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汽车零部件行业:激光雷达,价值,空间,格局,趋势探讨-20210224-中信建投-56页.pdf
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激光雷达在汽车零部件行业中的价值、空间、格局和趋势探讨 激光雷达作为汽车零部件行业中的关键技术,近年来得到了快速发展。该报告对激光雷达的价值、空间、格局和趋势进行了深入的探讨。 价值方面,激光雷达是智能驾驶核心感知部件,能够提供高精度的距离和速度信息,对于自动驾驶系统的实现至关重要。同时,激光雷达也能够提高驾驶体验,提高道路安全性。 空间方面,该报告预计,全球激光雷达市场空间将达到129亿美元, Compound Annual Growth Rate(CAGR)为49.21%,中国激光雷达市场空间将达到62.96亿美元,CAGR为39.95%。 格局方面,激光雷达行业呈现全球范围的充分竞争,国内外企业技术差距较小,业内厂商产品策略包括机械式、半固态和固态等多种形态。但是,华为、大疆等科技巨头的介入,也使得行业的技术竞争更加激烈。 趋势方面,半固态和固态激光雷达技术将是未来汽车零部件行业的主要趋势。半固态激光雷达技术已经有了产品车规,未来将会是乘用车ADAS场景的主流解决方案。纯固态技术虽然成本和稳定性都有较大潜力,但是短期受限于产业链成熟度较低。 投资评价和建议方面,该报告认为,激光雷达行业目前处于技术迭代初期,行业相关技术路线、产品形态仍在不断革新。因此,投资者需要观测企业的产品能力,特别是ADAS应用场景相关车规产品的落地进度,以及相应产品的性能和成本。 风险提示方面,该报告认为,技术路线迭代风险、格局风险和L3以上智能化渗透率不及预期都是需要关注的风险。 该报告对激光雷达在汽车零部件行业中的价值、空间、格局和趋势进行了深入的探讨,为投资者和行业内的人员提供了有价值的参考。
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本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国(仅为本报告目的,不包括香港、澳门、台湾)提供,由中信建投(国际)证券有
限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。
证券研究报告·行业深度报告
激光雷达:价值,空间,格局,趋势探讨
激光雷达赛道价值何在?
目前主流的感知传感器均有自身性能局限性,单纯从技术性能维
度看,激光雷达是感知硬件的最优解,智能化是一个消费属性极
其显著的赛道,其意义在于提升消费者的驾乘体验(主要指
ADAS),智能化包括感知、决策、控制三个环节,激光雷达是
感知层面的核心传感器。此外,搭载激光雷达也是特斯拉以外的
主机厂在智能化层面实现弥补软件算法实现弯道追赶的核心。
空间格局:预计全球约 200 亿美元,全球范围竞争格局尚不清晰
我们测算 25/30 年全球激光雷达市场空间将达到 129/195 亿美元,
20-25 年 GAGR 为 49.21%,25-30 年 GAGR 为 8.63%。25/30 年
我国激光雷达市场空间将达到 62.96/77.75 亿美元,20-25 年
GAGR 为 39.95%,25-30 年 GAGR 为 4.31%。格局层面来看,呈
现全球范围充分竞争,国内外企业技术差距较小,业内厂商产品
策略包括两类:从机械式过渡或是直接布局固态和固态的厂商。
此外,行业存在华为、大疆等科技巨头介入,整体研发实力较强,
研发进度和产品落地速度较快。整体而言格局尚不清晰。
技术趋势:激光雷达必不可少,半固体与固态是趋势
特斯拉在感知层面使用的是无激光雷达的视觉方案,我们认为其
余主机厂并不会效仿特斯拉;从产品形态维度来看,机械式、半
固态、纯固态,三种形态产品技术同源性较弱。目前机械式激光
雷 达 技 术 成 熟 度 较 高 , 但 主 要 应 用 在 对 成 本 较 不 敏 感 的
Robotaxi/Robobus 及实验领域,且后期降本难度较大难过车规。
中期维度看我们认为半固态激光雷达将会是乘用车 ADAS 场景
短期内的主流解决方案,目前半固体转镜方案已有产品车规,后
期半固体 MEMS 车规级振镜方案也将逐步有产品落地且降本潜
力较大。长期维度看纯固态技术的成本和稳定性都有较大潜力,
是技术上的最优解,但是短期受限于产业链成熟度较低。
投资评价和建议:从产品视角观测企业能力
激光雷达行业目前处于技术迭代初期,行业相关技术路线、产品
形态仍在不断革新。此外,我们认为机械式、半固体、固体三种
形态激光雷达的技术同源性较弱,某代产品的领先优势不一定能
够持续保持,对于激光雷达厂商而言产品是一个较为显性的观测
指标,核心应观测其 ADAS 应用场景相关车规产品的落地进度,
以及相应产品的性能和成本。通过对各家供应商产品进行梳理,
我们认为 Luminar、Innovusion、大疆 Livox、华为、速腾聚创、
Ibeo 等厂商进度较为靠前。
风险提示:技术路线迭代风险,格局风险,L3 以上智能化渗透率
不及预期。
维持
强于大市
何俊艺
hejunyi@csc.com.cn
15121172110
SAC 执证编号:S1440521010002
程似骐
chengsiqizgs@csc.com.cn
021-68821600
SAC 执证编号:S1440520070001
SFC 中央编号:BQR089
陶亦然
taoyiran@csc.com.cn
010-85156397
SAC 执证编号:S1440518060002
发布日期: 2021 年 02 月 24 日
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2021/1/21
汽车整车 沪深300
汽车零部件Ⅱ
行业深度报告
汽车零部件Ⅱ
请参阅最后一页的重要声明
目录
前言:激光雷达赛道价值讨论 ............................................................................................................................... 1
一、概况:智能驾驶核心感知部件,受供需双重驱动........................................................................................ 2
1.1 激光雷达是什么? .................................................................................................................................... 2
1.2 行业驱动要素:需求拖动,供给革新,高阶智能驾驶加速渗透 ......................................................... 4
1.2.1 短期维度:需求拖动,供给革新................................................................................................... 4
1.2.2 长期维度:高阶自动驾驶渗透率逐步提升 ................................................................................... 8
二、空间格局分析:预计全球约 200 亿美元,机械与半固体厂商较多 ...........................................................11
2.1 市场空间:预计 25/30 年全球空间 129/195 亿美元 .............................................................................11
2.2 格局分析:当前布局机械式和半固态厂商较多,行业存在科技巨头入局 ....................................... 15
三、技术趋势探讨:激光雷达必不可少,半固体与固态是趋势 ...................................................................... 21
3.1 技术方案维度:用不用激光雷达? ....................................................................................................... 21
3.1.1 有哪些方案? ................................................................................................................................ 21
3.1.2 特斯拉:采用无激光雷达的视觉主导方案 ................................................................................. 22
3.1.3 特斯拉采用视觉方案原因:“软件服务商”的商业模式前期需要低成本铺量 ......................... 27
3.2 产品形态维度:用什么激光雷达? ....................................................................................................... 30
3.2.1 机械式激光雷达:高精度高成本,无法过车规 ......................................................................... 32
3.2.2 半固态-转镜方案:当前主流的 ADAS 场景技术路线,已过车规 ........................................... 33
3.2.3 半固态-MEMS 振镜方案:后期有望过车规,降本潜力大 ....................................................... 35
3.2.4 纯固态 OPA 方案:技术壁垒最高的纯固态方案 ....................................................................... 38
3.2.5 纯固态 Flash 方案:瞬时形成环境图像的高度集成方案 .......................................................... 39
3.3 降本路径分析 ........................................................................................................................................... 42
3.3.1 机械式成本拆解及降本路径 ....................................................................................................... 43
3.3.2 半固体成本拆解及降本路径:..................................................................................................... 44
3.3.3 纯固态成本拆解及降本路径 ........................................................................................................ 46
四、投资评价和建议:从产品视角观测企业能力.............................................................................................. 47
五、风险分析 ......................................................................................................................................................... 52
rQtQsMzQrQnNsNnOrOrNqR6MbP8OpNnNmOrQkPrRsQlOnPnRbRoMmPNZoOpOuOmRnN
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行业深度报告
汽车零部件Ⅱ
请参阅最后一页的重要声明
前言:激光雷达赛道价值讨论
结论 1:从产品自身维度来看,目前感知传感器主要包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达四
类,前三种感知传感器均有其自身的性能局限性。摄像头精度较差,易受到天气影响,且多为近距离感知;毫
米波雷达主要是 2D 信息,且对非金属物体探测能力弱(行人等);超声波雷达仅限于低速、近距离场景。单
纯从技术性能维度来看(暂不考虑成本),激光雷达是智能驾驶感知层面硬件的最优解。
结论 2:对于需求侧来看(消费者视角),智能化是一个消费属性极其显著的赛道,其意义在于提升消费
者的驾乘体验(主要指 ADAS)。所谓具备消费属性的配置,即消费者在购车时会重点关注并愿意支付溢价、
同时能够增加消费者购买欲望的相关配置。相比电动化,智能化的差异属性更加显著。智能化包括感知、决策、
控制三个环节,激光雷达是感知层面的核心传感器。
结论 3:对于供给侧来看(主机厂视角),目前特斯拉在底层电子电器架构、数据搜集、算法能力等软件
以及芯片自研和芯片算力等硬件层面的领先优势极其显著,特斯拉国产化后销量大幅增加,产品策略持续向下,
后期将逐步侵蚀低价格带产品的市场份额,尤其是市场空间较大的 15-25 万价格带区间。相比特斯拉的“摄像
头+毫米波+超声波”组合的视觉主导方案,激光雷达方案是“重感知,轻算法”的技术方案,正好可弥补特斯
拉以外的其余主机厂在软件层面的短板,中短期维度来看,特斯拉以外的主机厂选择激光雷达的金钱及时间成
本比中短期快速弥补软件能力更低,其余主机厂尤其是反应能力较快的自主品牌可通过搭载激光雷达实现在智
能化性能层面的快速追赶。
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行业深度报告
汽车零部件Ⅱ
请参阅最后一页的重要声明
一、概况:智能驾驶核心感知部件,受供需双重驱动
核心结论:感知、决策与控制是自动驾驶的三个核心环节,激光雷达从功能层面来看属于感知层传感器,
其产品优势尤其在高阶智能驾驶阶段将会逐渐体现。激光雷达行业发展的催化短期维度主要受到需求拖动以及
供给革新。需求侧来看,智能化是主机厂产品性能做出差异化的核心,同时目前各主机厂在智能化量产进度层
面落后于特斯拉,激光雷达能够从硬件层面帮助主机厂短期实现追赶,提速智能化进展。2020-2021 年期间众
多传统 OEM 以及造车新势力纷纷表示将在后续量产车型中搭载激光雷达;供给侧来看,目前激光雷达行业仍
处于技术迭代的初期,以华为、大疆为代表的科技巨头进军激光雷达产业,推动技术革新;此外,全球激光雷
达公司陆续上市进入资本市场,产融结合助益研发投入。长期维度来看,由于高阶自动驾驶中对于传感器的数
量和精度都有更高的要求,对激光雷达的需求将随着自动驾驶的渗透率的增长而持续攀升。
1.1 激光雷达是什么?
感知、决策与控制是自动驾驶的三个核心环节,激光雷达从功能层面来看属于感知层传感器,可配合摄像
头、毫米波雷达、高精度地图、GPS 定位等收集车身周边信息,确定车辆周边路况。激光雷达是一种通过发射
激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置,通过激光器和探测器组成的收发阵列,结合光束扫描,
可以对自动驾驶环境进行实时感知,获取周围物体的精确距离及轮廓信息,以实现避障功能;同时,结合预先
采集的高精地图,车辆在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米量级从而实现驾驶辅助功能。
图表1: 激光雷达于感知层的作用
资料来源:中信建投
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行业深度报告
汽车零部件Ⅱ
请参阅最后一页的重要声明
探测原理:主要包括激光发射、激光接收和信息处理三个模块,通过测量激光信号的时间差和相位差来确
定目标物体距离并创建出清晰的 3D 图像。激光器发射激光脉冲,使其通过光束控制器以及发射光学系统并反
射在目标物体上,机械式激光雷达方案与半固态式方案的主要区别就在于光束控制器的选择。返回的激光束被
接收端的光学系统捕捉,由光电探测器转化为回波信号,再经过模拟信号的放大后由数字化芯片将模拟信号转
化为数字信号。激光雷达通过收集目标表面大量密集的点的三维坐标,从而快速建立被测目标的三维点云图,
绘制出环境地图,达到环境感知的目的。通常来说,激光雷达线束越多,测量精度越高,环境感知的效果就越
好,其最大的优势在于能够不受恶劣天气限制。
图表2: 激光雷达系统组成
资料来源:汽车人参考
,中信建投
图表3: Velodyne 激光雷达扫描点云图
资料来源:
Velodyne
,中信建投
根据测距原理,激光雷达主要分为飞行时间测距法(ToF)和连续波调频法(FMCW),前者在产业链成
熟度上更领先,成为当前市场上主要采用的方法;ToF 与 FMCW 能够实现室外阳光下较远的测程(100~250m),
稳定性高,是车载激光雷达的优选方案。ToF 通过直接测量发射激光与回波信号的时间差,基于光在空气中的
传播速度得到目标距离信息。FMCW 方案将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍
频得到频率差,从而间接获得飞行时间反推目标距离。FMCW 法的优势在于高信噪比、抗干扰以及所需发射功
率低,对人眼安全。ToF 是目前市场车载中长距激光雷达的主流方案,未来随着 FMCW 激光雷达整机和上游产
业链的逐步成熟,ToF 和 FMCW 有望在市场上并存。
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