2023年全球及中國激光雷達行業(yè)市場競爭規(guī)模分析預(yù)測及投資環(huán)境可行性研究
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(1)激光雷達行業(yè)概述:激光雷達是近年來因無人駕駛和服務(wù)型機器人的市場需求興起而蓬勃發(fā)展的新型傳感器。激光雷達憑借測量精度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強等優(yōu)點,可幫助車輛定位實時位置信息,對于自動駕駛感知層準(zhǔn)確性有顯著提升作用。2022年是自動駕駛開啟商業(yè)化的元年,隨著自動駕駛的政策法規(guī)、社會需求、道路測試與示范應(yīng)用等不斷突破,自動駕駛的研發(fā)和商用進入發(fā)展關(guān)鍵期。
(2)激光雷達市場規(guī)模:隨著激光雷達性能優(yōu)勢的不斷提升,產(chǎn)品價格隨規(guī)模量產(chǎn)而不斷下探,激光雷達行業(yè)市場規(guī)模未來將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2021年全球激光雷達市場規(guī)模為21億美元,預(yù)計2025年將達到120億美元,2021年至2025年可實現(xiàn)的年均復(fù)合增速達62.5%。
2019-2025年全球激光雷達市場規(guī)模及預(yù)測
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數(shù)據(jù)整理:中金企信國際咨詢
近兩年來,自動輔助駕駛技術(shù)突飛猛進,隨著5G技術(shù)逐步落地,各大車企紛紛推出搭載ADAS6功能的新車型,ADAS各功能滲透率加速提升。隨著自動駕駛商業(yè)模式的逐步確立,全球該領(lǐng)域的激光雷達市場規(guī)模也將隨之高速增長。
根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2021年全球自動駕駛領(lǐng)域激光雷達市場規(guī)模為4.8億美元,預(yù)計2025年市場規(guī)模將達到90億美元,2021年至2025年可實現(xiàn)的年均復(fù)合增速達98.1%。
2019-2025年全球自動駕駛領(lǐng)域激光雷達市場規(guī)模及預(yù)測
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數(shù)據(jù)整理:中金企信國際咨詢
中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年全球及中國激光雷達市場監(jiān)測調(diào)研及投資潛力評估預(yù)測報告》
(3)激光雷達產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢:
1、生產(chǎn)性能符合車規(guī)要求且進行量產(chǎn)降本是激光雷達未來發(fā)展的主旋律:激光雷達系統(tǒng)精密且復(fù)雜,精細(xì)的光機設(shè)計和收發(fā)對準(zhǔn)、微弱信號的靈敏探測和快速響應(yīng)是實現(xiàn)探測目標(biāo)的前提。為了實現(xiàn)最優(yōu)的探測效果,激光雷達不僅在開發(fā)過程中需要光、機、電等模塊的高度配合和協(xié)同優(yōu)化,而且還需要在生產(chǎn)過程中具有相匹配的高精度生產(chǎn)制造能力。而車規(guī)級激光雷達對安全性、可靠性、使用壽命、尺寸規(guī)格、可量產(chǎn)性都提出了更高要求。全球首款車規(guī)級量產(chǎn)雷達是lbeo和Valeo合作研發(fā)生產(chǎn)的SCALA,于2017年搭載在量產(chǎn)車型奧迪A8上。
未來激光雷達廠商的競爭將更加圍繞技術(shù)迭代、提升性能、降低成本與配套汽車能力展開,生產(chǎn)性能符合車規(guī)且進行量產(chǎn)降本是激光雷達行業(yè)未來發(fā)展的主旋律。
2、車規(guī)級激光雷達將由機械式向半固態(tài)、固態(tài)方向發(fā)展:按技術(shù)架構(gòu),激光雷達可分為整體旋轉(zhuǎn)的機械式激光雷達、收發(fā)模塊靜止的半固態(tài)激光雷達以及固態(tài)式激光雷達。機械式激光雷達因調(diào)試、裝配工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期長,成本居高不下,并且機械部件壽命不長,難以滿足苛刻的車規(guī)級要求。半固態(tài)激光雷達采取的方案包括轉(zhuǎn)鏡方案和MEMS方案,其中轉(zhuǎn)鏡方案保持收發(fā)模塊不動,讓電機在帶動轉(zhuǎn)鏡運動的過程中將光束反射至空間的一定范圍,從而實現(xiàn)掃描探測;MEMS方案則采用微振鏡來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式旋轉(zhuǎn)裝置,由微振鏡反射激光形成較廣的掃射角度和較大的掃射范圍。
固態(tài)式激光雷達包括Flash方案和OPA方案,其中Flash方案短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器完成對環(huán)境周圍圖像的繪制;OPA方案則采用多個光源組成陣列,通過控制各光源發(fā)射的時間差合成角度靈活、精密可控的主光束,在一定角度范圍內(nèi)立體掃描物體。由于車載環(huán)境面臨顛簸、震動、高低溫等嚴(yán)苛環(huán)境,尤其在高速運行時,震動等對于可活動器件的穩(wěn)定運行帶來較大挑戰(zhàn),長期來看車載級激光雷達的發(fā)展將順著可動器件趨近于0的方向,全固態(tài)將是激光雷達產(chǎn)品的長期發(fā)展方向。由于半固態(tài)和固態(tài)產(chǎn)品更容易滿足車規(guī)的可靠性要求,車規(guī)級激光雷達將由機械式向半固態(tài)、固態(tài)式方向發(fā)展。
3、車規(guī)級激光雷達將由905nm向1.5μm發(fā)展:按激光光源,激光雷達主要包括905nm激光雷達和1.5μm激光雷達。905nm激光雷達可以直接選用價格較低的硅材質(zhì)探測器,成本具有優(yōu)勢。但為了避免對人眼造成傷害,905nm激光雷達的發(fā)射功率和探測距離會受到限制,而1.5μm激光雷達不會對視網(wǎng)膜產(chǎn)生傷害,因此發(fā)射功率更大,探測距離也更遠(yuǎn)。同時,1.5μm光線遠(yuǎn)離可見光譜,不容易受到日光干擾。雖然1.5μm激光雷達需要使用成本更高的光纖激光器作為光源器件以及使用成本更高的銦鎵砷作為探測器的襯底材料,但隨著1.5μm激光雷達技術(shù)的不斷迭代,設(shè)計、工藝的不斷優(yōu)化,光源、探測器的成本均已大幅降低,鑒于1.5μm激光雷達探測距離遠(yuǎn)、人眼安全、抗干擾能力強等優(yōu)勢,采用1.5μm激光雷達作為自動駕駛車輛的主雷達成為優(yōu)選方案,蔚來、沃爾沃、戴姆勒-奔馳、豐田、通用等車企紛紛選擇搭載1.5μm的光源的激光雷達。隨著搭載激光雷達的新能源車的數(shù)量快速增長,量產(chǎn)形成的規(guī)模化效應(yīng)也將大幅降低成本。因此,1.5μm激光雷達因具備更好的安全性、更大的測距范圍和更優(yōu)的天氣適應(yīng)性,是下一代技術(shù)發(fā)展方向。905nm激光雷達和1.5μm激光雷達的具體對比如下:
905nm與1.5μm激光雷達對比分析
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4、激光雷達將向更高敏感度、更高分辨率、更高的信噪比和消光比的方向進一步發(fā)展:隨著自動駕駛技術(shù)的不斷升級,對于激光雷達的性能要求越來越高,需要達到更高的靈敏度、更高的分辨率和更高的信噪比,從而進一步提高對微弱信號的探測、得到更加細(xì)致的點云圖和降低干擾,提升自動駕駛的安全性。車載激光雷達適用的測距方式分為兩類,TOF采用直接測量,F(xiàn)MCW則通過相干測量。TOF通過直接測量發(fā)射激光與回波信號的時間差,結(jié)合光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物體的距離信息。
FMCW首先對激光光源進行調(diào)制(調(diào)頻/調(diào)幅/調(diào)相),將激光器發(fā)出的激光分為兩束,一束作為本振光,另一束照射到物體上返回后與本振光混頻干涉后形成一束新的激光信號,通過對該信號的測量和一系列的計算可反推出頻率差進而實現(xiàn)測距,同時基于光的波長變化(多普勒效應(yīng))可以測算出物體的徑向速度。TOF測距原理簡單,可靠耐用,免去分析光波頻率差異的環(huán)節(jié),響應(yīng)速度快,在工業(yè)、消費電子、通信、軍工等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。目前在激光雷達領(lǐng)域,TOF是主流的測距方案。FMCW測距性能優(yōu)異,這種方案優(yōu)勢明顯:信噪比高,測量精度和距離遠(yuǎn)超TOF;抗干擾能力強;發(fā)射功率進一步降低,節(jié)能并減小對人眼的傷害;可呈現(xiàn)速度信息,助力自動駕駛算法實現(xiàn)更好的決策。
FMCW測距是激光雷達產(chǎn)品核心技術(shù)之一,激光雷達將向更高靈敏度、更高分辨率、更高信噪比和消光比的方向進一步發(fā)展。
5、激光雷達行業(yè)發(fā)展態(tài)勢對光電子元器件行業(yè)的影響:作為一種新興的傳感器,激光雷達系統(tǒng)精密且復(fù)雜,不僅在開發(fā)過程中需要光、機、電等模塊的高度配合和協(xié)同優(yōu)化,而且還需要在生產(chǎn)過程中具有相匹配的高精度生產(chǎn)制造能力。隨著自動駕駛技術(shù)的不斷升級,對于激光雷達性能的要求也將逐步提高。光電子元器件作為激光雷達上游的重要組成部分,其精密度被提出了新的更高要求。與此同時,隨著激光雷達在下游自動駕駛領(lǐng)域的廣泛運用,未來將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢,從而持續(xù)擴大對上游光電子元器件的需求。
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