激光雷达原理、技术路线、市场需求及空间如何？

汽车+机器人需求推动，激光雷达 2025 年放量可期。

1. 激光雷达：智能感知关键设备，有望迎来万亿市场

智能感知关键设备，应用场景广泛。激光雷达是一种利用激光束来计算物体到目标 表面可变距离的传感器，主要包括激光系统、接收系统、信号处理单元和扫描模块。激 光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列，结合光束扫描，可以对周围环境进行实时 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。此外，通过与人工智能 感知软件结合，激光雷达能在原始信息的基础上进行解释和分析，进而在各种环境下实 现高效、安全的自动化。因此，激光雷达解决方案广泛应用于汽车及非汽车行业，如机 器人、智慧城市及 V2X 等。

激光雷达技术路线逐渐成熟，已支持车规级应用。激光雷达产品要达到车规级，需 通过化学特性、机械特性、电气特性三大方面的测试。机械式激光雷达有较大的机械扫 描结构，正常工作时长仅 1000-3000 小时，难以达到车规级设备最低 13000 小时的要求。 半固态激光雷达大大缩小了机械扫描结构的体积与转动范围，相比机械式激光雷达更可 靠、尺寸更小、更经济，且能通过严格的车规级测试，有望取代机械激光雷达，成为未 来主流方案。 中短期看半固态激光雷达为主流路线，目前看固态激光是长期最优选择。目前的半 固态激光雷达仍有机械扫描部件，因此在体积和长期稳定性上仍非长期最优解。固态激 光雷达完全取消了机械扫描结构，在内部结构和体积上进一步优化，相较半固态式更有 车规优势，但目前在功率密度上仍不及半固态激光雷达，仅作为辅助补盲雷达上车，未 来有望在技术演进下突破功率上限。因此半固态激光雷达将在中短期内保持主流地位， 固态激光雷达将在未来成为主激光雷达的最佳选择。

905nm 波长为主流方案，VCSEL 市场份额有望提升。激光雷达技术路线分歧还在 于使用波长及激光器方案。激光雷达常用波长分近红外（NIR，905 / 940nm）和短波红 外（SWIR，1550nm）。短波红外优势在于对人眼相对友好，劣势在于 1550nm 波长垂直 腔面发射激光器（VCSEL）无法量产、价格较高。根据 Yole，2023 年 905nm 波长的激 光雷达市场份额达 75%+，为当前主流方案。发射模块方面，内部激光器分 VCSEL、EEL、 Fiber 三种方案。其中，VCSEL 在集成性、脉冲重复频率、可部署性、激光质量方面占 优，随 VCSEL 多结技术发展和成本下降，其市场份额不断提升。根据 Yole 预测，2034 年 VCSEL 方案市场份额有望达 56%。

2. 智驾下放趋势明显，激光雷达是高阶智驾关键感知部件

汽车领域为第一大应用市场，中国激光雷达需求强劲。目前激光雷达主要下游应用 市场为乘用车及 Robotaxi。根据 Yole，预计 2029 年全球车载激光雷达市场规模将超 36 亿美元，对应 2023-2029 年 CAGR 为 38%。分地区看，中国市场需求尤为强劲。根据 NE 时代 2024 年中国乘用车激光雷达配套装机量达 159.5 万颗，同比+109.3%。远期来看， 由于固态激光雷达更可靠、尺寸更小、更经济，且能通过严格的车规级测试，未来固态 激光雷达有望取代机械激光雷达成为主流。根据灼识咨询预测，2030 年固态激光雷达市 场份额占比有望达到 85%。

乘用车领域行业集中度提升，Robotaxi 领域强者恒强。根据 Yole，2023 年全球车 规激光雷达市场前四大供应商为禾赛科技、速腾聚创、图达通和法雷奥，市占率分别为 26%/26%/25%/13%。根据 NE 时代，2024 年速腾聚创/华为/禾赛科技/图达通在国内乘用 车领域市占率分别为 32%/28%/27%/13%，行业 CR4 提升至近 100%。其中，华为激光雷 达主要供应问界车型、图达通激光雷达主要供应蔚来，车型覆盖度相对落后于禾赛科技 与速腾聚创。在 Robotaxi 领域，主流公司除 Waymo 外几乎均采用禾赛科技激光雷达。 根据 Yole，2023 年 Robotaxi 领域禾赛科技市占率达 74%，处于绝对领先地位。

2.1. 技术成熟+降本突破，激光雷达搭载车型下沉

我们认为车企竞争早已进入智能化下半场，围绕智驾打造产品竞争力： 国内智驾渗透率快速提升。根据盖世汽车，2022-2023 年国内 L2 级别（含 L2+、 L2++）标配占比在各个价格段车型均有显著提升，其中 40-50 万车型占比提升 最为显著，同比提升 24pct。2023 年 20-40 万车型 L2 占比均大于 85%。 2024 年 NOA 实现上车。根据盖世汽车，2023 年国内城市/高速 NOA 搭载量 为 24/71 万辆，预计 2030 年城市/高速 NOA 搭载量达 274/579 万辆，对应 2023- 2030 年 CAGR 为 42%/35%。 车企陆续迭代智驾方案，比亚迪 2024 年初推出璇玑整车智能架构；华为 2024M 发布 ADS3.0；小鹏 2024M5 正式推送端到端智驾方案；理想 2024M8 发布基 于端到端模型、VLM 视觉语言模型和世界模型的全新架构。

激光雷达降本突破，智驾普及成为可能。早期机械式激光雷达价格普遍较高，难以 渗透至低端车型。根据 Yole，2023 年国内/海外激光雷达平均售价约为 450-500/700-1000 美元。伴随固态激光雷达实现量产，通过有效简化收发端及扫描装置实现降本，规模效 应显现，进入上车-量产-降本良性循环。目前禾赛科技 ATX、速腾聚创 MX 产品价格已 下探至 200 美元价位，为搭载激光雷达智驾的方案提供普及条件。 龙头智能化战略有望发挥鲶鱼效应，加速激光雷达搭载车型下沉。2024M2 比亚迪 宣布天神之眼智驾系统 10/15/20 万级车型将全系标配，10 万以下车型多数搭配，中高端 /高端车型搭载激光雷达/三激光雷达。同月长安宣布 10 万元级别车型搭载激光雷达，未 来 3 年内计划推出 35 款数智化新车，26/28 年实现 L3/L4 级自动驾驶功能。零跑、广汽 丰田也推出相应了 15 万级别搭载激光雷达的车型。2024 年激光雷达多搭载于 20 万以 上车型，考虑新能源车主力价格带为 15-20 万元，20 万元以下销量占比超 6 成，激光雷 达下沉车型装机增量空间可观。

2.2. 自动驾驶向高阶发展，激光雷达必要性凸显

纯视觉与多传感器混合方案各有优势，多传感器混合方案有望成为主流。特斯拉引 领的纯视觉感知方案仅需要处理摄像头感知的信息，因此在硬件要求、成本及实时算力 要求上更有优势。纯视觉需要海量数据进行算法训练迭代，特斯拉算法及数据壁垒对于 其它车企来说具有不可复制性。同时纯视觉方案在 L3 及以上级别仍具有 Corner Cases （行驶中不可预测场景）。毫米波雷达、激光雷达可以解决纯视觉表现较差的长尾场景 问题，例如强光弱光、恶劣天气、鬼探头等，可以补足自动驾驶对环境感知的多项性能 需求。因此我们认为，车企会普遍选择包含激光雷达在内的多传感器混合方案。

激光雷达精度高更安全，高阶自动驾驶搭载数提升。根据 NuScenes，20H1-23H1 尽 管纯视觉方案精度呈现上升趋势，但经过近 3 年追赶仍未达到多传感器融合方案 20H2 的精度水平。相比于纯视觉方案，激光雷达安全性和可靠性更高且对算法要求更低。随 智驾下沉，我们认为车企仍有动力让激光雷达上车，保留安全冗余，以满足消费者对安 全的底层需求。结合已推出的自动驾驶传感器搭载方案及 Yole 的估测，L3 自动驾驶汽 车单车平均需要 1-2 个激光雷达，L4 为 2-3 个，L5 则需要 4-6 个。随自动驾驶向高阶发 展，单车激光雷达搭载数亦将提升。

3. 泛作业机器平台智能化提速，具身智能空间广阔

割草机器人、除雪机器人、矿山车、物流车等泛作业机器平台智能化不断提高，有 望开启加速渗透，成为激光雷达上量的又一大载体。 割草机器人出货量持续增长，渗透空间广阔。2023 年全球割草机器人市场规模约 15 亿美元，维持增长态势。根据华经产业研究院预测，2025 年全球割草机器人行业市 场规模有望提升至 23 亿美元，对应 2023-2025 CAGR 为 13%。德国、瑞士等欧洲地区 割草机器人渗透率超 40%，北美渗透率不足 5%。北美地区渗透率较低原因主要系北美 地区花园草坪面积多超 1000 平米，欧洲地区多为 100-500 平米。目前市场主流的布线 式割草机器人，在大型花园人工布线前期使用成本较高，耗时费力，使用体验感较差。 智能割草机具备使用便捷、产生噪音低、维护便利（传统活塞、气缸维护相对困难）的 优势，渗透率有望提升。

国内割草机器人围绕智能化破局出海。根据华经产业研究院，2023 年宝时得 Worx 智能割草机器人在德国占有率达 54%，法国达到 53%，意大利 50%，销售额近 2 亿美 元；富世华 2023 年割草机器人收入近 7.6 亿美元。追觅科技、九号公司等国内割草机器 人公司围绕智能化提升产品力，解决用户前期布线费时费力、充电慢、效率低等痛点问 题，份额有望迅速提升。

对比其他技术路线，我们认为含激光雷达的多传感器融合方案弥补了纯视觉方案在 强光弱光及特征点稀少环境下失效、RTK 方案信号不稳定、UWB 方案部署复杂维护成 本高的缺点，并且不需要承担卫星定位费用，在解决成本痛点后渗透率有望迅速提升。

我们通过测算预计乐观情形下割草机用激光雷达市场规模有望从 2024 年的 3 亿元 提升至 2028 年的 188 亿元，对应 2024-2028 CAGR 194%，其中考虑：1）全球割草机 需求保持稳定；2）割草机器人因其便捷、噪声低、维护便利的产品力优势，渗透率从2024 年的 5%提升至 2028 年的 50%；3）激光雷达降本带动割草机器人激光雷达方案渗 透率从 2024 年的 5%提升至 2028 年的 75%；4）割草机用激光雷达单价从 4000 元/台逐 年降价至 2028 年的 2000 元/台。

矿山无人驾驶迎商业化元年、物流场景增速可观。随矿山司机老龄化及政策支持， 2024 年矿山无人驾驶迎商业化元年，国内无人驾驶矿卡部署量同比翻倍至 2500 台。无 人矿卡有效解决矿山运输安监、管理、成本痛点，渗透率有望持续提升。根据 Parkerbay， 全球大吨位矿卡在用数量为 5.9 万台，替代空间广阔。激光雷达在物流领域有广泛应用， 例如 AGV 定位导航（如镭神智能无人叉车 LXST20-D 搭载 7 个激光雷达以增强定位稳 定性）、货物防撞保护、输送带利用率检测、散货体积测量、配送车、配送无人机等。熟 练工短缺催生装卸货自动化需求，根据 IFR 2023 年物流/运输机器人销售量同比+35%至 16.2 万台，其中 RaaS 机群同比+20%超 5000 台。

激光雷达为机器人感知关键部件，市场空间广阔。机器人感知传感器包括激光雷达、 超声波、深度摄像头、防碰撞、防跌落传感器等，其中激光雷达主要安装在机器人前方， 帮助机器人实时感知周围环境信息，包括障碍物的大小、尺寸、形状、位置、姿态等。 激光雷达降本、性能提升有望提高其在机器人感知方案中的渗透率。根据灼识咨询预测， 2022-2030年机器人激光雷达市场规模有望从82亿元增长至2162亿元，CAGR达50.5%。 具身视觉方案未收敛，激光雷达方案通用性及性能领先。目前主流机器人公司中， 特斯拉使用纯视觉方案，通过将多个摄像头获得的不同视频数据直接进行融合，然后用 同一套神经网络进行训练，将坡度、曲线内化到神经网络中，实现从 2D 转变为 3D。多 数国内企业例如头部机器人公司宇树科技选择多传感器方案（RGB 摄像机+毫米波雷达 +激光雷达）。2024M12 苹果推出 ARMOR 机器人感知系统，该系统采用分布式感知方 案，在手臂、手掌上总共布置 40 个小体积、低功耗、低成本的激光雷达，让机器人获得 类皮肤的全方位感知能力，最大程度减少盲区，提升运动规划和避障效果。与四深度相 机方案传统方案相比，ARMOR系统（策略+感知）使碰撞降低63.7%，成功率提高78.7%。 从工程角度，纯视觉方案立体匹配仍为难题，算法硬件要求高，被动传感器效果依 赖光线条件。多传感器方案成本较高，但能够提供更大的视场角、更远的探测距离、更 高的精度、性能不依赖光线条件。随机器人应用向复杂、开放环境拓展，对高精度、零 盲区、高可靠性感知需求提升，单台机器人配备激光雷达数量有望提升。

禾赛、速腾、Livox 占据五成高端激光雷达市场份额。高端激光雷达指 16 线及以上 激光雷达产品，解像度及成像质量较高，适合于半开放或开放环境操作的具有高级智能 水平的机器人平台。根据灼识咨询，2022 年高端激光雷达市场前五大供应商分别为速腾 聚创、Livox、禾赛、Velodyne 以及 Ouster，市占率分别为 18%/17%/15%/10%/7%。