激光雷达行业发展趋势
思瀚产业研究院    2023-11-06

①激光雷达市场规模未来将呈现高速发展态势

随着激光雷达性能优势的不断提升，产品价格随规模量产而不断下探，激光雷达行业市场规模未来将呈现高速发展态势。根据《2022 年中国激光产业发展报告》统计数据显示，2021 年全球激光雷达市场规模为 21 亿美元，预计 2025年将达到 135.4 亿美元，2019 年至 2025 年可实现的年均复合增速达 64.63%。

近两年来，自动辅助驾驶技术突飞猛进，随着 5G 技术逐步落地，各大车企纷纷推出搭载 ADAS6功能的新车型，ADAS 各功能渗透率加速提升。随着自动驾驶商业模式的逐步确立，全球该领域的激光雷达市场规模也将随之高速增长。根据《2022 年中国激光产业发展报告》统计数据显示，2021 年全球自动驾驶领域激光雷达市场规模为 4.8 亿美元，预计 2025 年市场规模将达到 35 亿美元，2019年至 2025 年可实现的年均复合增速达 80.86%。思瀚发布《2023-2028年中国激光雷达行业市场现状与投资前景预测报告》

6 ADAS 即高级辅助驾驶，通过使用激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等车载传感器实现车辆行驶中的高级辅助驾驶功能，具体包括紧急自动刹车、自适应巡航、自动跟车等。

②生产性能符合车规要求且进行量产降本是激光雷达未来发展的主旋律

激光雷达系统精密且复杂，精细的光机设计和收发对准、微弱信号的灵敏探测和快速响应是实现探测目标的前提。为了实现最优的探测效果，激光雷达不仅在开发过程中需要光、机、电等模块的高度配合和协同优化，而且还需要在生产过程中具有相匹配的高精度生产制造能力。

而车规级激光雷达对安全性、可靠性、使用寿命、尺寸规格、可量产性都提出了更高要求。全球首款车规级量产雷达是lbeo 和 Valeo 合作研发生产的 SCALA，于 2017 年搭载在量产车型奥迪 A8 上。

未来激光雷达厂商的竞争将更加围绕技术迭代、提升性能、降低成本与配套汽车能力展开，生产性能符合车规且进行量产降本是激光雷达行业未来发展的主旋律。

③车规级激光雷达将由机械式向半固态、固态方向发展

按技术架构，激光雷达可分为整体旋转的机械式激光雷达、收发模块静止的半固态激光雷达以及固态式激光雷达。机械式激光雷达因调试、装配工艺复杂，生产周期长，成本居高不下，并且机械部件寿命不长，难以满足苛刻的车规级要求。半固态激光雷达采取的方案包括转镜方案和 MEMS 方案，其中转镜方案保持收发模块不动，让电机在带动转镜运动的过程中将光束反射至空间的一定范围，从而实现扫描探测；MEMS 方案则采用微振镜来代替传统的机械式旋转装置，由微振镜反射激光形成较广的扫射角度和较大的扫射范围。固态式激光雷达

包括 Flash 方案和 OPA 方案，其中 Flash 方案短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器完成对环境周围图像的绘制；OPA 方案则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，在一定角度范围内立体扫描物体。

由于车载环境面临颠簸、震动、高低温等严苛环境，尤其在高速运行时，震动等对于可活动器件的稳定运行带来较大挑战，长期来看车载级激光雷达的发展将顺着可动器件趋近于 0 的方向，全固态将是激光雷达产品的长期发展方向。由于半固态和固态产品更容易满足车规的可靠性要求，车规级激光雷达将由机械式向半固态、固态式方向发展。

④车规级激光雷达将由 905nm 向 1.5µm 发展

按激光光源，激光雷达主要包括 905nm 激光雷达和 1.5µm 激光雷达。905nm激光雷达可以直接选用价格较低的硅材质探测器，成本具有优势。但为了避免对人眼造成伤害，905nm 激光雷达的发射功率和探测距离会受到限制，而 1.5µm 激光雷达不会对视网膜产生伤害，因此发射功率更大，探测距离也更远。同时，1.5µm光线远离可见光谱，不容易受到日光干扰。

虽然 1.5µm 激光雷达需要使用成本更高的光纤激光器作为光源器件以及使用成本更高的铟镓砷作为探测器的衬底材料，但随着 1.5µm 激光雷达技术的不断迭代，设计、工艺的不断优化，光源、探测器的成本均已大幅降低，鉴于 1.5µm 激光雷达探测距离远、人眼安全、抗干扰能力强等优势，采用 1.5µm 激光雷达作为自动驾驶车辆的主雷达成为优选方案，蔚来、沃尔沃、戴姆勒-奔驰、丰田、通用等车企纷纷选择搭载 1.5µm 的光源的激光雷达。

随着搭载激光雷达的新能源车的数量快速增长，量产形成的规模化效应也将大幅降低成本。因此，1.5µm 激光雷达因具备更好的安全性、更大的测距范围和更优的天气适应性，是下一代技术发展方向。

⑤激光雷达将向更高敏感度、更高分辨率、更高的信噪比和消光比的方向进一步发展

随着自动驾驶技术的不断升级，对于激光雷达的性能要求越来越高，需要达到更高的灵敏度、更高的分辨率和更高的信噪比，从而进一步提高对微弱信号的探测、得到更加细致的点云图和降低干扰，提升自动驾驶的安全性。

车载激光雷达适用的测距方式分为两类，TOF 采用直接测量，FMCW 则通过相干测量。TOF通过直接测量发射激光与回波信号的时间差，结合光在空气中的传播速度得到目标物体的距离信息。

FMCW 首先对激光光源进行调制（调频/调幅/调相），将激光器发出的激光分为两束，一束作为本振光，另一束照射到物体上返回后与本振光混频干涉后形成一束新的激光信号，通过对该信号的测量和一系列的计算可反推出频率差进而实现测距，同时基于光的波长变化（多普勒效应）可以测算出物体的径向速度。

TOF 测距原理简单，可靠耐用，免去分析光波频率差异的环节，响应速度快，在工业、消费电子、通信、军工等领域已广泛应用。目前在激光雷达领域，TOF 是主流的测距方案。FMCW 测距性能优异，这种方案优势明显：信噪比高，测量精度和距离远超 TOF；抗干扰能力强；发射功率进一步降低，节能并减小对人眼的伤害；可呈现速度信息，助力自动驾驶算法实现更好的决策。FMCW 测距是激光雷达产品核心技术之一，激光雷达将向更高灵敏度、更高分辨率、更高信噪比和消光比的方向进一步发展。