用於ADAS應用的激光雷達解決方案概述
思瀚产业研究院    2025-03-03

传统传感设备的局限性

车辆必须能够感知周围环境，才能实现各种ADAS功能。然而，摄像头及雷达等传统传感设备在传递ADAS功能所需的感知数据方面存在各种缺陷及限制。摄像头虽然可以高分辨率捕捉车辆周围的环境，但在探测深度及与车辆的相对距离方面并非最佳，且易受恶劣天气及照明条件不足的影响。另一方面，雷达无法提供高分辨率的感知数据，往往对金属等某些材料过于敏感，导致结果失真及降低物体探测的准确性。

激光雷达作为解决方案

激光雷达是自动驾驶系统的关键组件，可作为其他传感设备的补充。激光雷达相比雷达具有更高的分辨率，并且与摄像头不同，其通常不受雨雪等恶劣天气的影响。其卓越的深度精确度使其能够作为摄像头和雷达的补充，以进行物体探测。

增长潜力

激光雷达解决方案在不久的将来享有可观的增长空间。根据灼识谘询的资料，到2026年及2030年，预计分别超过41.3%及70.4%具备L2+或L3级自动驾驶功能的汽车将配备至少一台激光雷达。智能汽车的发展对物体探测的需求不断增加，这意味著每辆智能汽车的传感器硬件数量预期将会增加。

用于ADAS应用的激光雷达关键特性

距离和分辨率

探测距离和分辨率是激光雷达的两大重要特徵，尤其是对于L2+或L3级自动驾驶汽车。根据灼识谘询的资料，儘管业界部分其他厂商在测试探测距离时可能会採用50%的最低标准，但为确保实际“道路”驾驶场景的可靠性能及安全性，检出概率（按接收回波的实际数量除以理论可接收回波的数量计算）需达到90%以上。

远距离探测对于确保及时感知和进行巡航适应至关重要。举例说明，根据灼识谘询的资料，当车速超过每小时120公里时，紧急煞车（假设约-0.8 g的加速度，感知和规划时间为一秒）及舒适煞车（假设约-0.4 g的加速度，感知和规划时间为一秒）所需的最短探测距离分别约为104米及约195米。因此，激光雷达对道路上的不同物体能有足够的探测距离，在确保行驶安全和舒适方面至关重要。同时，角分辨率更小的激光雷达能够更准确、更及时地探测到道路上的小物体，从而进一步提高ADAS的安全水平。

车规级质量标准

车规级质量标准通常比其他类型消费电子产品所採用的标准更为严格。其要求在不同温度、湿度等驾驶条件下均实现稳定可靠的高性能，并要求产品供应商实现量产。车规级标准还要求故障率接近于零而且使用寿命长。以质量著称的主机厂要求激光雷达供应商的激光雷达必须符合车规级质量标准，并在授予量产合约之前严格评估产品的一致性、可靠性和制造能力。

激光雷达制造商亦应与主机厂紧密合作，共同解决从系统设计到实施的实际问题，加速开发具有车规级品质的产品。截至本通函日期，供应量产及交付用于安装在具有ADAS功能的乘用车的激光雷达解决方案的若干激光雷达制造商已达到车规级标准。目前，大部分ADS应用（如自动驾驶出租车及自动驾驶卡车）仍处于小批量测试阶段，因此，ADS应用下的激光雷达解决方案以旋转式激光雷达为主，质量标准尚未达到车规级。

量产能力量

产能力主要涉及使用成熟的供应链以及足够的制造专有技术。随著激光雷达行业近年快速发展，激光雷达的供应链逐渐趋于成熟。就主要组件（包括激光模块、探测器、电机及集成电路）而言，中国有足够供应商，可以按可负担的价格稳定供货。此外，从长远来看，矫正对准及工业化组装等制造专有技术以及制造设备对降低平均生产成本而言至关重要。

激光雷达技术架构之间的差异

根据灼识谘询的资料，激光雷达技术架构的核心系统主要包括波长、扫描技术、测距、发射器以及探测器，其中，波长和扫描技术是导致在性能、可靠性、商业化能力以及成本效益方面存在差异的两大重要系统。

波长

目前主流的激光雷达厂商主要在其激光雷达中採用905 nm（该术语可包括850 nm至910 nm的波长）或1,550 nm（该术语可包括1,500 nm至1,560 nm的波长）波长。採用1,550 nm波长的激光雷达可实现比905 nm激光雷达高40倍的功率输出，且不伤人眼。此特性使1,550 nm激光雷达能够发射更高能量和更小光斑的光束，从而进一步有助于实现超远距离探测能力和更高分辨率。

在测试激光雷达的探测距离时，行业的探测标准是选择一块反射率为10%的1.5米×1.5米黑板作为具体测试对象，测量激光雷达可以探测到黑板的最远距离。在该标准测试场景下，1,550 nm波长激光雷达的探测距离可达250米，而905 nm波长激光雷达的探测距离通常为150至200米。然而，道路上大小颜色不一的物体，如脱落的轮胎、行人、两轮车和汽车，也会影响探测距离。对于道路上不常见的物体（例如脱落的轮胎），激光雷达解决方案通常需要在够远的距离外探测到这些物体以实现紧急煞车，这要求在每小时120公里的驾驶速度（假设加速度约为-0.8 g，感知和规划时间为一秒）下的最小探测距离为100米。

1,550 nm激光雷达对脱落轮胎的探测距离为108米，大于紧急煞车所需的最小探测距离，而905 nm激光雷达仅能探测到60米外的此类物体，在道路上存在安全隐患。对于道路上常见的物体，包括两轮车和黑色汽车，激光雷达解决方案通常需要在每小时120公里的驾驶速度（假设加速度约为-0.4 g，感知和规划时间为一秒）下有195米的最小探测距离，以便达到舒适且充分的煞车效果。1,550 nm激光雷达对两轮车和黑色汽车所需的探测距离分别为250米和350米。但905 nm激光雷达对两轮车和黑色汽车的探测距离分别只有155米和180米，舒适度不及1,550 nm激光雷达。

根据灼识谘询的资料，鉴于1,550 nm激光雷达可实现更高的性能（尤其是更长的探测距离）及应对更多“极端情况”，因此通常认为1,550 nm激光雷达在确保高速及低速驾驶情况下的驾驶安全性及舒适性方面更佳。

虽然在以往，由于在激光和探测模块中使用了基于光纤的激光发射器和InGaAs材料，1,550 nm激光雷达的价格比905 nm激光雷达贵，但今后这种差距会逐渐缩小，原因是1,550 nm激光雷达的批量生产以及供应链日趋成熟。

扫描技术

根据扫描方式及技术，激光雷达可以分为三类：机械激光雷达、半固态激光雷达及固态激光雷达。根据灼识谘询的资料，机械激光雷达难以达到车规级质量标准，而固态激光雷达的性能尚不成熟，有待进一步改进。半固态激光雷达通常可提供更好的性能，且在车规级质量标准方面更为成熟，这使其成为当今汽车行业的主流选择。半固态激光雷达中有多种技术架构，包括双轴镜面扫描、单轴镜面扫描及微机电系统（简称MEMS）。

双轴扫描方式採用振镜及╱或旋转镜进行水平及垂直扫描，其均为光学领域的成熟技术，有助于激光雷达系统的高性能、可靠性及保持较长使用寿命。相对于以叠加激光收发模组实现垂直扫描的单轴镜面扫描方式，双轴镜面扫描採用振镜╱旋转镜进行垂直扫描，能够实现更灵活的扫描密度分佈。MEMS扫描是在芯片上结合振镜，实现二维扫描。

由于振镜尺寸及角距的限制，MEMS扫描的视场角相对较小，因此需要将多个MEMS扫描系统拼接在一起才能达到较大的视场角。此外，MEMS的振镜支撑系统的抗振能力有限，其寿命较短，可能导致可靠性不如单轴或双轴镜面扫描方法，且难以在抗振方面满足车规级要求。

全球用于ADAS应用的激光雷达解决方案市场规模

根据灼识谘询的资料，由于ADAS是车用激光雷达的主要应用，全球用于ADAS应用的激光雷达解决方案的市场规模将快速扩大。全球用于ADAS应用的激光雷达解决方案的市场规模于2023年已达6亿美元，并预计将由2024年的19亿美元增至2030年的232亿美元，複合年增长率为52.4%。有关增长主要由于(i)由ADAS驱动的乘用车的渗透率不断增加，以及ADAS技术转向更高级别的自动化；及(ii)激光雷达硬件的销售价格及生产成本因量产及技术进步而降低。

预计中国将引领全球用于ADAS应用的激光雷达解决方案市场，市场规模预计将由2024年的10亿美元增至2030年的111亿美元，複合年增长率为50.1%。中国领先的市场份额和快速增长主要由于庞大的汽车基数和激光雷达的最快採用。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。