崛起的千億智慧駕駛感測器,鐳射雷達將迎來規模應用的元年

據悉,長安和華為、寧德時代聯手打造的阿維塔旗下首款E11釋出,北汽、蔚來、小鵬、智己等新車型均會在廣州車展推出帶鐳射雷達的車型,2022年是鐳射雷達規模應用的元年。

汽車變革之際,智慧駕駛將成為車企的主戰場。“視覺系”使用攝像頭憑藉 AI 演算法實現高階自動駕駛,特斯拉 NOA 快速推向市場讓“視覺系”成為當下主流。以鐳射雷達為代表的“雷達系”因為成本較高前期主要在 Robotaxi 領域應用。“視覺系”對資料積累、演算法的要求較高,先發者優勢顯著。但鐳射雷達的高可靠性、定位能力和較低演算法依賴 有望成為後來者居上的核心感測器。2021年,各大車企均規劃或推出帶有鐳射雷達的車型,鐳射雷達正式進入量產元年。預計鐳射雷達到 2025 和 2030 成本有望下降到單隻 500 美金和 300 美金,僅汽車應用全球或形成 53 億和 260 億美元的市場。

崛起的千億智慧駕駛感測器,鐳射雷達將迎來規模應用的元年

鐳射雷達為何必不可少

視覺仍有劣勢,鐳射雷達不可或缺

視覺方案仍具有瓶頸,且需要大量資料積累和處理。採用視覺方案的整車廠以特斯拉為代表,另外 Mobileye 作為視覺巨頭 Tier 0。5 或 Tier 1,也與多家整車廠建立了合作關係。

視覺方案透過攝像頭,致力於解決“拍到的是什麼”問題。從工作原理來看,視覺方案以攝像頭作為主要感測器,透過收集外界反射的光線從而進一步呈現出外界環境畫面,即我們所熟悉的攝像頭功能,再進行後續影象分割、物體分類、目標跟蹤、世界模型、多感測器融合、線上標定、視覺 SLAM、ISP 等一系列步驟進行匹配與深度學習,其核心環節在於物體識別與匹配,或者運用 AI 自監督學習來達到感知分析物體的目的,需要解決的是“我拍到的東西是什麼”的問題。

視覺方案核心優勢在於低成本、顏色/紋路識別能力強。其一在於成本低,單目攝像頭成 本僅在 150-600 元之間,較為複雜的三目攝像頭成本也通常在 1000 元以內;其二在於雷達方案主要根據點雲的方式來識別目標,重在輪廓識別,但在顏色/紋路等方面攝像頭的能力更強,例如在識別標誌牌方面有優勢。另外,以攝像頭類比人類眼睛,相比雷達而言更符合第一性原理(雷達或可類比為柺杖)。

自動駕駛臨近 L3 級量產時點,多家主流車企將鐳射雷達應用提上日程。隨著技術的逐漸成熟,以及自動駕駛等級提升下對於鐳射雷達需求激增,鐳射雷達的成本正進入快速下降時期。

L3 自動駕駛+Robotaxi 放量,2030年全球市場空間預計 260 億美元

從全球角度來看,我們認為未來鐳射雷達將進入加速量產時點,預計到 2025 年、2030 年,全球鐳射雷達市場規模分別約為 50 億美元和 110 億美元,其中中國市場規模分別接近 20 億美元和 50 億美元。

從兩個方面來看:

1) ADAS 領域,未來全球 L3 級及以上自動駕駛滲透率的提升有望使得鐳射雷達需求激增。以中國為例,根據國家智慧網聯汽車創新中心 2020 年 11月新發布的《智慧 網聯技術路線圖 2。0》,到 2025 年,中國 L2+L3級自動駕駛佔比要達到 50%,L4 級別開始進入市場,到 2030 年,中國 L2+L3 級自動駕駛佔比要達到 70%,L4 級別佔比達到 20%。我們謹慎估計到 2025 年、2030 年,中國 L3 級別滲透率分別達到 10%、40%,L4 級別滲透率分別為 1%、15%。從全球角度來看,美國與中國對於自動駕駛積極程度接近(特斯拉、通用汽車等),未來高等級自動駕駛滲透率有望與中國相同,其他西歐、日韓以及發展中地區高等級自動駕駛滲透率或相對略低。

我們測算 2025 年、2030 年,全球 L3 級別自動駕駛乘用車銷量分別達到 500 萬輛 和 2435 萬輛左右、L4 級別自動駕駛乘用車銷量分別為 39 萬輛和 916 萬輛左右, 其中中國 L3 級別自動駕駛車輛分別達到 221 萬輛和 975 萬輛左右,L4 級別自動 駕駛車輛分別為 22 萬輛和 366 萬輛左右。2025 年受制於成本尚未下降到較低,預計 2025 年 L3 級別搭載 1 顆鐳射雷達,L4 級別平均搭載 2 顆鐳射雷達。2030 年, 隨著鐳射雷達成本進一步下降,鐳射雷達將成為主感測器,單車配置數量有望上升, 預計 L3 級別將平均搭載 2 顆鐳射雷達、L4 級將平均搭載 3 顆鐳射雷達。可測算得 到 2025 年、2030 年全球 ADAS 鐳射雷達出貨量分別約 580 萬顆和 7618 萬顆, 其中中國出貨量分別約 265 萬顆和 3048 萬顆。

2) Robotaxi 領域,根據 Yole 預測,到 2025 年、2030 年,全球 Robotaxi 銷量分別有望達到 20 萬輛和 80 萬輛,考慮到中國 Robotaxi 程序走在全球前列,我們預計其 中中國有望佔到約 1/3 的水平,即中國 2025、2030 年 Robotaxi 銷量有望達到 7、 25 萬輛左右。以 Robotaxi 單臺車平均配 4 顆鐳射雷達來算(Waymo 5 顆、百度 4 顆、滴滴 3 顆),2025 年、2030 年全球 Robotaxi 鐳射雷達出貨量分別有望達到 80 萬顆和 320 萬顆,其中中國分別約有 30 萬顆和 100 萬顆。

綜合來看,2025 年、2030 年全球鐳射雷達出貨量分別有望達到約 660、7934 萬顆,其中中國分別出貨 292、3154 萬顆左右。鐳射雷達市場的多元性將助力鐳射雷達企業短期形成一定收入規模,隨著汽車市場需求的進一步成熟,鐳射雷達企業的遠期收入空間進一步被開啟。

崛起的千億智慧駕駛感測器,鐳射雷達將迎來規模應用的元年

行業迎來大發展,關注國內頭部企業

玩家百花齊放,技術路線各有不同

頭部鐳射雷達玩家技術路線各有不同,但均有客戶落地,迎來高速發展期。國際上機械雷達路線的是 Velodyne,MEMS 有 Innoviz、Aeva、Luminar 等,Flash 的有 Ibeo、 LeddarTech、Ouster 等,OPA 有 Quanergy;目前 Velodyne 和 Luminar 均已經在美股上市,Innoviz、Ouster 和 Aeva等已有上市計劃。

國內與海外處同一起跑線,潛力巨大

國內頭部企業具備和海外同等技術水平,市場面向全球。國內方面,禾賽科技、速騰聚創、鐳神科技等初創企業起步較早領跑市場。禾賽科技目前產品主要為機械鐳射雷達, 目前也已釋出下一代 MEMS 鐳射雷達。速騰聚創主要在 MEMS 鐳射雷達,同時也儲備 OPA 鐳射雷達。鐳神智慧已有機械、MEMS 產品,並探索 OPA 和 Flash 方面探索。國內企業產品不管在技術層面和市場層面均與海外企業處於同一水準,禾賽科技的明星產品 Pandar64 目前已實現全球領域的大面積銷售,速騰聚創的產品也獲得北美某車企的定點。

華為、微美全息、Luminar和大疆也均進入鐳射雷達賽道

華為在 2020 年年底推出第一款鐳射雷達產品,採用多稜鏡方案實現 96 線效果,解決鐳射雷達上車的成本瓶頸,為L3級及以上高級別自動駕駛汽車的量產提供可能。預計將在北汽新能源汽車上搭載。具體來說,這款96線中長距鐳射雷達產品可以實現120°X25°的大視野監測,以應對城區、高速公路等場景中,人、車的測距訴求。不僅如此,在全視野中,水平、垂直線束均勻分佈,不存在拼接、抖動等情況,形成穩定的點雲對後端感知演算法非常友好。此外,產品體積較小,適合前裝量產車型需求。

微美全息在今年11月初發布了一款多功能全息脈衝3D固態鐳射雷達,該雷達達到超過200m的檢測長距離,並且能捕捉高解析度的3D全息影象,同時探測視野大,探測距離遠,具有獨特的掃描模式 ,其尺寸小且重量輕。自帶點雲介面,操作時不需要額外連線介面卡盒。微美全息創始人表示:該雷達產品已獲得美國聯邦通訊委員會許可進入美國市場,將應用在自動駕駛、環境感知、3D全息成像、先進的駕駛員輔助系統(ADAS)、交通管理、3D列印等領域。

鐳射雷達Luminar公司將向英偉達提供鐳射感測器用於打造全新的自動駕駛汽車系統-DRIVE Hyperion。該系統由英偉達的Orin系統晶片、人工智慧軟體和Luminar的遠端Iris鐳射雷達組成,未來將在2024年之後向汽車廠家銷售該系統。Luminar執行長Austin Russell稱,該公司的目標是在特定條件下(特別是在高速公路上)實現自動駕駛,DRIVE Hyperion系統還將提供更好的輔助駕駛功能,“絕對會成為Luminar的巨大增長動力”。

大疆的 Livox 此前在無人機領域獲得大量驗證,最新產品採用非往復式機械方案的 Livox Horizon 已獲得小鵬定點。Livox的非重複掃描方式可實現隨著掃描時間增加,達到近100%的視場覆蓋率。並且Livox的Dl-Pack封裝技術有效的解決了鐳射雷達技術上規模化量產問題,並且能夠實現鐳射器自動校準,大大減化了繁瑣的人工對準工序。

不可否認的是華為、微美全息、Luminar和大疆均具備較強綜合實力,也是鐳射雷達領域的重要玩家。

崛起的千億智慧駕駛感測器,鐳射雷達將迎來規模應用的元年

前景

鐳射雷達是高等級自動駕駛的關鍵技術之一,也是新能源車全新的增量,當前行業處於規模商用前夜。在汽車產業“電氣化、共享化、網聯化、智慧化”的“新四化”驅動下,鐳射雷達是新增硬體增長最快的子領域,市場空間廣闊。根據沙利文預測,至2024年全球鐳射雷達市場將達到135。4億美元,2020-2025年複合增速達到64。65%。

鐳射雷達進入大發展,目前玩家較多,我們認為優秀的鐳射雷達企業應具備以下優勢:

1)豐富的下游應用,robotaxi、商用車自動駕駛以及乘用車 L3 領域快速放量實現市場考驗和技術迭代;

2)向上遊核心技術領域延展,如 MEMS 微振鏡提高鐳射雷達效能;

3)具備較強的後端演算法支援能力。國內鐳射雷達企業與海外企業目前基本處於同一起跑線,而國內智慧駕駛走前全球前沿,國內鐳射雷達有望誕生全球級別的優秀公司。

分析師認為,鐳射雷達效能優勢+價格下探+下游需求迫切,三因素共振推進鐳射雷達成為配套汽車量產主流方案。鐳射雷達是加速成長崛起的千億智慧駕駛感測器,鐳射雷達前裝規模化量產的拐點已至,相關零部件供應商有望受益。

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