激光雷達產業(yè)鏈上游為激光器、光源、光學部件、振鏡、模擬芯片、FPGA芯片等；產業(yè)鏈中游為激光雷達硬件廠商；下游產業(yè)鏈按照應用領域主要分為自動駕駛、高級輔助駕駛、服務機器人和車聯網行業(yè)。
整體而言，激光雷達全產業(yè)鏈表現出發(fā)展速度快、科技水平高、創(chuàng)新能力強、市場前景廣闊的突出特點。從國外產業(yè)鏈與國內產業(yè)鏈比較的角度而言，國外激光雷達上游企業(yè)由于起步更早，積累更為深厚，尤其在底層光電器件以及芯片領域擁有一定先發(fā)優(yōu)勢。國外和本土激光雷達下游企業(yè)在產品性能和商業(yè)化進度方面不相上下，國內上游供應商也在近幾年發(fā)展迅速，有望實現與海外上游企業(yè)逐步持平。
激光雷達產業(yè)鏈全景圖
資料來源：千方科技
上游供應商
激光雷達行業(yè)的上游產業(yè)鏈主要包括激光發(fā)射器、光電探測器、FPGA芯片、模擬芯片供應商，以及光學部件生產和加工商。
激光雷達上游供應商
資料來源：Yole
頭部激光雷達廠商上游資源
資料來源：大半導體產業(yè)網
①激光發(fā)射器
激光發(fā)射器和光電探測器是激光雷達的重要部件，激光發(fā)射器和探測器的性能、成本、可靠性與激光雷達產品的性能、成本、可靠性密切相關。而且激光雷達的系統(tǒng)設計會對激光發(fā)射器和探測器的規(guī)格提出客制化的需求，與上游供應商深入合作定制激光發(fā)射器和探測器，有助于提升產品的競爭力。
按照增益介質的不同，激光器可以分為氣體激光器、固態(tài)激光器、光纖激光器、半導體激光器（激光二極管）和液體激光器五大類。EEL與VCSEL均屬于半導體激光器，光纖激光器主要用半導體激光器做泵浦源，這三種是目前比較主流的激光器產品。
VCSEL與EEL加工過程對比
資料來源：Princeton Optronics
EEL具有功率密度高的性能優(yōu)勢，但其發(fā)光面位于半導體晶圓的側面，使用過程中需要進行切割、翻轉、鍍膜、再切割的工藝步驟，極其依賴產線工人的手工裝調技術，生產成本高且一致性難以保障。此外EEL只有切割晶圓后才能完全產生激光，在生產過程中無法進行測試。VCSEL的發(fā)光面與半導體晶圓平行，具有面上發(fā)光的特性，發(fā)射光束窄且圓，所形成的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，在精度層面由半導體加工設備保障，且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進行整合，提升光束質量。近年來國內外多家VCSEL激光器公司紛紛開發(fā)了多層結VCSEL激光器，將其發(fā)光功率密度提升了5-10 倍，這為應用VCSEL開發(fā)長距激光雷達提供了可能。
三種主流激光發(fā)射器性能比較
資料來源：禾賽科技招股說明書
行業(yè)內主要的激光發(fā)射器制造企業(yè)包括國外的OSRAM（歐司朗）、AMS（艾邁斯半導體）、Lumentum（魯門特姆）等；國內的深圳瑞波光電子有限公司、常州縱慧芯光半導體科技有限公司等。
國外供應商在激光發(fā)射器和探測器行業(yè)耕耘較久，產品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經驗和優(yōu)勢，客戶群體也更為廣泛。國內供應商近些年發(fā)展迅速，產品性能已經基本接近國外供應鏈水平，并已經有通過車規(guī)認證（AEC-Q102）的國產激光發(fā)射器和探測器出現，元器件的車規(guī)化是車規(guī)級激光雷達實現的基礎，國內供應商能夠滿足這一需求。相比國外供應商，國內供應商在產品的定制化上有較大的靈活性，價格也有一定優(yōu)勢。
國內外主流激光器廠商及路線布局
資料來源：Yole
②光電探測器
PD（光電二極管）成本低，是激光雷達探測器的常用選擇，缺點是靈敏度低，僅適合短距離探測，對于遠距離探測需要使用高增益的APD （雪崩二極管）。APD又分為線性工作模式和蓋格工作模式，蓋格工作模式增益最高，只輸出1或0的電平信號，靈敏度很高，稱為SPAD（單光子雪崩二極管）。SPAD可以單點獨立運行，也可以組成陣列（為表區(qū)分，本報告以SPPC代指SPAD陣列），SPPC中的各個SPAD獨立工作。SiPM（Silicon Photomultiplier，另稱MPPC）是另一種形式的SPAD陣列，由多個獨立的SPAD傳感器并聯組成，輸出的信號會有幅度級別的區(qū)分。安森美資料顯示，目前激光雷達市場上，PD和APD的使用率存在不同程度的下降，而SPAD、SPPC和SiPM的使用率在持續(xù)提升。盡管SPAD的靈敏度與轉換效率更高，但它受制于高成本和低量產一致性，因此目前APD仍為主流。
激光雷達探測器對比
資料來源：濱松電子
SPPC陣列下每個單元的信號獨立輸出，輸出信號只有一個幅度，為減少噪聲影響，需要根據空間和時間相關度確認是否為信號，因而抗噪能力相對較差。SiPM陣列的每一個輸出端對應多個并聯的單元，輸出電流是所有并聯單元的總和，因而輸出的信號有幅度區(qū)分，可以通過設定閾值直接提取信號，提取簡單速度快。若兩種陣列達到同樣的分辨率，SiPM陣列比SPPC陣列需要更多的SPAD單元，面積更大，所以相同面積下，SPPC陣列的分辨率顯然要高于SiPM陣列。
行業(yè)內主要的光電探測器制造企業(yè)包括國外的First Sensor、Hamamatsu（濱松）、ON Semiconductor（安森美半導體）、索尼等；國內創(chuàng)業(yè)企業(yè)如成都量芯集成科技有限公司、深圳阜時科技有限公司、深圳市靈明光子科技有限公司、南京芯視界微電子科技有限公司等。
③激光雷達芯片
I.FPGA芯片
FPGA芯片通常被用作激光雷達的主控芯片，國外主流的供應商有賽靈思、英特爾等。國內主要的供應商有紫光國芯股份有限公司、西安智多晶微電子有限公司等。國外供應商的產品性能相比國內供應商大幅領先，但國內產品的邏輯資源規(guī)模和高速接口性能，也能夠滿足激光雷達的需求。
不過FPGA不是激光雷達主控芯片的唯一選擇，也可以選用高性能單片機（MCU）、數字信號處理單元（Digital Signal Processor，DSP）代替。MCU的國際主流供應商有瑞薩電子、英飛凌等，DSP的主流供應商有TI（德州儀器）、ADI（亞德諾半導體）等。
II.模擬芯片
模擬芯片用于搭建激光雷達系統(tǒng)中發(fā)光控制、光電信號轉換，以及電信號實時處理等關鍵子系統(tǒng)。國際范圍內模擬芯片供應商主要有TI（德州儀器），ADI（亞德諾半導體）等。國內模擬芯片的供應商主要包括矽力杰半導體技術有限公司、圣邦微電子（北京）股份有限公司等。國外供應商在該領域積累已久，技術先進、產能充足、成熟度高，是行業(yè)的領導者。國內供應商相比國外起步較晚，從產品豐富程度到技術水平還普遍存在著一定差距，尤其車規(guī)類產品差距會更大。
半導體產業(yè)鏈
資料來源：中泰證券
④光學部件
光學部件方面，激光雷達公司一般為自主研發(fā)設計，然后選擇行業(yè)內的加工公司完成生產和加工工序。光學部件國內供應鏈的技術水平已經完全達到或超越國外供應鏈的水準，且有明顯的成本優(yōu)勢，已經可以完全替代國外供應鏈和滿足產品加工的需求。
中游硬件廠商
全球車載領域激光雷達玩家
資料來源：Yole
按掃描方式分類，全球主要激光雷達企業(yè)列表如下：
激光雷達不同技術路線代表企業(yè)
資料來源：公開資料整理
