循序渐进的技术路线

市场竞争的日趋激烈，也在驱使激光雷达公司根据企业自身情况，持续改进产品的研发和技术推进路线。

目前根据扫描方式的不同，激光雷达大致可分为机械式、半固态和固态三种类型。

机械式是当下应用最多的激光雷达，技术也最为成熟。其原理是通过内部发射和接收模块横向360°的旋转，从而覆盖周围环境，激光线束则通过竖向排列形成照射面，分辨率与线束数量成正比：发射的激光线束越多，接受的信息量也越大。

尽管如此，机械式激光雷达仍存在许多局限性。因其内部结构复杂，机械式激光雷达体积较大、调试复杂，因而难以满足车规级要求，使用寿命也相对较短。更为重要的是，机械结构生产成本较高，导致其难以规模量产装车。

速腾聚创机械式激光雷达 图片来源：速腾聚创官网

随着技术的不断演进，半固态和固态激光雷达逐渐登上舞台。相较机械式，半固态和固态激光雷达不仅精度更高，而且因为结构件的缩减，大大降低了成本。国信证券研报认为，机械式激光雷达朝半固态及固态方向的演进，其平均价格将由2021年的1500美元/颗，降至2025年的400美元/颗。

半固态激光雷达以MEMS振镜和转镜为主，相当于将机械式的旋转结构微型化；固态激光雷达则更进一步，内部不再需要机械运动结构，使其扫描速度更快，精度更高，可控性更好，成本也更为低廉。

根据形式的不同，固态雷达可分为泛光面阵式（FLASH）和光学相控阵（OPA）两种类型。其中FLASH通过高密度的激光源阵列，在短时间内直接发射区域激光，再以高灵敏度的接收器，来完成对环境周围图像的绘制；OPA则通过多个光源组成阵列，通过控制各光源发光时间差，形成特定方向上的主光束，实现对不同方向的扫描。

相较机械式和半固态，固态激光雷达的精度能够达到毫米级，由于取消机械结构，雷达的体积进一步缩小，不仅降低了成本，也延长了使用寿命，更容易满足车载应用的实际需求。

图片来源：人人都爱物联网

杨永成认为，测距是激光雷达相较摄像头视觉方案最大的优势所在。“人眼本身对测距不敏感，摄像头想测距，得用算法算半天，而且在特殊情况下还会失灵。激光雷达能直接带来准确的测距，固态激光雷达更是如此。”

在许多企业看来，OPA是车载激光雷达最完善的使用方案，但技术壁垒也相应最高。OPA阵列密度越高，能量越集中，因而要求阵列单元尺寸在波长的一半以内，由于激光雷达的工作波长均在1μm左右，所以阵列单元的尺寸必须不大于500nm。这也意味其对加工精度有着极高的要求。

与一般激光雷达相比，车规级激光雷达需满足更严苛的质量标准，使用环境在-40-105℃的温度范围内，而消费级和工规级一般在100℃以下；车规级的使用寿命需达到15年，而消费级和工规级一般在10年以下。对于高精度要求的固态雷达而言，达成以上标准无疑更具挑战。

除此之外，激光雷达同时涉及光、电等领域；由于OPA需要芯片支撑，还包括集成电路材料学；同时因为其本质是通信，又关系到软件协议。杨永成在接受采访时表示，激光雷达尤其是固态雷达，是集中度非常高的行业，需要汇聚大量行业相关人才共同开放，这也使车载固态雷达的规模化应用难度陡增。

目前，从事固态激光雷达研发的公司包括力策科技和洛微科技等，但由于车载激光雷达的高门槛，至今未能实现规模化车载应用。

2022年世界人工智能大会上展示的激光雷达 图片来源：视觉中国

同时，半固态和固态激光雷达仍有其局限性。国盛证券研报认为，半固态和固态只能做到 120°的水平视场扫描；而机械式能够达到360°扫描，且视场范围内测距能力的均匀性也更有优势。

由于机械式技术相对成熟，成立时间较早的Velodyne、法雷奥、禾赛科技、速腾聚创等行业先行者多应用此类方案，但与此同时，这些主流供应商也不忘逐渐向半固态和固态的技术路线过渡。如法雷奥、速腾聚创等公司均在近一两年推出半固态产品。

而行业中的后起之秀，如Luminar、华为、大疆旗下的览沃科技（Livox）等，则更倾向于直接进行半固态、固态方案的研发，以期实现“弯道超车”。目前，Luminar的方案已应用到蔚来ES7、飞凡R7等新车型上；Livox首度搭载于小鹏P5；华为凭借Huawei INSIDE整体解决方案，将激光雷达集成于北汽极狐、长安阿维塔等品牌旗下车型。

《全球汽车激光雷达市场预测》指出，目前机械式激光雷达仍然占据绝对主导地位，2021年出货量达到1.69万颗，市场规模为12亿美元，占据整个市场的98.3%。不过，2021年机械式的市场份额为94%，相较2020年略微下降了1个百分点。这些下降的市场份额正是被半固态、固态不断占据，也表明了行业的技术趋势所在。

在机械式占据主流的同时，（半）固态激光雷达的份额也在不断提升 图片来源：ICV

据ICV预测，到2026年，汽车激光雷达的市场规模将达到212亿美元，机械和（半）固态激光雷达的数量将分别增加到570万颗和120万颗，分别占93.4%和6.6%。

崛起的中国力量

目前，全球激光雷达市场呈现百花齐放的竞争格局。由于起步较早，以机械式汽车激光雷达为主的欧美发达国家企业，仍占据全球市场的70%。不过作为全球最大的汽车市场，由中国产业链孵化的激光雷达企业正在快速崛起。

当下，中国已汇聚一批具有一定市场规模的激光雷达企业。Yole披露的数据显示，自2018年以来，全球范围内ADAS前装定点数量约有55个，其中来自中国的激光雷达公司占到一半，禾赛科技以27%反超法雷奥排名全球第一，速腾聚创以16%的数量排名中国第二、全球第三。

该机构预计，2022年将有超过20万颗的激光雷达交付上车，出货量前五名占全球总量的84%，其中来自中国将达到三家，依次为禾赛科技、速腾聚创和华为。

2022年，中国激光雷达企业前装定点数量将占全球一半 图片来源：Yole

值得一提的是，中国激光雷达产业的扩张并不局限于激光雷达公司本身，而是朝着完整生态系统的方向发展。Yole高级技术和市场分析师Pierrick Boulay表示：“中国有几家企业专门盯上了提供组件、设计和软件的蛋糕。"

目前，除中游的速腾聚创、禾赛科技、览沃科技、赛瞳科技、图达通、镭神智能、华为等激光雷达公司外，用于组建激光雷达的激光器、探测器、芯片、扫描模块和其他部件等板块，均有大量中国企业入局：如面向激光器的炬光科技、瑞科激光、创鑫激光；面向探测器的阜时科技、光特科技、宇称电子；面向芯片的芯视界、安路科技、圣邦等，形成了规模庞大的上游产业链。

而位于下游的除乘用车制造商外，还包括物流、智能基础设施、Robotaxi和配送机器人等多个应用领域。这些领域在中国的密集发展，也为激光雷达产业营造出强大而多样的需求。

更重要的是，相较依赖于外部制造的海外激光雷达公司，诸如速腾聚创、禾赛科技等中国汽车头部企业，已经发展了自身的制造能力，Yole认为，中国激光雷达企业将在实现大规模生产方面拥有更多控制权。

中国激光雷达公司的崛起，也直接影响到海外品牌的市场份额及生产环境。2019年末，激光雷达Velodyne决定裁掉中国办公室，并将在华销售模式从直销模式恢复到“代理模式”，基本放弃中国市场。分析人士认为，Velodyne的退出表明，面对技术、质量上升、成本更低的中国对手，海外品牌优势不再，在竞争中已经难以为继。

国信证券研报预测，到2025年，中国乘用车激光雷达市场规模将达到241亿元，是2021年的18倍以上，占全球规模的45%。从需求量及渗透率角度，2025年国内乘用车激光雷达需求量预计达到948万颗，是去年的73倍，渗透率则由去年的0.2%增至2025年的14.7%。在市场的热烈需求下，随着产业链生态系统的不断健全完善，中国激光雷达有望占据更高的份额，并在汽车产业的智能化、自动化转型中进一步确立主导地位。

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