计算机行业智联汽车系列深度激光雷达系列：Flash激光雷达的五个核心问题-220705（32页）.pdf

1、 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 计算机 2022 年 07 月 05 日 Flash 激光雷达的五个核心问题 看好 智联汽车系列深度之二十五/激光雷达系列之六 相关研究 假设智联汽车暂估值压力， 后续 IT 哪些方 向 接 力 ？ - 计 算 机 行 业 周 报20220627-20220701 2022 年 7 月 2日 Q3 全面复苏预期！关注领军第二曲线2022 年计算机行业投资策略 2022 年 6 月 29 日 证券分析师 蒲梦洁 A0230519110002 刘洋 A0230513050006 杨海燕 A0230518070003 朱型檑 A023051906000

2、4 李蕾 A0230519080008 研究支持 朱锟旭 A0230120070007 黄婷 A0230121070008 联系人 蒲梦洁 (8621)23297818转 本期投资提示： Flash 激光雷达从原理上来讲类似于摄像头，不同点在于 Flash 激光雷达接收其发射的主动光，而摄像头是接收环境反射的被动光，所以前者多了一个发射模块。由于 Flash 激光雷达没有任何扫描部件，所以相比于机械旋转和半固态激光雷达非常容易过车规。大陆集团推出的 SRL121、HFL110（搭载至丰田雷克萨斯），ibeo 推出的三款 next 长中短距激光雷达（获得长城汽车定点）、Ouster 推出的 DF

3、 系列激光雷达均属于 Flash 激光雷达。 问题一：怎样才算是性能优异的 Flash 激光雷达？对于用于前向远距离探测的激光雷达，如果能够同时实现“看得远”、“看得清”、“看得广”即为性能优异。“看得远”要求探测距离至少达到 150m10%反射率及以上，探测距离主要受 VCSEL 芯片光功率密度、SPAD 灵敏度（PDE、暗计数率）、光学系统准直效果（发散角）、角分辨率四大因素影响；“看得清”要求角分辨率要达到 0.2及以下，帧率要足够高至少为 10Hz 以上，角分辨率主要受接收视场角和 SPAD 像素数影响；“看得广”指视场角足够大，要求水平和垂直视场角至少达到 12020，主要由焦距和

4、SPAD 尺寸所决定，但同时会受角分辨率约束。Flash 激光雷达现在还无法在保证“看得清”的前提下，同时达到“看得远”和“看得广”，因此作为前向主雷达技术还未成熟，但作为中短距补盲激光雷达技术上已经成熟。 问题二：发射端为什么要用 VCSEL？ Flash 激光雷达更适合用 VCSEL 主要原因在于：VCSEL 相较于 EEL 具备更大的发光面积，视场角可以做得比较大；如果把 EEL 用在 Flash上则光学设计会很复杂， 需要好的光学设计去扩散EEL发出来的光。 但是VCSEL作为Flash激光雷达光源最大的问题在于光功率密度不够，目前最高水平的 VCSEL 光功率密度为1400W/mm2

5、（Lumentum5 层结 VCSEL），而 EEL 最高已经到 60000W/mm2（欧司朗3 层结 EEL）。而发射功率每提高 1 倍，则激光雷达探测距离将提升 19%。 问题三：为什么 Flash 激光雷达要用 SPAD？激光雷达厂商在选择光电探测器时，有三种选择：APD（雪崩二极管） 、SPAD（单光子雪崩二极管）和 SiPM（硅光电倍增管） 。APD最大的问题在于增益不够， 典型增益是 100 倍； 而 SPAD 和 SiPM 的光电增益在 106以上，可以提高光电探测器的信噪比，十分灵敏。另一方面，由于 Flash 激光雷达角分辨率主要受限于像素数量，因此单位面积能够达到很多像素数

6、量的 SPAD 是更优于 SiPM 的选择。 问题四：Flash 激光雷达的光学系统有什么变化？（1）Flash 没有扫描模块。 （2）Flash激光雷达发射光学系统相比于其他种类激光雷达，对发射视场角和光的均匀度有比较高的要求，但是不需要“准直”减小发散角；但是机械旋转和半固态激光雷达要求尽可能准直光束。 （3）三类激光雷达接收光学系统差不多。 问题五： Flash 激光雷达什么时候能够普及？我们认为要达到以下几个条件， Flash 激光雷达才能作为前向主雷达： （1）VCSEL 光功率密度提升至 1750 W/mm2，SPAD 的 PDE 提升至 30%时，Flash 激光雷达的探测距离可