探讨激光车灯应用于汽车照明的现状及前景

有行业专家曾经指出，激光大灯是未来汽车照明的主流方案。如今，汽车前照灯在经历了卤素灯、氙气灯（Xenon HID）和LED后，迎来了相关技术已经应用在部分高端车型中的激光大灯。汽车大灯技术的不断革新，也有着其重要的意义。如今，对于车灯的评判已经不局限于照明亮度单一指标，车灯的能耗、设计、驾驶辅助功能都有必要纳入考量范围。国泰君安近日就以激光照明为主题分析对激光车灯进行了一系列分析，智库君下面带大家一起去进行深入了解学习。

相较而言，激光车灯自身具有着高能效、小体积、方向性好等多方面优势。相关调查分析显示，虽然市场普遍认为激光车灯仍是处在概念产品阶段，然而截至目前，激光车灯已经成功配置在多款高端车型中，其普及程度和市场规模均已超出预期。

在2015年的时候，市面上配备激光大灯的量产车型还相当有限，只有BMW i8，其余包括少量概念车型（比如Audi R8，总数不会超过100辆）。到了2016年，BMW 7系中的部分车型也终于配备了激光大灯，由于存量基数较小，激光车灯产值规模增速较高。

据Research and Markets预测，激光车灯的产值年复合增速高达267％。下面，首先依据BMW i8和部分7系的销量对市场空间进行简单的测算，据BMW年报，2016年BMW i8全球销量约为6000辆，BMW 7系全系列共销售60000辆，两个系列配备激光大灯的型号保守估计占比10％，从而估算出全年产量共有近7000套。因为激光大灯价格较为昂贵，约为1万美元，又可以推断2016年市场规模近7000万美元。以增速267％计算，2020年的激光车灯市场规模或将可以达到35亿美元。

另外，Yole市场调研报告称，2020年全球汽车照明市场规模大约为270亿美元，由此估算，届时激光车灯产值占汽车照明市场约8％。考虑到激光车灯单价远高于其他类型，渗透率大约为5％，可见该行业的前景相当广阔。

有行业专家曾经指出，激光大灯是未来汽车照明的主流方案。回顾过去，汽车前照灯在经历了卤素灯、氙气灯（Xenon HID）和LED后，迎来了相关技术已经应用在部分高端车型中的激光大灯。激光车灯在亮度、能耗和外形设计等方面，都具有巨大优势，虽然现阶段制造成本较高，但量产工艺已经接近成熟，预期成本下降后渗透率会迅速扩大，并成为汽车照明市场的重要组成。

种类	色温（K）	价格（美元）	寿命（小时）	最远范围（米）
卤素灯	3000－3600	30	1000	150
氙气灯	4100－5000	400	3000	200
LED	5500－6000	2000	20000	300
激光车灯	5500－6000	9000	30000	600

数据来源：Wikipedia、国泰君安研究

与此同时，我们可以看到大灯技术更新换代速度正在加快。事实上，自2004年以来，LED大灯开始活跃在车灯设计中，自适应远光灯等智能LED大灯系统相继问世。2014年，BMW i8成为了第一款配置激光远光灯的量产车。汽车前灯的迭代更替正在加速，激光车灯的普及速度会比人们预想的要快。根据对氙气LED复合灯具、LED大灯、LED矩阵灯从顶级车到中端车的渗透路径分析，激光车灯在2018年将出现在大部分高端车型中，并在2025年成为中级车的标准配置，潜在市场规模高达数千万套。

种类	优点	缺点
卤素灯	价格低廉，更换方便	亮度低、寿命短、能耗高
氙气灯	工作寿命较长，较卤素灯能耗更低，亮度更高	光耀影响对面交通，成本较高，系统较复杂，启动时间较长
LED	模块尺寸小，利于外形设计，所需能量少，亮度高于卤素灯，色彩较氙气灯更温和	价格很高，相邻单元热量聚集，散热系统不易安装
激光车灯	能量效率最高，模块尺寸小，高亮度和厂工作距离，启动速度快	价格昂贵，目前依然需要LED或氙气灯配合，需要更多的冷却

数据来源：Wikipedia、国泰君安研究

毫无疑问，汽车大灯技术的不断革新，也有着其重要的意义。如今，对于车灯的评判已经不局限于照明亮度单一指标，车灯的能耗、设计、驾驶辅助功能都有必要纳入考量范围。这是因为新能源车是必然趋势，车灯能耗减少有利于电池的有效利用。其次，LED和激光等新型光源赋予车灯设计更大自由度。并且，新型车灯可以满足辅助驾驶的智能化控制需求。

据介绍，相对LED灯而言，激光大灯采用了蓝色激光作为辐射源，再通过黄磷透镜合成白色光束。其中短波蓝色激光二极管的亮度超过LED千倍，而只需要后者60％的能量消耗。除了亮度的绝对优势，光束的对比度和聚焦程度也超过传统车灯。其中，宝马的激光车灯色温达5500至6000K，这是国际车灯标准允许的最高色彩温度。

行车安全和智能化

分析指出，在未来，激光车灯将助力行车安全和智能化。由于激光车灯的高亮度白光是通过蓝色激光激发黄磷滤镜产生，可以避免舆论所担心的激光伤害。激光远光灯工作距离长达600米，超远的照射距离保障了夜间行车安全。此外，激光车灯还是智能车灯的最佳载体，比如智能矩阵车灯和动态车灯技术通过激光可以更好地实现。

激光车灯安全性有保障，超远照射距离保障夜间行车安全。在激光车灯中，激光指的是激发光源，而不是最终的照明光。从白光形成机理看，激光大灯与白光LED的工作原理相似，最终的白光属于荧光而不是激光，所以不会出现所担心的激光伤害。目前，激光车灯只用在远光模式，工作距离高达600米以上，亮度达到580cd／mm2，远超传统LED远光灯，极大地提高了驾驶者夜间视野范围。至于远光灯影响对面车辆的问题，智能感应系统可以探测路况提前切换，或者用矩阵技术进行局部照明。

激光车灯与智能车灯相辅相成。未来的车灯将依据不同的路况采用数百种照明程序，虽然多数已经借助LED完成，但是激光车灯的指向性和亮度更有优势，可以实现更智能的设计。例如，奥迪将智能矩阵技术与激光车灯结合，通过微型镜面阵列，可以根据对面来车方位自动关闭部分车灯单元，变换照射区域。另外，作为一种激光发射源，激光大灯也可以作为辅助光源，用于诸如碰撞警告、紧急刹车、自动巡航控制和ADAS等智能驾驶系统。例如，激光大灯干涉感应技术（Laser headlight interference sensing technology）有望被用作车宽引导指示，可以避免夜间行车事故，与前车保持安全距离。

显示与通信新疆域

研究表明，激光照明是在多种场景下用激光代替白光LED，实现公共照明、显示照明、投影成像等功能，激光投影小型化还可以催生手机投影等消费电子应用。此外，如果用激光代替LED，LiFi的数据传输速率将大幅提高。

激光照明是LED照明的升级版，激光车灯体现了激光照明的蓬勃发展。概括的说，激光照明即用激光代替白光LED，实现公共照明、显示照明、投影成像等功能，比如激光投影、激光电视。激光小型化还可以催生手机投影等消费电子应用。激光电视（Laser TV）的实质是激光投影显示。激光电视由一个投影屏幕和激光投影机组成，投影机只需距离屏幕60厘米就可以投射出100英寸效果。与普通投影仪相比，激光电视采用红绿蓝三色激光或者白色激光替代氙气灯，色彩饱和度大大提高。不同于OLED等技术，激光投影的本质使得显示尺寸扩大的成本极低，所以激光电视适用于大屏幕或户外场景。

LiFi采用激光可以大幅提高数据传输速度。为了进一步提高效率，原本LiFi的LED光源可以用半导体激光器代替。最新研究显示，以调制激光为载体的LiFi传输速率大约为LED为载体的十倍。白光LED是通过蓝光LED激发黄磷获得，发光过程限制了调制速率，而白色激光可以通过混合不同波长获得，调制速率提高的同时，信号频段也成倍增加。使用LED的LiFi速率大约为10Gb／s，而使用激光的LiFi可以轻松达到100Gb／s。

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