（報告出品方：長江證券）
雷射雷達：技術面靜水流深，市場層百舸争流
雷射探測優勢衆多，技術發展源遠流長
雷射雷達是利用雷射作為信号波的一種探測裝置。LiDAR（光探測和測距，Light detection and ranging）是雷射雷達的簡稱，集雷射、全球定位系統(GPS)、慣性導航 系統(INS)于一身。與普通雷達類似，雷射雷達通過探測被物體彈回的信号波實作測 量，不同的是其利用雷射作為信号波。由于雷射具有高亮度、高相幹性以及良好的單 色性和方向性，雷射雷達常有測量準确、不易受擾等優勢。
從結構上看，雷射雷達分為四大部分，即發射子產品、接收子產品、掃描子產品、控制子產品。 在雷射雷達工作時，發射子產品負責發射雷射，掃描子產品負責對特定區域進行掃描，接收 子產品探測回光，控制子產品則對點雲圖進行處理，最終完成探測。
雷射雷達曆史悠久，近年在自動駕駛領域發展迅猛。1960 年，人類第一台雷射器誕生。 1968 年，美國 Syracuse 大學的 Hickman 和 Hogg 建造了第一個雷射海水深度測量系 統。20世紀90年代，雷射雷達被用于地形勘測。1990年德國Stuttgart大學的Ackermann 教授研制出第一台雷射斷面測量系統，形成機載雷射掃描器。此後，星載雷射雷達的技 術逐漸成熟。2003 年，NASA 提出将其用于測量兩極冰面變化，正式将地學雷射測高 儀列入地球觀測系統。近年來，雷射雷達被用于自動駕駛領域，迎來了全新的發展機會。
雷射雷達下遊應用廣泛，民用場景逐漸拓寬，包括采礦、林業、考古學、地質學、地震 學、地形測量、林業勘測、災害預警、AR/VR、無人駕駛、物聯網等場景。從下遊看， 因成本較高、體積巨大等因素，雷射雷達主要用于軍事或公共領域。但是近年來，随着 技術發展和産業鍊成熟，雷射雷達也在民用領域逐漸展開拳腳，例如在手機、AR/VR、 自動駕駛等領域的普及加速。
分類尺度衆多，技術原理複雜
以掃描子產品為尺度，雷射雷達可分為機械式、半固态式和固态式。 機械式雷射雷達：帶有機械式轉台，通過轉動發射子產品可以實作 360 度的水準測量角 度。且機械式雷射雷達掃描速度快，抗幹擾能力強。但是機械式雷射雷達依靠機械結構 轉動實作掃描，有實體磨損嚴重、成本高昂、體積笨重等缺點。為了繪制更精細的點雲 圖，機械式雷射雷達常配備多個發射和接收器，即常說的 16 線、32 線、64 線等。多線 束雷射雷達的角分辨率較優，可捕捉遠處較小的物體。
半固态式雷射雷達各種方案均有長短。MEMS 方案的優點是成本較低，尺寸小，但是微 振鏡通過單晶矽懸臂固定，系統相對脆弱。且信噪比、視場角、探測距離等方面也存在 一定限制。轉鏡方案中鏡片繞圓心旋轉，是以功耗低、耐用性強，易通過車規。但轉鏡 方案在信噪比、視場角、探測距離等方面也有待提升。棱鏡方案可增加雷射線束提高精 度和探測距離，但是中心點雲密集，邊緣稀疏，掃描圖形複雜，後端算法成熟度較低。 從終端應用上看，各種方案均有較成熟的玩家。MEMS 方案玩家有 Innoviz、禾賽科技 等；轉鏡方案主要玩家有華為、法雷奧、Luminar、Innovusion 等；棱鏡方案是大疆 Livox 覽沃首創。
從汽車級應用看，固态式雷射雷達是理想的選擇，半固态式雷射雷達是過渡産品。機械 式雷射雷達雖然 FOV 大，性能優良，但是也存在諸多緻命缺陷：1、 機械轉台轉動帶來了實體磨損，裝置損耗嚴重，平均失效時間僅 1000-3000 小時， 難以達到車規級的壽命要求。 2、 轉台要求四周無遮擋，是以必須安裝在車頂。一方面影響美觀，另一方面難以很好 的防護日光、雨水及行車過程中高速流動的空氣。 3、 成本昂貴，包括制造成本和調試成本。機械式雷射雷達制造成本高昂，且需人工調 試，交貨周期長，民用車輛顯然無法承受。 長期看，固态式雷射雷達不存在機械運動，使用壽命和體積的問題都可以解決，并且随 着大規模量産，邊際成本可以降到很低，尤其是固态雷射雷達的 OPA 方案是車規級激 光雷達的理想方案。半固态式雷射雷達是機械式雷射雷達和固态式雷射雷達的折中，仍 然存在少量機械運動，目前半固态式各方案（棱鏡、轉鏡、MEMS）均已有車規級産品， 逐漸實作上車。
905nm 的雷射雷達探測距離可達 150m 左右，基本可以覆寫日常駕駛場景。通過公開 資料，幹燥水泥路面的附着系數約 0.7~1.0，潮濕水泥路面的附着系數大約 0.4~0.6， 下雨剛開始時的附着系數約 0.3~0.4。假設反應時間為 0.5 秒，g 為 9.8m/s^2，根據物 理學路程公式可計算出制動距離。在車速 100Km/h 時，三種路面的制動距離均低于 150m，而車速 150Km/h 時，僅在幹燥路面上制動距離小于 150m。根據《中華人民共 和國道路交通安全法實施條例（2017 年頒布）》，高速公路應當标明車道的行駛速度,最 高車速不得超過每小時 120 公裡,最低車速不得低于每小時 60 公裡。是以，150m 的 探測距離可覆寫幾乎所有駕駛場景，再通過設定智能駕駛系統，讓車速在下雨時自動 衰減便足以保證安全。
以探測原理為尺度，雷射雷達可分為三角測距法、飛行時間法(TOF)、連續調頻法(FMCW) 等等。
三角測距法：雷射經過不同位置的物體被散射後傳回的光線被透鏡聚焦在光電器 件的不同位置上，通過計算便可得出被測物體之間的距離。常見的三角測距法有直 射式和斜射式等，直射式指雷射垂直于被測物體表面射入，斜射式指雷射入射時保 持一定傾斜。三角測距法的分辨率會随着距離變化而波動。且由于利用幾何關系來 實作探測目的，每次變化都需要光電器件讀取出位置資訊，故響應速度提升較為困 難。
飛行時間法：即 TOF（Time of Flight)，雷射從發射器發出後經被測物體彈回再被 接收，由于光速是确定的，因而雷射飛行的時間差便包含了物體的位置資訊。其中， TOF 方案可分為 dTOF 和 iTOF 兩種，其中 dTOF 直接測量飛行時間，iTOF 則通 過測量相位間接得到飛行時間。相比較下，dTOF 的抗幹擾力較好，有效測量距離 更遠，而 iTOF 的圖形分辨率較高。總體看，TOF 方法響應速度快，探測精度高。 但是工作條件較為苛刻，比如脈沖發射峰值較大、回波信号微弱等。TOF 方法發 展較為成熟，是目前車規級雷射雷達的主流技術。
FMCW 法：将發射雷射的光頻進行調制，通過回波信号與參考光相幹并利用混頻 探測技術可得到頻率差，間接得到飛行時間進而算出目标物距離，若被測物體正在 移動，則結合多普勒效應可測出物體的速度。FMCW 法具有很強的抗幹擾性，但 是由于技術難度高，目前在研居多。
TOF 方案性能優于三角測距法，目前是車規級應用的主流。三角測距法成本較低，但是 性能較差。TOF 方案可在短時間内發射出大量雷射，并且接受回光進行分析，具有掃描 速度快、掃描區域廣、精度較高等優點。 FMCW 方案性能優越，但技術難度大，成本很高，目前在研居多。TOF 方案不能直接 擷取被測物體的速度，且雨雪天易受幹擾，車輛之間的串擾問題也不容忽視。FMCW 方 案可直接測出物體的移動速度，且不易受到幹擾，是以信噪比高，在靈敏度等方面也有 優勢。但是 FMCW 法內建難度高，對分立器件的依靠較強。盡管如此，随着半導體技 術的發展，FMCW 內建程度可以更加徹底進而享受到摩爾定律的紅利。此外，FMCW 對通道要求較高，這直接使其成本居高不下，短期内很難降下來。長期看，成本降低要 求規模量産、供應鍊成熟等。 綜上所述，從技術角度看，1550nm+FMCW+OPA 方案是雷射雷達的理想方案，但是短 期内 905/1550nm+TOF+半固态/Flash 的方案将占據主流市場。随着汽車智能化的發 展，TOF 方案面臨的串擾會日漸突出，FMCW 的優越性會逐漸展露，而且 FMCW 方案 天然的适合 OPA。當然這些都是在理想情況下，要實作量産還須具備條件：（1）技術成 熟度提升。（2）規模化量産，降低邊際成本。
市場空間廣大，競争格局相對分散
雷射雷達市場規模 2025 年将達 135.4 億美元，2019~2025 年 CAGR 達 64.5%。一般 而言，自動系統需監測外界變化并作出決策，而擷取資訊的途徑便是各種各樣的探測器。 雷射雷達作為探測家族中的重要一員，有着難以替代的優勢。随着自動駕駛、物聯網、 無人機、AR/VR 等領域的快速發展，雷射雷達需求迎來爆發增長。根據沙利文研究的數 據，雷射雷達市場 2019 年為 6.8 億美元，2025 年将達 135.4 億美元，GAGR 達 64.5%。
雷射雷達技術門檻高築，但市場競争格局相對分散。雷射雷達技術壁壘較高，但除 Valeo 外市場較為分散。根據 Yole 的測算，汽車與工業雷射雷達市場中 Valeo 有絕對優勢， 市場佔有率達到 28%，這主要是因其積澱多年。但除 Valeo 外，市場集中并不十分顯著， 尤其近年汽車智能化的快速發展給很多新玩家帶來了機會。
技術方面，905nm 和機械式雷射雷達是目前市場主流。從雷射波長角度看，905nm 的 雷射雷達是目前市場主流，份額達到 69%；從掃描方式看，機械式雷射雷達是目前市場 的主流，市場佔有率達 66%，其次是 MEMS 雷射雷達，市場佔有率達 17%。
下遊應用：新勢力成長，構築 LiDAR 确定性
自動駕駛等級劃分逐漸清晰，L3 及以上才能被稱自動駕駛。為了應對自動駕駛行業出 現的新變化，美國汽車工程師協會（SAE）于 2021 年修訂了之前對自動駕駛的劃分， 在新的标準中，自動駕駛被分為 6 個等級（L0~L5）。L3 及以上的功能才能被稱為自動 駕駛，L0~L2 僅屬于駕駛員支援功能。在自動駕駛汽車中，汽車的智能系統是汽車的 實際駕駛者。但是，L3 中人類駕駛員需根據需要提供接管；L4 中自動駕駛功能的實作 有特定條件（比如環境等）；L5 可以實作完全的、無限制條件的自動駕駛。大陸工信 部也根據本土情況對自動駕駛等級進行了劃分，與 SAE 的标準沒有本質差別。
環境感覺主要依靠攝像頭、超音波、雷射雷達、毫米波雷達等，是自動駕駛之眼。從硬 件架構看，自動駕駛真正的落地存在短闆效應。感覺、決策、控制任何一個環節掉鍊子 都會直接影響到最終的成敗。感覺層作為資訊搜集的環節，是決策層進行正确決策的基 礎。
單純從傳感器看，各種傳感器各有優缺點。
攝像頭是市場增長确定性最強的傳感器，縱觀自動駕駛車企，攝像頭均呈現數量增 長、像素增加的趨勢。光線經光學鏡頭聚焦在光電器件上，攝像頭中的光電器件常 用 CMOS 傳感器，CMOS 傳感器會将光線轉換為電信号，電信号經過濾波、放大 等一系列處理後可形成圖像。攝像頭的優勢，是可以獲得圖像資訊，進而模拟人類 駕駛員最真實的駕駛狀态。缺點是探測距離較短，容易受到雨雪等天氣的影響，夜 間的識别能力大大下降。
毫米波雷達：是指工作在毫米波波段【30～300GHz 頻域(波長為 1～10mm)】的 雷達。毫米波穿透性強，受到雨、雪、灰等因素的影響較小，具有全天候的優點。 此外，毫米波雷達具有抗幹擾能力強，體積小，易內建，成本低等優勢，但是毫米 波雷達對靜止物體的識别能力較差，空間分辨精度低。
超音波雷達：利用超音波作為信号波進行測量。超音波雷達的優點是穿透性強，測 距方法簡單，成本較低。缺點是探測距離近，精度低等。
新勢力一直是自動駕駛的先鋒，包括特斯拉、蔚來、理想、小鵬等，旗下車型在自動駕 駛方面持續發力。我們認為新勢力在自動駕駛上大力投入的原因至少有幾點。（1）自動 駕駛代表了新的一輪技術變革，是近年來人工智能、5G、物聯網等技術快速發展在乘用 車領域滲透的表現，技術變革符合新勢力的品牌定位。（2）傳統油車的汽車架構已經成 熟，慣性較強，在自動駕駛上發力涉及改變電子電氣架構、油電轉換、軟硬體耦合等問 題。雙碳政策下政府對電車補貼甚多，新勢力的産品都是電車，可利用能源上的優勢設 計合适的電氣架構以支援智能駕駛系統運轉，進而快速搶占傳統油車的市場。（3）在商 業宣傳上捕捉消費者獵奇的心理，尤其是年輕人追求時尚、新潮、創新的心态，以取得 事半功倍的宣傳效果。 雷射雷達是自動駕駛技術路線争議的焦點，由此分化出視覺派和雷射雷達派。視覺派以 特斯拉為代表，堅持不使用雷射雷達；雷射雷達派吸納大部分新勢力廠商，認為使用包 括雷射雷達的多傳感器融合才是正确的道路。從目前新勢力的主流車型來看，搭載的攝像頭數量在 8~13 個，超音波雷達 12 個左右，毫米波雷達 1~5 個左右，雷射雷達也漸 漸上車，在 0~2 個左右。
視覺派和雷射雷達派的針鋒相對由來已久，本報告無意一分高下。但是通過梳理主要成 員的技術路徑和發展曆史，我們可以得出如下結論。 1、 特斯拉堅持純視覺路線有其天然優勢和發展慣性，短期内不會改變技術路線轉向激 光雷達派，且特斯拉在新勢力中龍頭地位短期内難以撼動。 2、 特斯拉的商業模式難以複制，雷射雷達派沒有特斯拉一樣的海量資料和超算中心。 強感覺方案可以降低對算法的依賴，整合供應商優勢以尋求商業破局。由此給雷射 雷達的市場帶來确定性增長。
視覺派：特斯拉拒絕“雷射雷達”的底層邏輯
特斯拉是汽車新勢力的典型代表，創立于 2003 年。在早年，特斯拉釋出了首款汽車 Roadster，2010 年公司在美國納斯達克上市。在随後的幾年時間裡，Model S、Model 3、Model Y 相繼釋出。2022 年，特斯拉柏林工廠正式開工。
特斯拉産銷兩旺，市值方面已經遠遠甩開豐田，成全球第一大車企。銷量方面，特斯拉 全球銷量一直穩步提升。2021 年特斯拉全球銷售 93.6 萬輛，同比+87%。2022 年在中 國市場局部疫情波動、歐洲市場俄烏戰争的背景之下，上半年特斯拉全球傳遞約 56.4 萬輛。産能方面，目前特斯拉有六大工廠，分别是加州工廠、上海工廠、柏林工廠、德州 工廠、紐約工廠、内達華工廠。 自動駕駛方面，特斯拉是全球唯一一家核心領域全棧自研的公司。 晶片層：特斯拉早期和 Mobileye、英偉達等公司合作，随後走上自研道路。在 2019 年 特斯拉釋出的 HW3.0 中搭載了自研的 FSD 晶片，算力一路升至 144TOPS。 感覺層：相對于國内動辄十餘個攝像頭的廠商，特斯拉搭載的傳感器較為保守。從 2016 年釋出的 HW 2.0 到現在的 HW 3.0，均搭載了一個三目前向攝像頭，5 個環視攝像頭， 12 個超音波雷達和一個毫米波雷達。在 2022 年，特斯拉宣布 5 月開始在美國市場銷售 的 Model 3 和 Model Y 将取消前毫米波雷達，改由攝像頭提供的純視覺方案完成駕駛 輔助功能。
“既然各種傳感器都有優點和缺點，那麼在系統裡使用多種傳感器，通過傳感器的互補 才能實作自動駕駛？”--實際上，這可能隻是一種外行人的思維慣性，或者并非通向羅 馬唯一的道路。自動駕駛的運算非常複雜，并非簡單的加法，本文前面提到過，感覺層 擷取資料後經過決策層運算做出指令。是以額外添加的資料可能提升了決策的正确率， 也可能為決策帶來了噪音，影響了正确的決策。
我們可以舉一個簡單的例子說明額外的傳感器不一定能對系統起到增益的作用，甚至有 可能拖累系統。在後融合算法中，是對不同傳感器産生的結果進行仲裁，那麼我們假設 系統中有兩種傳感器，當結果中機率大于 0.8 時就會觸發緊急制動。
正常情形下：傳感器 B 識别為危險目标的機率為 85%，若系統中僅有 B 傳感器， 那麼由于結果大于 0.8，此時觸發緊急制動。當加入傳感器 A 時，由于傳感器 A 的 性能較差，對結果進行仲裁時賦予 A 的權重越大，則系統的結果越不可靠。
極端情形下：傳感器 B 未識别出危險目标（機率值 70%），系統不會觸發緊急制 動。加入的傳感器 A 雖然性能很好，但是由于賦予的權重不夠，A 的結果并沒有 起到作用。
我們所舉的例子是基于後融合算法。前融合算法或許可以改善這一問題。但我們不能忽 略前融合算法的其他問題。前融合算法中的模型需要大量的資料來訓練，對晶片、通訊 等硬體的要求很高，也會面臨新的問題，如坐标對齊等。目前的 ADS 算法也正在從後 融合算法向特征級前融合算法轉化，多采用 CNN、RNN、Transformer、GNN 多網絡結 構的組合，算法非常複雜。而特斯拉便是采用“前融合”的思路，将車身周圍的多個攝 像頭獲得的資料直接進行融合，再通過神經網絡将 2D 的圖像資訊映射為 3D 的空間。
特斯拉拒絕雷射雷達的理由二：特斯拉天然優勢：海量資料+超強算力。 資料庫的建立是成功的前提。我們可以把計算機了解為一個勤奮的笨小孩，機器學習的 模型訓練就是用資料不斷的告訴這個笨小孩什麼樣的場景應該怎麼做，但盡管如此，當 遇到全新的場景，這個笨小孩還是會一頭霧水。是以，路況資訊的搜集是成功的前提。 前面提到，特斯拉 2021 年全球汽車銷量達 93.62 萬輛，2022 年上半年在大環境承壓的 情況下傳遞量仍超 56 萬輛。如此龐大的銷量遠非其他新勢力可以比拟。這些汽車行駛 在世界各地，為特斯拉搜集到了海量的路況資料，建立起了龐大的資料庫體系。 特斯拉“影子模式”，首次實作資料有效采集。影子模式是指無論駕駛員是否開啟了自 動駕駛功能，系統及傳感器依然在工作。系統算法一直在對汽車的駕駛進行模拟決策， 一旦駕駛員的操作與系統算法做出的決策相沖突，該場景便會被定義為極端路況，進而 将資料傳到特斯拉的伺服器修正模型。 超強算力是訓練優質模型的基礎，特斯拉打造世界上最快的 AI 訓練計算機 ExaPOD。 特斯拉 2021 年釋出了自研 AI 訓練晶片 Dojo D1。這款晶片采用了納米技術，片上內建 了500億個半導體，單片FP32的算力可達22.6TOPS，BF6/CFP8算力可達到363TOPS。 在 D1 的基礎上特斯拉在系統層面設計訓練子產品，再由 120 個訓練子產品共同構成 ExaPOD 超級計算機。該計算機總算力達 1.1EFLOPS，是世界上運算速度最快的 AI 訓 練計算機。
從資料的采集到模型的訓練，從感覺到決策，特斯拉構築起來的城牆很高，競争對手在 短期内很難跨越。通過純視覺方案采集的資料，再輔以超強計算機的模型訓練，其在自 動駕駛領域仍處于領先地位。
特斯拉拒絕雷射雷達的理由三：成本效益，輕量化的商業模式。 第一性原理是指根據原子核和電子互相作用的原理及其基本運動規律，運用量子力學原 理，從具體要求出發，經過一些近似處理後直接求解薛定谔方程的算法。通俗的了解“第 一性原理”就是為道日損，返本歸元。而在特斯拉發展過程中“第一性原理”熠熠生輝， 簡而言之就是降本增效，例如簡化設計，省去不必要的器件等。 在雷射雷達的問題上，機械式雷射雷達一度動辄數萬美金的價格讓民用車輛高不可攀。 近年來，随着半固态方案逐漸商業化落地，雷射雷達的價格直線下降，但是目前為止， 雷射雷達價格相對于攝像頭而言還是很高，目前市場上的雷射雷達價格在 1000 美金左 右，而一個車載攝像頭的價格僅數十美元。搭載雷射雷達将使得單車成本上升，阻礙其 輕量化普及的程序。是以，如果雷射雷達不能配合後端算法出現較大的性能飛躍，盲目 搭載或許并非明智選擇。
雷射雷達派：成本鴻溝漸填平 ，落地上車正當時
為什麼特斯拉外的衆多新勢力及傳統主機廠都加入了雷射雷達派的陣營？我們認為至 少有下列三大理由：
理由一：純視覺方案在感覺層的缺陷非常明顯，特斯拉短期内也無法解決。 純視覺的方案缺陷衆多，不是所有車企都有特斯拉一樣強大的背景。毋庸置疑攝像頭 是不可或缺的，因為攝像頭可以模拟人類駕駛員真實的狀态，擷取交通标志、紅綠燈 等顔色資訊，這些是其他傳感器無法做到的。但是攝像頭的缺點也很突出，比如受雨 雪霧天氣影響大，夜間性能直線衰減。在很多情形中，純視覺方案可能會因缺乏位置 資訊導緻失效，例如： 情形一：純視覺方案可能将汽車外粘貼的廣告人物識别為行人，進而觸發緊急制動， 導緻“幽靈刹車”的發生。 情形二：當大量的白色背景出現，會給算法帶來難度。例如特斯拉曾經撞向停在路邊 的白色貨車，可能原因就是視覺系統将其識别做白雲之類的物體。 純視覺方案的缺陷歸根結底是位置資訊的缺失，雷射雷達正好可獲得位置資訊。雷射雷 達收集回光繪制點雲圖，可以直接獲得物體的距離資訊。例如，在情形一中，由于廣告 畫中的人是平面的，是以不可能是行人。而情形二中，車輛本身是一個立體的物體，與 環境存在差異。是以，若雷射雷達将位置資訊告知智能系統，則這些錯誤或許可以補救。
理由二：雷射雷達成本是阻礙普及的最大障礙，但目前已直線下降至綠燈區。 早期的雷射雷達價格昂貴，Velodyne 公司 64 線機械式雷射雷達的售價約 8 萬美元， 32 線雷射雷達售價約 2 萬美元。随着技術發展，雷射雷達逐漸過渡到半固态或固态方 案，目前的雷射雷達價格已經降低至 1000 美元以下，已經進入汽車主機廠可接受的綠 色區間。根據公開資訊，Ouster、Luminar、速騰聚創、華為、大疆 Livox、圖達通等 公司的雷射雷達均已降至 1000 美元以下，并逐漸量産上車。
理由三：特斯拉的商業模式是不可複制的，搭載雷射雷達差異化競争，或許是彎道超 車的最好機會。 特斯拉的全棧式自研模式并非一蹴而就，而是發展多年才逐漸建立。在特斯拉發展早 期受限于資金和研發實力，晶片也是外購 Mobileye。Mobileye 是全球自動駕駛方案的 龍頭廠商，在交貨時采用“黑箱子”模式，即将算法和晶片內建在一起，這種模式使 得 Mobileye 把握了主動權，留給車企的空間很少。随後特斯拉投向了自由度更大的英 偉達陣營，最後才開始自研，并建立其宏偉的資料庫和龐大的資料中心。 特斯拉銷量是其他新勢力的數倍，資料搜集能力遠非其他新勢力可比。僅在中國，特 斯拉 2020 年/2021 年分别銷售 14.7 萬輛/32.3 萬輛，是蔚來、理想、小鵬的數倍。從 車型來看，特斯拉主力車型是 Model Y 和 Model 3，2021 年分别銷售 17.1 萬輛、 15.1 萬輛。僅在中國市場上特斯拉便與其他新勢力拉開了差距，放眼全球來看，特斯 拉 2021 年全球銷量 93.6 萬輛，更是優勢超然，高牆難越。
特斯拉有全球拔尖的超算中心和領先的圖像處理能力，這點其他新勢力也存在差距。 對于新勢力及想在自動駕駛尋求破局的傳統主機廠而言，相比特斯拉已經喪失了先發 優勢，複制特斯拉的商業模式是昂貴的。絕大部分車企沒有特斯拉一樣雄厚的資金、 技術和人才實力，即便他們斥巨資建立起特斯拉一樣的超算中心，在資料庫的豐富度 上也和特斯拉相差甚廣，畢竟特斯拉有數以百萬計的車輛奔跑在世界各地，這些車輛 每天都将資料傳送回特斯拉的伺服器，且特斯拉在自動駕駛模型上已經聚集了經驗豐 富的工程師深耕多年。是以，特斯拉的商業模式是不可複制的，對于絕大部分車企而 言，在發展早期将算法和晶片的研發交給自動駕駛方案廠商，利用相對成熟的自動駕 駛方案提供商彌補自己的短闆，逐漸積累資金、技術，建立起資料庫，慢慢争取主動 權是上選。選用搭載雷射雷達的“強感覺方案”，可以減輕對決策層算法的依賴，以期 彎道超車。就用雷射雷達彌補純視覺方案這一問題而言特斯拉并不擅長，除了在宣傳 上實作差異化以捕捉消費者心理外，或許真的可以在技術上發掘出嶄新的道路。 綜上所述，非特斯拉廠商将主動或被動加入雷射雷達派，進而拉動雷射雷達需求。
2022 年是雷射雷達上車元年，藍海從此開啟。各廠商生産的雷射雷達已經陸續上車， 所搭載車型包括蔚來 ET7、飛凡 R7、小鵬 G9、理想 L9、極狐阿爾法 S 華為 HI 版、哪 吒 S、沙龍機甲龍、威馬 M7、阿維塔 11、智已等等。從搭載數量看，若所搭載雷射雷 達性能較高則搭載 1 顆（如蔚來 ET7、非凡 R7），若所搭載雷射雷達稍微遜色，則以量 取勝，搭載 1~4 顆不等。自動駕駛發展趨勢确定無疑，2030 年有望實作 L4，雷射雷達 市場快速增長。目前汽車市場主流車型多為 L3 以下，随着自動駕駛的發展，雷射雷達 市場将深度受益。
上遊器件：國外龍頭主導，國内廠商發展迅速
從産業鍊看，前文提到雷射雷達主要由發射子產品、接收子產品、掃描子產品、控制子產品四大 部分組成，上遊主要是光學和電子元器件，包括準直鏡、擴散片、分束器、窄帶濾光片、 雷射器、光電探測器、掃瞄鏡（如有）、FPGA 等。中遊主要負責內建，下遊應用包括汽 車、機器人、工業、測繪、軍事等領域。
半導體雷射器：EEL 和 VCSEL 市場主流
雷射器原理：微觀粒子具有特定的能級結構，在與光子互相作用時，粒子發生能級躍 遷會相應的吸收或者輻射光子。雷射即“粒子受激輻射的光”，原子中的電子吸收能量 後從低能級躍升到高能級，再從高能級回落到低能級會以光的形式釋放能量。這一過 程中釋放的光子特性高度一緻，是以單色性、相幹性、方向性等方面表現優良。 雷射器主要由光學系統、電源系統、控制系統和機械結構四部分組成。其中光學系統主 要由泵浦源、增益媒體、諧振腔等光學材料組成。增益媒體中的粒子受到泵浦源的激勵 後從基态變為激發态，由于激發态是一種不穩定狀态，會釋放能量再次回到基态。這個 過程中能量以光子形式釋放，是以形成雷射。
半導體雷射器發展速度接近摩爾定律，性能及成本每十年改善十倍以上。1962 年，通 用電氣公司的羅伯特•霍爾帶領的團隊展示了砷化镓半導體的紅外發射，這是世界上第一個雷射半導體。1985 年最先進的半導體雷射器可以将 105 毫瓦的功率耦合到 105 微 米的芯徑光纖中。現在最先進的半導體雷射器可以産生超過 250 瓦、擁有單一波長的 105 微米光纖，這意味着每八年增長 10 倍。非常巧合的是這與摩爾定律提出的速度近 乎一緻，即高功率半導體雷射器以類似摩爾定律的速度将光子融入光纖。
雷射器市場穩定增長，車載雷射雷達拉動需求。根據 Laser Focus World 的資料，2022 年中國雷射器的市場規模将達到 147.4 億美元，同比+16.25%。從下遊占比來看，2020 年雷射器的主要需求來自材料加工與光刻市場、通信與光存儲市場、科研與軍事市場。 随着雷射雷達逐漸上車，雷射器需求有望快速拉升。
國外企業起步較早，技術上有領先優勢。半導體雷射器及晶片以貳陸集團、朗美通、 恩耐集團、IPG 光電等國外企業為主，國内實力較強的企業有武漢銳晶、炬光科技、 長光華芯、凱普林、星漢雷射等。
光電探測器：國外廠商主導
光電探測器需配合光源使用，目前的探測器主要是基于矽（Si）和铟镓砷（InGaAs）襯 底材料。Si 屬于第一代半導體，工藝成熟度稍高，常配合 850nm、870nm、905nm、 940nm 等波段。從技術上看，雷射雷達的探測器主要有 PD、APD、SiPM/MPPC、SPAD 等。 SPAD、APD、PD 屬同族産品，但工作在不同的電壓區間，增益也各不相同。PD 外加 較小的反向電壓， 是以沒有增益。APD 工作線上性區間，增益達到 100 倍左右。SPAD 工作在蓋革區間，由于光子此時光電二極管接受雪崩後不會自動停下（需要猝滅電路）， 理論上增益可以達到無窮大，即可以探測到遠處微弱的光芒。 SiPM/MPPC，即矽光電倍增管（Silicon photomultiplier)/ MPPC(根據原理又名 multipixel photon counter)，由 SPAD 串聯猝滅電阻後并聯在一起組成。SPAD 機關内像素 面積比 MPPC 高，但 MPPC 信号可以反映強弱。故 SPAD 分辨率更高，MPPC 幀速更 快。
各種探測器性能差異較大，SiPM 和 MPPC 的增益最高。根據濱松的資料，PD、APD、 MPPC 的測距範圍依次增大。在增益方面，PIN 無增益，APD 的典型增益是 10~100，MPPC 的增益可以達到 10^5。工作電壓方面，PIN 工作在 10V 左右，APD 工作在 100~200V，MPPC 的工作電壓可達數十福特。 國外廠商主導領先，國内廠商争相布局。雷射雷達探測器目前國内有布局的廠商有靈明 光子、京邦科技、阜時科技、芯視界等，而國外廠商有索尼、安森美（收購 SensL）、濱 松、佳能等，尤其索尼和安森美實力最強。APD 是目前雷射雷達市場的主流，SPAD/SiPM 是重要的發展趨勢，但是工藝難度較高，車規級産品較少。
MEMS 微振鏡：國内企業青萍風起
MEMS 雷射雷達通過雷射器和 MEMS 微振鏡互相配合來實作探測。MEMS 雷射雷達僅 需把單個雷射器發出的脈沖掃描成的點陣組成多線就可以實作機械式雷射雷達的多光 束效果，不需要額外配備收發模組，是以成本直線下降。更進一步的，MEMS 微振鏡采 用半導體工藝，規模效應很強，是以量産後成本可以進一步下降。
技術變革加速，市場規模穩增長。根據 Yole 的資料，2020 年 MEMS 市場規模為 121 億美元，在 2026 年将達 182 億美元，CAGR 為 7.2%。細分來看，消費電子是 MEMS 傳感器最大市場，2020 年市場規模為 71.3 億美元，2026 年将為 112.7 億美元，GAGR 為 7.9%。汽車市場 2020 年的市場規模為 20.3 億美元，2026 年将為 28.6 億美元， CAGR 達 5.8%。 競争格局方面，美日德三足鼎立。根據 Yole 的資料，2020 年全球收入最高的 MEMS 企 業均為歐美日企業，包括 Bosch、Broadcom、Qorvo、STMicroelectronics、TI、Goermicro、 HP、Knowles、TDK、Infineon 等。目前能夠生産 MEMS 微振鏡的企業包括博世、英飛 淩、濱松、意法半導體、Mirrorcle 等。
國内企業青萍風起，量産制造仍靠代工。MEMS 傳感器的開發分為設計、制造、封測三 個環節，國内已逐漸建立了産業鍊。在科研領域有蘇州納米所、中科院電子所等。在市 場上湧現出歌爾股份、敏芯股份、瑞聲科技等優質企業。MEMS 微振鏡技術早已出現， 近年因無人駕駛而爆火。國内企業相關産品布局較晚，目前能提供 MEMS 微振鏡的企 業有西安知微傳感、無錫微奧科技、常州創微電子、上海微技術工研院等。同時，敏芯 股份等企業也開始了早期研發，英唐智控 2022 年拟發行股票融資進行 MEMS 微振鏡 的研發及産業化項目，項目總投資預計 2.51 億元。
終端：後起之秀乘勢起，建議關注國産勢力
Velodyne：業界老牌龍頭，實力不可小觑
Velodyne 始于 1983 年，創始人 David Hall 創立了 Velodyne Acoustic，從事低音炮設 計和生産。2004 年，Velodyne 參加了美國國防進階研究計劃局資助舉辦的無人駕駛挑 戰賽，從此開辟了自動駕駛的道路，次年發明了實時 3D 雷射雷達。2007 年，HDL 64E 成為第一個商用、大規模生産的實時 3D 雷射雷達。此後 Velodyne 的産品矩陣不斷完 善，2014 年推出 Puck；2016 年推出三款 Puck 系列産品；2017 年推出 Alpha Puck； 2019 年推出 VelaDome；2020 年推出 Velabit、Velarray M1600、Velarray H800；2021 年推出下一代 Velabit 傳感器。
産品矩陣完善，軟硬體兼備。Velodyne 産品設四個一級分類，包括機械式雷達（環繞雷 達）、固态雷達、基礎設施、雷達軟體等等。其中，環繞式雷達主要用于汽車，包括 Alpha Prime、Ultra Puck、Puck、Puck Hi-Res、HDL-32E 等；固态雷達主要用于機器人、 ADAS 等，包括 Velarray M1600、Velarray H800、Velabit 等。
Velodyne 雷射雷達主要分為機械式和固态式。早期的 HDL-64/HDL-32 是機械式雷射 雷達，性能較高，但是産品價格昂貴，體積笨重，主要用于測繪領域。目前官網上在售 的機械式雷射雷達還有 Alpha Prime、Ultra Puck、Puck、Puck Hi-Res 等，線束從 16 線到 128 線不等，雷射波長在近紅外區域。固态雷射雷達包括 Velarray M1600、Velarray H800、Velabit，探測範圍最遠達 200m。
公司業績下滑，但在雷射雷達領域仍有絕對優勢。2019 年、2020 年、2021 年營業收入 分别為 1.01 億美元、0.95 億美元、0.62 億美元，而毛利潤分别為 0.30 億美元、0.25 億 美元、-0.06 億美元。分地區來看，北美、亞太、歐洲和非洲等地均有不同程度下滑。公 司業績下滑部分受疫情、供應鍊的影響，但是公司的市占率依然很高。據年報資訊顯示， Velodyne21 年虧損除了前面提及的原因外，還因為下調了雷射雷達的價格，并且加大 研發投入，為了雷射雷達大規模商用做出努力。
客戶資源強大，AwV 項目助力。Velodye 發展多年，積累了深厚的技術底蘊和客戶資源。 Velodyne 旗下的 AwV 項目（Automated with Velodyne）緻力于推動基于 Velodyne 激 光雷達的下一代自動化解決方案邁向商業化應用，合作夥伴已經超過 100 家，包括英偉 達、西門子、LG 等著名廠商。憑借 Velodyne 在行業内的卓越地位，公司有望享受行業 發展紅利，在汽車智能化的潮流中勇進。
Ibeo：業界首創 4D 雷射雷達，2022 年開啟量産
Ibeo 汽車傳感公司成立于 1998 年，2000 年 SICK AG 成為了公司的主要股東。2010 年 管理層完成了收購和成立。2016 年 ZF Friedrichshafen 成為了公司的大股東。2017 年 和 2019 年公司在荷蘭和美國底特律分别成立了子公司。2021 年，Ibeo 與瑞聲科技達 成合作。
項目方面：2007 年 Ibeo 參加了 DARPA 城市挑戰賽，在 2008 年、2015 年、2019 年 與 Rinspeed 公司多個項目開展合作，2016 年與 Local Motors 合作。2020 年，Ibeo 拿 下自主包裹遞送研究項目，并被長城汽車提名為首家 LiDAR 系列供應商。 産品方面：2000 年公司推出 LD-ML LiDAR 和 ALASCA LiDAR，2005 年公司推出 ALASCAXT，這是第一個帶有 FPGA 的 Ibeo 傳感器。2008 年推出了 ibeoLUX，2019 年公司推出 ibeoNEXT，其樣本于次年進入市場。2022 年推出 ibeoNEXT SOP。
公司目前提供兩款 LiDAR，分别是 ibeoNEXT 和 ibeo LUX。其中 ibeo LUX 推出時間 較早，有 ibeo LUX 4L、ibeo LUX 8L、ibeo LUX HD 三款，10%反射率下探測距離在 30~50m 不等，水準 FOV 為 110°。這款雷達使用了 905nm 的雷射，距離分辨率為 4cm。
ibeoNEXT 是公司的旗艦産品，沒有任何機械結構，是一款固态雷射雷達。ibeoNEXT 是業界首創 4D 傳感系統，可以建立一個 3D 點雲外加一個圖像表示強度，在空間中具 有 0.05°的角分辨率。同時，ibeoNEXT 采用連續閃光技術，可以對環境進行掃描，每 次掃描都包含數千次測量。此外，ibeoNEXT 具有強大的子產品化功能，根據不同的需求 在開發中選擇不同的視場角、探測距離等參數（通過搭配不同的光學元件）。例如可以選 擇的水準 FOV 有 11.2°、32°、60°、120°。
Luminar：天才創始人領航，追光 1550nm
Luminar 于 2020 年 12 月成功登入美國納斯達克，成為繼 Velodyne 之後全球第二上市 雷射雷達股票，并且在市值上超越了 Velodyne。創始人奧斯汀·拉塞爾（Austin Russell） 迄今 26 歲（2022 年），他在 11 歲時開發了第一個視覺系統，建構了超算原型以及光學 系統，并且思考如何将其用于實踐。12 歲時他申請了第一個專利，後來進入斯坦福大學 學習，不久後退學創業。 Luminar 旗下 Iris 是 1550nm+二維振鏡的高性能産品。Luminar 的雷射雷達 Iris 将于 2022 年量産傳遞。Iris 雷射雷達性能優異，由于采用了 1550nm 的雷射，是以可以在保 護人眼安全的前提下實作更遠探測距離，在 10%的反射率下探測距離達 250m。掃瞄鏡 的選擇上，Iris 采用了二維振鏡，水準 FOV 達到 120°，垂直 FOV 達 20°。接收器件 上，Iris 使用的 ASIC 相對于 ADC 性能優越且成本更低。追蹤方面 Iris 可以探測到 80m 的道路和可行使空間、150m 的車道标記、250m 的車輛等。 客戶開拓順利，營收增長迅速。在客戶方面，Luminar 已覆寫全球十大 OEM 廠商的八 個，并且其雷射雷達已經落地上車。營收方面，2021 年公司營收 0.32 億美元，同比 +128.97%，其中以北美為主。
速騰聚創：首款車規級固态雷射雷達搶先量産
速騰聚創成立于 2014 年，創始人邱純鑫系哈爾濱工業大學控制科學方向博士，曾在國 内外知名期刊上發表了多篇論文。在完成了相關課題的研究後，意識到雷射雷達的光明 前景并創辦了速騰聚創，此後公司先後量産大批優質産品，一路獲得産業和資本的青睐。 2018 年獲得阿裡菜鳥、上汽、北汽戰略融資，2022 年獲得比亞迪、宇通、香港立迅、 小米長江産業基金等戰略融資。
速騰聚創産品以機械式為主，但其固态雷射雷達 RS-liDAR-M1 是全球首款量産的車規 級固态雷射雷達。速騰聚創的産品圖譜中機械式占據了半壁江山，線束從 16~128 線不 等，探測精度、FOV、角分辨率等方面各有優劣。從技術特點上看，速騰聚創雷射雷達 的波長均為 905nm（除釋出較早的 Seeker），探測原理均為 TOF。RS-liDAR-M1 是全 球首款雷射雷達的量産 SOP,搭載 M1 的廣汽 AION LX Plus、路特斯 ELETRE 等車型 也陸續上市。
速騰聚創雖是年輕的玩家，但發展迅猛，搶先釋出量産固态車規雷射雷達，已經與多家 名企建立了合作，包括上汽、吉利、一汽、廣汽埃安、比亞迪、ZEEKR、威馬汽車、宇 通汽車、地平線等整機廠和方案廠商，有望實作業績迅猛增長。
禾賽科技：MEMS 已過車規，晶片化發展路線
禾賽科技 2014 年成立于上海，2016 年開始自主研發雷射雷達。2017 年公司獲得了百 度領投的 B 輪融資，2019 年獲得博世領投的 C 輪融資，2021 年獲得高瓴、小米、美團 領投的 D 輪融資，累計獲融資額超過 5 億美元。創始人畢業于清華、斯坦福等海内外一 流名校，除具備強大的技術實力之外還具有強大的車規級規模化生産能力。2022 年将 投産“麥克斯韋”超級智造中心。
禾賽科技雷射雷達有四個系列，分别是 AT 系列、Pandar 系列、QT 系列、XT 系列。 其中，AT 系列下僅有一款産品 AT128，是基于 MEMS 微振鏡的半固态雷射雷達，主打 外形輕薄，性能超群。Pandar 系列下有四款産品，均是機械式雷射雷達，為無人駕駛的 主雷達設計，探測距離在 10%反射率下為 120~200m 不等，線數在 40~128 線，精度、 FOV 等各有特點。QT 系列主打超廣角，垂直 FOV 可達 105.2°；XT 系列主打高精度， 水準角分辨率達 0.09°。
技術創新全面發展。禾賽科技在未來的發展方向主要有四個，即晶片化研究、FMCW 開 發，測試系統和算法研發。其中，公司晶片化發展規劃中，在發射器上，禾賽科技将用 VCSEL 取代 EEL，并且 VCSEL 将由線陣向面陣發展;在接收器上，禾賽科技确立 APD- -SiPM--SPAD 的發展路線，在注重雷射雷達高性能的同時，發揮內建化、規模化優勢。
客戶合作漸入佳境，落地上車奮勇向前。禾賽科技已經與多家公司建立了合作關系，包 括整車廠、Tier1 供應商、自動駕駛方案商等。禾賽科技的雷射雷達也已落地上車，包括 理想、集度、高合、愛馳、零跑等部分車型。
大疆 Livox：首創棱鏡方案
前文提到，棱鏡方案是大疆 Livox（覽沃）獨創。由于裝備的可靠性與運動方式的複雜 度負相關，而傳統機械類的運動複雜，運動部件較多，是以大疆希望在這個方向上突破， 進而可以為合作夥伴提供可量産、穩定可靠的車規級雷達，于是棱鏡方案應運而生。棱 鏡方案通過電磁力驅動光楔運動改變光路，其中電子器件完全不參與運動。
棱鏡方案性能優于傳統雷射雷達。大疆覽沃的雷射雷達使用的掃描方式是非重複性掃描， 軌迹互相疊加。一般而言，機關立體角内平均采樣率=全 FOV 内采樣率/FOV 覆寫的立 體角，經計算可知 Mid 系列在 100ms 的積分時間内，視場覆寫率可與 32 線傳統雷射雷 達相近。Horizon 與 Tele 則有更高的視場覆寫率。
大疆覽沃目前官網在售産品共 6 款，HAP 性能優越。官網在售産品包括 HAP、覽道-70、 AVIA 傲覽、浩界 Horizon、泰覽 Tele-15、覽道 Mid-40/Mid100。大疆覽沃的産品均使 用 905nm 雷射，探測距離在 90~320m 不等，距離誤差小于 2cm。價格方面，最便宜的 覽道 Mid-40/Mid100 僅 3999 元起售，而車規級的 HAP 售價為 7999 元。從性能而言， HAP 目前可以探測到 150 米外的黑色車輛，以及 120 米外穿黑衣服的行人，可滿足目 前整車廠的需要。大疆覽沃合作夥伴包括摯途，小鵬、宇通客車等。
産業鍊：技術為基拓展客戶，先發優勢較強
就産業鍊而言，國内雷射雷達業務上市公司大多從事光學元件、雷射器等相關業務，由 于行業尚處于發展初期，技術路徑并未統一，業内公司大多配合下遊客戶做技術疊代， 早期廠商的評價次元較為單一在技術能否比對，即技術領先可獲得廠商訂單。未來雷射 雷達降本勢在必行或将苛求上遊供應商進一步做好成本管理，考驗廠商批量化生産制造 能力。我們認為，落實在投資層面，可以優選技術壁壘足夠高、綁定大客戶、具備系統 方案能力的廠商，如舜宇光學、炬光科技、長光華芯等。
舜宇光學：光學領域龍頭，技術底蘊深厚
光學領域龍頭廠商，曆史悠久始于 1984 年。全球領先的綜合光學零件及産品制造商。 公司成立于 1984 年，主營業務為光學鏡片以及影像模組，于 2007 年港交所上市（股 票代碼：2382.HK）。公司下遊遍布手機、汽車、安防、VR/AR、顯微儀器、工業等諸多 領域，擁有行業内全球知名客戶且合作穩定。公司在光學領域技術積累深厚，自身定位 于設計專家配合客戶進行産品創新，成為大客戶的“名配角”。
舜宇營收 2021 年小幅回落，但利潤不降反增。2021 年局部疫情反彈，疊加缺芯、宏觀 經濟承壓、大宗材料成本上漲等因素，舜宇營業收入為 374.97 億元，小幅下調 1.33%， 但歸屬淨利潤為 49.88 億元，同比增長 2.39%。近幾年公司毛利率、淨利率穩步增加， 2021 年毛利率、淨利率分别為 23.3%/13.5%，同比+0.4pct/0.5pct。
生産基地/研發中心遍布海内外，全球化布局穩步推進。公司目前國内生産基地分布在浙 江餘姚市、廣東省中山市、上海市及河南省信陽市。同時，為推進全球布局，公司在印 度和越南設立了生産基地，印度基地生産如計劃進行，越南基地第一期建設也已基本完 成并逐漸投産。研發中心方面，公司在中國、美國、南韓設立研發中心，提供技術輔助。 舜宇技術底蘊深厚，車載相關産品發展迅猛。公司車載業務包括車載模組、雷射雷達鏡 頭等。2021 年公司車載鏡頭出貨量同比+21.0%至 6798 萬件，同時已經完成含有多片 塑膠鏡片的 200 萬、300 萬像素的玻塑混合鏡頭研發。多款基于英偉達、高通、地平線 平台的 800 萬像素 ADAS 車載鏡頭已經通過認證，并且獲得了衆多車廠的平台化項目， 其中部分已經量産。此外，舜宇自主研發的具有除霜除霧功能的 ADAS 鏡頭已經獲得數家車廠 L3/L4 級自動駕駛的平台化項目。雷射雷達方面，公司提供收發鏡頭零元件、收 發子產品、光學視窗、多邊棱鏡等光學零件，2021 年定點合作項目超 20 個，其中兩個已 經量産。 車載營收快速增長，雷射雷達布局漸入佳境。從營收來看，公司 2021 年車載相關産品 營收 29.61 億元，同比+17.87%。從産品來看，公司在雷射雷達的主要産品包括鏡頭、 光學視窗等。鏡頭方面，公司具備多年的研發設計經驗和強大的工程制造能力，能夠提 供基于各種雷射雷達方案的鏡頭解決方案，光學視窗方面，公司能生産各種形狀的視窗， 具備良好的不透光、高硬度防沖擊、高透過率、加熱除霜除霧、電磁屏蔽等性質。
炬光科技：雷射器布局較早，客戶涵蓋國外知名企業
雷射領域深耕細作，技術雄厚産品優質。炬光科技于 2007 年注冊成立，次年公司生産 的第一批半導體雷射器問世。2009 年，公司通過 ISO9001 品質體系認證，并傳遞首款 百千瓦級面陣半導體雷射器。随後公司産品矩陣逐漸拓展，拿下一系列項目和獎項。2015 年，公司主導制定兩項半導體雷射器國家标準。2017 年，公司收購了微光學領域全球 領先的 LIMO。2019 年公司成立了汽車事業部，正式進軍雷射雷達領域。2020 年公司 快軸準直鏡月産破萬，并于 2021 年登陸科創闆。
從“産生光子”、“調控光子”到“光子應用子產品和系統”，公司業務不斷在産業鍊拓展。 炬光科技主要從事雷射行業上遊的半導體雷射元器件（産生光子）、雷射光學元器件（調 控光子）的研發、生産、銷售，正在拓展中遊的“光子應用子產品和系統”業務。下遊應 用廣泛，包括先進制造、醫療健康、科學研究、汽車應用、資訊技術、光通信、光存儲 等。
公司産品譜系全面，工程經驗豐富。炬光科技主營業務包括半導體雷射器、雷射光學、 汽車解決方案、系統應用解決方案四大類，是半導體雷射行業的垂直産業鍊公司，産品 包括有源器件、無源器件、先進材料、光纖耦合材料、快軸準直鏡、光束轉換器、雷射 雷達發射端、光束整形解決方案、艙内監控 VCSEL 發射子產品等。公司核心技術涉及半 導體雷射和雷射光學兩大領域，包括共晶鍵合技術、熱管理技術、光束轉換技術、光場 勻化技術等。
研發已進入穩定期，三費率逐漸企穩。公司 2021 年研發費用 0.68 億元，同比3.02%。2021 年研發費用率為 14.25%，同比-5.18pct，研發費用率快速降低除公司研 發逐漸穩定外還因營收迅速增長緻分母拔高。截至 2022 年 5 月，公司有境外專利 113 項，境内發明專利 123 項、實用新型專利 150 項目、外觀設計專利 32 項。三費率方 面，公司近年來三費率逐漸企穩。2019 年、2020 年、2021 年公司三費率分别為 32.27%、24.13%、24.34%。
雷射雷達相關産品布局較早，産品已經進入多家知名企業。炬光科技 2016 年開始研發 的高峰值功率雷射雷達面陣光源已經與汽車客戶簽訂合同，現已進入量産階段。炬光科 技産品已經通過 IATF16949 品質管理體系認證、德國汽車工業協會 VDA6.3 過程稽核， 在車規級産品的設計研發和工程制造上積累了大量經驗，客戶涵蓋 Velodyne LiDAR、 Luminar、Argo AI 等等知名廠商。公司 2021 年釋出的多款線光斑雷射雷達發射模組産 品已經為多家客戶送樣，并且拿到一家國内雷射雷達頭部客戶項目定點，預計 22Q3 量 産。
長光華芯：優質光源企業，橫向拓展縱向延伸
長光華芯在 2010 年由海歸團隊建立項目小組，2012 年依托長春光機所和戰略投資者公 司正式成立。2013 年，高能雷射晶片、子產品、陣列、系統等産品全面投産。2017 年， 公司率先提出和推行 976nm 光纖雷射器泵浦方案。2018 年成立了 VCSEL 事業部并建 立了 VCSEL 晶片 6 吋線；同年成立雷射系統事業部，推出多款産品。2019 年推出 15w 高功率半導體單管晶片，推出一款 976nm 的光纖耦合子產品及各系列直接半導體雷射器。 2020 年推出 18w、25w 高功率半導體單管晶片、VCSEL 面發射半導體雷射晶片，導入 InP 光通信晶片制造技術和産線。2021 年實作 30w 高功率半導體單管晶片的量産。
科研專家坐鎮，核心技術人員皆任公司高管。長光華芯披露的核心技術人員共有四名， 分别是闵大勇、王俊、廖新勝、潘華東，畢業于華中科技大學、McMaster 大學、中科 院、複旦等名校，有多年的科研或從業經曆，其中闵大勇享受國務院津貼，王俊是四川 大學客座教授及國防科大兼職教授，廖新勝是國防科大兼職教授。四名核心人員均擔任 公司高管，可見公司對科研的重視程度。 産品分布廣泛，覆寫多個領域。長光華芯産品有光纖耦合子產品、陣列、器件、直接半導 體雷射系統、高功率雷射晶片、光通信晶片等大類，每個大類下設不同系列産品，應用 廣泛，覆寫多個下遊。
公司營收成倍遞增，毛利率/淨利率迅猛增長。2021 年長光華芯共實作營業收入 4.29 億 元，同比+73.59%；2021 年實作歸屬淨利潤 1.15 億元，同比大幅+340.49%。盈利能力 方面，2021 年公司毛利率/淨利率分别是 52.82%、26.87%,同比分别+21.46pct、 +16.28pct。近年來公司淨利率穩中有升，2019 年淨利率大幅下降是因為确認了股份支 付費用。
研發投入逐漸走高，三費率逐漸企穩。公司研發費用近年來高速增長，公司 2021 年研 發費用為 0.86 億元，同比+42.43%。2021 年研發費用率達 20.03%，同比-4.38pct。三 費率方面，有逐漸下降的趨勢。其中，2019 年管理費用率上升是因确認了股份支付費 用。若剔除股份支付的影響，2018 年、2019 年、2020 年期間費用率分别為 59.90%、 52.80%、35.05%。
公司注重創新，技術實力雄厚助力國産化。公司已逐漸實作高功率、高可靠性、高效率、 寬波長範圍單管晶片的國産化，技術水準對标國外先進廠商。公司邊發射單管晶片成功 導入銳科雷射、創鑫雷射、大族雷射等主流雷射器及裝置廠商；高功率巴條晶片電光轉 換效率 63%以上，波長包括 808nm、940nm，廣泛運用于固态雷射器泵浦源。同時， 公司守正出奇，由邊發射晶片技術不斷向面發射晶片擴充，建構了邊發射和面發射兩種 結構的技術工藝平台，擴充了高效率 VCSEL 雷射晶片和高速光通信晶片兩大産品晶片 平台。其中，VCSEL 晶片基本覆寫了主流晶片市場需求，包括接近傳感器、結構光、 TOF 等，且下一代 dTOF 技術 VCSEL 産品正在開發。在光通信晶片領域，公司已經具 備晶圓制造、晶片加工、封裝測試全流程生産能力。
發展道路清晰，布局雷射雷達等領域。經多年發展，公司已經建立半導體雷射晶片砷 化镓 GaAs 和磷化铟 InP 兩大材料體系，建構邊發射和面發射兩大晶片結構工藝技術 和制造平台。展望未來，公司将秉承“一個平台，一個支點，橫向擴充，縱向延伸” 發展戰略。一個平台：公司與蘇州高新區政府共建的蘇州半導體雷射創新研究院。 一個支點：公司已具備高功率半導體雷射晶片的核心技術及全流程制造技術。 橫向拓展：從高功率半導體雷射晶片擴充至 VCSEL 晶片及光通信晶片，将産品 應用領域拓展至消費電子、雷射雷達等。 縱向延伸：縱向延伸至雷射器件、子產品及直接半導體雷射器。
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