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　　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 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150m@10%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120°×20°，主要由焦距和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(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以提升至200m(以Ibeo Next 为基准)。(2)SPAD 像素数达到44 万像素以上，可以在保证远距离探测所需要的角分辨率0.09°x0.07°的前提下，FOV 能提升至120°x25°，而目前像素数最高的是索尼IMX459，仅11 万像素。

　　但是Flash 作为中短距补盲激光雷达技术上已经成熟，我们测算规模化量产价格为1500元，是整车厂相对还能够接受的价格。

　　相关标的：VCSEL 芯片主推长光华芯(申万电子覆盖)，SPAD 和 Flash 激光雷达Tier1建议关注奥比中光，VCSEL 面阵发射模组主推炬光科技(申万电子覆盖)，光学元器件主推永新光学(申万通信覆盖)、炬光科技、舜宇光学(申万电子覆盖)。

　　风险提示：L3 硬件预埋不及预期、纯视觉技术挑战、单车激光雷达安装颗数不确定风险。

（文章来源：上海申银万国证券研究所）

文章来源：上海申银万国证券研究所

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