干货!一文看懂激光雷达行业发展现状:多技术路线并行,经济性持续提升( 六 )


目前主流固态激光雷达方向包括OPA激光雷达和Flash激光雷达 。 OPA采用了高度集成化的光学相控技术 , 将激光器的功率分配到不同的相位调制器 , 通过光学天线发射 , 在空间远场形成较强的能量光束 。 通过不同的相位 , 不同角度的光速能够对物体进行扫描 。 OPA激光雷达具有在成本、量产性、可靠性、可集成性方面的巨大潜力 , 但是同时存在扫描角度有限、旁瓣、加工难度大等其他技术问题 , 商业化距离仍较远 。
OPA激光雷达工作原理
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FLASH激光雷达在短时间内直接向前方发射出一大片覆盖探测区域的激光 , 通过高度灵敏的接收器实现对环境周围图像的绘制 。 优势在于能够快速记录 , 避免了扫描过程中目标或Lidar自身运动带来的误差 , 缺点是光源能量分散 , 探测距离有限 。 影响Flash激光雷达性能的部件主要是VCSEL及SPAD , 随着技术持续发展 , FLASH激光雷达有望率先成为商用于中距离探测的固态式激光雷达 。
Flash激光雷达优缺点情况
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5、信息处理
主控板是激光雷达运算处理的核心 , 其成本可以占到整个激光雷达的3成以上 , 是激光雷达最核心的组成 。 主控板上主要包括处理芯片(通常是FPGA)、数模转换芯片、PHY芯片、CAN收发器、电源管理等等 。
随着下游通讯和工业领域需求稳步发展 , 新兴领域如汽车电子等领域高速扩张 , 我国FPGA芯片市场规模整体表现为快速增长 , 数据显示2020年我国FPGA芯片市场规模达150.3亿元 。 不同FPGA工艺节点对应不同的主流应用场景 , 28nm以上制程产品定义为先进产品 , 目前国内能够实现28nm工艺节点FPGA量产的公司较少主要占比仍以28nm节点以上为主 。 国际厂商赛灵思的FPGA在激光雷达市场上具有统治地位 , 其他主要供应商仍为外资巨头如英特尔、莱迪思和瑞萨等 。
2016-2021年中国FPGA芯片市场规模及预测
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中国FPGA市场细分芯片制程结构
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激光雷达信息处理部分主要包括主控芯片和模拟芯片 , 基本由海外厂商垄断 , 国内厂商普遍还存在较大差距 。 主控芯片一般采用FPGA , 由Xilinx(赛灵思)、英特尔旗下Altera、Lattice(莱迪思)三家海外厂商领跑 , 国内主要的供应商安路科技、紫光国微(002049.SZ)等 。
2021年全球FPGA芯片市场格局占比
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模拟芯片包括模数转换器、放大器等 , 用于激光雷达中的光电信号转换和发光控制 , 海外的TI(德州仪器)、ADI(亚德诺)、skyworks(思佳讯)、Infineon(英飞凌)是行业领导者 , 国内模拟芯片供应商有富满微、上海贝岭(、华润微)、圣邦股份等 , 在车规级产品丰富度和技术水平上正在加速追赶 。
2021年全球模拟芯片市场格局占比
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资料来源:ICInsights , 华经产业研究院整理
三、下游端
受阻于高成本和车规级要求 , 激光雷达在量产车上的搭载数量始终未有明显突破 , 目前全球激光雷达下游应用仍主要是地形测绘和工业制造 。 数据显示 , 2021年全球激光雷达总出货量约为27.3万台 , 其中地形测绘占比60%左右 , 用于汽车领域约8% 。 其中用于L4级自动驾驶测试车的占6% , 用于量产汽车ADAS的仅占2% 。