激光雷达的分类：从机械式到固态化

机械式激光雷达技术成熟度较高，供应链成熟，但由于固有缺陷（机械部件寿命短、成本高、 体积大、调试装配复杂等），目前车企宣布的L3量产车项目均选用固态/混合固态激光雷达 方案。 目前混合固态激光雷达技术已初步成熟，各家厂商量产项目陆续落地。

固态激光雷达技术方案包括光相控阵（OPA）和FLASH两种，具有数据采集速度快、分辨率高、 成本低等特点，但目前技术成熟度较低。

激光雷达产业链——上游

激光雷达产业链上游包含激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大部分，分别对应激光器、探测器、 扫描器(及其它光学组件)、芯片等零部件。

激光雷达工作原理和组成

激光雷达由发射模块、接收模块、主控模块以及扫描模块（如有）构成。主控模块首先发射信号 到发射模块，激光驱动驱动激光器(如EEL、VCSEL等)发射激光脉冲，再通过发射光学系统发射激 光，到达物体返回后接收模块接收回波，经由接收光学系统到达探测器(如APD、SiPM、SPAD等), 最终传至模拟前端，再进行模数转换，到达主控模板。部分激光雷达拥有扫描模块，则主控模块 可直接到达扫描器或激光器先经过扫描器再回到发射光学系统。

激光雷达革命性技术架构

根据产业调研和专家交流，招商通信团队认为：机械式激光雷达被普遍认为无法达到上车标准。短期 内，以TOF方式为测距原理的半固态激光雷达仍将占据市场的主要份额，一维、二维或MEMS等扫描方 式的技术路径将会共存；长期来看，固态FMCW是未来的技术路径。

激光雷达市场规模&原材料BOM拆分

激光雷达出货量&市场规模：根据沙利文预测，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在ADAS中渗透率增加等因 素推动，激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势，至2025年全球市场规模为135.4亿美元（约合914亿元）；其中，中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元（约合291亿元）； 基于蔚来ET7、小鹏G9等热款车型的交付，预计22年车载激光雷达出货量为15万台，23年激光雷达出货量规模 在30~60万台。

Flash 的成本结构按发射模组、接受模组、光学系统、核心 IC 分类；根据产业调研，如果整个雷达 $1000 ： (1)发射模组即 VCSEL 加驱动$100-$200,占比 20%；(2)接收端占 30%，对应$300；(3)光学系统占比15-20%， 对应$150~$200；(4)剩下的一些 IC 部分成本，像 FPGA、跨阻放大器、AD 芯片、点云管理、memory 等加起 来占比 30%，对应$300。

发射模块：VCSEL逐步取代EEL，905、1550或将共存

激光雷达产业链——发射系统

激光发射系统：系激励源周期性地驱动激光器，发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器 控制发射激光的方向和线数，最后通过发射光学系统，将激光发射至目标物体。激光雷达发 射模组：包含激光雷达面光源和激光雷达线光源，以激光光源和光学整形元器件为主要组成 部分，负责产生激光雷达探测所需要的特定形态和功率的激光光斑。

激光雷达产业链——发射系统-激光器

激光的产生来自于激光发射器，有半导体激光器、固体激光器、光纤激光器和二氧化碳气体激光器四种 类型。激光雷达的光源选择需要关注人眼安全问题、 稳定性和可靠性、成本、量产的可能性。

无人驾驶大多采用半导体激光器，从驱动方式来看主要包括：边缘发出的边缘发射激光器（EEL）和 激光垂直于顶面的垂直腔面发射激光器（VCSEL）；从光源波长来看主要包括：905nm光源和 1550nm光源。不同光源及发射形式的选择影响射出光的能量大小，继而影响光源可达到的探测范围深 度。 目前1550nm激光器一般配备光纤激光器，EEL和VCSEL适合的波长仍为905nm。

激光雷达产业链——发射系统-激光器-驱动

垂 直 腔 面 发 射 激 光 器 （ VCSEL ， Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）：的激光发射方向垂直于半导体 衬底表面，激光束呈圆形对称。VCSEL 主要结构由p型和n型两个分布式布拉格 反射镜（DBR）及中间的有源区构成。 VCSEL腔长量级与波长相近，容易实现 单纵模激射，并具有出色的光束质量， 适用于数据通信及各种传感领域。

激光雷达厂商有转向VCSEL激光器的优势：VCSEL 相较于传统的IRLED、EEL半导体芯片而 言，它具有窄光谱、低功耗、低温漂等特点；采用VCSEL激光器作为面光源的电光转换效率、 集成度和可制造性更高。VCSEL封装与LED一样简单，成本优势明显。综合上述优势， VCSEL定会成为3D传感市场潜力最大的产品。

VCSEL激光器集合了红外边发射激光器的很多优点，采用更优质的激光源，既像红外LED非常适合大规模 晶圆级生产，工艺和封装成本较低，又有边发射激光器非常好的光谱和较高的光密度特性；它还有温度漂 移非常低的特征，从低温到高温每组VCSEL的典型漂移仅为0.07nm/K。这是其他光源很难做到的，这也是 被苹果选中作为Face ID光源的重要原因。这是用于VCSEL的架构决定了它可以在许多光源的选择中胜出。

VCSEL芯片具有光电转换效率高、发散角小、光束质量好、波长稳定性好、可靠性高、阈值电流小、功耗 低等优点，且易于与光纤耦合，易于单纵模发射和实现高调制频率，加上易于制备二维发光阵列，大批量 生产成本可控，但输出功率及电光效率较边发射激光芯片低。

光学系统：国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性

光学部分——ONE PAGE SLIDES

国内供应链优势显著，壁垒在于质量管控&一致性。光学部分是以发射和接收这两个二极管展开的光通道， 包括反射镜，透镜，棱镜还有窗口玻璃等。光学部分在整个激光雷达BOM成本的占比在10%~15%左右。其 中，转镜50%；窗口片：20%；透镜、准直镜、滤光片30%。

光学部分供应商主要有两类玩家：（1）一类是消费电子光学厂商（舜宇光学、永新光学等），在部分精度 和壁垒不高的光学元件的量产控本方面有一定优势；（2）另一类是光通信领域的厂商（天孚通信、中际旭 创、腾景科技等），更擅长波的控制，滤光片、窗口片等产品更具性能优势；并且在光电封装及光路设计方 面优势更强，产线和技术均可复用。

激光雷达光子传输原理

激光雷达(含扫描模块)光子传输原理为：发射单元激光器发射激光束，通过发射光学系统--激光扩束 器改变光斑的空间形状分布，分束镜通过折射分出多束光束，经过反光镜和准直镜到达窗口片并传输 光束到目标物体上；光束到达物体返回后由窗口片接收回波，通过扫描器后再次途经准直镜维持光束 的准直性，由环形镜传输到滤光片(允许特定光纤通过）并进入到光阑，通过长焦镜头聚焦光束至光 电探测器，最终可由模拟前端芯片或其它主控模块硬件处理信息。

激光雷达产业链——光学组件

车载激光雷达和光通信-光器件实际上有很多相似之处。激光雷达中的激光器、探测器和光学 组件等核心器件与光通信领域中的器件非常相似，除了各自的性能要求和可靠性要求存在一 定的差异外，产品的基本形态及功能基本一致。根据产业调研，目前从事激光雷达领域的研 发人员有一半来自于光通信领域。通过对表现、封装、可靠性标准、量价等多维度对比，激光产业研究专家罗百辉认为车载激光雷达同早期的光器件比较类似，但发展前景广阔。透镜和棱镜等传统光学元器件，定制化加规模化效应有望带来行业新增量。作为传统的光学器件，透 镜和棱镜等产品工艺相对成熟。但是客户侧定制化的需求旺盛，将显著增加产品附加值，同时大客户 带来的出货规模化效应将进一步降低产品成本，提升竞争力。

接收模块：国内厂商走向车规，从APD向SPAD、SiPM进阶

探测器——激光雷达光电探测器发展历程

在激光接收层面，根据光电探测器性能主要分为PIN PD、APD、SPAD和SiPM四类。 

1. PIN PD增益很小、成本更低，适用于存在相干增益且不带噪声FMCW测距。

2. APD技术较为成熟，是使用最为广泛的光电探测器件。 

3. SPAD理论增益能力是APD的一百万倍以上，探测器效率的提高直接提高了激光雷达的探测 范围和分辨率，适合面光源，能量较为发散，难以到达远距离探测的Flash激光雷达。

4. SiPM是多个SPAD的阵列形式，通过大尺寸阵列获得更高的可探测范围以及配合阵列光源使 用，采用成熟CMOS半导体工艺制造，且电路结构简单，工作电压较低，用于高级激光雷达。

探测器——市场规模

雪崩光电二极管（APD）适用于激光测距仪、基于aid的控制算法的量子传感、远程光纤通信和 正电子发射层析成像等，广泛应用于工业、航空航天、国防、商业、电信、医疗保健等下游领 域。这些领域和技术的蓬勃发展，为APD行业创造了新的增长空间。根据Maximize Market Research，2019年全球雪崩光电二极管（APD）市场估值为13013万美元，预计到2027年将 达到17598万美元，年复合增长率为3.85%。

SiPM采用大批量CMOS工艺生产，成本较低。SiPM应用领域包括生物光子学、激光雷达和3D 测距、高能物理、空气粒子物理、分类和回收、危险和威胁检测、荧光光谱、闪烁体、医学成 像等，尤其在汽车激光雷达和工业激光雷达领域的应用较为广泛。根据kbvresearch，预计 2027年全球SiPM市场规模将达到1亿9080万美元，年复合增长率为7%。

探测器——单光子雪崩光电二极管（SPAD）

单光子雪崩光电二极管（Single Photon Avalanche Diode，SPAD）是工作在盖革模式下的 APD，器件两端的反向偏压高于其击穿电压。此时器件内部电场极高，单个光子就可触发雪 崩效应产生能被外部探测的雪崩电流，因此被称为单光子雪崩光电二极管。

在雪崩倍增效应下，电流随着时间呈指数级增加，从而产生雪崩电流脉冲。理论上雪崩倍增 过程一旦被触发便不会停止，光生电流在纳秒内被增加到毫安培量级，因此需要在光生电流 增大到损坏器件之前结束雪崩。

SPAD以极快的响应速度和极高的灵敏度等特性，成为弱光探测和高速成像研究领域的热点 技术之一。但SPAD芯片技术难点较多，既包括器件物理层面的问题，如提升小像素的光子探 测效率（PDE），也涵盖电路设计和制造工艺方面的问题。

本报告主要分析了中国毫米波雷达产业产品、市场规模、市场应用及核心零部件产业的发展状况及行业主要企业发展情况，行业发展趋势等内容，总结分析了毫米波雷达在各领域应用发展情况，并提供切实可行投资建议。

报告目录

第一章 毫米波雷达产业概述    

第一节 毫米波雷达定义及原理 

一、毫米波雷达定义   

二、毫米波雷达工作原理   

第二节 毫米波雷达产品分类    

一、制导雷达、火控雷达   

二、目标检测雷达      

三、毫米波对地观测雷达   

四、毫米波近距探测雷达   

五、汽车雷达      

第三节 毫米波雷达产品特点分析 

第二章 毫米波雷达技术分析及趋势

第一节 毫米波雷达发展历程    

一、毫米波雷达发展历程   

二、毫米波雷达全球雷达频段分配情况   

第二节 毫米波雷达基本技术    

一、毫米波雷达系统架构   

二、天线      

三、射频      

四、数字信号处理      

第三节 毫米波雷达核心技术发展水平    

一、毫米波雷达系统设计   

二、毫米波雷达频率源      

三、毫米波雷达天线设计   

四、毫米波雷达成像   

第四节 毫米波雷达技术发展趋势    

一、相控阵雷达技术   

二、前端单片微波集成电路（MMIC）    

三、雷达天线高频PCB板  

四、平板缝隙阵列天线设计      

五、多维度探测技术 

第三章 毫米波雷达市场发展现状    

第一节 毫米波雷达行业发展现状    

一、国内外毫米波雷达市场分析      

二、毫米波雷达国产化发展      

三、国内毫米波雷达市场规模   

第二节 毫米波雷达市场竞争分析    

一、国外毫米波雷达厂商竞争分析   

二、国内毫米波雷达厂商竞争分析   

第三节 毫米波雷达应用领域分析    

一、汽车      

二、无人机   

三、安防      

四、智能交通      

五、其他      

第四节 毫米波雷达投融资动态 

第五节 国内毫米波雷达产业发展存在的问题 

一、行业整体竞争力偏弱   

二、人才极度短缺      

三、企业资金压力大   

四、开发周期长  

第四章 毫米波雷达在汽车领域的应用分析    

第一节 毫米波雷达在汽车领域的应用    

一、车载毫米波雷达功能实现   

二、车载毫米波雷达优势分析   

三、车载毫米波雷达在汽车系统中的使用      

第二节 车载毫米波雷达主要产品介绍    

一、按频率分类   

二、按型号分类   

第三节 汽车领域对毫米波雷达的市场需求及趋势分析 

一、车载毫米波雷达替代进程   

二、汽车毫米波雷达市场规模   

三、车载毫米波市场需求驱动力      

四、车载毫米波雷达产品发展趋势分析   

第四节 汽车领域毫米波雷达主要厂商分析    

一、国外厂商分析      

二、国内厂商分析  

第五章 毫米波雷达在无人机领域的应用分析

第一节 毫米波雷达在无人机领域的应用 

一、无人机避障   

二、无人机高度测量   

第二节 无人机领域主要产品分析    

一、无人机避障问题亟待解决   

二、无人机避障系统分类   

三、基于毫米波技术的高度测量计   

第三节 毫米波雷达主要产品介绍    

一、避障雷达      

二、雷达高度计   

第四节 无人机领域对毫米波雷达的市场需求及趋势分析

第六章 毫米波雷达在安防领域的应用分析    

第一节 毫米波雷达在安防领域的应用    

一、安防检测体系概述      

二、安防毫米波雷达优势   

第二节 安防领域主要产品分析 

第三节 毫米波雷达主要产品介绍    

第四节 安防领域对毫米波雷达的市场需求及趋势分析 

第七章 毫米波雷达在智能家居领域的应用分析    

第一节 毫米波雷达在智能家居领域的应用    

第二节 智能家居领域主要产品分析 

第三节 毫米波雷达主要产品介绍    

第四节 智能家居领域对毫米波雷达的市场需求及趋势分析 

一、中国智能家居市场发展现状      

二、智能家居毫米波雷达产品发展趋势分析 

第八章 毫米波雷达在其他领域应用分析

第一节 毫米波雷达在交通领域的应用    

一、毫米波雷达在交通领域的应用          

二、毫米波雷达在交通监测系统中的功能实现      

三、毫米波雷达主要产品介绍          

四、交通领域毫米波雷达的市场需求分析      

第二节 毫米波雷达在工业自动化领域的应用 

一、毫米波雷达应用及产品分析      

二、工业自动化领域毫米波雷达的市场需求分析

第九章 毫米波雷达标杆企业分析    

第一节 森思泰克 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析          

三、企业经营情况分析      

第二节 智波科技 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第三节 行易道    

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第四节 苏州豪米波    

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第五节 南京隼眼 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第六节 湖南纳雷 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第七节 深圳安智杰    

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析          

三、企业经营情况分析      

第八节 承泰科技 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析      

第九节 木牛领航 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析          

三、企业经营情况分析      

第十节 傲酷 

一、企业介绍      

二、主要产品及应用分析   

三、企业经营情况分析  

第十章 毫米波雷达发展趋势及前景预测分析

第一节 毫米波雷达市场应用趋势分析    

第二节 毫米波雷达技术发展趋势    

第三节 毫米波雷达市场规模预测