发布的《激光雷达技术及核心元器件-2019 版》 中对相关核心元器件技术及产业链进行了详细的分析，例如：905nm 边发射激 光器（EEL）是当前主流激光器，但 1550nm 光纤激光器和垂直腔面发射激光器 （VCSEL）阵列厂商也在体积、性能和成本上继续改进。光电探测器方面，雪崩 光电二极管（APD）阵列是最成熟和常见的器件，而单光子雪崩二极管（SPAD） 和硅光电倍增管（SiPM）也有采用并被视为将来的主流光电探测器。 图 2：2018~2025 年汽车激光雷达技术路线图 （来源：《汽车和工业应用的激光雷达-2019 版》） 为了推动激光雷达行业的发展以及充分了解目前该行业发展中面临的机遇 和挑战，CIOE 中国光博会联手麦姆斯咨询进行《智能驾驶激光雷达行业白皮书》 调研，内容涵盖激光雷达市场趋势、技术方案等。本次调查历时 20 个自然日， 共获得 1224 份有效问卷。受调查者主要来自整车厂、激光雷达厂商、激光雷达 核心元器件厂商（如光电探测器、激光器、MEMS 微镜、透镜等）、自动驾驶系 5
    统及解决方案商。 1.1 受调查者分析 我们的调查对象来自整车厂、激光雷达厂商、激光雷达核心元器件厂商（如 探测器、激光器、MEMS 微镜、透镜等）、自动驾驶系统及解决方案商，以及其 它类型厂商。 其中，来自激光雷达核心元器件厂商的受调查者比例最高，占所有受调查者 的 33.09%；来自 19%的受调查者来自自动驾驶系统及解决方案商；真正来自激 光雷达厂商的受调查者比例仅 14.01%；此外，参与调查的对象有 7%来自整车 厂，27.05%来自其它类型厂商。 7% 27.05% 14.01% 19% 33.09% 整车厂 激光雷达厂商 激光雷达核心元器件厂商 自动驾驶系统及解决方案商 其它 图 3：受调查者所在企业在产业链的位置 此次调查，吸引了激光雷达产业链的上游元器件厂商的积极参与，这充分说 明了大家对激光雷达行业持乐观态度，元器件厂商对激光雷达技术的发展保持高 度关注。本次调查中，来自光源，例如 LED、垂直腔面发射激光器（VCSEL）、 边发射激光器（EEL）、光纤激光器等企业的受调查者为 20.10%，来自光束操纵 元件，如 MEMS 微镜、光学相控阵（OPA）芯片、衍射光学元件（DOE）等企 业的受调查者为 12.25%；来自光电探测器和图像传感器企业的受调查者为 12.50%；来自光学镜头企业的受调查者为 12.99%；来自位置和导航系统，信号 处理芯片如现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、中央处理器（CPU） 等，窄带滤光片企业的受调查者分别为 8.09%、7.60%和 6.62%。 6
    20.83% 7.84% 25.25% 17.89% 8.09% 12.99% 6.62% 12.25% 20.10% 7.60% 1.47% 12.50% 汽车整车厂 激光雷达 光束操纵微纳元件（如MEMS微镜、相控阵芯片、DOE等） 光源（如LED、VCSEL、EEL、光纤激光器等） 光电探测器和图像传感器 旋转马达 信号处理芯片（如FPGA、ASIC、CPU等） 窄带滤光片 光学镜头 位置和导航系统 软件/算法 其他 图 4：受调查者的公司主要产品 参与调查的企业中，华东地区最为活跃，占 40.20%；其次是华南地区和华 北地区，分别为 28.92%和 12.75%。这与中国自动驾驶行业厂商分布有关，北 京、广东和江浙沪地区的中国智能驾驶企业最多，同时也是中国经济最为活跃的 区域。自动驾驶行业对于知识密度、劳动力水平和工业基础要求较高，上述地区 集中了中国绝大多数优质教育资源和高端人力资源，其道路建设和其它基础设施 建设也相对完备，是我国最合适发展自动驾驶的区域，自然也是孵化激光雷达企 业的最佳地区。例如，2019 年 3 月北京市印发的《北京市自动驾驶车辆道路测 试 2018 年度工作报告》显示，2018 年北京市为 8 家企业的 56 辆自动驾驶车 辆发放了道路临时测试牌照，自动驾驶车辆道路测试安全行驶已超过 15.36 万 公里；到今年 4 月底，已经分别增长为：9 家企业、60 辆车，及 40.37 公里测 试里程；未来一段时间，北京将完善智能网联汽车测试评价体系，同时逐步扩大 自动驾驶测试区域和测试道路范围，到 2022 年，北京市智能网联车辆测试区域 面积将达到 500 平方公里、开放道路里程达到 2000 公里。在上海，也同样开放 了自动驾驶道路。截止 2018 年 9 月，上海市发布了第二阶段智能网联汽车开放 7
    测试道路，新的测试道路将在安亭、临港地区规划建设，包括城市主干道、城市 次干道、产业园区主干道共十二条道路，共计 31.6km，分别是嘉定区新开放 5.5km 和临港地区新开放的 26.1km，并已向上汽集团、蔚来汽车、宝马汽车等 车企发放测试牌照。 40.20% 28.92% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 12.75% 8.09% 1.47% 3.68% 1.72% 1.72% 1.47% 华东地区 华南地区 华北地区 华中地区 东北地区 西南地区 西北地区 港澳台地区 海外地区 图 5：受调查者按地区划分 图 6：中国主要汽车激光雷达厂商分布图 中国激光雷达厂商大多数还处于初创阶段，因此该行业具有丰富经验的从业 人员并不多，很多厂商高管为海归人才。就受调查者从事激光雷达行业的经验来 看，2~5 年的受调查者占 44.36%；还有较多的受调查者从事激光雷达行业在一 年以内，占 37.50%；超过 5 年的受调查者比例仅为 12.99%；10 年以上则寥寥 8
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