本土產業鏈助推激光雷達產業鏈國產化

激光雷達(LiDAR)是一種通過脈沖激光照射目標并用傳感器測量反射脈沖返回時間來測量目標距離的測量工具。激光雷達的原理是利用ToF(TimeofFlight，飛行時間測距法)，通過發射接受激光束，分析激光遇到目標對象后的折返時間，從而得到物體表面與探測主體的精確距離，進而在空間坐標系中為這束光線賦予角度信息，就能得到這個點的三維定位。隨著光束的增多，探測主體便可利用所得各點的相對位置，勾勒出三維空間中的物體細節，即點云——激光雷達的三維視覺。

激光雷達主要應用于以高級輔助駕駛（ADAS）、車聯網為主的車用以及機器人等領域。高級輔助駕駛系統（ADAS）主要包括感知系統（感知層）、計算分析（決策層）、控制執行（執行層）三大模塊，其中感知是智能駕駛的先決條件，其探測的精度、廣度與速度直接影響智能駕駛的行駛安全。以各類傳感器為主的感知系統采集的信息會經由決策層處理分析后給出動力供給、方向控制等操作，最終實現自動駕駛。而感知系統路線有攝像頭、激光雷達、超聲波雷達、毫米波雷達。其中激光雷達具有更強的綜合性能。根據灼識咨詢的預測，激光雷達車端市場規模在2023年已達到百億。車用領域所應對的場景復雜度更高，激光雷達的性能要求則會相對較高，其演進路徑是從L4級測試車輛到高端乘用車前裝搭載，待成本足夠合理時向平價汽車過渡。目前激光雷達正處于高端乘用車前裝搭載，這一時期重點比拼車企端交付和工程化落地，同時逐步開啟價格競爭。

激光雷達在機器人端的應用主要是一些應用場景相對簡單的封閉園區。

激光雷達的主要優點在于探測精度高、探測范圍廣。攝像頭方案商用普及較早，能夠獲取到豐富的色彩和細節信息，但成像受制于環境光線。而超聲波方案雖然成本較低，但由于感知距離較近且易受環境影響，因此主要用于停車輔助。而毫米波雷達雖有更強的抗干擾能力，但感知精度并不理想，不具備圖像級的成像能力。綜合來看，激光雷達探測精度高、范圍廣、穩定性強，并能夠對周圍環境進行實時3D建模，因此成為當前重要的感知方案。

國產激光雷達廠商于2016年開始入局。激光雷達誕生初期主要應用于科研及測繪項目，并隨著技術發展逐步在工業探測和無人駕駛項目上試點。激光雷達的技術架構持續更新，從單點激光掃描到多線激光，從復雜的機械式逐步向半固態、固態式演進。目前主流新能源車企與激光雷達廠加速推進激光雷達的商業化落地，激光雷達技術也在持續向芯片化、陣列化發展。

我國量產乘用車自動駕駛等級正逐步從L2向L3+過渡，據中商產業研究院統計數據顯示，2022年我國在售新車L1-L4自動駕駛滲透率分別為24%、35%、9%和2%。

2023年以來，我國相關部門及地方政府已發布逾百條自動駕駛產業相關政策和規定，從大方針政策引導到各細分場景的文件指導，多方面推動自動駕駛行業發展。從國家層面來看，2023年7月，工業和信息化部聯合國家標準化管理委員會修訂發布《國家車聯網產業標準體系建設指南（智能網聯汽車）（2023版）》，提出要分階段建立適應我國國情與國際接軌的智能網聯汽車標準體系。2023年11月，工業和信息化部、公安部、住房和城鄉建設部、交通運輸部四部門聯合發布《關于開展智能網聯汽車準入和上路通行試點工作的通知》，明確表明搭載L3級和L4級自動駕駛的車輛，在經過遴選后，允許在限定區域內開展上路通行試點，以政策推動高階智能駕駛發展。2023年12月，交通運輸部印發《自動駕駛汽車運輸安全服務指南（試行）》，就自動駕駛汽車適用范圍、應用場景、人員配備、運輸車輛、安全保障和安全監督八個方面提出明確要求。在國家政策引領下，各地方政府也紛紛出臺相應方案或細則，其中，深圳、上海、北京三地走在前列，在自動駕駛政策方面試點先行，為其他省市加快自動駕駛產業建設提供重要參考。伴隨著央地協同完善行業相關政策法規，我國高階自動駕駛功能有望加速落地。激光雷達將成為自動駕駛的關鍵，據汽車之心表示，2024年激光雷達的車端滲透率有望突破1%大關。

城市NOA快速落地。NOA功能（高階智能駕駛輔助）的實現是智能駕駛從L2跨越到L3過程中的關鍵節點，目前多家傳統車企和新勢力車企在加速布局NOA功能。按應用場景分，NOA功能分為高速場景和城市場景，高速NOA功能是指在高速公路輔助的基礎上配置高精地圖，幫助車輛實現自動上下匝道、車道保持等功能。城市NOA是指在城市道路按照導航路徑智能輔助駕駛到達終點，除了基本導航功能外，城市NOA還包括自動泊車、智能跟車等功能。

高速NOA始于2019年特斯拉向中國大陸選裝FSD的車型推送NOA功能，隨后國內蔚來、小鵬、理想等車企先后入局，在旗下部分車型中推出類似功能，2023年高速NOA已實現規模化落地。與此同時，城市NOA功能作為最貼近用戶場景的技術被視為自動駕駛通往L3級別的重要突破口，成為當前行業競爭高地。2022年9月，小鵬P5在廣州推出城市NGP（即城市NOA），正式拉開國內城市NOA大幕。2023年NOA迎來落地“元年”。伴隨眾多主機廠在更多城市陸續開放該功能，2024年城市NOA有望迎來更大規模的釋放，推動國內自動駕駛產業進入快速發展階段。

圖表：2023年1-10月搭載NOA功能車型各傳感器方案市場份額

數據來源：中研普華產業研究院整理

伴隨自動駕駛水平升級，單車激光雷達需求增加。冗余設計是指在系統或設備的關鍵部分增加額外的功能通道、工作元件或部件，以確保在部分出現故障時，系統或設備仍能正常工作，提高系統可靠性。隨著自動駕駛程度提升，駕駛主體從駕駛員轉為車輛系統，為確保車輛始終處于正常運行狀態，冗余設計變得必不可少，對于L3及以上自動駕駛冗余系統將成為標配。目前，高階自動駕駛冗余設計涵蓋了感知冗余、控制器冗余、執行器冗余、通信冗余等。其中，感知冗余是指采用“攝像頭+超聲波雷達+毫米波雷達+激光雷達”多源異構傳感器融合方案，以實現感知硬件能力互補，從而強化自動駕駛的感知能力。根據蓋世汽車統計數據顯示，2023年1-10月，在搭載NOA功能的車型中，采用11V1R1L方案（11個攝像頭+1個雷達+1個激光雷達）的車型占據最大市場份額，達到27%。其他包含激光雷達的11V5R1L方案和11V5R2L方案分別占比17%和3.4%，含有激光雷達的多傳感器方案在搭載NOA功能的智能駕駛車型中占據主導地位。同時，伴隨著自動駕駛水平持續提升，單車所需搭載的激光雷達數量將不斷增加。據中國信息通信研究院報告，L3級別以上車輛單車搭載量將隨著自動駕駛等級的提升而成倍增加，L3、L4和L5級別自動駕駛或分別需要平均搭載1顆、2-3顆和4-6顆激光雷達。