激光雷达家当自出身以来，紧跟底层器件的前沿发展，呈现出了技能水平高的突出特点。
从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达，以及在无人驾驶技能中得到广泛认可的多线扫描激光雷达，再到技能方案不断创新的固态式激光雷达、FMCW激光雷达，以及近年来朝向芯片化、阵列化持续发展，激光雷达一贯以来都是新兴技能发展及运用的代表。
中信证券丁奇、杨泽原在其9月27日发布的《从拆解五款激光雷达看智能驾驶投资机遇》报告等分析了激光雷达家当链的投资代价，包括整机、发射芯片、吸收端、校准端、TEC和扫描端。
一、激光雷达整机的投资代价
虽然当前入局厂商浩瀚，但中信证券认为行业门槛较高， 终极会有较高的集中度和毛利率，CR5集中度估量会超85%，毛利率估量35%+， 门槛表示在三个方面：
1）车规壁垒：激光雷达是一款“机器+光学+电子”产品，车规难度高，上车周期长。厂商的第一款车规级激光雷达，总历时可能靠近四年半到五年韶光。此外，根据我们的理解，车厂的DV测试周期三个月到半年不等，一样平常须要至少两轮DV才能知足认证哀求。
2）算法壁垒：由于激光雷达光学路径设计非标，使得算法和整机必须是耦合的关系，而不是像摄像头模组一样软硬件解耦，从而有更高的毛利率。激光雷达算法包含四个方面：
（1）光源天生：由 FPGA、 Laser Driver 及干系算法天生，同时由 FPGA 形成抗滋扰编码等；（2）光源扫描：电机、MEMS 等干系部件的扫描算法、ROI 区域形成由 DSP 等器件来完成；（3）光源吸收：旗子暗记检测、放大、噪声滤除、近间隔增强由 DSP 算法完成；（4）旗子暗记处理：点云天生、状态数据、数据等。
3）芯片壁垒：头部激光雷达公司正在将TIA、ADC、 FPGA、DSP集成到一个SOC里，降本增效的同时提升行业门槛。
二、激光雷达家当链的投资代价1.发射端：国产激光芯片从VCSEL开始打破，快慢轴准直有较高壁垒
在激光雷达中，发射端是代价量最高、壁垒最高的环节之一。
中信证券表示：
在发射端中，随着海内家当链崛起以及家当的整体技能路线调度，905nm VCSEL激光芯片等产品有望在市场实现打破。此外，1550nm光源也具备独特上风，与主流的905nm形成错位竞争，未来随着FMCW测距路线的逐步发展，估量其份额还有进一步增长的空间。
2.光源：905nm走向VCSEL大势所趋，1550nm实现错位竞争
发射真个“心脏”便是光源。目前，决定光源技能路线的紧张可以归纳为发光波长、激光器构造两大指标。按照波长划分，最主流的是905nm波长和1550nm波长。按照构造来划分则紧张分为EEL（边发射激光器）、VCSEL（垂直腔面发射激光器），以及1550nm利用的光纤激光器。
光源的选择制约成分紧张有性能、本钱、家当链成熟度、人眼安全四大要素。光源选择完之后，须要办理光源校准、温漂、无热化三大问题，以下中信证券整理的不同技能路线的利害势与特点，以及对应家当链环节的壁垒和代价：
1、为什么激光雷达会选择在905nm和1550nm发光？
这与现存的家当链成熟度有关。1550nm光纤激光器是光通信领域运用最广的光源之一，而905则与消费电子共用家当链（手机上的3D ToF传感器常日利用940nm光源，与905基本属于同种半导体激光器，可以共用 GaAs 材料体系），以是都有一定的发展根本。
2、选择905nm还是1550nm？
受到人眼限定，1550nm 路线的探测间隔上风明显，而受到材料限定， 905nm路线的本钱上风也同样明显，因此二者构成错位竞争。估量1550nm激光雷达将紧张要用于以安全性为核心卖点的车辆（如沃尔沃等）、价位和品牌定位较为高档的车辆（如蔚来、奔驰、上汽飞凡R等）、重卡（刹车间隔较长，奔驰重卡采取 1550nm 激光雷达） 等分外定位的车辆。别的车辆受限于本钱，则更适宜采取905nm激光雷达。1550nm激光的高功率特性在一定程度上缩小了与905的本钱差距。
3、905nm EEL，欧司朗一家独大局势暂难改变
905nm 路线又分为 EEL 和 VCSEL，目前环球和海内的 905nm EEL 的光芯片基本采取了欧司朗的光芯片。除了有先发上风外，另一大缘故原由便是欧司朗后来在低温漂EEL 上通过专利构筑了自己的上风，而温漂是激光雷达的一个很大的寻衅。
4、低本钱，VCSEL取代EEL大势所趋
VCSEL取代EEL的紧张缘故原由是本钱，按照Yole的统计，EEL的后道处理工序本钱比VCSEL高了一倍以上。如果再考虑给EEL增加DBR， 就须要在EEL侧面沉积多层晶体，本钱会进一步提高。
VCSEL取代EEL的第二大缘故原由是由于过去VCSEL发光功率低的问题已经被新的 “多结”工艺所办理。
此前由于VCSEL发展较晚，而且更多用于消费电子，对大功率没有需求，以是此前的VCSEL大多都是单层结的，功率较小。此随着近年来VCSEL结数的不断增加，末了一块短板已经被补齐，在激光雷达领域替代 EEL已经完备可行。
3.吸收端：905nm走向SiPM，1550nm 利用APD，PDE与可靠性是关键
目前激光雷达所用的吸收端紧张分APD、SPAD/SiPM 两大路线，这两种路线实在同根同源，都是利用二极管的雪崩击穿效应。
PD、APD、SPAD实质相同，只是事情于不同的反向电压下，导致1个光子能够引发出的电子数量不同，探测灵敏度也就随之产生了极大的差距：
APD：低本钱高可靠仍有代价，1550路线需利用APD
目前APD与SiPM比较灵敏度上存在较大差距，因此在较新的追求探测间隔的905路线激光雷达上已经涌现了被替代的趋势。但APD受自然光和环境温度滋扰程度更轻， 在强烈阳光等场景下也具有其代价。
目前在1550nm APD领域，我国已有企业布局，例如芯思杰为镭神智能开拓阵列SPAD，也正在和海内别的头部激光雷达在互助。
SPAD/ SiPM：905nm路线替代APD已成大势，关注PDE与可靠性
SPAD/SiPM路线面临的一个比较明显的问题是自然光滋扰，尤其是强烈日光的滋扰。 由于日光是连续谱，险些涵盖了所有激光雷达的事情波长，以是仅靠滤光片是无法完备滤除阳光的，强烈的阳光入射会导致SiPM中多个SPAD单元饱和，并且在规复初始状态前都无法接管光子，因而有可能漏掉真正的反射旗子暗记。
4.扫描端：转镜的核心壁垒在时序掌握算法，MEMS 振镜有较高难度
中信证券表示，目前市情上主流的长间隔激光雷达扫描办法为转镜类和MEMS类，估量在短期内这一局势仍将持续。
转镜：大略可靠，目前最随意马虎通过车厂认证的路线
中信证券表示，常日转镜只需担保匀速旋转即可，无需变速或其他分外掌握，整体难度不高。
与单独的转镜方案不同，转镜+振镜方案灵巧度较高，能够支持ROI设计（密集扫描重点关注区域，其他区域保持常规扫描频率）。图达通的falcon激光雷达采取的便是转镜+振镜方案，转镜卖力水平扫描，振镜卖力垂直扫描。
其余一种是转镜与线光斑的组合。线光斑路线的上风在于发射的是连续的线光斑，因此垂直方向的分辨率非常高，而且如果须要进一步增加垂直分辨率，只需增加吸收真个分辨率，无需增加激光器（发射端分辨率约即是无限），升级本钱更低。
MEMS 振镜：尺寸较小，平衡性能与体积
电磁式无需高电压驱动，无需升压电路，而且驱动力明显大于静电式（可以驱动更大的镜片，使激光束可以始终完备击中大幅摆动的镜片）， 扫描范围也明显更大，以是目前电磁式 MEMS 是激光雷达的主流。
双楔形棱镜：低本钱设计，最有利于低价的方案
新款双楔形棱镜利用菲涅尔事理，去掉了棱镜上不发挥浸染的部分，肉眼可见，新的棱镜每一片都可以分成两截， 实现了减重以及体积存缩，更适宜汽车场景。
5.旗子暗记处理：LD 驱动与 TIA 属必需品，FPGA 紧张进行时序掌握和算法
LD Driver：越快越好，最大化利用瞬时功率的选择
LD Driver 即激光器驱动芯片，它卖力在吸收到主控芯片的“发光”指令后，给激光器产生一个详细的掌握旗子暗记。
TIA：高速运放，SiPM 仍需利用
完成放大和电流转电压 任务的便是跨阻放大器TIA（trans impedance amplifier）， 属于高速运放的一种。
中信证券表示：
目前高速运放领域紧张被TI、ADI等国外厂商霸占，但海内激光雷达厂商表现出一些自研的趋势，例如镭神智能与禾赛科技等公司都在自研TIA。根据禾赛科技招股解释书， 其自研的TIA在通道数、功耗、展宽、通道隔离度方面都比ADI的产品霸占上风。
TDC、ADC：TDC适宜低本钱场景，ADC支持更精密丈量
TDC（韶光数字转换器）紧张发挥计时器功能，常日用于低功耗、低本钱、环境大略的系统；ADC常日用于更繁芜的系统。
中信证券表示：
目前高速ADC紧张由国外厂商生产，但国产也有望在未来进行自研。根据禾赛科技招股解释书，其自研的高速 ADC 芯片性能超越 TI 的同类产品，在采样率不变的条件下， 分辨率、功耗、信噪比都有改进，并且还内置了 PLL 锁相环。
FPGA：适应算法快速迭代，专用电路设计比CPU高效率
FPGA常日在激光雷达中充当主控芯片。中信证券表示：
相较于CPU，激光雷达须要进行大量的旗子暗记处理、电机时序掌握等，CPU虽然也能做，但如果采取专用的算法以及为算法专门优化设计的电路，FPGA的效率会高得多。
本文紧张不雅观点来自《从拆解五款激光雷达看智能驾驶投资机遇——打算机行业“智能网联”系列报告21｜2022.9.27》，原文作者：中信证券丁奇、杨泽原
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