2022年激光雷达行业发展现状及未来趋势分析.docx

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1、2022年激光雷达行业发展现状及未来趋势分析1. 前言:美股激光雷达复盘激光雷达作为智能化核心传感器，受到资本市场关注。国内尚无整机厂上市，美股已有公司陆续挂牌。我们选取美股上市时间较早的五家激光雷达公司，其中 Velodyne 成立于 1983 年， 其他四家成立于 2012-2017 年间。在技术路线上每家厂商各有不同，Velodyne 主要生产 传统机械式激光雷达，Luminar、Aeva、Innoviz 采取混合固态技术路线，而 Ouster 专注 纯固态技术路径。从财务数据来看，各家公司归母净利润均未走正，营业收入有较大差 距。Velodyne 营收最多，但呈下降趋势;Luminar

2、、Ouster 营收并驾齐驱，均处于三千万 美元区间;而 Aeva 和 Innoviz 营收未达千万美元。从市值方面来看，五家公司市值均有 较大波动，截至 2022 年 4 月 30 日收盘，Luminar 市值领先，约 43.2 亿美元，其他四家 公司市值均在 10 亿美元以下。1.1. 财务梳理:现金流尚未转正，分化初步显现行业整体营收呈现增长态势，Velodyne压力较大。随着下游应用的兴起，激光雷达 的使用场景在拓宽，应用数量在扩大，带动行业整体营收规模增长。以美元对人民币汇 率 6.4 计算，2021 年全年，Luminar 营收 2.04 亿人民币，同比增长 124%;Ouster

3、 营收 2.1 亿人民币，同比增长 78%。“激光雷达第一股”Velodyne 营收 3.95 亿人民币，同比下 滑 37%。营收端的趋势分化源自各家技术路线的差异以及市场竞争策略、产品力的变化。美股激光雷达公司整体呈现亏损态势，彰显行业处于早期阶段。从各家公司最新公 布的 2021 年度数据来看，无一盈利，亏损最多的 Luminar 净亏损超过 15 亿元人民币， 最少的 Ouster 也净亏损接近 6 亿人民币。盈利能力不稳定，融资是现金来源。全行业看，Aeva 数据时间较短，可参考性不 强，其他公司中仅 Ouster 实现正毛利率，2021 年 Ouster 毛利率 27%，Lumina

4、r 毛利率 为-44%;经营性现金流普遍为负，需要持续融资维持企业正常经营。费用率高企，研发、管理、销售均为大额开支。考虑到营收体量不大，行业早期需 投入大量研发，各公司研发费用率普遍超过 100%，管理费用率与研发费用率相当;销 售费用率略低，但也普遍在 50%以上。综合来看，Luminar、Ouster 控制费用支出的能力 较强。1.2. 历史回顾:2021 年初首次高光时刻2020 年，海外激光雷达公司陆续登陆美股上市，引发资本关注。2020 年底、2021 年初，行业迎来首次高光时刻:Luminar 巅峰市值超过 100 亿美元，阶段累计升幅超 300%， 其余激光雷达厂商也收获不俗的

5、市值增长。复盘此轮行情，我们认为以下几点值得思考:1)此轮行情为多家激光雷达公司上市、部分厂商宣布合作等利好、大背景下港美 市场投资火热等多重要素共同推动;2)激光雷达为新生事物，市场认知时间不足、深 度不够，投资人易陷入过度乐观情绪。且由于行业尚未大规模上车认证，盈利无法支撑， 美股各公司随后进入漫长调整期。基于美股激光雷达的业绩、经营情况、股价表现，我们从长短期市场需求、技术路线、乘用车定点、产业链、估值等多维度进行海内外对标和探讨。2. 隐喻一:需求端，长期或星辰大海，短期需匹配能见度2.1. 激光雷达高估值背后的需求刚性激光雷达，意为“激光的探测和测距”，即以发射激光束探测目标的位置、

6、速度等 特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是发射激光束，通过测量激光在物体表面反射 而返回的信号，确定物体的方位和距离;通过操控发射的激光束可以测量出环境中大量不同的激光反射点，从而创建出完整的 3D 点云模型。激光雷达一般主要由发射系统、 接收系统和信息处理等部分组成，核心部件主要有发射光学镜头、光束控制器、激光器、 激励源、接收光学镜头、光学二极管、放大器、探测器和控制硬件等。激光雷达核心关注探测距离、视场角范围、角分辨率、测距精度等指标。激光雷达 测远能力越强，最远探测距离越远;视场角范围越大说明激光雷达对空间的角度覆盖范 围越广;角分辨率越小说明对目标物的细节辨认能力越强;测距精度越

7、高代表测量的随 机误差越小。激光雷达的本质是提供安全冗余，作为传感器具备需求刚性。激光雷达与其他车载 传感器对比，综合性能更优，在光照适应度、探测精度、可靠度等方面具有显著优势。 毫米波雷达在行人判别方面存在重大缺陷，危险系数高;摄像头的抗干扰能力弱，对算法的要求极高;超声波传感器的探测距离近，无法满足要求;红外传感器易受极端天气的影响。激光雷达上车显著增强了感知系统的冗余性，提高车辆的安全性。在成本方面， 激光雷达的成本显著高于其他车载传感器，随着激光雷达的成本下降，激光雷达的安全 优势将愈发凸显。多传感器融合是未来技术发展趋势。特斯拉作为纯视觉方案的代表，通过自主研发 的神经网络系统，将摄

8、像头收集到的大量数据进行处理，实现环境监测。相比之下，新 势力如小鹏、蔚来等积极布局激光雷达，传统车企如奔驰、奥迪也对激光雷达抱有期望。 以小鹏 P5 为例，感知系统中融入激光雷达，辅以毫米波雷达与摄像头，拥有强大的感 知能力，是激光雷达量产上车的先锋代表。考虑到激光雷达、毫米波雷达、摄像头各有 优劣，其他厂商也大多选择了多传感器融合。相比于摄像头，激光雷达反应灵敏，且有强大的空间三维分辨能力，在测量距离信 息上更有优势，弥补了摄像头响应速度慢、视场角有限、无法测距等缺陷，在恶劣天气 或是强光线的不利外界条件下，也能一定程度下避免传感器的失效。同时，“重感知，轻 计算”的激光雷达方案能够降低摄

9、像头对算法的依赖性，进而降低计算平台的成本。相比于毫米波雷达，激光雷达在细节呈现方面的表现更为出彩。毫米波雷达的检测 分辨率低，可获取的信息量少，无法准确地识别如指示牌、行人这一类目标，也难以获 取高度信息，对横向目标敏感度低。激光雷达则在识别障碍物方面更准确，也可获取空 间的深度信息，提供的信息精度高。资本市场的高估值，反映的正是对激光雷达长期的广阔市场预期。对于需求端短期 的验证，重点需要关注 2022 年开始的国产激光雷达上车表现。2.2. 2022 上车元年，2023 或迎放量2022年智能化进展显著，多家汽车企业逐步入局激光雷达市场。自 2017 年奥迪推 出市场上第一款搭载激光雷达

10、的汽车后，全球各大汽车厂商纷纷入局激光雷达市场。以 小鹏汽车为例，自 2018 年以来小鹏以 G 系列和 P 系列为主打系列推出了 4 款主要车型 (G3、P7、P5、G9)和几款附加车型(P7 鹏翼、G3i 等)。从车型定位来看，G 系列定 位家用 SUV，P 系列主打家用轿车。在智能化方面，2018 年交付的 G3 和 2020 年交付 的 P7 在智能驾驶上走纯视觉路线，以发展摄像头为重点，并在数量上从 G3 的 5 颗摄 像头增加至 P7 的 14 颗。自 2021 年交付的 P5 开始，小鹏入局激光雷达市场，搭配 2 颗 大疆 Livox 激光雷达，并持续快速迭代，预计在 2022Q

11、3 交付的 G9 上保持此数量。激光雷达首次批量上车，是智能化中最亮眼的星。2022 年，据汽车之家、维科网等第三方数据统计，确定搭载激光雷达的车型近 20 款，包括蔚来、小鹏、理想、哪吒等造车新势力、北汽、广汽、上汽、吉利等国内传统汽车厂商以及丰田、本田、宝马、奥迪、 大众等全球头部汽车厂商。这些车型预计于 2021 年年底至 2022 年年底量产交付，也有 少部分头部汽车厂商车型预计 2023 年后量产上市，受到疫情反复的扰动，交付时间节 点可能有所延迟，但整体产业发展方向良好。我们认为，2022 年新车型的发布将切实拉动激光雷达的需求，考虑到各车型的发布 时间、标配/选配方案，预计全年搭

12、载激光雷达的车型销量有望冲刺 20 万辆，为整机厂 的业绩提供支撑，也为 2023 年的放量打下坚实基础。展望 2023 年，激光雷达可能成为 智能化的重要卖点，而逐渐成为标配方案。截至2020年底，工业和测绘领域为激光雷达主要应用场景，远期车载占比将不断 提升。据 Yole 统计，2020 年测绘和工业为激光雷达的主要应用场景，占比超过 70%。 Yole 预计，ADAS 和 Robotaxi 市场应用占比将不断扩大，到 2026 年 ADAS 占比将达到 40.6%，Robotaxi 占比将达到 10.2%，合计超过 50%。3. 隐喻二:供给端，技术路线未定，产品及乘用车定点为核心3.1

13、. 长期纯固态方案，短期多线并行激光雷达分类方式繁多，最常见的按照扫描系统可分为机械式、半固态、纯固态 方案。机械式激光雷达是当前最成熟的方案，通过电机带动光机结构整体 360 度旋 转，其技术发展的创新点体现在系统通道数目的增加、测距范围的拓展、空间角度分 辨率的提高、系统集成度与可靠性的提升等。半固态式的特点是收发单元与扫描部件 解耦，收发单元(如激光器、探测器)不再进行机械运动，具体包括微振镜方案、转 镜方案、棱镜方案等。固态式方案的特点是不再包含任何机械运动部件，具体包括 OPA 方案、Flash 方案、电子扫描方案等。行业整体发展方向是减少机械部件、提高发光效率、提升算力、降低成本。

14、激光发 射模块向垂直腔面化转变，VCSEL 相比传统发射器功率更高，体积更小，良率可控;激 光接收模块向 SPAD 转变，单光子器件灵敏度更高，且体积小适合大规模量产;扫描系 统向固态化发展，固态式具有结构简单、尺寸小、扫描精度高、扫描速度快等优点，在 提高使用寿命降低成本的同时提高性能;处理芯片向集成化发展，采用 SoC 芯片，其优 点是可降低系统复杂度、提高良率。在长期大方向确定而短期共存的情况下，资本市场予以远期路线高估值。Luminar 营收不断增长，虽然绝对金额仍然不大，但其技术领先，高功率激光器 1550nm 方案市 场领先。考虑到 1550nm 激光会被人眼晶状体和角膜吸收，不会

15、对视网膜产生伤害，且 在恶劣环境中抗干扰能力更强，1550nm 有望成为下一代技术发展方向。Luminar 的 MEMS+1550nm 技术路线受到市场追捧，相对估值最高;而 Velodyne 的机械式产品则相 对不被看好。3.2. 关注乘用车定点情况产品定点及上车情况是市场关注核心。复盘历史，每次定点宣布和出货量增长的消 息都会对资本市场表现有正向刺激作用。2020 年，传统机械式龙头 Velodyne 为苹果测 试车辆提供激光雷达;2021 年，与主线科技、法拉第未来、Metropolis 和 Roborace 等企 业的合作刺激其股价抬升。以芯片化激光雷达为主线的 Ouster 在 20

16、21 年交付量达约 6475 个，其量产产品单价优势较大，已与 68 家企业达成“战略客户协议”，其量产能力 被验证，预计将进一步扩大出货量。定点有限制条件，海外厂商中Luminar相对最强势。Luminar 与前 10 大整车厂中 的 8 家具有合作关系，与沃尔沃、上汽、奔驰等达成量产计划，其激光雷达产品 Iris 已 确定搭载于 Volvo2022 年发布的 XC90、上汽 RES33 和上汽飞凡 R7。国内龙头禾赛科技 与理想、高合等多家整车厂签订量产订单;图达通与蔚来合作，搭载其激光雷达的 ET7 将于 2022 年推出。3.3. 有限历史下的成功要素激光雷达行业仍处于发展早期阶段，可

17、供复盘的历史资料不多，甚至由于整体出货 量较小，市占率数据有所失真，意义有限。但我们仍可以通过海内外现有龙头的成长史， 梳理出有限历史下的成功要素。Luminar:技术领先，自研芯片Luminar 之所以成为激光雷达市场明星企业，主要源自于对技术路线的前瞻性决策。 在技术上，Luminar 最突出的特点在于配置波长为 1550nm 的激光雷达接收器。2017 年 的激光雷达市场尚处于萌芽状态，905nm 波长为应用技术更成熟、硅基成本更合适的主 流选择。基于 1550nm 波长所具备的更高人眼安全、更大功率与更远探测距离的期望优 势，Luminar 率先瞄准该领域，同年收购专注研究 InGaA

18、s(铟镓砷)接收器的 Black Forest Engineering，共同攻克光纤激光器 InGaAs 衬底材料成本高昂的短板。2017 年，Luminar 推出自研 ASIC 芯片，将多枚电子元器件封装一体，致力于产品 固态化与小型化，这也为难以实现集成的光纤激光器提供了节省成本的空间。Luminar 在 2018 年 4 月宣布，通过大幅减少 ASIC 芯片中 InGaAs 用量，其接收器的成本从最初 每单位数万美元降至 3 美元。Black Forest Engineering 与 Luminar 团队之间在激光接收 器与芯片研发设计领域强强联手，达成产品性能提升与成本控制的双赢局面。

19、直至今天， Luminar 的 1550nm 激光器技术储备依然是激光雷达市场一系列 905nm 产品之间的“新 鲜面孔”，也是现有少数具备 1550nm 技术的企业之中的“先驱力量”。速腾聚创:天时地利人和，降成本叠加快速上车速腾聚创曾在 2016 年尝试机械旋转式激光雷达路线，但最终选择了半固态 MEMS 微振镜路径，其降低成本的技术主要为在架构设计上减少激光元器件的数量并充分发挥 自研二维 MEMS 振镜扫描性能。其主打产品 RS-LiDAR-M1 结构可概括为“5+5+1”，即 “5 个收发模组+5 块小镜子+1 个振镜模组”，在这一架构下速腾聚创 M1 成本可以降至 500 美金以下

20、甚至更低。另外，速腾聚创拥有光学模组封装的 IP，能将 BOM 元器件数 量降到 20 个以下，整个装配与校准过程只需 5 分钟。因而，速腾聚创 M1 产品物料成 本低，量产难度低，生产工序简单，量产难度低且一致性高，易于量产与扩产。定点项目的数量优势是评判速腾聚创目前领先的重要标志。公司凭借敏锐的商业市 场嗅觉和强大的销售服务能力，赢得客户好感。从小鹏、威马和智己汽车等造车新势力， 到广汽、一汽和比亚迪等传统强势车企，到海外电动车厂商 Lucid，速腾聚创成功拓展 了商业版图。速腾聚创多数订单集中在 2022-2023 年，为后续放量奠定了重要基础。4. 隐喻三:产业链，上游确定性较强，中国

21、供应链具备全球优势4.1. 整机厂格局未定，上游供应链优先受益激光雷达核心部件包括发射模块、接收模块、扫描系统、信息处理模块。发射模块和接收模块是激光雷达的核心和关键，具体可分为激光发射器、激光探测器及对应光学 组件三部分。1)激光发射模块将电脉冲变成光脉冲并发射向外部世界，接收模块负责接 收因碰撞而反射回来的光脉冲，光学组件则是保障激光收发的关键。2)扫描系统可分为 机械式扫描系统、半固态式扫描系统和固态式激光雷达。其中，固态激光雷达是一种革 新，类似于相控阵雷达，无需机械旋转而是通过调节发射器控制阵列的激光相位来改变 发射激光的角度，进而使用电子控制的方式就可以实现不同视角的扫描;而半固态

22、扫描 方式则被视为过渡性产品，可分为转镜、棱镜、MEMS 等类别。3)信息处理系统运用 一系列算法，将激光收发包含的信息进行分解和运算，得出目标的位置、运动状态和形 状等，包含模拟芯片、FPGA 芯片、数模转换芯片等。整机厂竞争格局未定，零部件率先受益。目前，行业正处于半固态和固态探索期， 各类方案百花齐放，尚未形成技术共识，但零部件厂商在不同技术方案中都具有极大发 展前景。其中，激光收发占激光雷达整体价值量至少 40%，但具有极高壁垒，严重依赖 上游厂商长期技术积累。因此，目前半导体激光器和光电探测器主要依赖国外进口，但 国内企业具有极大前景，如炬光科技、纵慧芯光和灵明光子，已经实现一定技术

23、突破， 未来有望成为供应链重要一环。扫描系统因整机厂技术路线选择不同而存在较大差异， 如高线束机械方案、转镜方案、MEMS 方案的技术结构和供给主体均不相同。但无论采 用何种方案，光学组件都是激光雷达产业链的重要一环，具有高度确定性。据估算，光 学组件占激光雷达整体价值量至少 15%。因此，光学组件是国产供应链的发力重点，舜 宇光学、炬光科技、永新光学、蓝特光学等凭借其工艺成熟度和规模优势，有望成为激 光雷达产业链主要受益者。4.2. 国内率先上车，国产供应链地位领先激光雷达认证流程复杂，车规认证严格，参数标准众多。国际车规认证标准主要为 IATF 16949、AEC-Q100 和 ISO 2

24、6262，分别对产品的零部件供应商管理、电子产品质量 与功能安全管理。产品认证流程大致包含 Demo 版本、A 样和 B 样，部分产品经历 C 样 和 D 样才进入 SOP 阶段。根据速腾聚创官网，硬件、点云质量、配套功能、功能安全、 可靠性均为产品认证阶段重点跟踪的核心指标。车载激光雷达若要从概念走向真正稳定 量产阶段，对于任何新的平台设计而言都需要几年的时间。从认证到定点到上车，整体耗时接近两年。根据 Velodyne 相关资料，激光雷达正式 上车之前须经历 412 个月的定制化开发、1 年的初步测试和 1 年的软件开发与硬件系 统校正阶段，认证耗时大约为 23 年，流程漫长且严格。国内较

25、早上车，海外激光雷达厂商仍在验证。Luminar 认证周期紧凑，2022Q3 将进 入量产阶段;Ouster 认证战线最长，量产需至 2025H2 启动;Innoviz 按计划已走完认证 流程，将于 2022Q2 开始量产;Aeva 目前仍处于 B 样验证阶段，量产计划定至 2023Q4 之后。海外厂商认证标准更加严格，放缓激光雷达上车节奏。具体来看，海外厂商激光雷 达认证周期阶段多、流程长，在最终质量认定方面具有更高安全性要求，量产进入缓慢， 定点决策谨慎，表现为定点项目与时间计划均滞后于国内企业。鉴于国内上车进展更快，国产激光雷达渗透率有望先行提升，同时拉动产业链投资 机遇。新能源汽车市场

26、已进入陡峭的增长曲线，全球新能源汽车销量将进一步上升;激 光雷达行业发展前景优越，国内激光雷达的装车量不断提升，有望在车载激光雷达市场 占据有利地位，推动国内激光雷达产业链企业发展。5. 隐喻四:估值端，行业暂锚定 Luminar，主题投资阶段享受“零部件躁动”5.1. PS 估值中期将持续，Luminar 暂为定价锚Luminar作为行业龙头，其估值水平可视为“定价锚”。由于行业整体亏损，在较 长时间内 PS 估值法将是主流。复盘 Luminar 历史，其上市初期 PS 倍数为 36 倍，在市 值高峰期 PS 曾超过 800 倍，截至 2022 年 4 月 1 日收盘，Luminar 公司的

27、 PS 倍数在 170 倍左右。美股激光雷达公司多采用2025年营收估值法，安全边际较低，行业当前仍处主题 投资阶段。根据各家公司业绩交流会给出的指引，2025 年目标营收均较 2021 年全年营 收有显著成长，通过高速成长消化估值。如果能够实现指引，则当前市值对应的 PS 估 值倍数普遍在 1 倍以下，最高的 Luminar 不到 6 倍。5.2. 复刻回忆:特斯拉的 2011激光雷达估值较高，但仍有望以成长消化估值。复盘特斯拉的成长历史，其 2010 年 登陆资本市场，作为新鲜事物不为大众所理解。估值水平从上市最初时期 2010 年 7 月 的 15-20 倍快速攀升至 2010 年 11

28、 月的接近 35 倍。2010-2012 年全年，特斯拉每股营收 并无显著的稳定增长，股价变动主要靠 PS 估值驱动，且估值区间变化较大。2012 年， 公司发布其第二款汽车产品 Model S，一款四门纯电动豪华轿跑车，并于 2013 年 Q1 首 次实现盈利，当日股价升幅超过 17%。股价与盈利并无必然关联，2013年起特斯拉市值即不断攀升。特斯拉2013年后营 收开始出现显著增长，2020年后才稳定盈利。通过营收和利润端复盘，可以看到特斯拉 2013 年后营收持续增长，直到 2020 年之前都采用 PS 估值法，不断增厚的每股营收将 PS 倍数消化到 2019 年底最低的 2 倍附近，随

29、着后续成长逻辑的被验证，公司 PS 倍数 重新回到接近 20 倍的水平，也开始切换为 PE 估值。激光雷达远期市场潜力较大，当下类似特斯拉的2011年。激光雷达厂商和 2011 年 的特斯拉类似之处在于:1)同为新鲜事物，未被大众广泛接纳与认可;2)没有重磅产 品问世;3)没有利润，也没有上规模的稳定增长的营收。展望未来，激光雷达有望在国 内市场率先实现车规级认证，上车后有望被大众所接纳与认可，从而带来稳定的营收规 模增长，复刻特斯拉的成长路径。行业初期，“零部件躁动”机会频繁。考虑到整机厂尚未登录国内资本市场，且从 商业模式看，上游零部件确定性更高，零部件成为当下资本市场对于激光雷达行业投资

30、 的热点。我们认为，高价值量、具备核心壁垒的产业链环节受益最为明显，将伴随行业 发展释放业绩，在行业尚未进入规模放量阶段之前，投资机会将以“躁动”的形式频繁 出现。6. 投资建议:把握国产刚需环节投资机会我们认为，基于 2022 年角度，应该优先关注上游元器件厂商:1)舜宇光学科技舜宇光学科技为国内光学领域龙头公司，车载镜头全球市占率第一。公司积极布局 新型下游市场，在激光雷达领域持续投入研发，目标为激光雷达厂商赋能，提供收发镜 头组件和模块，扫描用多边棱镜，光学视窗等产品，已获得多款定点项目。2021 年公司 营收 374.97 亿元，归母净利润 49.88 亿元。2)炬光科技炬光科技为国内

31、半导体激光器领域龙头厂商，卡位激光雷达发射模块核心环节。公司在做好上游激光“产生光子”、光学“调控光子”的同时，积极拓展中游光子应用模块和系统解决方案。公司 2019 年与德国大陆签订 4 亿元框架协议，同时拥有 Velodyne、Luminar 等知名客户。2021 年公司营收 4.76 亿元，归母净利润 0.68 亿元。 3)长光华芯长光华芯为国内激光器芯片龙头厂商，公司拥有哈勃投资参股，公司主营产品高功 率半导体激光器芯片可用于激光雷达领域，拥有自主 3 寸和 6 寸产线，壁垒较高。同时， 公司积极布局 VCSEL 领域，有望抢占先机。2021 年公司营收 4.29 亿元，归母净利润 1.15 亿元。4)永新光学永新光学为国内优质的精密光学企业，以显微光学仪器为主业，研发历史悠久，镀 膜技术领先，较早参与激光雷达光学部件生产。公司可提供滤光片、窗口等产品，已导 入禾赛、Innoviz 等知名客户，展望未来有望随行业放量而增长。公司 2021 年营收 7.95 亿元，归母净利润 2.61 亿元。同时，建议积极关注海外整机厂动态:5)LuminarLuminar 为美股龙头激光雷达厂商，主打 MEMS+1550nm 路线，技术实力领先。6)OusterOuster 走纯固态路线，采用 VCSEL+SPAD 解决方案，平衡性能、可靠性和成本。