工業(yè)4.0浪潮席卷而來(lái)，數(shù)字化、智能化正重塑工業(yè)生產(chǎn)流程，智能制造產(chǎn)業(yè)諸多細(xì)分賽道不斷跑出行業(yè)黑馬。

近年來(lái)，在“工業(yè)+機(jī)器人”兩大需求引擎提振下，應(yīng)用于傳感硬件終端的激光雷達(dá)迎來(lái)超千億元的市場(chǎng)前景。日前，證券時(shí)報(bào)記者來(lái)到位于濰城區(qū)的“濰坊市專精特新產(chǎn)業(yè)園”的富銳光學(xué)總部，實(shí)探擁有“機(jī)器人之眼”的激光雷達(dá)生產(chǎn)線。

據(jù)了解，2023年富銳光學(xué)激光雷達(dá)產(chǎn)品出貨量達(dá)到4萬(wàn)余臺(tái)，根據(jù)目前市場(chǎng)及客戶情況預(yù)估，2024年該公司經(jīng)營(yíng)態(tài)勢(shì)有望再上一層臺(tái)階。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，高精度工業(yè)激光雷達(dá)行業(yè)格局正在重塑，行業(yè)逐漸迎來(lái)“破曉”時(shí)分。

為工業(yè)4.0裝上“眼睛”

隨著越來(lái)越多的行業(yè)以實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0為目標(biāo)，傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有了傳感器，系統(tǒng)設(shè)備就有了“感知器官”，其中激光雷達(dá)便發(fā)揮著“眼睛”的功能。

“激光雷達(dá)是一種通過(guò)發(fā)射激光獲取周圍環(huán)境距離、反射強(qiáng)度等信息，來(lái)構(gòu)建二維或三維場(chǎng)景的傳感器?！备讳J光學(xué)董事長(zhǎng)張小富介紹，隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，激光雷達(dá)以它的高測(cè)量精度、精細(xì)的時(shí)間和空間分辨率等特性成為一種重要的主動(dòng)遙感工具。

在富銳光學(xué)生產(chǎn)車間里記者了解到，工業(yè)激光雷達(dá)通常具有精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高性能的光電子元器件，例如高分辨率的激光發(fā)射器、高靈敏度的接收器、高速度的數(shù)據(jù)采集器等。工業(yè)激光雷達(dá)通常要求具有高穩(wěn)定性、高精度、高重復(fù)性、高抗干擾能力等特點(diǎn)。

“激光雷達(dá)由激光發(fā)射、接收、信息處理、掃描四大基礎(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成?？梢愿叨葴?zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑，測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí)，激光雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)就是‘精準(zhǔn)’和‘快速、高效作業(yè)’?！睆埿「唤榻B。

當(dāng)前，激光雷達(dá)被廣泛用于無(wú)人駕駛汽車和機(jī)器人領(lǐng)域，被譽(yù)為廣義機(jī)器人的“眼睛”，是一種通過(guò)發(fā)射激光來(lái)測(cè)量物體與傳感器之間精確距離的主動(dòng)測(cè)量裝置。

激光雷達(dá)通過(guò)激光器和探測(cè)器組成的收發(fā)陣列，結(jié)合光束掃描，可以對(duì)設(shè)備所處環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，獲取周圍物體的精確距離及輪廓信息，以實(shí)現(xiàn)避障功能；同時(shí)，結(jié)合預(yù)先采集的高精地圖，機(jī)器人在環(huán)境中通過(guò)激光雷達(dá)的定位精度可達(dá)厘米量級(jí)。

在工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)等領(lǐng)域，激光雷達(dá)還廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械臂、AGV、智慧物流、智慧倉(cāng)儲(chǔ)、安防巡檢、無(wú)人叉車、交通監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。

如今越來(lái)越多的企業(yè)在工廠、倉(cāng)庫(kù)、港口和其他商業(yè)環(huán)境中采用智能自動(dòng)化?！袄缭诟劭?，集裝箱搬運(yùn)、碼垛以及倉(cāng)儲(chǔ)物流等流程需要更快更高效的作業(yè)，采用高精準(zhǔn)度的激光雷達(dá)可以幫助解決許多生產(chǎn)性難題，減少港口擁堵和生產(chǎn)延誤造成的損失。”張小富表示。

傳感器作為我國(guó)“強(qiáng)基工程”的核心關(guān)鍵部件之一，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的重要組成部分。當(dāng)前，隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度逐漸提高，工廠對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高。很多工業(yè)應(yīng)用都離不開精準(zhǔn)測(cè)量、目標(biāo)跟蹤與移動(dòng)的功能，激光雷達(dá)所生成的3D圖像數(shù)據(jù)便可滿足這些需求。

以智能倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域?yàn)槔瑥母纳苽}(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化移動(dòng)機(jī)器人（AGV），到地面運(yùn)輸配送，激光雷達(dá)應(yīng)用能夠?yàn)橹悄軅}(cāng)儲(chǔ)建設(shè)提供支持，在降本增效的同時(shí)創(chuàng)造更安全的工作環(huán)境。“目前，國(guó)內(nèi)每年AGV/智能無(wú)人叉車需求量大約在20萬(wàn)臺(tái)左右，隨著智慧物流產(chǎn)業(yè)和激光雷達(dá)國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展，未來(lái)市場(chǎng)的保有量約在3000萬(wàn)臺(tái)左右，按照一臺(tái)設(shè)備安裝3個(gè)激光雷達(dá)測(cè)算，未來(lái)需求非?？捎^。”張小富稱。

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)市場(chǎng)空間擴(kuò)容

據(jù)了解，激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用原來(lái)一直僅局限于軍事領(lǐng)域，在民用和商業(yè)中的應(yīng)用是近年才推廣普及開來(lái)。

“早在上世紀(jì)80年代，民用激光雷達(dá)技術(shù)就已經(jīng)成熟，但由于成本高昂未能廣泛推廣應(yīng)用，2010年以后，隨著國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈逐步完備、應(yīng)用場(chǎng)景拓寬，以及一系列技術(shù)突破帶來(lái)價(jià)格下降，才得以在工業(yè)市場(chǎng)上逐步應(yīng)用?！睆埿「恢v述，近年來(lái)，隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷擴(kuò)大，在民用和商業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，并且隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，傳感器的行業(yè)空間正加速擴(kuò)容。

在非汽車領(lǐng)域的激光雷達(dá)市場(chǎng)中，工業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)需求最為廣闊，根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，2022年工業(yè)領(lǐng)域總激光雷達(dá)需求量為510萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到28億美元。智能機(jī)器人是另一個(gè)重要的激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域，包括服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等，采用配備激光雷達(dá)解決方案的機(jī)器人可提高工作環(huán)境的安全性，同時(shí)降低勞動(dòng)力成本。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，全球機(jī)器人設(shè)備數(shù)量將達(dá)1350萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)超過(guò)3340萬(wàn)臺(tái)激光雷達(dá)設(shè)備需求和167億美元的市場(chǎng)規(guī)模。

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，工業(yè)和機(jī)器人領(lǐng)域是最接近激光雷達(dá)大規(guī)模商業(yè)部署的領(lǐng)域。在工業(yè)和機(jī)器人技術(shù)、智能基礎(chǔ)設(shè)施，以及智慧城市等應(yīng)用領(lǐng)域的推動(dòng)下，激光雷達(dá)的市場(chǎng)需求迅猛增長(zhǎng)，迎來(lái)大規(guī)模商用的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，以富銳光學(xué)為代表的企業(yè)在成本控制方面的積極探索，也將讓激光雷達(dá)從“舊時(shí)王謝堂前燕”到“飛入尋常百姓家”逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

“新興下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)す饫走_(dá)精度要求不斷提升，考驗(yàn)企業(yè)核心技術(shù)積累及量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?！睆埿「槐硎?，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域終端識(shí)別抓取場(chǎng)景增加，對(duì)激光雷達(dá)角分辨率及測(cè)距精度提出更高的要求，同時(shí)，量產(chǎn)工業(yè)高精度激光雷達(dá)需要攻克三大核心難點(diǎn)，包括底層架構(gòu)設(shè)計(jì)、核心算法能力、生產(chǎn)標(biāo)定經(jīng)驗(yàn)，這就使得市場(chǎng)上具備生產(chǎn)高精度工業(yè)用激光雷達(dá)能力的企業(yè)極其稀缺。

據(jù)相關(guān)研究報(bào)告分析，如果用四象限格局來(lái)劃分現(xiàn)有工業(yè)激光雷達(dá)玩家，橫向?yàn)榱慨a(chǎn)交付能力由弱到強(qiáng)，縱向?yàn)榧す饫走_(dá)精度技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力由弱到強(qiáng)，可以看到，國(guó)內(nèi)低端激光雷達(dá)企業(yè)量產(chǎn)交付能力強(qiáng)但是產(chǎn)品精度不達(dá)要求，而海外玩家產(chǎn)品精度高但是量產(chǎn)交付能力弱。因此，海內(nèi)外傳統(tǒng)的業(yè)內(nèi)企業(yè)存在能力缺失，行業(yè)格局正在重塑，有“產(chǎn)品精度高+量產(chǎn)交付能力強(qiáng)”的最優(yōu)競(jìng)爭(zhēng)象限中，有望孕育下一代工業(yè)激光雷達(dá)領(lǐng)域獨(dú)角獸。

先發(fā)企業(yè)已掌握多重優(yōu)勢(shì)

從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)賽道已日趨擁擠，但國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)企業(yè)仍普遍在量產(chǎn)、資質(zhì)認(rèn)證等方面存在難點(diǎn)。

有業(yè)內(nèi)人士向記者指出，激光雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè)需要通過(guò)一系列資質(zhì)認(rèn)證，以滿足總成廠商特殊的認(rèn)證要求等?！矮@取這些資質(zhì)認(rèn)證有一定難度，需要激光雷達(dá)生產(chǎn)廠商擁有標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)車間、符合要求的檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備及人員配置、相應(yīng)的管理體系及配套供應(yīng)的營(yíng)運(yùn)記錄，這構(gòu)成了進(jìn)入行業(yè)的資質(zhì)壁壘。”

張小富同樣向記者表示，激光雷達(dá)行業(yè)存在客戶導(dǎo)入難的特點(diǎn)，因此較早的在行業(yè)進(jìn)行深耕的企業(yè)更具優(yōu)勢(shì)。2017年，身為中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所激光研究院博士的張小富回到濰坊，匯聚了中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)等十余名博士、碩士等國(guó)內(nèi)頂尖科研人才和管理團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立富銳光學(xué)，成為國(guó)內(nèi)較早深耕激光雷達(dá)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的企業(yè)。

目前，富銳光學(xué)激光雷達(dá)產(chǎn)品的最終應(yīng)用端已涵蓋國(guó)內(nèi)外頭部制造業(yè)企業(yè)，其客戶名單中也包括許多服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域頭部客戶?！肮I(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的商務(wù)合作呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，2022年到2023年已實(shí)現(xiàn)四倍的出貨量增長(zhǎng)，目前在手訂單充足。”張小富表示。

據(jù)介紹，富銳光學(xué)已擁有行業(yè)內(nèi)較為齊全的產(chǎn)品矩陣，從避障到導(dǎo)航類別擁有多個(gè)系列的產(chǎn)品，擁有測(cè)量精度可達(dá)厘米級(jí)別、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、低反射率物體識(shí)別性強(qiáng)、供應(yīng)鏈全面國(guó)產(chǎn)化替代等不同特點(diǎn)，下游應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋面較廣。

目前，富銳光學(xué)已在最核心、難度最大的精度控制及量產(chǎn)環(huán)節(jié)積累了較強(qiáng)的軟硬實(shí)力。在產(chǎn)品底層硬件架構(gòu)、高精度的底層測(cè)距算法、全自研標(biāo)定產(chǎn)線硬件設(shè)備、保證關(guān)鍵參數(shù)校正的標(biāo)定算法等核心能力上均有突出表現(xiàn)。

此外，激光雷達(dá)行業(yè)對(duì)創(chuàng)新型高端人才的依賴性很強(qiáng)，為了招賢引才，富銳光學(xué)在北京設(shè)立了研發(fā)中心，采取高校、名企、中國(guó)科學(xué)院的合作模式，利用北京高端人才聚集優(yōu)勢(shì)引入中國(guó)科學(xué)院的人才，聘請(qǐng)清華、北大、中國(guó)科學(xué)院、中船重工和北航專家作為專家顧問(wèn)，持續(xù)推動(dòng)公司技術(shù)研發(fā)以及激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

近年來(lái)，我國(guó)高度重視工業(yè)4.0智能制造體系建設(shè)，全國(guó)多地也相繼出臺(tái)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，以富銳光學(xué)所處濰坊市濰城區(qū)為例，市區(qū)兩級(jí)通過(guò)股權(quán)投資、政策激勵(lì)等方式對(duì)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)大力扶持，并建立起專精特新產(chǎn)業(yè)園，推動(dòng)激光雷達(dá)、智能機(jī)器人等新興產(chǎn)業(yè)做大規(guī)模，支持產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加快發(fā)展。

前述業(yè)內(nèi)人士向記者表示，目前激光雷達(dá)行業(yè)正呈現(xiàn)市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)、高性能產(chǎn)品需求快速提升等趨勢(shì)，在政策扶持的助推下，隨著智能化技術(shù)的持續(xù)突破和升級(jí)，以及服務(wù)型機(jī)器人及智能交通建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動(dòng)，預(yù)計(jì)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容。