1. 高成長：預計 2025 年車載鏡頭市場超 330 億元、CAGR 達 37%
車載攝像頭是自動駕駛中必不可少的傳感器。自動駕駛系統通常可分為感知層、決策層、執行層。感知層所用到的傳感器包括攝像頭、雷射雷達、 毫米波雷達、超聲波雷達等視覺傳感器，以及速度和加速度傳感器等。相較於其他傳感器、攝像頭障礙識別能力強，是自動駕駛中必不可少的傳感 器。
車載攝像頭的分類：1）按照用途不同，攝像頭可分為成像類攝像頭、感知類攝像頭（ADAS 攝像頭）。成像攝像頭用於被動安全，並將所拍攝的圖像存儲或發送給用戶。ADAS 攝像頭用於主動安全，需要準確捕捉圖像。2） 根據位臵不同，車載攝像頭可分為前視攝像頭、側視攝像頭、環視攝像頭、 後視攝像頭及艙內攝像頭。
①前視攝像頭用以實現多種 ADAS 功能（防撞預警、車道偏離預警等），任務繁重、規格最高，前視可分為單目、雙目、 三目攝像頭，單目攝像頭發展較早，目前技術發展較為成熟，量產成本較低，但是受限於單個攝像頭固定焦段限制，難以兼顧大視場角（廣角）和 遠探測距離（長焦）。雙目、多目攝像頭在一定程度上克服了單攝像頭的局限，以特斯拉三目攝像頭為例，三顆攝像頭包括主視野攝像頭（覆蓋大部分交通場景，最大監測距離 150 米）、廣角攝像頭（視場角達 150°，能夠 拍攝到交通信號燈、行駛路徑上的障礙物和距離較近的物體，非常適用於 城市街道、低速緩行的交通場景）、長焦攝像頭（能夠清晰地拍攝到遠距離 物體，適用於高速行駛的交通場景。最大監測距離 250 米）。
②側視攝像頭 用以監測側前方或側後方場景，實現盲點監測。環視攝像頭採用廣角鏡頭， 在車四周裝配後獲取車身 360°圖像並拼接，實現全景泊車，若加入算法可實現道路線感知。後視攝像頭採用廣角鏡頭，用以倒車輔助。艙內攝像 頭用以監測駕駛員狀態，實現疲勞提醒功能。
車載光學產業研究：智能駕駛方興未艾，車載光學長坡厚雪
高級別自動駕駛推動攝像頭量價齊升。自動駕駛可分為 L0~L5 六個級別， 目前主流自動駕駛級別在 L2~L3 階段之間，L2 主要功能涵蓋倒車監控、全景泊車輔助、盲點檢測、自適應巡航、前方碰撞預警、智能車速控制、車道偏離告警、行人檢測系統、交通信號及標誌牌識別，一般搭載 3~13 顆攝像頭。L4、L5 級別自動駕駛 ADAS 系統尚在研發階段，一般需要搭載 13 顆以上攝像頭。3）傳統後視攝像頭僅需獲取偏靜態圖像，而 ADAS 攝 像頭需要在車輛高速運動中捕捉清晰物體影像，因此 ADAS 攝像頭普遍規 格更高、單價更高。此外伴隨自動駕駛算力提升，將需要更高解析度的車 載攝像頭產品。
2017 年是自動輔助駕駛元年，預計 2021 年 L2 級自動輔助駕駛滲透率快速放量。
1）特斯拉是電動車&自動輔助駕駛的領軍者，2012 年特斯拉推 出世界首款電動轎車 model S，搭載 L2 級別自動輔助駕駛系統，配備 8顆攝像頭，定價 5 萬美元，但是由於定價過高、產能限制、配套基礎設施不 足等原因，此時的電動車註定是一款小眾產品。2017 年特斯拉推出革命性產品——入門款電動車 model 3，搭載 L2 級別自動輔助駕駛系統，配備 8 顆攝像頭，定價 3.5 萬美元，該產品的推出也助力特斯拉市佔率達 8%。此後得益於上海工廠投產、規模效應降本，截至 2021 年 8 月，model 3 定價 已降至 24 萬人民幣。
2）在特斯拉的「鯰魚效應」下，其他新能源車廠、傳統車廠也勢必將快速跟進自動輔助駕駛系統及其相關搭載硬體。考慮整車廠從車型規劃到投產的周期在 3 年以上， 2021 年 L2級自動輔助駕駛滲透率快速提升。預計未來自動輔助駕駛滲透率曲線將高度 擬合智慧型手機滲透率 S 曲線，實現快速增長。
預計 2025 年單車搭載攝像頭數量達 8顆，車載攝像頭市場規模超 1600 億 元，車載鏡頭市場規模超 330 億元，CAGR 超 37%。1） 2020 年全球車載攝像頭出貨量達 1.65 億顆、過去十年 CAGR 達 30%，單 車搭載攝像頭數量達 2.1 顆。2）根據後文測算，我們預計 2025 年單車攝 像頭數量達 8 顆，車載攝像頭出貨量達 8 億顆，CAGR 達 37%，保守假設未來價格不變，預計 2025 年車載鏡頭市 場規模達 336 億元。考慮車載模組價格一般為車載鏡頭的 5 倍，預計 2025 年車載攝像頭模組市場規模達 1684 億元。
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測算方法一：參考 L2 滲透速度，預計 2025 年單車平均搭載攝像頭數 量達 8 顆。1） 2010 年智慧型手機滲透率 從 19%提升至 2015 年的 74%。預計 L2 滲透率從 2020 年的 18%提升 至 2025 年的 75%。2）假設 2017年 L2 及以上單車搭載攝像頭數量為 3 顆、此後每年單車搭載攝像頭數量以 15%的速度增長、2025 年 單車搭載攝像頭數量達 9 顆，目前部分新勢力單車搭載數量達 13 顆。假設 2017 年 L1 及以下單車搭載攝像頭數量為 1 顆、此後每年單車搭載攝像頭數量以 20%的速度增長、2025 年單車搭載攝像頭數量達 4 顆。預計 2025 年單車搭載攝像頭數量達 8 顆。
測算方法二：參考手機多攝滲透速度，預計 2025 年單車平均搭載攝 像頭數量達 8 顆。1）華為 2016 年發布其第一款搭載雙攝的手機—— P9，2019 年全球智慧型手機單機搭載鏡頭數量達 3 顆，換言之，整個智 能機行業只需要 3 年左右的時間硬體參數就可以比肩行業領軍者。2） 各家造車新勢力是自動駕駛的領軍者，搭載攝像頭數量超 8 顆，2021 年 4 月極狐與華為攜手打造的極狐阿爾法 S 發布，搭載攝像頭達 13 顆。3）我們預計在未來 5 年內，單車平均搭載的攝像頭數量達 8 顆。
2. 高壁壘：光學鏡頭是高壁壘行業，車規級產品壁壘更高
光學設計具有「藝術性」，優秀設計師是光學企業的靈魂。
1）光學設計是 利用不同類型透鏡的光學特性，根據光學原理，使用專用光學軟體，結合 光學設計師個人知識與經驗，進行光學系統設計工作，通過對像差、像質、 照度等迭代優化設計，得到滿足要求的光學系統。
2）光學設計的難點在 於消除像差。像差分為幾何像差與色散像差，主要的幾種像差類型包括球 差、慧差、像散、場曲、畸變以及軸向色差和橫向色差。光學設計即通過 組合不同形狀、不同數量的透鏡來儘可能消除像差，設計過程需要不斷調 整參數、多次驗證迭代、以獲得像差最小的方案。
3）設計環節需要設計 師多年經驗積累，很多環節並無公式可取，需要充分發揮想像力，設計過程具有「藝術性」。一個複雜的鏡頭有上百個變量和大量約束條件，優秀設計師能夠快速根據設計需求和優化過程調整約束條件。同時設計師需要對加工誤差和裝配誤差非常熟悉， 需要儘可能將公差合理分配以降低單片透鏡承擔的壓力，這對於需要保證 良率的公司生產尤為關鍵。舜宇光學、 大立光等頭部光學公司在多年發展中培養積累了一批優秀的光學人才，是 公司優秀產品力的保證。
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鏡頭組裝對結構設計和精度要求高。組裝流程看似簡單，生產過程中還需嚴格管控部件精度、配合精度、組裝偏心、內部應力、鏡片間隙等方面。並且在生產過程中很多環節為非標過程，依靠 的是勞工的經驗，勞工的熟練與否直接影響產品的良率，而良率是企業競爭力的關鍵。因此，生產工人直接決定了產品質量的可靠性和穩定性，而 不同廠商的生產線不盡相同，挖人效果不如公司自己培養人才，但是人才培養通常需要耗費大量的時間，這也是鏡頭企業需要長期積累的原因。
鏡片生產過程對模具、設備、工藝精度提出高要求，為鏡頭行業的核心壁 壘之一。
塑料鏡片主要採用注塑成型工藝，壁壘在於模具、設備。1）注塑成型是指通過螺絲杆將塑料攪入注射機加熱料筒中塑化﹐達到流動狀態，螺杆在旋轉過程中逐步後退，而塑料則向前積聚，當螺杆停止轉動，由注塑活塞通 過螺杆注射到閉合模具的模腔中形成製品的成形過程。2）製造過程中需要 掌握大量憑藉長年摸索形成的 know-how 方可控制好質量和良率，對工藝 精細度要求極高。在注塑成型環節中，超 120°高溫易導致模板變形、使得 鏡片兩曲面光軸偏芯量與面精度過大，因此對模具的精度和可靠性要求甚 高。②注塑成型設備能夠熔融、塑化聚合物，使其注入模具，它需要精準 地控制每一個工藝參數，注塑設備的精度決定了塑件的成型精度。注塑成型時，每一個機械動 作都必須準確無誤，而且設備上所 有的零部件都要求高度的穩定性。
球面玻璃鏡片採用傳統研磨工藝生產，難以大規模量產。相較塑料鏡片， 玻璃鏡片的生產工藝流程更為複雜，對精密製造提出更高要求。傳統玻璃鏡片生產工藝流程包括切割、研磨、拋光、鍍膜、膠合、塗墨等工序，工序繁多。研磨環節對精度要求高，需要經驗豐富的技術工人研磨，導致花費時間較多、生產效率較低、難以大規模量產。鍍膜環節技術壁壘較高、 附加值也相應較高，在鏡片上鍍上抗反射膜可將光線透過率提升至 98%以 上。
模造玻璃更有利於大規模生產，壁壘在於模具。1）玻璃模造是利用玻璃會隨著溫度升高而降低粘滯性的特性，將玻璃預形體臵於模具 內，在真空或充填氮氣環境下升溫使玻璃變形至與模仁相同形狀後冷卻取 出。此方法實現了高精密度玻璃鏡片的可複製性製造，減小人工依賴，大大提升了生產效率，更利於標準化大規模生產。2）模具的設計和加工是此 方法的關鍵，其需要通過納米級微壓技術實現極高的模具精度，以確保鏡 片間偏芯較小；並且需要在高溫、高壓條件下保持模具剛性，對模具材料和設計要求高，可通過對模具模仁表面進行鍍膜處理來提升其表面機械強度。
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車規級產品壁壘更高，模造玻璃鏡片優勢突出。1）因為需要長時間暴露於 惡劣環境下，車載鏡頭的性能要求極高， 其需要滿足一系列信賴性實驗要求：高低溫衝擊實驗、耐腐蝕實驗、耐振動試驗、IPX9K 防水等級要求、耐鹽霧實驗、耐擦拭實驗、紫外線照射試驗等，因此對於車載鏡頭的結構設計和原材料選擇具有更高要求。
2）玻璃 鏡片相較塑料鏡片具有高耐熱性、不易變形、高透光率、高折射率特點， 成像效果更好、熱差影響小，更符合車載鏡頭所處的惡劣工作環境和高性能要求。車載鏡頭為全玻璃鏡頭或玻塑混合鏡頭，一般前視鏡頭、高像素鏡頭會採取更多玻璃鏡片。
3）由於球面玻璃鏡頭具有天生像差，通常需要多個凹凸不平的鏡片進行分組組合來進行矯正，不僅使鏡頭體積、重量增 加，也降低了透光率。非球面玻璃鏡片通過對圓錐常數和非球面係數進行 調整，可自由設計光線和光路，對球面像差進行校正，從而提高成像質量， 並且 1 片非球面玻璃鏡片可以達到 2-3 片球面玻璃鏡片的效果，顯著減小 球面玻璃鏡片間的空隙、降低鏡片組整體體積。
3. 好格局：車載鏡頭一超多強，國內二線企業未來可期
車載攝像頭鏡頭市場格局呈現出「一超多強」局面，舜宇光學是絕對領軍者。1）2020 年舜宇光學出貨量位居第一，市場佔有率超 30%，日本麥克賽爾、 日本電產三協、日本富士膠片、韓國世高光位居二至五位。得益於本國汽車工業發達、日本企業佔比較高，份額前八廠商中，日本廠商佔據 5 席。2） 在規格、壁壘更高的 ADAS 鏡頭中，舜宇光學一騎絕塵，市佔率超 50%。3）車載鏡頭具有較高的技術壁壘，產品通常需要配合傳感器晶片進行參數 調整，經過 1-2 年研發周期後交貨給 Tier1 組裝，並經過車廠上路驗證 1-2 年通過後方可供貨，認證周期 3-5 年，客戶粘性較強，頭部企業先發優勢 穩固。
除舜宇光學科技以外，國內的聯創電子、宇瞳光學均積極布局車載鏡頭領 域，但目前市佔率較低，未來伴隨國內造車新勢力崛起，國內二線企業在車載鏡頭領域大有可為。
舜宇光學科技：公司自 2004 年起進入車載鏡頭領域，2018 年量產 800 萬像素車載鏡頭。公司是車載鏡頭龍頭的絕對龍頭，2020 年車載鏡頭業務營收為 24 億元，車載鏡頭出貨量為 0.56 億顆。
聯創電子：公司自 2015 年進入車載鏡頭領域，2016 年與特斯拉合作， 為其艙內鏡頭獨家供應商，2020 年與蔚來開始合作、並中標 ET7 全部 7顆800 萬像素 ADAS 車載鏡頭模組。2020 年公司車載鏡頭出貨量為 77 萬顆、營收為 0.24 億元，2021 年公司前五大客戶車載鏡頭及模組 訂單為 1.5 億元，預計 2022 年公司車載項目快速起量。目前公司具備 200KK/月模造鏡片產能。
宇瞳光學：公司是安防鏡頭龍頭，積極布局車載鏡頭，目前已有後裝 產品出貨，公司具備 100KK/月模造玻璃鏡片產能，且與海康、華為安 防部門合作多年，三年後有望順利導入前裝市場。
4. 車載模組：預計 2025 年市場超 1600 億元，鏡頭企業有望順利切入
車載攝像頭產業鏈包括核心硬體、模組封裝與系統集成、軟體算法與解決方案。參考智慧型手機產業，光學模組的成本構成中 CIS 晶片成本佔比為 50%，鏡頭成本佔比為 20%。預計 2025 年車載攝像頭模組市場規模 超 1600 億元。
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目前車載攝像頭模組主要由 Tier 1、Tier 2 組裝，主要企業為加拿大麥格納、 日本松下、法國法雷奧、德國博世、採埃孚天合、大陸鏡頭等企業，行業 格局分散。伴隨造車新勢力崛起，傳統整車廠和 Tier 1 的關係或 將逐步模糊，同時，伴隨攝像頭像素提升，模組組裝難度升級，預計未來 車載鏡頭廠有望獲取部分模組份額。
1. 雷射雷達助力自動駕駛，半固態式有望快速放量
純視覺方案：純視覺方案僅僅依靠攝像頭拍攝的畫面，傳輸到系統進 行分析，從而計算出周圍的車輛、道路等信息。純視覺方案優勢在於 攝像頭能夠完整識別物體外觀，高解析度高幀率的成像技術能夠使感 知環境信息更加豐富，並且攝像頭價格較雷射雷達更便宜、有利於整 車獲得價格優勢；但是由於圖像傳感器是一種被動式傳感器、其本身 並不發光，成像質量受環境亮度影響大、易受惡劣環境影響。同時純 視覺方案需要強大的算法和算力去處理龐大的數據量。目前純視覺方 案的擁護者主要是特斯拉，特斯拉通過海量的車主駕駛數據進行神經 網絡訓練，從而覆蓋更多工況與場景，不斷完善算法，目前方案較為 成熟。
雷射雷達方案：雷射雷達方案是以雷射雷達為主導，配合毫米波雷達、 超聲波傳感器、攝像頭來完成自動駕駛，其中雷射雷達會通過發射激 光束來測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離，從而準確捕捉 這些輪廓信息組成點雲，並繪製出 3D 環境地圖再傳輸到系統進行分析 並下達車輛行駛指令。雷射雷達的優勢在於監測距離更長、精度更高、 響應速度更靈敏，並且不受環境光影響。但是雷射雷達在面對雨雪等 極端天氣時發出的光束會受到影響，從而影響三維地圖的構造，因此 這就必須依賴其他傳感器的共同協助。並且，雷射雷達設臵於車輛外 部，一旦損壞、維修費用高昂，同時雷射雷達目前本身價格較高、普 遍高於 3000 元。
雷射雷達按照光束操縱方式可分為機械式、半固態及固態式。總體來講， 機械式目前最為成熟、產量最高，主要應用於無人駕駛，但使用壽命限制 難過車規要求；微振鏡、轉鏡、稜鏡等半固態式雷射雷達陸續通過車規， 並已少量前裝量產，近年內或形成放量；長期來看 FLASH、OPA 均可能 成為主導路線。
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機械式方案：成熟度最高，因使用壽命限制難以進入前裝量產，廣泛應用 於無人駕駛領域。機械式指豎直排列的雷射發生器進行 360°旋轉，對四周 環境進行全面掃描。其優點在於可實現高精度的 360°掃描，但是為實現高 頻準確旋轉、其機械結構複雜，平均失效時間僅 1000-3000 小時，與車規 要求的最低 13000 小時差距明顯，難以實現前裝量產。並且，機械式需要 布臵在車身最高點、容易損壞。由於結構複雜，因此成本較高，普遍高於 3000 美元，因此機械式雷射雷達目前主要應用於對價格較不敏感的無人駕駛領域。頭部公司為了進入車載前裝市場，目前 正依靠在機械式領域積累的經驗和資源，積極布局半固態式方案。
半固態式方案：已成功上車，放量在即。
1）MEMS 技術將微型反射鏡、 MEMS 驅動器及傳感器集成為微振鏡，後者振蕩反射雷射、高速掃描形成 點雲圖。此方案除了微振鏡掃動外其他部件固定，可靠性大大提升，並且 顯著減少雷射器及探測器數量、大大降低成本，可控制到 1000 美金以內。但是由於收光孔徑、擺動幅度較小導致探測距離和視場角度有限。速騰聚 創採用多個 MEMS 拼接的方式擴大視場角，拼接過程中的電鍍調節工藝難 度極高。
2）轉 鏡方案通過電流掃描振鏡帶動多邊形稜鏡轉動反射雷射達到掃描效果，此 方案可通過提高轉速來提高掃描精度，成熟的多邊形雷射掃描技術成本較低。
3）稜鏡方案通過兩個楔形稜鏡後發生兩次偏轉，控制兩面 稜鏡的相對轉速便可以控制雷射束的掃描形態。此方案為非重複式掃描， 掃描範圍可覆蓋整個區域，點雲密度較高。但是其機械結構更為複雜，而非重複掃描方式也使得下遊廠商進行算法匹配難度較大。
固態式：目前成熟度低，長期來看將成重點發展方向。針對車規級設備 需要在連續振動、高低溫、高溼高鹽等環境下連續工作的特點，固態雷射 雷達成為了較為可行的發展方向，其取消了複雜高頻轉動的機械結構，耐 久性得到巨大提升，體積也大幅縮小。
1）OPA（光學相控陣）：通過控制 相控陣雷達平面陣列各個陣元的電流相位，利用相位差讓不同的位臵的波 源產生幹涉，從而指向特定的方向，往復控制相位差便可以實現掃描效果。OPA 兼具掃描快、精度高、體積小及強可控、強抗震等優勢，技術突破後 成本較低、量產標準化程度高，但由於產業鏈不成熟，零部件自研難度大， 目前仍處於實驗室前期產品。
2）FLASH 閃光雷射雷達在短時間內直接向前 方發射大覆蓋面陣雷射，再以高度靈敏探測器完成圖像繪製的技術，可達 最高等級的車規要求，但功率密度及回波光子數量太低導致的測距及分辨 率不足是最大的問題。由於結構簡單，Flash 方案是目前固態雷射雷達最主流的技術方 案。
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按測距原理分類：ToF 為主流，FMCW 方案創新，兩者或長期共存。
1） ToF 法通過測量雷射從發射、達到探測物體再返回到探測器的飛行時間， 來反推被測物距離。由於光的飛行速度極快，因此該方案需要一個非常精 細的時鐘電路（通常是 ps 級，1ps=10-3 ns）和脈寬極窄的雷射發射電路 （通常是 ns 級），該方案具有響應速度快、探測精度高的優點，由於技術 原理簡單、且產業鏈較為完善，目前機械式、半固態、固態式雷射雷達均採用 ToF 進行測距。
2）FMCW 法通過測量線性調製雷射在投射到物體後 返回探測器的過程中形成的相位差，間接獲取光的飛行時間，從而反推飛 行距離。此方案抗環境光和其他雷射雷達幹擾能力強、可大幅改善信噪比。由於 FMCW 採用連續光波調製，所以在遠距離探測時需要較大的光功率，存在人眼安全隱患。目前 FMCW 產業鏈仍處於培育階段，伴隨產業鏈成熟， 其抗幹擾優勢或引領其成為優選方案之一。
2. 預計 2025 年車載雷射雷達市場規模超 500 億元、CAGR 超 80%
伴隨無人駕駛車隊規模擴張，雷射雷達在該領域應用將加速落地。雷射雷達在車載領域主要應用於無人駕駛車以及高級輔助駕駛。無人駕駛計程車 及無人物流服務能夠實現取消傳統出行服務中佔運營成本高達 60%的人工 成本，因此具有廣泛商業價值和盈利空間。2020 年 10 月谷歌旗下的無人 駕駛子公司 Waymo 在美啟動無人駕駛計程車服務，其車隊擁有超 600輛車，未來將向其他城市不斷拓展。全球範圍內，Cruise、Uber、Zoox 等公 司也正大力擴張無人駕駛測試項目及車隊規模。同時，國內無人駕駛項目 也不斷取得進展，文遠知行在廣州的無人駕駛試運營及測試車隊超 100 臺；小馬智行的車隊分別在北京、廣州、美國加州運行範圍達到 140、200、 220 平方公裡；2020 年 10 月百度在北京開放無人駕駛計程車服務、乘客可免費試乘 Apollo GO。
雷射雷達是 L3 及以上自動駕駛汽車的關鍵傳感器，伴隨 L3 汽車逐步量產， 雷射雷達將迎來市場放量。L3、L4 車輛分別平均搭載雷射雷達數為 1 個、 2-3 個、4-6 個，伴隨成本逐漸下降、預計未來雷射雷達將滲透至 L2 車輛。自 2017 年奧迪 A8 首次搭載 SCALA 的雷射雷達後，2021 年多款搭載雷射 雷達的新車型發布，除了蔚來、小鵬、極狐等造車新勢力，更有奔馳、本 田等傳統車廠實現雷射雷達上車，預計這些車型將於 2021 年底開始陸續 量產交付，可以期待 2022 年成為雷射雷達放量元年。雷射雷達在高級輔 助駕駛領域的市場規模將在未來 5 年裡保持高速增長，按照沙利文預計， 2025 年雷射雷達市場規模預計將達到 46.1 億美元（折合人民幣 300 億元）， 2019 年至 2025 年複合增長率達 83.7%。
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3. 雷射雷達行業尚處於導入期，行業格局未定
全球及國內龍頭 Velodyne、禾賽科技均依靠高線數機械式雷射雷達而受到 自動駕駛出行商青睞，但是機械式產品由於壽命受限難以進入前裝市場。自動駕駛升級催生雷射雷達前裝市場，半固態/固態雷射雷達成為雷射雷達 廠商布局重點。其中，Luminar、速騰聚創、Innoviz 等重點布局 MEMS， Quanergy、力策科技等重點布局 OPA，Ouster、Ibeo、Aeye 等重點布局 Flash，Aeva 等重點布局 FMCW，華為、Innovusion 等重點布局轉鏡， Livox 重點開發稜鏡方案。而以機械式產品見長的禾賽科技也積極拓展 MEMS 產品線，力爭前裝市場。
4. 光學系統在雷射雷達中扮演重要角色
光學系統是雷射雷達重要組成部分。根據雷射雷達不同掃描類型，對於光 學系統設計要求也不盡相同。以 MEMS 為例，發射光學系統的主要任務是 減小發射光束的發散角，使其光束質量更好，主要設計難點是 MEMS 掃描 振鏡的鏡面面積較小，限制光束的直徑，直接影響準直光束的發散角。接 收光學系統主要任務是在保證口徑的前提下接收更大視場範圍內的回波光 束，主要設計難點是光電探測器面積有限，會限制接收光學系統相對孔徑 和視場。總體而言，雷射雷達鏡頭是車載鏡頭中最難的部分，需要具備大 通光孔徑、高亮度、寬視場角、高對比度、低信噪比等特點，同時在機械 方面具有體積小巧、防塵防水、抗震等特點，對光學設計、加工工藝提出 相當高要求。
國內雷射雷達零部件供應商包括舜宇光學、永新光學。1）舜宇光學具備激 光雷達光學部件及整機製造能力，機械式、轉鏡、MEMS、FLASH、OPA 方案均有涉及，與麥格納、華為、大疆等雷射雷達方案商均有合作，預計 明年將有項目進入大批量生產。2）永新光學於 2018 年與 Quanergy Systems 達成 25000 個雷射測距鏡頭訂單，目前與禾賽和 Innovation 的合 作有多款雷射雷達鏡頭產品導入，目前正處於驗證導入階段、尚未形成量 產。
1. HUD：自動輔助駕駛的絕妙搭配，預計 2025 年市場規模達 240 億元
1.1 W-HUD 為當前主流，AR-HUD 為未來發展趨勢
HUD 歷經三代產品，第一代是 C-HUD（Combiner HUD，組合式抬頭顯 示），第二代是 W-HUD（Windshield HUD，風擋型抬頭顯示），第三代為 AR-HUD（增強現實型抬頭顯示）。目前市場以 W-HUD 為主流，C-HUD 被逐漸淘汰，而 AR-HUD 將是未來的升級趨勢。
C-HUD：投影成像載體為駕駛員前方的一塊 6-8 寸的透明樹脂玻璃， 成像信息包括車速、導航、油耗、溫度，多為數字信息，顯示形式較 為集中且單一。VID（人眼到虛像距離）小於 2 米，駕駛過程中駕駛員 視線焦點需要在 HUD 玻璃和風擋玻璃間切換，仍存在安全隱患，因此 被逐步淘汰。
W-HUD：投影成像載體為汽車前擋風玻璃，相較於 C-HUD，W-HUD 顯示範圍擴大至 7-12 寸，投影距離增加至 2-6 米，顯示內容增加中控 娛樂信息、來電顯示、周圍路況、天氣、行車告警等信息。
AR-HUD：將投射內容、位臵與現實環境深度結合，在駕駛員視線區 域內合理生動地疊加顯示駕駛信息，具備 AR 實景貼合感。其本質仍 是 W-HUD，但是 FOV 更大、VID 更遠，能夠在在更短距離內實現跨 車道顯示。最重要的，AR-HUD 可與 ADAS 信息深度結合，包括前方 預警、交通標誌識別、車道偏離預警、車道保持輔助、轉向提示、盲 點檢測、路口和道路名稱等。伴隨 ADAS 功能更加豐富，W-HUD 難 以在 2D 平面內顯示所有信息，AR-HUD 將成為自動駕駛的絕妙搭配。
1.2 PGU 和自由曲面反射鏡是 HUD 核心壁壘
HUD 的工作原理是通過控制處理單元將汽車儀錶盤、中控數據或車身行車 數據、車況信息傳輸至投射單元，隨後投影儀發出圖像，經過「反射鏡」反射 至「投影鏡」上，再由投影鏡反射至風擋玻璃，人眼看到的是位於眼前 2 米 左右的虛像，使得信息仿佛懸浮於前方道路上。
HUD 產品結構包括上蓋、光學零件以及圖像生成器，光學零件組成光學系 統，作用是將投影儀發出的光線經過一系列反射成像到玻璃上。其中投影 單元（PGU）、自由曲面反射鏡是整個系統的核心壁壘。
按照投影單元（PGU）分類，目前 HUD 投影技術包括 TFT-LCD 投影、 DLP 投影、雷射掃描投影。
TFT-LCD：作為最常見、技術最為成熟的投影技術，成為現階段主流 W-HUD 的首選。由於透過背光照明，液晶擋住大部分光、所以亮度不 夠，且高溫穩定性不足，通常僅能達到 95°工作溫度。
DLP：美國德州儀器的專利技術，相比 TFT-LCD 性能更佳，由於採用 反光鏡原理，所以光效更高、照射距離更遠、解析度更高，且工作溫 度可達到 105℃。現階段成本較高，且更適用於 AR-HUD，有望成為 未來最主要的投影技術。
MEMS 雷射掃描：成像信息亮度、對比度極高、視場角大，目前受激 光器溫控影響暫未大規模應用。
自由曲面反射鏡為 HUD 系統關鍵光學元件，可消除擋風玻璃的自由曲面 造成的成像畫面畸變。自由曲面反射鏡加工對設備性能要求極高，傳統的球柱面研磨機器難以滿 足表面精度高且鏡面光滑的效果，只有改進的單點 CNC 機體才能用於自由 曲面鏡片加工。同時光路設計環節需要配合擋風玻璃進行，具有較高難度。
車載光學產業研究：智能駕駛方興未艾，車載光學長坡厚雪
1.3 預計 2025 年市場規模達 240 億元，CAGR 達 17%
伴隨 HUD 價格下降，預計行業快速放量，未來五年 CAGR 為 17%。1） 2020 年全球 HUD 出貨量為 687 萬臺，滲透率為 7.5%，滲透率較低。2） 伴隨 HUD 技術工藝逐步成熟、量產規模擴大，HUD 平均價格有所下降， C-HUD 和 W-HUD 價格分別從 2016 年的 50 美元和 265 美元降至 2020 年 的 38 美元和 245 美元。我們預計未來 W-HUD 價格將繼續下降，W-HUD將向中低端車型逐步滲透。3）預計 2025 年 HUD 全球出貨量將達到 1536 萬，滲透率為 18.5%，2020-2025 年間 CAGR 達 17%。
預計 2025 年 HUD 市場規模達 240 億元，CAGR 為 17%。2021 年 Q1 我國 HUD 前裝市場中 W-HUD 方案佔比 92.6%，CHUD 基本被淘汰出市場。未來伴隨價值量較低的 C-HUD 被完全淘汰、WHUD 成為市場主流、AR-HUD 逐步導入市場，HUD 整體價格結構將保持 平穩。假設 HUD 平均價格維持在 240 美元， 2025 年全球 HUD 市場規模 將達到 36 億美元（折合人民幣 240 億元）。
1.4 全球市場由外資主導，中國市場華陽集團位列第三
HUD 行業外資主導，集中度高，國產廠商嶄露頭角。2016 年全球 HUD 市 場由精機、大陸、電裝、博世、偉世通等全球知名 Tier1 廠商佔據 95%的 份額，市場集中度較高。2021 年上半年中 國市場 W-HUD 供應商搭載量的前五名分別為日本精機、電裝、華陽集團、 怡利電子和大陸集團，CR5 達 96.0%，市佔率分別為 29.8%、29.7%、 14.4%、13.5%、8.5%，國產 HUD 廠商逐漸打破外資壟斷地位。
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2. 智能車燈：推動汽車智能化升級，預計 2025 年市場規模超 400 億元
2.1 LED 車燈成主流推動車燈智能化升級，預計 2025 年市場規模超 400 億元
汽車車燈對於保證夜間行車安全至關重要，且極大程度影響車體美觀。伴隨汽車智能化升級，車燈也成為智能化改造的汽車硬體之一。車燈燈源升級經歷滷素燈、疝氣燈、LED 燈三個階段，未來雷射燈有望嶄露頭角。目前市場上滷素燈、疝氣燈、LED 燈並存，LED 正加速滲透。2020 年 LED 頭燈滲透率於全球乘用車達到 53.1%，其中 LED 頭燈滲透率於電動車更高達 85%。2021 年將分別有機會達到 60%與 90%。
LED 車燈是指用 LED（發光二極體）作為光源的車燈，可以直接將電能轉化為光能，所以也被稱為冷光源。LED 燈平均壽命更高、可達 3 萬小時以 上，同功耗下亮度更高，發光效率更高、能耗更低，而驅動 LED 燈汽車在 智能化時代成為主流的關鍵因素則是 LED 元件體積更小、有利於在有限的車燈空間內進行布局設計，以及其響應時間短、能夠快速響應控制指令。
為擴大夜間照明範圍、改善遠光燈炫目問題，基於 LED 燈技術的智能大燈 應運而生。智能大燈系統結合智能時代的傳感器技術和微控制技術，是基於汽車安全性的智能控制系統。智能大燈由光源、傳感器、信號處理電路、 傳輸通道 CAN總線、中央處理器、微步距驅動電路、步進電機組成。智能大燈與車載傳感器配合，可以實現自動調節照明範圍、防止遠 光燈炫目、甚至標誌投影等功能，極大提升行車安全性和智能化程度。
矩陣式 LED：矩陣式 LED 大燈原理是將 LED 分成許多小型 LED 燈珠， 按照照明需求獨立控制燈珠開關，以更加精準地控制車燈有選擇性地 進行照射。矩陣式大燈價格在 1600-2000 元之間，目前已滲透至 10 萬元級別車型。
AFS：AFS（自適應前照燈系統）在初級的矩陣式 LED 燈上進行升級， 能夠使燈光分布根據攝像頭、其他傳感器所反饋的道路狀況、行車狀 況、天氣狀況做出調節，使得車燈照亮範圍始終覆蓋車輛行駛路徑。AFS 系統主要針對近光照射，均價在 2000-3000 元之間。
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ADB：ADB（自適應遠光燈系統）更加強化了車燈的遠光燈功能，在 大燈內增加擋光片/導光柱，能夠覆蓋對面車輛的遠光燈，保證駕駛視 野內不產生炫目。未來 ADB 系統將加入攝像頭、超聲波雷達等傳感器， 可實現投射斑馬線等標誌、甚至通過燈光投影顯示導航路線，成為輔 助駕駛系統的重要一環。目前 ADB 均價在 6000 元以上，僅豪華車型 配臵。
智能大燈將成為 ADAS 功能的延伸，伴隨 ADAS 滲透而加速滲透。目前矩陣式 LED 燈市場仍以 AFS 大燈為主，2019 年我國 AFS 大燈滲透率為 18%，ADB 滲透率僅為 1.8%。伴隨技術成熟、成本降低，以及汽車智能 化普及，智能大燈滲透率有望進一步提升，AFS 有望成為中端汽車標配， 並在低端車型上加速普及。ADB 單套價值較高，主要由豪華車型配臵，伴 隨豪華車型 ADAS 功能更加豐富，ADB 將成為 ADAS 功能延伸的載體，與 中控屏、HUD 形成搭配，幫助更好地實現 ADAS 功能。
全球汽車智能大燈市場正快速增長，預計到 2025 年市場規模近 64 億美元（折合人民幣 416 億元），CAGR 達 7%。
2.2 全球市場由外資主導，中國市場華域汽車位列第一
全球車燈行業市場集中度較高，CR5 達 74%，以歐美和日本廠商為主，日 本小糸（25%）、義大利馬瑞利（14%）、法國法雷奧（13%）、日本斯坦雷 （12%）、德國海拉（10%）分列前五。
全球各大車燈龍頭積極響應車燈智能化趨勢，對新技術競爭越發激烈，在智能大燈市場同樣保持領先。1）小糸於 2019 年即推出 BladeScan 技術 ADB 大燈系統，並搭載於 2019 款雷克薩斯 RX 與 2021 款雷克薩斯 LS 上；2）馬瑞利於 CES 2019 消費電子展推出第三代 Smart Corner 照明 技術，可集成 OEM 選擇的任意傳感器，包括攝像頭、雷射雷達、超聲波， 以及 ADB 和 DLP 等先進 LED 照明功能；3）海拉於 2020 年發布 SSL 100 照明模組，該系統可通過 ECU 控制 102 個 LED 像素的開閉，完全實現數 字化。
華域汽車、星宇股份等國內車等廠商技術實現突破、客戶向海外拓展，逐漸走向全球舞臺。2019 年國內車燈市場中，華域視覺佔比 28%、位居第一，星宇股份佔比 9%。
1）華域視覺前身為上海小糸，2018年由華域汽車收購。公司延承了小糸的技術基因，同時客戶涵蓋上汽通用、上汽大眾、 廣汽乘用車等國內合資車廠，以及奧迪、寶馬、豐田、福特等海外車廠， 與小鵬、特斯拉等造車新勢力合作密切。同時公司在智能大燈領域不斷探 索，在 2021 年上海車展上展出由 PML 可編程智能大燈和含有 ISC 技術的 尾燈組成的智能交互燈光系統，可實現車燈顯示專屬自定義內容，與外界 互動，該系統已搭載於華人運通的車型高合HiPhi X 上。
2）星宇股份為國 內唯一市佔率靠前的本土車燈廠商，近年來規模快速擴張。公司客戶由合 資車廠（一汽大眾、廣汽豐田）向海外車廠（寶馬）拓展，車燈產品不斷 升級，在智能車燈領域碩果豐盛，2020年成功研發具有迎賓功能的律動式尾燈、第二代大眾語音交互式酷炫氛圍燈、手勢識別室內燈、和像素式前 燈模塊等，前照燈 ADB 投影燈模組實現應用。預計未來公司 ADB 產品向 更多車型滲透，與海外車廠合作更為廣泛，公司將在全球智能大燈市場佔 據重要一席。
1. 舜宇光學科技：光學行業龍頭，多元布局車載產品
舜宇光學 30 多年來一直以光學零部件為核心，同時進行上下遊的整合，已 成長為全球手機鏡頭、車載鏡頭龍頭。公司產品包括光學零件（光學鏡頭）、 光電產品（光學模組）及光學儀器三大板塊。2020 年公司營業收入與歸母 淨利分別為 380.02 億元、48.7 億元，分別同比增長 0.4%、22%。
車載光學業務：公司是車載鏡頭絕對龍頭，並積極布局雷射雷達、HUD、 智能大燈等其他車載相關領域。公司車載產品已涵蓋前視、環視、後視、 艙內攝像頭、雷射雷達關鍵光學部件、HUD 抬頭顯示器、智能大燈等車載 領域主要應用。憑藉領先的產品質量，公司客戶遍及歐美、日韓以及中國， 產品受到寶馬、奔馳、奧迪等豪華車廠的青睞。公司是車載鏡頭絕對龍頭、 市佔率超 30%，車載鏡頭認證周期 3-5 年，客戶粘性較強，未來公司將深 度受益車載鏡頭蓬勃發展；得益於造成新勢力崛起，公司車載模組業務也 有望放量。同時，公司深入布局雷射雷達、HUD、智能大燈等車載相關領 域。雷射雷達方面，公司提供基於機械式、MEMS、FLASH、OPA 等多種 雷射雷達的鏡頭及其他關鍵光學零部件，已與全球 20 多家雷射雷達廠商建 立緊密聯繫；HUD 與智能大燈方面，公司具備光學零部件和光學解決方案 供應能力。
2. 聯創電子：聚焦光學業務，車載光學快速成長
聯創電子業務分為光學業務、觸屏業務和集成電路業務。為滿足市場上日益旺盛的光學產品需求，公司戰略重心日漸向光學業務傾斜。公司自 2009 年踏足光學行業，光學業務涵蓋高清廣角鏡頭、手機鏡 頭、車載鏡頭，應用領域遍及手機、運動相機、車載、VR/AR 等多個領域。2020 年公司實現營收 75.32 億元，同增 24%，取得歸母淨利潤 1.64 億元， 同減 37%，整體毛利率為 11.4%，光學產品毛利率可達 27%。2021Q1 公 司營收同增 134%、歸母淨利同增 50%，逐漸擺脫疫情影響，實現業績高 增長。
車載光學業務：公司自 2015 年進入車載鏡頭領域，2016 年與特斯拉合作， 為其艙內鏡頭獨家供應商，2020 年與蔚來開始合作、並中標 ET7 全部 7顆800 萬像素 ADAS 車載鏡頭模組。2020 年公司車載鏡頭出貨量為 77 萬 顆、營收為 0.24 億元，2021 年公司前五大客戶車載鏡頭及模組訂單為 1.5 億元，預計 2022 年公司車載項目快速起量。目前公司具備 200KK/月模造 鏡片產能。
3. 宇瞳光學：安防鏡頭龍頭，車載鏡頭進入後裝市場
宇瞳光學是安防鏡頭領域龍頭，專注於定焦、小倍率變焦鏡頭生產與銷售， 2020 年公司安防鏡頭市佔率超 30%。受益於下遊定焦鏡頭需求旺盛， 2021 年 Q1 公司營收同增 97%。鏡頭是重資產行業，2020 年公司固定資 產周轉率為 2.4 次，稼動率提升帶動公司盈利能力攀升，2021 年 Q1 公司 淨利率同比提升 5pct 至 13%，公司淨利達 0.58 億元、同增 219%。
車載光學業務：公司積極布局車載鏡頭，目前已有後裝產品出貨，車載鏡 頭對耐熱性要求較高、需採用玻璃或玻塑混合鏡頭，公司具備 100KK/月模 造玻璃鏡片產能，且與海康、華為安防部門合作多年，三年後有望順利導 入前裝市場。
自動駕駛滲透率不及預期：若未來政策加強對自動駕駛車輛上路合法性監 管力度，或自動駕駛技術進展緩慢，將延緩自動駕駛的發展速度，導致自 動駕駛滲透率不及預期。
雷射雷達高速發展對攝像頭形成替代：當前實現 L3 自動駕駛需車載攝像頭 與雷射雷達優勢互補，若未來雷射雷達產品快速升級迭代、降價，將對主 要用於測距功能的攝像頭形成替代，對車載攝像頭市場成長造成影響。
純視覺方案成主流限制車載雷射雷達需求：當前大部分整車廠採用雷射雷 達為主導的自動駕駛視覺方案，而以特斯拉為代表的純視覺方案正取得長 足進步，若純視覺方案率先實現自動駕駛上路，或將引導更多整車廠選擇 純視覺方案，從而削減雷射雷達的市場需求。
HUD、智能大燈滲透率不及預期：目前配臵 HUD 與智能大燈的多為豪華 車型，若 HUD、智能大燈降價幅度及功能拓展不及預期，向下滲透將較為 乏力。