它山之石:激光雷达行业深度解读纪要

春雁看商业 2024-03-21 21:24:59

一、需求端

激光雷达在智能驾驶中的应用近两年备受关注,尤其是21年底,广州车展很多新车都配备了激光雷达,例如理想L9、长城机甲龙等,当时算是激光雷达0-1,所以2021年底激光雷达有一波大的炒作。但是到2022年由于疫情影响,智能驾驶的发展低于预期,导致雷达全年出货量比较少,只有14万颗。今年智能驾驶发展大超预期。华为今年来回归后,把智能驾驶成本卷到20万的车型。今年城市NOA实现0-1。今年上市的新车基本都配备了NOA自动驾驶,NOA我们认为即对应L3自动驾驶,标配两个东西,高算力芯片(主要是英伟达Orin)+激光雷达。

激光雷达今年出货量实现了指数级提升,但是今年为什么没炒?年初AI爆发以及特斯拉配备4D毫米波雷达,所以市场认为未来会采用纯视觉的方案。但是我们认为自从特斯拉配备4D毫米波雷达之后,全视觉方案的路径就已经有变化。因为4D毫米波雷达和激光雷达本质上是一个东西,都属于主动探测,进行纯视觉方案的补充。因为摄像头在强光、鬼探头、雨天等场景下存在缺陷。到了城市NOA阶段,纯视觉方案很多复杂场景无法解决。而4D毫米波雷达本身精度不会太高,最多只能等效于16线激光雷达,激光雷达目前基本在128线左右,所以激光雷达的性能优势更优。

成本角度看:去年行业是0-1,激光雷达价格较高,ASP 3000+,而且都是35-40万车型配备。今年上车雷达价格已经降到2500-2600元,明年禾赛还会推出低性能雷达,成本只需200-300美金,降本速度非常快。而4D毫米波雷达目前成本也在1000块以上。所以从性价比角度来看,激光雷达性价比较高。

今年所有车企都上了城市NOA(激光雷达)且价格下沉到20w左右。明年预计会降到20w以下,因为明年零跑C16(17-19w)智驾版将会配备一颗禾赛的激光雷达。而20w左右的价格带是电动车的主力车型,所以明年城市NOA会加速渗透,激光雷达也会加速渗透。

单车价值量:L3立法之后会明确责任方的问题,所以我们预计车厂为了安全性提升和品牌影响力,会提高激光雷达的配置量。目前单车配备1-2个激光雷达,后续到了L3之后,可能还会增加两个补盲雷达,单车会配备3-4个激光雷达。

今年车企降本比较多,汽车行业要么看智能化带动整车厂销量提升,要么看上游增量如激光雷达、激光大灯、光场屏、AR-HUD等。特别是激光雷达,被认为是实现NOA(自动驾驶系统)的必需传感器,具有巨大的增量潜力。预计一旦L3级别自动驾驶立法通过,将推动基础设施建设包括车路协同V2X,从而进一步推动自动驾驶发展。所以前段时间国家推出了L3试点,我们预计明年L3立法可能会正式出台,将会显著提升对于激光雷达的需求。

定点情况:目前主要五家激光雷达企业瓜分市场,包括禾赛、速腾、图达通、华为、探维。目前速腾、禾赛定点较多。

速腾激光:应用于多个汽车品牌的车型。例如,上汽智己的LS6全系标配速腾激光雷达,售价约20万元,自2023年9月开始销售。此外,小鹏的G6搭载两个速腾激光雷达,售价为24万元,支持城市NOA。广汽子品牌的昊铂HT智驾版标配三个速腾激光雷达。比亚迪的仰望U8和U9标配三个激光雷达。长城和问界的多款车型也使用了速腾的激光雷达,其中智驾版标配一个且选配率很高。极氪007车型标配一个速腾激光雷达,并计划于明年1月开始交付。近期速腾激光雷达的销售迅速增长,每月上车量已达4万个,预计在2023年第四季度出货量将超过15万个。因此,预计速腾今年的激光雷达出货量将达到20万颗,明年有望达到大几十万颗。

禾赛科技:禾赛为理想汽车的L7、L8、L9等车型提供激光雷达,其中L7 max、L8 max版本标配,选配率达到20%以上。新车型L6、mega和M9也将搭载禾赛激光雷达。禾赛还开始向其他车型提供激光雷达,如路特斯和零跑C10。零跑计划在明年推出C16,预计售价17至19万元,标配1个激光雷达并支持城市NOA功能。另外,广州车展上发布的比亚迪、哪吒、小米、一汽红旗E001等新车型也配备了禾赛激光雷达。禾赛激光雷达在中国市场表现强劲,截止到10月的单月销量达到2.9万个,Q3总销量约4至5万个,预计Q4将翻倍增长。考虑到未来新车型的销售,预计禾赛明年的出货量将达到大几十万个。禾赛对外口径是明年预期50万个。今年是25万个,其中ADAS大约20万个。我们预计能超出50万个,今年Q4包括明年每个季度都会超出预期。

图达通:主要为蔚来汽车提供雷达。目前,蔚来汽车的全系车型都标配了一个雷达。为了降低成本,蔚来推出了两个子品牌,阿尔卑斯和萤火虫,它们的车型价格相对较低。明年,图达通计划推出一款低性能版雷达,将其用于子品牌车型。图达通计划开发905nm雷达,以替代目前使用的1550纳米雷达。

华为:华为激光雷达最近刚开始量生产,目前主要用于阿维塔12、智界S7和奇瑞星纪元。

探维科技:国内第五家量产上车的雷达企业,用于合创V09。

国内的雷达发展进展相对较快,而国外的进展则较慢:

Innoviz:是进展最快的雷达企业,最近刚开始量产,主要供应给宝马的全新7系高端车型。预计2025年为大众提供激光雷达。

Luminar:目前在定点供应方面可能遇到了一些挑战;

法雷奥:获得了奔驰、奥迪等车企的定点。法雷奥是海外雷达市场上有望迅速上量的企业。预计海外车型将陆续开始使用雷达,2025年或2026年开始大规模上量。

最近广州车展备受关注:几乎所有展出的车型都配备了激光雷达。根据中国新能源汽车的月销量数据和搭载激光雷达车辆的数量,今年10月城市noa渗透率大约为7.3%。明年随着广州车展推出新车型量产,预计城市noa渗透率将呈指数级增长。因此今年是城市NOA加速渗透的第一年,而在接下来的三年内,即从明年到2026年,我们将迎来一个非常迅速的渗透增长。且立法一定会跟进。

雷达市场格局:10月国内已经上车约9.2万台。总的来说,雷达的上车量正在迅速增加,这是产业大趋势。展望未来市场格局,我们认为禾赛和速腾有望成为市场的领导者,其中速腾、禾赛位列前二,华为位列第三,而图达通可能排名第四。至于海外市场,我们认为Innoviz和法雷奥有望放量,主要供应国外车企。总体而言,智能驾驶的发展在国内市场领先,而在海外市场可能滞后两三年。

二、供给端

过去两年内,自动驾驶激光雷达的发展路径曾存在一些争议,但现在我们认为这一路径已经相对明确,并且有望成为未来的主流方案。

首先,主雷达主要采用半固态激光雷达(905nm+转镜)。在此方面,曾有一些分歧,包括对于波长的选择,分为905纳米和1550纳米,以及扫描方式的选择,分为MEMS和转镜。在过去,市场普遍认为1550纳米将取代905纳米成为主雷达的应用,但实际上,这两年大多数制造商逐渐收敛到了905纳米。图达通也计划推出905纳米的方案,因为从安全制动的角度来看,905纳米完全可以满足车辆的紧急刹车距离需求且成本更低。此外,过去存在一种担心,即905纳米激光雷达对人体有害。然而,只要满足了安全标准,这种担忧实际上是多余的。因此,从波长的角度来看,905纳米已经成为最终方案。

另一个争议涉及到扫描方式,包括MEMS和转镜。一度市场普遍认为MEMS会成为主流,因为它是半导体工艺制造的微振镜,看似成本更低。然而,实际情况是转镜成为了主流,主要原因在于,激光雷达使用的MEMS微振镜口径较大,但在极端振动条件下使用时,良率较低。未来的主前向雷达配置我们认为将采用905纳米+转镜的组合。

关于补盲雷达:主要采用Flash方案。Flash雷达成本较低,大约在1000元左右,而且未来成本还会进一步降低。然而,Flash雷达有其限制,无法看得太远,最远只能覆盖约50米左右的距离,因此它的主要应用场景是在补盲点。目前,只有小米和极石01这两款车型上装配了补盲雷达。车厂一般不愿意使用补盲雷达,因为一到两个前向探测雷达通常可以解决许多问题。然而,一旦L3立法生效,我们预计车辆制造商将根据安全性要求再增加两个补盲雷达。因此,在L3和L4自动驾驶立法之后,补盲雷达将有更广泛的应用。目前,大多数车辆配备了1到2个前向探测雷达,采用的主要方案是905纳米激光雷达加转镜。

从成本角度来看,今年雷达企业的成本结构大致分为四个核心部分,总体而言,雷达的毛利率较低,不到20%。控制成本的主要雷达部分成本约为2000元左右,其中光学部件占比约为30%,达到600元左右。

主雷达bom成本拆分:

1)光学部件是雷达的关键组成部分:目前国内企业做得最好,其中最昂贵的是转镜,国内只有三家能够量产上车,分别是永新光学、舜宇光学和富兰光学。这部分的成本占据了光学部件总成本的一半。其次是接收镜头,由于需要收集光线,口径较大,因此镜头的成本较高,约为100多元。接下来是视窗片,即激光雷达的保护窗,它不仅仅是一个简单的罩子,还在表面镀有一些ITO导电膜,具备加热功能,可以保持内外温度一致,以提升光学性能,这一部分成本约为100元。发射镜头的成本约为四五十元。最后,还有一些零部件,如反射镜、滤光片等,这些零部件的成本较低,大约为几十元。总的来说,转镜、接收镜头、视窗片和发射镜头是成本较高且相对较难制造的部分,而其他零部件的成本较低。雷达成本每年都在持续降低,通常每年可以实现10%的降本率,今年可以达到15%的降本率。光学部件的成本降低规律是:随着产量翻倍,成本下降15%。因此,随着产量的增加,光学部件的成本预计每年将降低10%至15%。

2)接下来的重点是主控芯片环节:之前主要是用高性能FPGA,但现在各家都在自研主控SOC。标准化的SOC可以显著降低成本。目前来看,单个芯片的价格仍然很高,大约在400到600元,仅次于光学部件。之前大家都在使用赛灵思的FPGA。对于明年的情况,头部雷达企业均将自研SOC。现在,雷达企业越来越多地自研主控芯片,FPGA的使用越来越少。因此,相关成本也在逐渐降低。随着主控自研芯片的规模化生产,成本下降速度加快。

3)接收端的芯片一般使用SPAD、APD或SiPM:目前,接收端芯片大多使用安森美、索尼或滨松光子的芯片,但这些也相对昂贵。目前国内企业难以参与这一市场。这些芯片的单价大约在三四百元,多数采用日系产品。这是一个非常关键的核心部件。

4)发射端芯片:通常使用VCSEL或EEL。尽管有些国内企业也在此领域努力,但之前主要依赖海外供应商。例如,禾赛之前使用的VCSEL是Lumentum的产品,速腾则主要使用欧司朗的EEL。国产VCSEL厂商主要包括长光华芯和纵慧芯光,其中纵慧处于领先地位,长光紧随其后。禾赛计划自研VCSEL,因此明年的雷达系统预计将基于自研VCSEL。发射端芯片的成本降低速度很快,每年可以减少二三十甚至更多百分比。因此,成本降低的核心在于芯片层面,包括主控SOC、接收和发射芯片。量产后,成本降低会更加明显。此外,雷达企业如禾赛会基于自研芯片进行生产,这样成本优势会更加明显。

补盲Flash雷达的价格可能会更便宜一些,我估计成本大概在1000元左右。因为它没有扫描部件,光学部件的成本略有下降,约300元左右。接收端的SPAD价格在300元。补盲雷达主要基于VCSEL,成本可能在100-200元。剩下的就是主控芯片了,大概200-300元。

从成本角度分析,目前主雷达的成本控制在2000元左右,其中光学部件占整体成本的30%,大约600元。光学部件领域,中国企业表现出色,转镜是其中成本最高的部分。主控芯片是另一大成本组成部分,其中FPGA芯片较贵,但随着转向自研SOC,成本有望降低。接收端芯片目前主要采用日系产品,发射端芯片成本相对较低,国内企业在这一领域有所发展。随着产量的增加,光学部件和芯片成本预计将进一步降低。补盲Flash雷达的成本相对较低,估计在1000元左右。整体来看,未来雷达行业的成本结构和技术选择将继续优化,以适应自动驾驶技术的发展需求。

三、投资机会

关于投资机会,可以重点关注光学部件领域。目前,雷达企业主要有禾赛、速腾、图达通、华为以及海外的Innoviz、法雷奥、luminar。禾赛、图达通的光学部件主要由永新和舜宇供应。华为的光学部件主要使用宇瞳光学的收发镜头。速腾聚创之前使用的是MEMS方案,光学部件较少,主要供应商是舜宇光学和亚洲光学。Innoviz主要使用永新的光学部件,而法雷奥也与国产企业合作。因此,认为光学部分,无论是国内还是国外,都将主要使用国产部件。

永新光学今年在雷达领域的收入约为8000万,预计明年将翻倍以上增长,未来三四年将持续高增长。建议关注宇瞳光学,后者主要为华为生产收发镜头。在主控芯片方面,由于雷达企业通常自研SOC,所以这一层面的机会不大。接收端芯片主要使用滨松光子、索尼和安森美的产品。发射端方面,A股的长光华芯是华为的二供,纵慧是一供。禾赛自研VCSEL。华为雷达预计明年产量为30万个,2025年可能达到50万到100万个。VCSEL的价值在一两百块钱,考虑到市场份额,预计明年收入将达到一两千万,2025年可能增至三四千万。

在整机方案方面,建议重点关注禾赛科技,其目前位置较低,预计明年有较大机会。速腾正在进行港股IPO,图达通计划在美股上市。Innoviz作为美股上市公司。法雷奥是有希望上量的雷达企业。

炬光科技最近为探维科技雷达提供了发射模组,主要应用在合创V09车型上。发射模组的售价大约是100美金。如果V09明年销售量达到2万台,那么炬光科技的收入将达到200万美金,约合1500万元人民币。此外,炬光科技还有与大陆的项目合作,这个项目每年大约能带来三四千万的稳定收入,因为该产品主要应用于高端车型。炬光科技激光雷达业务未来最大看点是与海外最大tier1的合作。除了激光雷达业务,炬光科技还涉足泛半导体领域,包括主要的退火设备、MINILED和MICROLED的巨量转移与焊接技术以及用于存储的先进封装技术。炬光科技还涉及金锡材料、医疗美容以及光刻机等领域,这些领域都呈现出持续高增长的趋势。虽然工业激光领域今年表现不佳,但三季度也在逐步回升。因此,炬光科技的三季报显示出明显的正面趋势,是值得关注的投资机会。

整体来看,激光产业链的重点推荐包括禾赛、速腾、永新、炬光,长光华芯、宇瞳光学也值得关注。

对于整个行业的总量预测,今年雷达数量大约为60-70万个,明年预计将增长到200万个以上,2025年预计将实现翻倍以上的增长。从2026年起,海外雷达企业也将开始大量上量。雷达行业从今年开始至明后年将经历持续的爆发式增长。随着L3和L4级别自动驾驶的发展,国家将重点投资于基础设施建设,如大规模建设车路协同(V2X),路侧端也将配置光雷达,如万集科技、禾赛和速腾等都在此领域有布局。这意味着,一旦国家开始大规模投资基础设施,这些车联网的雷达也将迎来快速增长。此外,雷达在机器人、无人驾驶、轨道交通以及军工领域的应用非常广泛,展现出巨大的未来潜力。

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