文/智能相对论

作者/leo陈

2021年,自动驾驶热潮未退去,作为“眼睛”的激光雷达同样热度不减。尤其是L2级别以上的自动驾驶功能迈入量产阶段,让激光雷达“上车”这一行业共识难被撼动。

目前,比如谷歌Waymo、Mobileye、Cruise等自动驾驶领域的玩家,均采用激光雷达作为核心的“感知层”硬件。

而在产业链中游,“智能相对论”看到,全球的新老玩家齐聚在此。各家的技术路径存在差异,催生出机械式、MEMS、Flash、OPA等各类产品,百家争鸣。虽然当下机械式仍为主流,但显然市面上有着不一样的声音。

这可能恰恰是激光雷达市场格局未定的极好证明。身处赛道里的企业,希望凭借更前沿的技术更快实现产品的商业化落地,在未来行业竞争格局中占据一亩三分地。

激光雷达在这样的趋势中向前推进,走到了十字路口。此前小鹏与特斯拉的隔空互呛,再到华为首款车规级激光雷达的发布,国内外的玩家已经躁动不已。未来,产业链中游将涌入更多新人,它们会共同把激光雷达产品的迭代引向何方?

激光雷达欲穷“千米”目,企业仍需更上一层楼

自动驾驶规模化和商业化的步伐变得更快,激光雷达迎来了蓝海市场。此外,激光雷达作为服务机器人产业的上游,受益于后者的迅速爆发也迎来了空前的需求。

按照沙利文预计,2025年激光雷达市场规模预计将达到46．1亿美元,2019年至2025年复合增长率达83．7%。

“智能相对论”了解到,目前国外知名的激光雷达公司有Velodyne、Ibeo、Innoviz、Quanergy等。德国汽车零部件供应商博世此前宣布踏入激光雷达市场,索尼也于近日趁势“杀入”。

值得一提的是,Velodyne去年9月份已在纳斯达克借壳上市,目前市值已突破35亿美元大关;Luminar也以SPAC方式登陆资本市场,目前市值超过109亿美元;初创公司AEye同样效仿前辈,选择了曲线上市。

在地球的另外一边,国内的初创企业正在紧锣密鼓地进场,赛道逐渐拥挤。企查查显示,截至目前,共有445条与激光雷达相关的结果。而2020年初至今,新成立的公司就有68家。

(图源:企查查)

“智能相对论”还了解到,目前国内有超过200家激光雷达厂商。其中,3家明星企业入局较早,融资进入中后期,包括禾赛科技、速腾聚创、镭神智能。

此外还有不少初创公司涌现,如北醒、国科光芯、光勺计划等等。具体到车规级激光雷达方向,有着包括华为、大疆在内的巨头玩家。

而在激光雷达产品一端,机械式目前是自动驾驶公司采用的主流扫描方案。但在实际落地时,事情远没有那么简单。

过去,Uber、Waymo的测试车清一色为头顶硕大的多线束机械式激光雷达,是出于性能优先的考虑。因为对于自动驾驶的测试车辆来说,高阶段自动驾驶发展的探索和掌握,必须依赖到更高精度的传感器。

可在商业化量产时,情况则大有不同。机械式激光雷达存在成本难降等问题,这是下游车企们几乎无法接受的。“智能相对论”从业内人士获悉,一枚64线Velodyne机械式激光雷达价格就在7万美元以上。

所以回头来看激光雷达厂商,在注重商业化时,推出的产品终究要充分匹配下游需求,以实现收益最大化。目前国内市场整体同质化竞争异常激烈,企业尤其是初创型,需要有破局的能力,在核心技术上求得突破。

固态激光雷达渴求“上车”,华为、大疆跨界进场

“选择激光雷达项目时,车规级、可量产、成本可控是三个主要的关键点”,投资人士告诉“智能相对论”。

一方面,以Velodyne为代表的机械式激光雷达早已上车,可一直难以达到量产要求;另一方面,更具性价比和车规级可靠性的半固态或全固态激光雷达的研发进展缓慢,阻碍了高级别自动驾驶功能的量产。

而现在,形势已悄然发生变化。固态激光雷达新秀Luminar凭借研发能力和市场前景在资本市场的认可度超过了Velodyne,全球前15家汽车厂商中,有12家在测试Luminar的MEMS激光雷达。

视野回到国内,企业紧跟着海外逐步向半固态和全固态覆盖。“智能相对论”认为,“固态化”会是车载激光雷达发展的主旋律,转镜和MEMS将成为重要的技术路线。

MEMS激光雷达的核心光束操纵元件为微振镜,减少激光器和探测器数量,相对降低成本,可实现较为均衡的综合性能。

在CES 2021上,速腾聚创推出车规级MEMS激光雷达RS-LiDAR-M1的SOP版本,预计于2021年启动定点项目量产交付;

CES 2020上,一径科技发布首个面向车规级量产的MEMS激光雷达全套解决方案。其中包括拥有大视场角的MEMS中短距激光雷达ML-30/30s和探测距离达200米的长距激光雷达ML-X系列。

初创企业急于在技术创新上建立领先地位,部分目的是希望可以获得如主流自动驾驶公司和车企的认可。

汽车零部件需要长时间测试,一旦测试通过采用,换部件的过程比较长。因此业务有着很强的粘性。一旦双方合作达成,能够帮助公司的激光雷达在客户端积累一定的优势。

近期,华为、大疆Livox也推出各自的车规级激光雷达产品,跨界入局汽车市场。华为的96线和大疆Livox的激光雷达均基于转镜半固态方案设计或优化,并且计划分别在极狐、小鹏搭载。

华为为满足车规级要求,不仅在器件选型、架构设计等初期研发阶段投入巨大精力,还在产品成型后对产品进行海量的可靠性测试验证。包括25亿次电机可靠性测试、高低温湿热、

水压、振动、盐雾、人眼安全、EMC、碎石冲击等各类严苛场景。

基于在光电子领域的技术和产业链能力,华为计划将激光雷达的价格降到200美元,甚至100美元以下。

“智能相对论”不难发现,价格将会是华为切入市场的主要手段。相比于市面上一般的多线激光雷达,华为的激光雷达已经属于“白菜价”。可能是基于这一优势,已经吸引了长安、北汽ARCFOX与其合作。

大疆Livox和华为有着共同点,同样可以发挥在原本业务中形成的原始积累。Livox能够复用大疆工厂的一套生产流程和体系,借助大疆在整个电子行业供应链建立起来的优势。

Livox能够筛选出非常优秀的供应商、有着完善的供应商来料管理。此外,在对产线工人培训、产线数据化、产品的检测等生产经验方面有着碾压性的优势。

华为、大疆Livox依托的转镜方案,是当前最接近真正过车规、并实现上车的方案。有着华为和大疆Livox支持,转镜方案还能更好地实现成本控制,并且性能满足下游的需求。

这也完整解释了为何转镜方案成为极狐、小鹏等主机厂乘用车产品实现从0到1跨越的首选方案。

在未来5年内,转镜、MEMS激光雷达将成为主流。进一步刺激自动驾驶推进进程,一方面在Robotaxi等领域体现经济效益,另一方面面向普通消费者的智能驾驶吸引力也将提升,甚至成为主机厂性能竞赛的重要手段。

短期MEMS、长期OPA,全固态Lidar藏着无限可能?

正如此前提及,目前固态激光雷达赛道上有着华为、大疆和一批初创企业等等。相比机械式激光雷达,越来越多的科技公司正在把目光聚焦于此。作为转镜方案代表的法雷奥SCALA,也将在第三代产品后转向固态扫描方案。

可无论是转镜,还是MEMS激光雷达,实则为半固态产品。虽然它们解决了机械式的痛点,但是可动器件还是占据产品构成的很大部分。

车载环境面临颠簸、震动、高低温等严苛环境,尤其在高速运行时,震动等对于可活动器件的稳定运行带来较大挑战。长期来看,顺着可动器件趋近于0的逻辑,全固态或是产品的最终答案。

具体而言,全固态激光雷达分为Flash、OPA等解决方案,设计中没有任何运动部件,理论体积可进一步缩小、并可以进行较高程度的芯片化,因此理论成本相比半固态产品更低。

Yole表示,在ADAD领域,固态将占主导。预计固态激光雷达和Flash激光雷达出货量从2021年起逐渐增多,2025年,固态/Flash与机械式的比例为1:5．8;从2029年开始,固态/Flash出货量超过机械式激光雷达。

而OPA路径最明显的特点是其在可量产性、可靠性、成本方面具备优势,但技术的成熟度不足。这意味着,一旦突破技术环节,该路径大概率会成为终极形态。

“Flash和OPA的技术发展成熟,还有着很远的路要走。”业内人士告诉“智能相对论”,“从产业链上游来看,因为上游核心的一些电子元器件、技术支持不成熟,短期内不会有产品落地”。

理想很美好,可现实是残酷的。业内人士还指出,“国内有一些走固态技术路径的团队,他们做出来的demo令人眼前一亮,但离产品化还比较远,有些样品经过试验、人工优化和干预,才达到一个不错的效果。”

可以预见的是,中短期内其研发将处于缓慢爬坡期,商业化仍需时日。在这个过程中,智能化和软件感知算法是厂商需要同步跟进的点。

激光雷达产业链中,海外厂商在上游和中游都存在着领跑的优势,在技术和客户群等方面都领先于国内厂商。但国内厂商近年来奋起直追,取得了许多突破性的进展,中国势力正在逐步崛起。

过去产业链中强上弱的局面已经发生改变,未来中游延续强势,上游则努力弥补技术的不成熟。行业整体向着“低成本化”、“量产化”、“固态化”、“智能化”发展。届时,全固态激光雷达可能会呈现在大众眼前。

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