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ライダー2024-2034:技術、プレーヤー、市場、予測


Lidar 2024-2034: Technologies, Players, Markets & Forecasts

近年、自律走行機能の開発・進展に伴い、自動車業界ではセンサー技術の目覚ましい進歩が見られるが、その中でも特に注目を集めているのが、レーザー光を使って距離を測定し、周囲の精密な3Dマップを作成するリ... もっと見る

 

 

出版社 出版年月 電子版価格 ページ数 言語
IDTechEx
アイディーテックエックス
2024年3月7日 US$7,000
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252 英語

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サマリー

近年、自律走行機能の開発・進展に伴い、自動車業界ではセンサー技術の目覚ましい進歩が見られるが、その中でも特に注目を集めているのが、レーザー光を使って距離を測定し、周囲の精密な3Dマップを作成するリモートセンシング手法である3次元光検出測距(LiDAR)である。
 
自動車用途のライダー市場は、2034年までに95億米ドルに成長する。自動車産業で採用されるライダーの需要は、ビームステアリング技術の革新、性能向上、ライダートランシーバー部品のコスト削減など、ライダーの巨額投資と急速な進歩を後押しする。このような取り組みにより、ライダーは従来の用途や自動車にとどまらず、より広範な応用シナリオに導入されることが可能になります。IDTechExは、レーザー物理、半導体、光学、センサー、オプトエレクトロニクス、輸送などの分野における経験を活かし、技術や製品に関する包括的な分析を提供しています。自動車に焦点を当てたライダーユニットと市場金額に関する10年間の市場予測が提供されています。IDTechExはまた、現在の既存および近未来の自動車での採用について、車種、発売時期、ライダープレーヤー、ライダーモデル、ライダータイプ、採用ライダー数、車両上の位置などの主要なライダー採用の詳細も提供しています。
 
IDTechExは、専門アナリストによる専門的な調査期間を経て、世界の3Dライダー技術の状況と対応する市場に関する独自の洞察を提供するレポートを発行しました。本レポートは、自動車産業に焦点を当てた市場の現状と予測に関する包括的な分析を含んでおり、技術分析は、産業オートメーション、ロボット工学、スマートシティ、セキュリティ、マッピング用のライダーにも適用される可能性があります。重要な点として、本レポートは、主要企業へのインタビューを通じて収集した一次データの偏りのない分析を示しており、輸送、エレクトロニクス、フォトニクス分野における当社の専門知識に基づいています。
 
本レポートは以下のような企業にとって有益な情報を提供します:
  • ライダー*を必要とする企業
  • ライダーを開発する企業
  • ライダーを開発する企業
  • ライダーに投資する企業
  • 機械自動化のためのその他の技術を開発する企業
  • 新興技術に関心のある企業
*類似・競合センサー
 
ライダー革命: より多くの機械が世界を見ることを可能にする
 
ライダーは光検出と測距の略で、数十年前から存在する測距技術であり、その歴史はレーザーが発明された直後の1960年代頃に遡る。ライダーはすでに、地図作成、測量、軍事、考古学、農業、地質学などの用途に使われてきた。
 
しかし、ビーム・ステアリング・システムを使って3D情報を提供する3D LiDARの開発の恩恵を受けた商用自動車用途にこの技術が応用され始めたのは、2000年代に入ってからである。ビームステアリング技術の発明は、ライダーが3D空間に到達することを可能にし、使用シナリオを拡大した。
 
3Dライダーは、機械が世界を見て判断し、ナビゲートすることを可能にする光学知覚技術です。現在、ライダーを使用する機械は、小型のサービスロボットから大型の自律走行車まで多岐にわたります。急速に進化するライダー技術と市場には、多くの不確かな疑問が残されている。ライダーシステムのあらゆるコンポーネントに数多くの選択肢があり、技術環境は乱雑である。IDTechExは、すべてのライダープレーヤーとライダーユーザーが行わなければならない4つの重要な技術選択を特定した:測定プロセス、レーザー、ビーム操舵機構、光検出器。ビームステアリング機構は最も複雑で重要な選択であり、エミッターとレシーバー(トランシーバー)は将来のライダーコスト削減と更なる性能向上に重要な役割を果たす。
 
3Dライダーモジュールの設計または選択における4つの重要な技術選択。出典 IDTechEx
 
どちらが勝つか 競争の激しい技術状況
 
主要コンポーネントと測定方法に関する数多くの技術的選択肢があるため、様々な技術の組み合わせが可能であり、この分野で活躍するプレーヤーは互いに際立った存在となっている。この分野のプレーヤーのほとんどは、競合技術よりも優れた独自の次世代製品を提供すると主張している。
 
ライダー技術の選択肢 出典 IDTechEx
 
しかし、選択肢は無限ではない。例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)は、エッジ発光レーザー(EEL)と比べて、3Dフラッシュ・ライダーではより一般的な選択肢です。VCSELは波長905nmで成熟しているが、短波長赤外(SWIR)を使って実現するのは非常に難しい。また、技術的な課題が多いため、MEMSとFMCWのような一般的な組み合わせは少ない。
 
IDTechExは、レーザー物理学、半導体物理学、オプトエレクトロニクスの経験に加え、数十億ドル規模の企業へのビジネス成長と技術戦略に関するアドバイスの経験により、輸送、エレクトロニクス、フォトニクス分野における専門知識を構築し、包括的な技術分析とベンチマーキングを提供することができます。
 
今日の技術選択は、将来のライダーの性能、価格、拡張性に甚大な影響を与える。ライダー市場の現状は持続不可能であり、必然的に勝者となる技術やプレーヤーが出現し、技術やビジネスのランドスケープが統合されるからです。
 
ビジョンだけか、センサー・フュージョンか: 市場はどこへ向かうのか?
 
代表的な企業として、テスラはビジョンのみの陣営に立つが、大半の自動車OEMはライダーを含むセンサー・フュージョンを将来の答えとして追求している。冗長性の要求と3D情報への要求の高まりにより、ライダーはますます魅力的になっている。自動車のADASと自律走行車市場での戦いは、ライダーが価格を下げ、信頼性を高めることで、他のアプリケーション市場に受け入れられる機会を提供するのに役立っています。材料サプライヤーから自動車OEMまで、ライダーサプライチェーンを通じた取り組みは、従来の材料・部品企業に機会を提供するだけでなく、今後のイノベーションによって消費者の新しいライフスタイルを可能にする。
 
世界のライダープレーヤー分布 出典 IDTechEx
 
中国企業対非中国企業、OEM/Tier1企業対ライダー企業
 
2024年に向けて、多くのライダー採用が世間で取り上げられている。LiDARを自動車産業に統合する当初の目的は、そのユニークな利点を活用してカメラのような既存のセンサーの限界に対処することであり、これは多くのLiDAR新興企業によってしばしば強調されている。しかし、IDTechExによる最近の調査によると、自動車アプリケーションにおけるLiDARの現在および近い将来の採用は、主に性能の考慮によって推進されているわけではないことが示唆されている。OEMやティア1企業は、ティア2ライダー企業と比べて考慮すべき点が大きく異なっており、後者は技術の進歩や性能向上に重点を置いているのに対し、前者はコスト、信頼性、車載グレードに合格する可能性、サプライチェーン、大量生産能力、拡張性、統合の容易さなど、他の要素を同等かそれ以上に重視している。加えて、市場環境は、中国市場と非中国市場で全く異なる動きを示している。
 
IDTechExは、自動車部品サプライヤーと自動車OEMをカバーし、自らを自動車Tier2サプライヤーと位置づけるプレーヤーに焦点を当てている。本レポートでは、ライダー技術の革新がライダー市場セグメントの成長にどのような影響を与えるかを探っている。技術分析の章では、IDTechExが物理学研究の経験を活かし、専門家以外の読者にも斬新な技術コンセプトを解説しています。市場予測は、一次および二次データの広範な分析に基づき、市場促進要因、阻害要因、主要プレイヤーの活動を慎重に考察しています。4種類のレベル3+自律走行車における6種類のライダーの技術採用ロードマップを評価し、市場機会に関するバランスの取れた見通しを提供している。
 
IDTechExのライダー市場モデルは、各ビームステアリング技術セグメントについて、予測期間中に以下の変数がどのように推移するかを考察しています:ライダーの技術準備レベル、ライダー単価、車両生産台数、自律走行車技術採用、ライダー技術採用、自律走行車セグメントごとのライダー市場シェア。
 
本レポートでは、以下のような重要な質問にお答えします:
  • 現在利用可能なライダー技術の選択肢は何か、またこれらの選択肢は製品開発と製品ポジショニングにどのような影響を与えるか?
  • 各ライダー技術の現状と今後の動向と機会は?
  • サプライチェーン、取り組み、パートナーシップの観点から、ライダービジネスの状況はどのように進化しているのか?
  • 各ライダー市場セグメントは短期的、長期的にどのように進化していくのか?
 
レベル3以上の自律走行車の市場分析と予測で考慮したライダー構成の例。出典 IDTechEx
 
本レポートの主要な側面
 
技術分析とトレンド
  • ビームステアリング技術、検出方法、レーザーエミッターとレシーバーに関するベンチマーク調査
  • 主要技術のビジネスチャンス分析
  • 自動車用ライダー技術の進歩と動向
  • ライダー統合と関連規制の紹介
 
市場分析と予測
  • 10年間の自動車用ライダー市場予測(台数・金額):自律性レベル別
  • 車載用ビームステアリング技術別10年ライダー市場予測(台数・金額
  • 技術別ライダー単価予測
 
サプライチェーン
  • 自動車用ライダーのサプライチェーン
  • サプライチェーンの代表的なプレーヤー
  • ライダーを搭載した既存車種と近未来車種
 
現状と動向
  • 車載用ライダーの既存および近い将来の採用状況
  • 技術動向
  • ビジネス分析

 



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目次

1. 要旨
1.1. 自動車用ライダーの技術別プレーヤー
1.2. メカニカル・ライダープレーヤー
1.3. マイクロメカニカルライダープレーヤー
1.4. 純固体ライダープレーヤーOPA&液晶
1.5. 純固体ライダープレーヤー3Dフラッシュ
1.6. FMCWライダープレーヤー
1.7. SWIRライダープレーヤー
1.8. IPO、直接上場、SPAC
1.9. ライダー写真検出方法についての考察
1.10. 測距方法に関するIDTechEx'の見解
1.11. 様々なビームステアリング技術を用いたライダーの概要
1.12. 一般的なビーム・ステアリング・オプションの比較
1.13. ビーム・ステアリング技術の概要
1.14. 905nmと1550nmの戦い
1.15. ライダーコンポーネントのハイレベル分析
1.16. 現在のライダー導入の原動力
1.17. ライダー採用を促進する要因
1.18. ライダー事業の懸念
1.19. 中国人選手対非中国人選手
1.20. ライダーを搭載したその他の市販車
1.21. 上場/SPACライダー企業の製造
1.22. 車載用MEMSライダーの代表的製品
1.23. 自動車グレードの非回転メカニカルライダ製品
1.24. 車載用3Dフラッシュライダーの代表的製品
1.25. コスト削減アプローチ
1.26. BOMコスト見積もり
1.27. 価格/コスト構成
1.28. ライダー価格分析
1.29. 技術別ライダー単価予測 1
1.30. 技術別ライダー単価予測 2
1.31. 技術別1台当たりライダー
1.32. ライダー搭載車の台数予測
1.33. 自動車用ライダーの技術別世界台数
1.34. 車載用ライダーの車種別世界台数
1.35. 自動車用ライダーの技術別世界市場
1.36. 車載用ライダーの世界市場規模:車種別
1.37. 自動車用ライダーの技術別世界台数2024年、2031年
1.38. 選手の地理的分布
1.39. 3Dライダー市場セグメントと用途
1.40. ライダー・アプリケーション
1.41. ライダーのバリューチェーン
1.42. ライダー・エコシステム
1.43. 自動車用ライダーのサプライチェーン
2. 自律走行
2.1. 自律走行技術
2.2. 自律走行レベル
2.3. 今日の自動運転市場
2.4. 位置ナビゲーション技術
2.5. 自律走行の基本
2.6. ADAS/AVのためのセンサー・フュージョン
2.7. ビジョンだけか、センサーフュージョンか?
2.8. ピュアビジョンとライダーセンサーのフュージョン
2.9. ピュアビジョンソリューションの課題
2.10. 光学式3Dセンシング:一般的な手法の比較
2.11. マルチカメラ
2.12. 構造化された光
2.13. 3D深度認識イメージングの比較
2.14. カメラだけで十分なのか?
2.15. 角度分解能
2.16. 決議要件
2.17. レーダーまたはライダー
2.18. ADAS/AVセンサー動作波長
2.19. 自律走行センサーの比較
2.20. レーダーハードウェア
2.21. カメラのハードウェア
2.22. エンジン制御ユニット
2.23. ADAS/AVの最低ハードウェア要件
2.24. ADAS/AVハードウェア全般の課題
3. 技術分析
3.1. ライダーサブシステム
3.2. ライダーの分類
3.3. 自動車用ライダー動作プロセス
3.4. 自動車用ライダー要件
3.5. ライダーの課題
3.6. ライダーシステム
3.7. 市販車初のレーザー距離計機能
3.8. ライダーの動作原理
3.9. 車載用ライダーのSWOT分析
3.10. ライダー製品パラメータの比較
3.11. ライダー性能に重要なパラメータ
3.12. ライダー技術の組み合わせの選択
3.13. 全体的な技術分析
3.14. ライダー開発動向
3.15. ライダービームステアリングの傾向
3.16. 2Dライダーと3Dライダーの比較
4. ライダー用測距オプション/写真検出オプション
4.1. 直接および間接的な飛行時間
4.2. ダイレクトTOF:パルス光による時間測定
4.3. Rxの信号減衰
4.4. 間接TOF:振幅変調による位相測定
4.5. FMCWとPMCWの比較
4.6. 周波数変調連続波(FMCW)
4.7. FMCWをめぐる議論
4.8. FMCWライダーの主な課題
4.9. FMCWライダーの主な課題続き
4.10. TOFライダーとFMCWライダーの比較1
4.11. TOFライダーとFMCWライダーの比較2
4.12. 速度情報によるアプリケーション例
4.13. FMCWとTOFの速度測定
5. ライダーのビームステアリングオプション
5.1. ライダースキャンのカテゴリー
5.2. ビームステアリング技術の概要
5.3. 機械式ライダーのSWOT分析
5.4. MEMSライダーのSWOT分析
5.5. 3DフラッシュライダーのSWOT分析
5.6. OPAライダーのSWOT分析
5.7. 液晶ライダーのSWOT分析
5.8. メカニカル・ライダー
5.9. ライダーステアリング機械式回転(回転アセンブリ)
5.10. ライダーステアリング機械式回転(ノディングミラー)
5.11. ライダー・ステアリング・システム機械式回転(多面鏡)
5.12. ライダーステアリング機械式(リスレー・プリズム)
5.13. メカニカルライダービームステアリングの動向
5.14. メカニカルライダーの技術動向
5.15. MEMSライダー
5.16. MEMSライダーの基本構成
5.17. ライダーステアリングMEMS
5.18. MEMSスキャナーの分類
5.19. MEMSアクチュエーションの比較
5.20. 静電MEMS
5.21. 電磁MEMS
5.22. 圧電MEMS
5.23. 電熱MEMS
5.24. MEMSミラー動作モード
5.25. 一次元MEMSライダー
5.26. 二次元MEMSライダー
5.27. MEMSベースのライダーの解析
5.28. 代表的なMEMSプレーヤー
5.29. フラッシュ・ライダー
5.30. ライダー・ステアリング・システムフラッシュ
5.31. VCSEL progress for3D flash lidar
5.32. 光学フェーズドアレイ(OPA)ライダー
5.33. ライダー・ステアリング・システムOPA
5.34. OPAの原則
5.35. OPAのサイドローブ問題改善
5.36. 窒化ケイ素ベースのOPA
5.37. ハイブリッド:MEMS作動グレーティングOPA
5.38. OPAベースのライダーの分析
5.39. その他、OPAに所属
5.40. その他
5.41. スペクトル偏向
5.42. マイクロモーション技術
5.43. 液晶ライダー
5.44. 液晶偏光格子
5.45. 液晶光学フェーズドアレイ
5.46. メタマテリアルベースのスキャナー1
5.47. メタマテリアルベースのスキャナー2
5.48. GLVベースのビームステアリング
5.49. GLV装置の制御
5.50. 液体レンズ
5.51. 電気光学偏向器
5.52. 音響光学ディフレクター
6. ライダー用レーザーエミッターオプション
6.1. LED照明:近距離用デプスセンサーに限る
6.2. レーザー動作原理
6.3. レーザー技術の選択
6.4. レーザーダイオードの紹介
6.5. ホモ接合&ヘテロ接合デバイス
6.6. レーザーダイオード半導体の選択
6.7. IRエミッター
6.8. 端面発光レーザー (EEL)
6.9. 垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)
6.10. 外部共振器&量子カスケードレーザー(QCL)
6.11. IRエミッターと比較
6.12. ライダー用EELとVCSELの比較
6.13. EELとVCSELの比較
6.14. レーザーダイオードデバイス構造
6.15. VCSELエミッターを使用したライダーモデル例
6.16. 光フィードバック&動作温度
6.17. 信頼性と寿命の考慮
6.18. 主要動作パラメータ
6.19. SWOT分析ライダー用EEL&VCSEL
6.20. SWOT分析ライダー用ECDLとQCL
6.21. SWOT分析:ファイバーレーザー&ライダー用DPSSL
6.22. ファイバーレーザーの紹介
6.23. ファイバーレーザーの動作原理
6.24. 波長とモード
6.25. ファイバー・アンプ
6.26. 車載ライダー用ファイバーレーザー
6.27. ルミナーテクノロジー特許
6.28. グーグル&ウェイモ ファイバーレーザー特許
6.29. ダイオード励起固体レーザー(DPSSL)
6.30. ダイオード励起固体レーザー
6.31. コンチネンタルDPSSLライダー特許
6.32. レーザー波長の議論
6.33. 様々なエミッターとフォトダイオードのスペクトル応答と太陽スペクトルの比較
6.34. レーザー光源波長
6.35. Wavelength comparison: 905 nm VS1550 nm
6.36. 一般的なレーザータイプ&波長オプションの比較
7. ライダー用受信機オプション
7.1. ライダー用光検出器の選択
7.2. PINフォトダイオード
7.3. アバランシェ・フォト・ダイオード(APD)
7.4. 単一光子アバランシェ・ダイオード
7.5. シリコン光電子増倍管
7.6. セミコンドクターSiPMの動向について
7.7. SPADとSiPMの比較
7.8. リニアとガイガー・モード
7.9. ガイガーモードAPDの問題点1
7.10. ガイガーモードAPDの問題点2
7.11. ライダー探知機の比較
7.12. 一般的な光検出器の比較
7.13. 主要ライダー検出器メーカー
8. 信号およびデータ処理
8.1. 点群
8.2. ライダー信号アプリケーション
8.3. AV用ライダー知覚階層記述
8.4. 3D点群モデリング
8.5. 反射の複雑さ
8.6. バックグラウンド・ノイズ&干渉
8.7. 追加情報
8.8. TOFライダーの空間データ解析1
8.9. TOFライダーの空間データ解析2
8.10. 3FMCWライダーからのD位置・速度データ
8.11. 天候不順課題と解決策
8.12. 古典的なライダー知覚データ処理のパイプライン
9. ライダー統合とクリーニング
9.1. ライダーの統合
9.2. ライダー統合に関する考察
9.3. ADAS/AV向けライダー統合ポジション
9.4. ランプにライダーを組み込む
9.5. グリル内にライダーを内蔵
9.6. ルーフへのライダー搭載
9.7. 他のポジションに統合されたライダー
9.8. 人気上昇中の設置場所
9.9. 車載ライダー用ガラス
9.10. ライダー統合の可能性とユニット数
9.11. ライダークリーニング
9.12. ライダークリーニング
9.13. フォードのアイデア
9.14. 水洗いクリーニング
9.15. ヴァレオの洗浄システム
9.16. 水洗いクリーニングシステム
9.17. 超音波洗浄
9.18. その他のアイデア
10. バリデーション、規制、基準
10.1. はじめに
10.2. ADAS/AV車の安全性と基準
10.3. L3オートメーション規制のためのUNECE
10.4. ライダー認証プロセス

 

 

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Summary

この調査レポートは、レーザー物理、半導体、光学、センサー、オプトエレクトロニクス、輸送などの分野における経験を活かし、技術や製品について詳細に調査・分析しています。
 
主な掲載内容(目次より抜粋)
  • 自律走行
  • 技術分析
  • 測距オプション/フォトディテクション 
  • ライダーのビームステアリングオプション
  • ライダー用レーザーエミッターオプション
  • ライダー用レシーバーオプション
  • 信号とデータ処理
  • ライダー統合とクリーニング
  • バリデーション、規制、規格
 
Report Summary
 
In recent years, with the development and progress of autonomous-driving features, the automotive industry has witnessed remarkable advancements in sensor technologies, with one particular innovation gaining significant attention: three dimensional light detection and ranging (LiDAR), a remote sensing method that uses laser light to measure distances and create precise 3D maps of the surroundings.
 
The lidar market for automotive applications will grow to US$9.5 billion by 2034. The demand for lidars to be adopted in the automotive industry drives the huge investment and rapid progression of lidars, with the innovations in beam steering technologies, performance improvement, and cost reduction in lidar transceiver components. These efforts can enable lidars to be implemented in a wider application scenario beyond conventional usage and automobiles. IDTechEx leverages its experiences such as in laser physics, semiconductors, optics, sensors, optoelectronics, and transportation, to provide a comprehensive analysis on technologies and products. 10-year market forecasts on lidar units and market value with a focus on automotive have been provided. IDTechEx also offers major lidar adoption details such as vehicle model, launch time, lidar player, lidar model, lidar type, number of lidars adopted, location on the vehicle for current existing and near-future automotive adoptions.
 
Following a period of dedicated research by expert analysts, IDTechEx has published a report that offers unique insights into the global 3D lidar technology landscape and corresponding market. The report contains a comprehensive analysis of market status and forecasts focus on the automotive industry, with the technology analysis also potentially applied to lidars for industrial automation, robotics, smart city, security, and mapping. Importantly, the report presents an unbiased analysis of primary data gathered via our interviews with key players, and it builds on our expertise in the transport, electronics and photonics sectors.
 
This research delivers valuable insights for:
  • Companies that require lidars*
  • Companies that develop lidars
  • Companies that supply components and materials for lidars
  • Companies that invest in lidars
  • Companies that develop other technologies for machine automation
  • Companies interested in emerging technologies
*or similar and competing sensors
 
The lidar revolution: Enabling more machines to see the world
 
Lidar, which stands for light detection and ranging, is a ranging technique that has existed for decades, with a long history that dates back to the invention of the laser around the 1960s, shortly after the invention of laser. Lidar has already been used in applications such as mapping, surveying, military, archaeology, agriculture, and geology.
 
However, it was not until the 2000s that the technology started to be applied in commercial automotive applications that benefited from the development of 3D LiDAR, which provides 3D information using a beam steering system. The invention of beam steering technologies enables lidar to reach 3D space for extended use scenarios.
 
3D lidar is an optical perception technology that enables machines to see the world, make decisions and navigate. At present, machines using lidar range from small service robots to large autonomous vehicles. The rapidly evolving lidar technologies and markets leave many uncertain questions to answer. The technology landscape is cluttered with numerous options for every component in a lidar system. IDTechEx identified four important technology choices that every lidar player and lidar user must make: measurement process, laser, beam steering mechanism, and photodetector. The beam steering mechanism is the most complicated and critical choice, while the emitter and receiver (transceiver) play an important role in future lidar cost reduction and further performance enhancement.
 
Four important technology choices in designing or selecting a 3D lidar module. Source: IDTechEx
 
Which to win: Competitive technology landscape
 
With numerous technological choices for the key components and measurement methods, various technology combinations can be generated, making players working in this space distinctive to each other. Most players in the space claim to offer a unique, next-generation product that is superior to competing technologies.
 
Lidar technology choices. Source: IDTechEx
 
However, the options are not unlimited. Certain components may work better with a particular technology, such as vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) is a more popular choice for 3D flash lidar compared with edge emitting laser (EEL). While VCSEL is mature with 905 nm wavelength, it can be very difficult to realize using short wavelength infrared (SWIR). There are also fewer common combinations such as MEMS with FMCW due to more technical challenges.
 
With the experience in laser physics, semiconductor physics, optoelectronics, in addition to experience in advising multi-billion-dollar corporations on business growth and technology strategy, IDTechEx has built expertise in the transport, electronics and photonics sectors and can provide comprehensive technological analysis and benchmarking.
 
The technology choices made today will have immense consequences for performance, price, and scalability of lidar in the future. The present state of the lidar market is unsustainable because winning technologies and players will inevitably emerge, consolidating the technology and business landscapes.
 
Vision only or sensor fusion: Where will the market go?
 
As a representative company, Tesla stands by the vision-only camp, while the majority of automotive OEMs pursue sensor fusion with lidar included as their future answer. The demand of redundancy and increasing requirement for 3D information make lidar more and more attractive. The battle in automotive ADAS and the autonomous vehicle market helps to provide an opportunity for lidar to be accepted by other application markets with reducing price and increasing reliability. The efforts through the lidar supply chain, from materials suppliers to automotive OEMs, not only offer opportunities for conventional material and component companies, but also enables new lifestyles for the consumer with upcoming innovations.
 
Global lidar player distribution. Source: IDTechEx
 
Chinese players vs non-Chinese players, OEMs/ Tier1s vs Lidar companies
 
Coming to 2024, numerous lidar adoptions have been addressed by the public. The initial purpose of integrating LiDAR into the automotive industry was to leverage its unique benefits to address the limitations of existing sensors like cameras, which is often highlighted by many LiDAR startup companies. However, recent research by IDTechEx suggests that the current and near-future adoption of LiDAR in automotive applications is not primarily driven by performance considerations. The OEMs and Tier 1 companies have very different considerations compared with Tier 2 lidar companies, with the latter focusing more on technology advancement and performance improvement, while the former values other factors equally or more: costs, reliability, the possibility to pass automotive grade, supply chain, mass-production capability, scalability and ease of integration, to name a few. In addition, the market landscape shows very different behavior in the Chinese market and non-Chinese markets.
 
IDTechEx has focused on players who position themselves as automotive Tier 2 suppliers, with a coverage of component suppliers and automotive OEMs. The report explores how innovations in lidar technology affect the growth of lidar market segments. In the technical analysis chapters, IDTechEx uses its experience in physics research to explain novel technical concepts to a non-specialist audience. Market forecasts are based on the extensive analysis of primary and secondary data, combined with careful consideration of market drivers, restraints, and key player activities. The technology adoption roadmaps for six types of lidar in four types of level 3+ autonomous vehicles are evaluated to provide a balanced outlook on market opportunities.
 
IDTechEx's model of the lidar market considers how the following variables evolve during the forecast period for each beam steering technology segment: technology readiness level of lidar, lidar unit price, vehicle production volume; autonomous vehicle technology adoption; lidar technology adoption; lidar market share per autonomous vehicle segment.
 
Our report answers important questions such as:
  • What are the lidar technology choices available today, and how do these choices impact on product development and product positioning?
  • What is the present status of each lidar technology and what are the future trends and opportunities?
  • How is the lidar business landscape evolving in terms of the supply chain, efforts and partnerships?
  • How will each lidar market segment evolve in the short-term and long-term?
 
Examples of lidar configurations considered in our market analysis and forecasts for level 3+ autonomous vehicles. Source: IDTechEx
 
Key Aspects of this report:
 
Technology analysis & trends
  • Benchmarking studies on beam steering technologies, detection methods, laser emitters and receivers
  • Business chance analysis of key technologies
  • Progression and trend in lidar technology for automotive applications Lidar integration and introduction to relevant regulations
 
Market Analysis & Forecasts:
  • 10-year lidar market forecasts (units & value) by autonomy level for automotive application
  • 10-year lidar market forecasts (units & value) by beam steering technology for automotive application
  • Forecast of lidar unit price by technology
 
Supply chain
  • Automotive lidar supply chain
  • Representative players in the supply chain
  • Existing and near-future vehicle models equipping with lidars
 
Status and Trend
  • Existing and near-future adoption of lidars in Automotive models
  • Technology trend
  • Business analysis

 



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Table of Contents

1. EXECUTIVE SUMMARY
1.1. Automotive lidar players by technology
1.2. Mechanical lidar players
1.3. Micromechanical lidar players
1.4. Pure solid-state lidar players: OPA & liquid crystal
1.5. Pure solid-state lidar players: 3D flash
1.6. FMCW lidar players
1.7. SWIR lidar players
1.8. IPO, direct listing, SPAC
1.9. Thoughts on lidar photo detection methods
1.10. IDTechEx's opinions on ranging method
1.11. Summary of lidars with various beam steering technologies
1.12. Comparison of common beam steering options
1.13. Summary on beam steering technologies
1.14. Battle between 905nm and 1550nm
1.15. Lidar component high level analysis
1.16. Drivers for current lidar adoption
1.17. Factors driving lidar adoption
1.18. Concerns of Lidar business
1.19. Chinese players versus non-Chinese players
1.20. Other commercialized vehicles equipped with Lidar
1.21. Manufacturing of listed / SPAC lidar companies
1.22. Representative MEMS lidar products for automotive application
1.23. Automotive grade non-rotating mechanical lidar products
1.24. Representative 3D flash lidar products for automotive application
1.25. Cost reduction approaches
1.26. BOM cost estimation
1.27. Price/cost composition
1.28. Lidar price analysis
1.29. Forecast of lidar unit price by technology 1
1.30. Forecast of lidar unit price by technology 2
1.31. Lidars per vehicle by technology
1.32. Unit forecast of vehicles with lidars
1.33. Global automotive lidar unit by technology
1.34. Global automotive lidar unit by vehicle type
1.35. Global automotive lidar market value by technology
1.36. Global automotive lidar market value by vehicle type
1.37. Global automotive lidar unit by technology in 2024 & 2031
1.38. Player geographic distribution
1.39. 3D Lidar: Market segments & applications
1.40. Lidar applications
1.41. Lidar value chain
1.42. Lidar ecosystem
1.43. Automotive lidar supply chain
2. AUTONOMOUS DRIVING
2.1. Autonomous driving technologies
2.2. Autonomous driving levels
2.3. Today's automated driving market
2.4. Position navigation technology
2.5. Autonomous driving basics
2.6. Sensor fusion for ADAS/AV
2.7. Vision-only or sensor fusion?
2.8. Pure vision vs lidar sensor fusion
2.9. Challenges of pure vision solution
2.10. Optical 3D sensing: Comparison of common methods
2.11. Multi-camera
2.12. Structured light
2.13. Comparison of 3D depth-aware imaging
2.14. Are cameras alone sufficient?
2.15. Angular resolution
2.16. Resolution requirements
2.17. Radar or lidar
2.18. ADAS/AV sensor operating wavelength
2.19. Autonomous driving sensor comparison
2.20. Radar hardware
2.21. Camera hardware
2.22. Engine control unit
2.23. Minimum hardware requirements for ADAS/AV
2.24. ADAS/AV hardware general challenges
3. TECHNOLOGY ANALYSIS
3.1. Lidar subsystem
3.2. Lidar classifications
3.3. Automotive lidar: Operating process
3.4. Automotive lidar: Requirements
3.5. Lidar challenges
3.6. Lidar system
3.7. Laser range finder function for the first production car
3.8. Lidar working principle
3.9. SWOT analysis of automotive lidar
3.10. Comparison of lidar product parameters
3.11. Important parameters for lidar performance
3.12. Lidar technology combination choices
3.13. Overall technology analysis
3.14. Lidar development trend
3.15. Lidar beam steering trends
3.16. 2D vs 3D lidar
4. RANGING OPTIONS/PHOTO DETECTION OPTIONS FOR LIDAR
4.1. Direct and indirect time of flight
4.2. Direct TOF: Time measurement via pulsed light
4.3. Signal attenuation in Rx
4.4. Indirect TOF: Phase measurement via amplitude modulation
4.5. FMCW vs PMCW
4.6. Frequency modulated continuous wave (FMCW)
4.7. Discussions around FMCW
4.8. Major challenges of FMCW lidars
4.9. Major challenges of FMCW lidars (cont.)
4.10. TOF vs FMCW lidar 1
4.11. TOF vs FMCW lidar 2
4.12. Application examples with velocity information
4.13. Velocity measurement for FMCW and TOF
5. BEAM STEERING OPTIONS FOR LIDAR
5.1. Lidar scanning categories
5.2. Overview of beam steering technologies
5.3. SWOT analysis of mechanical lidar
5.4. SWOT analysis of MEMS lidar
5.5. SWOT analysis of 3D flash lidar
5.6. SWOT analysis of OPA lidar
5.7. SWOT analysis of liquid crystal lidar
5.8. Mechanical Lidar
5.9. Lidar steering system: Mechanical rotating (rotating assemblies)
5.10. Lidar steering system: Mechanical rotating (nodding-mirror)
5.11. Lidar steering system: Mechanical rotating (multi-facet mirror)
5.12. Lidar steering system: Mechanical (Risley prisms)
5.13. Mechanical lidar beam steering trends
5.14. Technology trend of mechanical lidars
5.15. MEMS Lidar
5.16. Basic composition of MEMS lidar
5.17. Lidar steering system: MEMS
5.18. Classifications of MEMS scanner
5.19. Comparison of MEMS actuations
5.20. Electrostatic MEMS
5.21. Electromagnetic MEMS
5.22. Piezoelectric MEMS
5.23. Electrothermal MEMS
5.24. MEMS mirrors: Operation mode
5.25. One-dimensional MEMS lidar
5.26. Two-dimensional MEMS lidar
5.27. Analysis of MEMS-based lidars
5.28. Representative MEMS players
5.29. Flash lidar
5.30. Lidar steering system: Flash
5.31. VCSEL progress for 3D flash lidar
5.32. Optical phased array (OPA) Lidar
5.33. Lidar steering system: OPA
5.34. OPA principle
5.35. Side lobe issue improvement for OPA
5.36. OPA based on silicon nitride
5.37. Hybrid: MEMS-actuated grating OPA
5.38. Analysis of OPA-based lidars
5.39. Others that also belong to OPA
5.40. Others
5.41. Spectral deflection
5.42. Micro-motion technology
5.43. Liquid crystal lidar
5.44. Liquid crystal polarisation gratings
5.45. Liquid crystal optical phased arrays
5.46. Metamaterial based scanners 1
5.47. Metamaterial based scanners 2
5.48. GLV-based beam steering
5.49. Controlling the GLV device
5.50. Liquid lens
5.51. Electro-optical deflectors
5.52. Acousto-optical deflectors
6. LASER EMITTER OPTIONS FOR LIDAR
6.1. LED Illumination: Limited to short-range depth sensors
6.2. Laser operating principles
6.3. Laser technology choices
6.4. Introduction to laser diodes
6.5. Homojunction & heterojunction devices
6.6. Laser diode semiconductor selection
6.7. IR emitters
6.8. Edge-emitting lasers (EEL)
6.9. Vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSEL)
6.10. External cavity & quantum cascade lasers (QCL)
6.11. IR emitters and comparisons
6.12. EEL vs VCSEL for lidar
6.13. EEL vs VCSEL
6.14. Laser diode device structure
6.15. Lidar model examples with VCSEL emitters
6.16. Optical feedback & operating temperature
6.17. Reliability & lifetime considerations
6.18. Key operating parameters
6.19. SWOT Analysis: EEL & VCSELs for lidar
6.20. SWOT Analysis: ECDLs & QCLs for lidar
6.21. SWOT Analysis: Fiber lasers & DPSSLs for lidar
6.22. Introduction to fibre lasers
6.23. Fibre laser operating principle
6.24. Wavelengths and modes
6.25. Fiber amplifiers
6.26. Fiber lasers for automotive lidar
6.27. Luminar technologies patent
6.28. Google & Waymo fiber laser patent
6.29. Diode-pumped solid-state lasers (DPSSL)
6.30. Diode-pumped solid-state lasers
6.31. Continental DPSSL lidar patent
6.32. Laser wavelength discussions
6.33. Spectral response of different emitters and photodiodes in comparison with solar spectrum
6.34. Laser source wavelengths
6.35. Wavelength comparison: 905 nm VS 1550 nm
6.36. Comparison of common laser type & wavelength options
7. RECEIVER OPTIONS FOR LIDAR
7.1. Photodetector choice for lidar
7.2. PIN photodiode
7.3. Avalanche Photo Diode (APD)
7.4. Single-photon avalanche diodes
7.5. Silicon photomultiplier
7.6. On Semicondctor SiPM trend
7.7. SPAD vs SiPM
7.8. Linear vs Geiger mode
7.9. Issues with Geiger mode APD 1
7.10. Issues with Geiger mode APD 2
7.11. Lidar detector comparison
7.12. Comparison of common photodetectors
7.13. Major lidar detector players
8. SIGNAL AND DATA PROCESSING
8.1. Point cloud
8.2. Lidar signal applications
8.3. Lidar perception hierarchy descriptions for AV
8.4. 3D point cloud modelling
8.5. Reflection complication
8.6. Background noise & interference
8.7. Additional information
8.8. TOF lidar's spatial data analysis 1
8.9. TOF lidar's spatial data analysis 2
8.10. 3D position & velocity data from FMCW Lidars
8.11. Poor weather performance: Challenges & solutions
8.12. Pipeline of classic lidar perception data processing
9. LIDAR INTEGRATION AND CLEANING
9.1. Lidar Integration
9.2. Lidar integration considerations
9.3. Lidar integration positions for ADAS/AV
9.4. Lidar integration in lamps
9.5. Lidar integration in the grille
9.6. Lidar integration on/in the roof
9.7. Lidars integrated in other positions
9.8. Installation location with increasing popularity
9.9. Glass for in cabin lidar
9.10. Possible lidar integration and unit numbers
9.11. Lidar cleaning
9.12. Lidar cleaning
9.13. Ford's idea
9.14. Squirt cleaning
9.15. Valeo's cleaning system
9.16. Squirt cleaning system
9.17. Ultrasonic cleaning
9.18. Other ideas
10. VALIDATION, REGULATIONS AND STANDARDS
10.1. Introduction
10.2. Safety and standards on ADAS/AV vehicles
10.3. UNECE for L3 automation regulations
10.4. Lidar certification process

 

 

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