在谷歌、百度、通用、Uber等各主要參戰(zhàn)方的持續(xù)發(fā)力下，L4級(jí)無(wú)人駕駛汽車離量產(chǎn)越來(lái)越近，不過，在最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)前，業(yè)界還需要克服不少障礙。
除這三種主流的技術(shù)外，Velodyne、Luminar、AEye、禾賽科技等公司也開發(fā)出了新型的固態(tài)雷達(dá)技術(shù)方案。
在被問到“無(wú)人駕駛量產(chǎn)最大的障礙是什么”時(shí)，幾乎所有從業(yè)者都會(huì)提到“激光雷達(dá)太貴”。特斯拉的兩次致命事故及接二連三的追尾事故似乎也在暗示，離開了激光雷達(dá)，無(wú)人駕駛汽車的量產(chǎn)就只能是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)想。
也正因此，激光雷達(dá)就成了產(chǎn)業(yè)鏈上各方關(guān)注的焦點(diǎn)、甚至是競(jìng)相爭(zhēng)奪的“戰(zhàn)略制高點(diǎn)”。尤其是，進(jìn)入2017年第四季度，激光雷達(dá)的戰(zhàn)場(chǎng)，成了無(wú)人駕駛戰(zhàn)爭(zhēng)中最激烈、也最?yuàn)Z人眼球的“分戰(zhàn)場(chǎng)”之一，一輪輪的“你方唱吧我登場(chǎng)”陸續(xù)上演。
國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)廠商禾賽科技CEO李一帆曾把全球激光雷達(dá)行業(yè)的客戶分為“測(cè)試派”和“整車廠派”，他發(fā)現(xiàn)，與測(cè)試派客戶“量少，著急”及對(duì)價(jià)格不敏感相比，整車廠對(duì)激光雷達(dá)的需求是“量大，標(biāo)準(zhǔn)高，錢少”，幾百美金是他們能接受的上限。由于這些條件的限制，他們往往只能考慮體積成小、成本更低的固態(tài)激光雷達(dá)（或混合固態(tài)）。
為了迎合整車廠派的要求，激光雷達(dá)市場(chǎng)上的參與者都在著手開發(fā)性能更好、體積更小、成本更低的激光雷達(dá)，并且，其中一些公司已經(jīng)取得了初步進(jìn)展并公布了量產(chǎn)計(jì)劃。
當(dāng)下，“低成本激光雷達(dá)”各種技術(shù)路線的優(yōu)劣如何，哪種更容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)？市場(chǎng)上的主要玩家都有誰(shuí)，進(jìn)展如何？未來(lái)，激光雷達(dá)的發(fā)展還會(huì)出現(xiàn)哪些新的趨勢(shì)？在本文，我們根據(jù)已公開資料，做一個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。
一．混合固態(tài)與純固態(tài)
按技術(shù)路線，激光雷達(dá)主要可分為這三個(gè)大類：機(jī)械旋轉(zhuǎn)式；混合固態(tài)；純固態(tài)。
我們最熟知的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)如Velodyne的 HDL 64線和HDL 32等，因?yàn)榱慨a(chǎn)難度大，機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)被成本更低的混合固態(tài)激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)取代已經(jīng)是大勢(shì)所趨。所以，本文我們重點(diǎn)談混合固態(tài)和純固態(tài)。
1． 混合固態(tài)激光雷達(dá)
混合固態(tài)激光雷達(dá)，這是一個(gè)由Velodyne公司創(chuàng)造的名稱，即“一半是機(jī)械旋轉(zhuǎn)，一半是固態(tài)“。具體地說，產(chǎn)品外形上不存在可見的旋轉(zhuǎn)部件，但其內(nèi)部實(shí)際上仍然存在一些機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，只是這套機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件做得非常小巧可以內(nèi)藏而已（驅(qū)動(dòng)和探測(cè)組件是固定的，但掃描系統(tǒng)是機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)式的 ）。
如Velodyne的VLP－32C和VLP－16，及最新推出的VLS－128即為典型的混合固態(tài)，不過，現(xiàn)在，Velodyne內(nèi)部已經(jīng)不用“混合固態(tài)”這個(gè)概念了，他們用的詞是“PUCK”。
當(dāng)前，各種報(bào)道中用的“混合固態(tài)”概念模糊不清，雖然很多廠商都聲稱自己的產(chǎn)品是“混合固態(tài)”，但實(shí)際上，技術(shù)方案可能大不一樣。
比如，Velodyne的PUCK系列，機(jī)械部件都是360度旋轉(zhuǎn)，可視角度也為360度；而IBEO、禾賽科技和Innovusion等的激光雷達(dá)，雖然也稱為“混合固態(tài)”，但其水平可視角度均在100－120度之間，可見并非360度旋轉(zhuǎn)。
綜合各種已公開資料來(lái)看，與傳統(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式和“激進(jìn)”的純固態(tài)相比，走折中路線的混合固態(tài)激光雷達(dá)的量產(chǎn)難度最低。在未來(lái)幾年，能批量生產(chǎn)的激光雷達(dá)，大多都屬于混合固態(tài)。
2． 固態(tài)激光雷達(dá)：
內(nèi)部不存在任何的機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件。所有的激光探測(cè)水平和垂直視角都是通過電子方式實(shí)現(xiàn)的，本身有夾角，所以無(wú)需旋轉(zhuǎn)也能達(dá)到一定視場(chǎng)角。但也因?yàn)椴荒苄D(zhuǎn)，固態(tài)激光雷達(dá)的掃描角度有限，要實(shí)現(xiàn)全方位掃描，需在不同方向布置多個(gè)（至少前后各一個(gè)，一般布置4個(gè)）。
但由于裝配調(diào)試可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，量產(chǎn)成本與量產(chǎn)時(shí)間可期待，因此，引起了業(yè)界的濃厚興趣。固態(tài)雷達(dá)被認(rèn)為是激光雷達(dá)在未來(lái)的主要方向。
固態(tài)激光雷達(dá)常見的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式有成三類：MEMS、OPA與Flash
除這三種主流的技術(shù)外，Velodyne、Luminar、AEye、禾賽科技等公司也開發(fā)出了新型的固態(tài)雷達(dá)技術(shù)方案。
二．已明確了量產(chǎn)進(jìn)度／計(jì)劃的主要玩家
據(jù)《建約車評(píng)》統(tǒng)計(jì)，截止目前，已明確公布了量產(chǎn)計(jì)劃的激光雷達(dá)玩家主要有以下幾家：
001．Velodyne
當(dāng)前，市場(chǎng)上幾乎所有宣稱要做低成本激光雷達(dá)的廠商，都是把Velodyne作為靶子的，它們喜歡逢人便講自己相對(duì)于Velodyne的優(yōu)勢(shì)。但實(shí)際上，Velodyne也是勇于自我革命的，它從調(diào)整技術(shù)路線和自動(dòng)化兩個(gè)角度入手降低成本。
Velodyne的主要產(chǎn)品如下：
注釋1：
VLP－32C雖然線數(shù)比HDL－64低，但探測(cè)距離、角分辨率均優(yōu)于后者。鑒于HDL－64并非Velodyne性能最高的量產(chǎn)產(chǎn)品，并且也即將被淘汰，所以，創(chuàng)業(yè)公司不要總是拿著自己的產(chǎn)品對(duì)標(biāo)HDL－64了；用戶和投資人尤其要注意，不能再被激光雷達(dá)廠商給出的自家產(chǎn)品相對(duì)比于HDL－64的各種“優(yōu)越性”給忽悠了。
注釋2：
VLS－128可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類，但它采集到的數(shù)據(jù)量特別大，對(duì)后臺(tái)的運(yùn)算有非常高的要求，而運(yùn)算量大又導(dǎo)致對(duì)計(jì)算平臺(tái)的功耗性能要求比較高。一般的乘用車、低速商用車（L4／L5），用VLP－32C就足夠了，應(yīng)該不太會(huì)用VLS－128。VLS－128線將來(lái)基本上都是用在出行公司的無(wú)人車上。
據(jù)Velodyne亞洲區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)翁煒介紹，Velodye對(duì)自己的定位并不是激光雷達(dá)生產(chǎn)商，而是作為Tier 2，為T1提供激光雷達(dá)的技術(shù)方案和封裝好、達(dá)到車規(guī)要求的、ASIC等級(jí)達(dá)的元器件，再由Tier 1來(lái)根據(jù)車企的要求生產(chǎn)激光雷達(dá)。“我們的定位是要成為英特爾、AMD這樣的芯片公司”。
002．Quanergy
003．Ibeo
004．Luminar
Luminar的激光雷達(dá)看到的車外景象。
005．Innoviz
006．Innoluce
007．日本先鋒公司
008．ASC
009．AEye
此外，還有生產(chǎn)MEMS固態(tài)激光雷達(dá)的歐姆龍、生產(chǎn)Flash固態(tài)激光雷達(dá)的Oryx Vision、TetraVue，我們并未查詢到公開的量產(chǎn)計(jì)劃。
至于因在2017年10月份被通用收購(gòu)而名聲大噪的Strobe，據(jù)說其可采用MEMS技術(shù)將單個(gè)激光雷達(dá)的成本降低99％，并且，無(wú)需搭配其他傳感器，單個(gè)激光雷達(dá)即可完成整車感知，但鑒于Strobe只服務(wù)于通用自己的無(wú)人駕駛汽車，不對(duì)外銷售，因此，它并未公布量產(chǎn)計(jì)劃?；谕瑯拥脑蛴?jì)劃，被福特收購(gòu)的Princeton Lightwave也未公布其固態(tài)激光雷達(dá)的量產(chǎn)計(jì)劃。
至于Waymo自己開發(fā)的激光雷達(dá)，雖然據(jù)說價(jià)格降低至Velodyne HDL－64的十分之一，但因?yàn)槠浼夹g(shù)路線仍然是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的，價(jià)格仍高達(dá)7500美元，因此，我們將其排除在“低成本激光雷達(dá)”之外。
四．激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)
2）配合提供算法
三．中國(guó)／華人初創(chuàng)公司
激光雷達(dá)價(jià)格的居高不下，也給中國(guó)的初創(chuàng)公司帶來(lái)了不少機(jī)會(huì)。
010．速騰聚創(chuàng)
關(guān)于Innovusion的更多信息，請(qǐng)參考《攜千元級(jí)300線激光雷達(dá)向Velodyne“隔空喊話”，這家華人初創(chuàng)公司要“出道”了》。
011．Innovusion
012．禾賽科技
013．鐳神智能
014．北科天繪
四．激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)
1．技術(shù)趨勢(shì)
盡管目前已經(jīng)商業(yè)化的激光雷達(dá)基本上都是混合固態(tài)，但混合固態(tài)也并不便宜，難以滿足無(wú)人駕駛汽車量產(chǎn)的需求?；旌瞎虘B(tài)，或許只是廠商在純固態(tài)的技術(shù)還不成熟的階段的一個(gè)“過渡方案”。一旦“純固態(tài)”的技術(shù)成熟，廠商就會(huì)拋棄“混合固態(tài)“，發(fā)力”純固態(tài)“。
除從機(jī)械式到混合固態(tài)，再到純固態(tài)的趨勢(shì)外，我們還注意到，激光雷達(dá)的發(fā)展講還會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)趨勢(shì)：
1）體積越來(lái)越小
Velodyne的幾代產(chǎn)品的尺寸變化趨勢(shì)就證明了這一點(diǎn)。目前的激光雷達(dá)主要是用在測(cè)試車量，早期的量產(chǎn)激光雷達(dá)主要用在出租車、公交車和卡車上，對(duì)這些車的外觀人們沒那么重視，因此“頭上頂個(gè)球”可能無(wú)傷大雅，但如果要安裝在私家車上（前裝），就不能這么丑。
現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)的小尺寸激光雷達(dá)，最常見的說法是“跟Iphone 6手機(jī)一樣大”。未來(lái)的激光雷達(dá)一定會(huì)越來(lái)越小，小到可以嵌入或隱藏在車身某個(gè)不會(huì)輕易被發(fā)現(xiàn)的角落。
通常，混合固態(tài)和純固態(tài)激光雷達(dá)的體積要比傳統(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的體積小很多?？s小體積的另一個(gè)技術(shù)就是ASIC。
2）配合提供算法
眼下，大多數(shù)廠商還停留在“賣硬件”的階段，但一些走在前沿的廠商已經(jīng)敏銳地意識(shí)到，下游的客戶（主機(jī)廠）很多都是“大老粗”，你的激光雷達(dá)，他們拿回去不會(huì)用，得從頭開始學(xué)習(xí)、測(cè)試，好麻煩。于是，激光雷達(dá)廠商研究算法并跟硬件搭配在一起形成整體方案出售給客戶，成了更好的選擇。
目前，IBEO 、Velodyne、Quanergy 、先鋒和速騰聚創(chuàng)等廠商都在開發(fā)激光雷達(dá)算法。有的廠商，是硬件賣錢，算法作為服務(wù)“白送”，有的廠商，則是算法另外收費(fèi)。
3）做到“ASIC等級(jí)”
激光雷達(dá)的ASIC技術(shù)，就是將激光發(fā)射器、探測(cè)器、放大器等數(shù)百個(gè)電子元器件封裝到了一個(gè)比指甲蓋還小的專用芯片中，用單枚芯片實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的整體控制。
激光雷達(dá)做到ASIC等級(jí)，最顯而易見的好處是降低功耗、縮小體積，并且，以Velodyne的VLS－128為例，在采用ASIC技術(shù)后，內(nèi)部零配件由超過1000個(gè)減少至減少到140個(gè)，這將使得流水線上的量產(chǎn)變得更簡(jiǎn)單，并且也更容易做好品質(zhì)控制，進(jìn)而把質(zhì)量做到車規(guī)級(jí)。與此同時(shí)，因?yàn)殡娐返刃畔⒈环庋b了，別人要抄襲的難度也加大了。
基本上，要大規(guī)模生產(chǎn)激光雷達(dá)的，都希望能做到ASIC。目前，將ASIC技術(shù)運(yùn)用到激光雷達(dá)上的廠商有Velodyne、Leddartech、鐳神、北科天繪等。
因?yàn)槎忌婕暗綄⒈姸嗟牟考傻叫酒?，所以，ASIC很容易跟MEMS混為一談。兩者的區(qū)別在于：
MEMS中，被集成到芯片上的，是“機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件”，而在AISC則是將電子元器件集成到芯片上；MEMS只是固態(tài)激光雷達(dá)的一種方案，而ASIC則可以被應(yīng)用于機(jī)械旋轉(zhuǎn)式、混合固態(tài)和純固態(tài)中，當(dāng)然，MEMS固態(tài)激光雷達(dá)也可以做到ASIC等級(jí)。
2．市場(chǎng)趨勢(shì)
1）激光雷達(dá)廠商變成“芯片廠”
無(wú)論是因?yàn)榧す饫走_(dá)要做到ASIC級(jí)還是其他原因，激光雷達(dá)廠商跟芯片廠商的關(guān)系正變得越來(lái)越密切。
首先我們注意到，很多激光雷達(dá)的公司的投資方中，都有芯片制造商的影子。比如，三星投資了Quanergy，英特爾投資了Aeye，而英飛凌更是全資收購(gòu)了Innoluces。
其次，越來(lái)越多的激光雷達(dá)廠商已經(jīng)不滿足于跟芯片公司合作開發(fā)芯片了，它們正在努力地讓自己變成“芯片廠”。
比如，Luminar從一開始就自己設(shè)計(jì)芯片；Velodyne于2016年12月發(fā)布了用于激光雷達(dá)發(fā)射端的ASIC芯片，并稱2017年將搞定接收端的信號(hào)處理ASIC芯片；鐳神于2017年9月份發(fā)布了激光雷達(dá)專用的ASIC芯片；速騰聚創(chuàng)也在硅谷設(shè)立了OPA團(tuán)隊(duì)，開始自己設(shè)計(jì)芯片，因?yàn)橐庾R(shí)到“激光雷達(dá)有可能被芯片取代”，該公司很快就會(huì)推出“芯片級(jí)激光雷達(dá)”．．．．．．
可以看出，Velodyne所說的“我們要變成英特爾、AMD那樣的芯片制造商”可能會(huì)是一種趨勢(shì)。
2）激光雷達(dá)廠商與車企或Tier 1高度捆綁
除去已被通用和福特收購(gòu)的Strobe和Princeton Lightwave外，我們還注意到，還有不少激光雷達(dá)廠商的背后都有車企的影子。
如Velodyne在2016年獲得了福特聯(lián)合百度的1．5億美元投資，因?yàn)楹笳呦Ｍ塬@得Velodyen的“優(yōu)先供貨權(quán)”；
如相控陣激光雷達(dá)公司Luminar拿到了豐田的投資，后者也是它的第一個(gè)客戶；
Quanergy居然得到了向來(lái)對(duì)激光雷達(dá)“不屑一顧”的特斯拉創(chuàng)始人埃?。R斯克的個(gè)人投資。
能被車企收購(gòu)或投資的畢竟只是少數(shù)的幸運(yùn)兒，跟Tier 1的捆綁則是常態(tài)——如Velodyne將向幾大主要Tier 1提供技術(shù)方案和元器件，由后者根據(jù)車企的需求制造激光雷達(dá)；
Quanergy的背后站著德爾福；
IBEO的背后站著法雷奧和采埃孚；
Leddar Tech和TetraVue的背后是博世；
ASC的背后是大陸；
Innoviz的背后是德爾菲和麥格納；
中國(guó)的初創(chuàng)公司也在積極地抱Tier 1的大腿．．．．．．
可以預(yù)見，等市場(chǎng)成熟后，激光雷達(dá)市場(chǎng)上的最大贏家將主要是博世、大陸、德爾福、奧托立夫、采埃孚等Tier 1巨頭。激光雷達(dá)初創(chuàng)公司，如果既不能被車企收購(gòu)，也不能抱上Tier 1的大腿，生存將會(huì)十分艱難。
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