2022年光器件行业汽车领域市场需求前景分析：激光雷达有望带动需求

从汽车领域来看， 激光雷达中大量用到光学元件及器件， 未来 随着激光雷达走向成熟迎来大规模放量，上游光学元件及器件厂商将迎来重要 发展机遇。

激光雷达（Lidar ，Light Detection andRanging ） 顾名思义，即激光探测与 测距，通常用于 车辆在快速移动时的距离和速度感知，工作原理与雷达非常相近。其以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，通过测量激光信号的时间差和相位差来确定距离，通过水平旋转扫描来测角度，并根据这两个参数建立二维的极坐标系，再通过获取不同俯仰角度信号获得三维中的高度信息，由此可以构建精确的三维立体图像。其下游应用领域广泛，包括了 L4 及以上高等级自动驾驶、ADAS 系统、智慧城市（车路协同）、专业服务机器人及测绘等领域。

激光雷达本质是一个由多种部件构成的光机电系统，为了实现以上功能，常用的激光雷达主要有四部分组成，即激光发射、激光接收、扫描和信息处理，其中，光学元器件在前三部分中都有大量使用，是激光雷达的重要组成部分。

激光发射部分：包含激光器和发射光学系统，激光器是光源，通常采用半导体激光器，但半导体激光器具有光斑形状不规则，发散角度大的问题，因此需要配套的发射光学

系统对输出光束进行准直整形，改善光束质量。发射光学系统主要包含的光学元器件为准直镜、分束器、扩散片等。

激光接收部分：包含光电探测器和接收光学系统，其中，接收光学系统由透镜、分束器、窄带滤光片等光学元器件组成，其作用是尽可能收集经目标反射后的光能量。

扫描系统部分：传统的构成部分是旋转电机和扫描镜。

信息处理部分：主要包含放大器、数模转换器以及软件算法，工作时，光信号由探测器转换为电信号，电信号经过放大器放大，降低噪声和干扰，然后经数模转换器进行数模转换，用于处理和计算。

激光雷达的主要构成部分

资料来源：公开资料

从成本构成来看，光学器件在激光雷达中占有相当比例。分立收、发模组的成本占比达到约60%，而发射光学系统和接收光学系统是其重要组成部分，因而光学元器件在激光雷达的成本侧占有相当比例。

激光雷达的成本构成

资料来源：公开资料

当前在自动驾驶应用领域，激光雷达与摄像头存在技术路线竞争。众所周知，自动驾驶系统分为感知层、决策层和执行层，其中感知层负责收集环境信息并做预处理。感知功能通过感知传感器实现，有摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达四大类，横向比较各具优劣势，因此通常多种传感器融合使用，实现一定程度上的优势互补。发展至今，自动驾驶领域环境感知融合方案主要发展演化为两种，一种是以摄像头为主导，搭配毫米波雷达的融合方案，即“纯视觉计算方案”，另一种是激光雷达主导，搭配摄像头和毫米波雷达的融合方案。前者虽然具有较低的成本，但由于摄像头可能存在失真，因此需要进行大量数据积累并进行神经网络训练弥补。后者具有更高的精确性，但当前成本相对更高。分析认为，未来随着激光雷达逐渐走向成熟迎来成本下降，激光雷达主导的融合方案其渗透率将会有显著提升。

不同感知传感器的比较

资料来源：公开资料

就激光雷达自身的技术发展趋势来看，从机械式向固态式发展的大趋势明显。根据激光雷达扫描方式分类，可分为三大类，即机械式、混合固态式（半固态式）和纯固态式。机械式发展最为成熟，其优势在于扫描速度快，可 360 度全方位检测，但在电机尺寸较大较难集成，且在性能提升、使用寿命提升、降成本等方面愈发困难。较之机械式方案，混合固态式方案能够有效降低尺寸，且成本较低，但劣势在于探测角度有限，探测距离短，相对来说，半固态方案中的 MEMS 方案是最为成熟的半固态方案。固态式方案当前主要包括 FLASH 和 OPA 两大类，扫描速度快，体积小的优势明显，虽然当前技术成熟度仍相对不足，但随着未来技术突破，固态技术路线大概率是激光雷达长期发展的大方向。从下游激光雷达厂商的布局来看，差异化明显，各有侧重优势不一，部分厂商多技术方案布局。Velodyne、Ouster、速腾聚创、禾赛科技等厂商重点聚焦机械式激光雷达，Luminar、Aeva、Livox、Innoviz、华为等在半固态激光雷达均有布局，固态激光雷达的典型厂商有 Ibeo、Ouster、Quanergy 等。

不同类型激光雷达的优缺点比较

资料来源：公开资料

从市场情况来看，汽车领域的激光雷达产品整体仍处于导入期，大部分车型尚未使用激光雷达，未来随着其走向成熟迎来价格下降，渗透率有望加速提升，市场空间广阔。上游光器件厂商当前已有一定进展：

腾景科技：公司在激光雷达领域的产品所运用的工艺和技术与公司在光通信、光纤激光领域的产品具有一定的共通性，公司依托已有的核心技术及技术储备，有能力满足国内外客户的优质产品供应。根据公司公告，在资质方面，公司已通过IATF16949:2016汽车行业质量管理体系认证，并取得认证证书，将持续对接大客户及车厂，开展车用光学元器件技术交流与送样工作。产品方面，主要为激光雷达客户

提供配套精密光学元件。由于激光雷达不同的技术线路还在发展中，公司将持续配合客户的需求。

天孚通信：根据公告，相关产品包含了基本光学器件和集成封装器件两大类，公司在激光雷达领域成立了专门的销售团队和项目组持续跟进激光雷达市场开发。

光库科技：根据官网，公司多项产品可应用于自动驾驶领域，包括了PBS/PBC、合束器、带通滤波器、光耦合器、光纤跳线、光准直器、光学子模块封装、保偏分路器、环形器和EDFA。