隨著國外激光雷達產業(yè)龍頭企業(yè)頭 Velodyne 、Luminar等企業(yè)相繼上市,資本力量正加速入局激光雷達行業(yè)市場,這也將重塑當前激光雷達行業(yè)的發(fā)展格局。
在產業(yè)元年即將到來之際,幾乎所有的國產汽車企業(yè)都選擇了激光雷達路線,據不完全統(tǒng)計,2022年計劃量產的激光雷達車型達15款,北汽極狐阿爾法、小鵬、蔚來、上汽、奔馳等車企都相繼預告了激光雷達新品車型。
產品上量、車企內卷、資本助力,激光雷達未來真的一片光明嗎?
發(fā)展早期:成本高 商業(yè)化場景少
激光雷達作為自動駕駛技術實現(xiàn)的關鍵技術設備,自1960年誕生后一直備受產業(yè)關注,早在 1971 年,激光雷達便跟隨阿波羅 15 號進行了月面測繪。但一直以來,受制于各類激光設備的技術難度,激光雷達成本較高,商業(yè)化場景較少。
21世紀以來,Velodyne 首次將 64 線激光雷達應用于 DARPA 挑戰(zhàn)賽,2007 年 Velodyne 生產出首臺商用 3D 動態(tài)掃描激光雷達,成為該行業(yè)的重要時刻。
隨著自動駕駛技術被產業(yè)所提及,越來越多的汽車用上輔助駕駛這類功能,激光雷達也逐漸迎來風口。
2015年到2016年,不少激光雷達領域公司相繼成立,受制于自動駕駛汽車商業(yè)化落地的過程進展緩慢,激光雷達技術熱度也隨之冷卻。
現(xiàn)狀:需求廣 機械式向固態(tài)化演進
激光雷達利用可見光和近紅外光發(fā)射一個信號,經目標反射后被接收系統(tǒng)收集,通過測量反射光的運行時間而確定目標的距離。
同時,激光雷達也常以線數(shù)區(qū)分,如 4 線、8 線、16 線、32 線、128 線等。線數(shù)是指激光發(fā)射光源數(shù),16 線產品有 16 個光源,以此類推。
按掃描方式劃分,激光雷達掃描方式有無機械轉動部件可以分為機械式、半固態(tài)、固態(tài)?;旌瞎虘B(tài)分為 MEMS、轉鏡,純固態(tài)分為相控陣 OPA、Flash。
智能汽車產業(yè)的發(fā)展,再次讓激光雷達領域升溫,當輔助駕駛逐漸成為車企間的主要競爭方式后,激光雷達領域公司備受關注,包括Ibeo、Valeo、Luminar 等公司相繼推出各自的激光雷達產品,資本力量加速入局,逐漸改變市場格局。
激光雷達部件較多,每個部件技術選擇的不同就會造成效果和成本的不同,當前為了優(yōu)化產品成本,大部分企業(yè)從產品掃描方式切入,掃描系統(tǒng)從機械轉向固態(tài)掃描,固態(tài)激光雷達替代機械式激光雷達成為降低成本的必然選擇。
我國快速布局人工智能與自動駕駛領域,包括速騰聚創(chuàng)、鐳神智能、禾賽科技等一大批科技公司不斷涌現(xiàn),國內激光雷達正向著大范圍、高分辨率、低成本的路徑逐漸發(fā)展,且技術路線逐漸由機械式雷達向固態(tài)方式改變。
一位從事激光雷達產業(yè)研究相關人士接受TechWeb采訪時表示,國外機械式雷達產品相較國內起步較早,有專利門檻,其技術積累也較為深厚,但從固態(tài)/半固態(tài)產品發(fā)展來看,國內與國外相對齊頭并進,整體技術實力相差無幾。
從融資方面來看,據IT桔子數(shù)據,2017 年至今,國內激光雷達公司共發(fā)生 62 件融資事件。從單次融資額看,在已透露融資額的公司中,有 10家公司共 13 次融資的單次融資額超過一億人民幣,其中,禾賽科技 A、B 輪融資均超過億元人民幣,并獲 1.73 億美元 C 輪融資,鐳神智能也在 A+輪和 B 輪中獲得億元及以上人民幣融資。
按產業(yè)鏈劃分,激光雷達主要由上游光學器件公司構成,中游則是做激光雷達產品的相關公司,下游主要包括測繪視覺、機器人、自動駕駛、無人機和環(huán)境監(jiān)測五個應用方向。
從國內公司來看,近年來我國中游強上游弱的局面得到了一定改觀。目前,以速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能為代表的國內激光雷達產業(yè)公司主要集中在中游,但上游也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀公司,例如華為哈勃投資的芯視界微電子,小米集團領投、聯(lián)想和真格基金跟投的靈明光子等。
進入2020年以來,隨著國內激光雷達產業(yè)快速發(fā)展,其成本也逐漸下探到低位水平,激光雷達價格已經從動輒上萬美元降低到千元檔位。
未來:上量、降價背后 激光雷達產業(yè)的挑戰(zhàn)
不可否認,經過數(shù)年產業(yè)發(fā)展,激光雷達相較十年前無論從應用場景、變現(xiàn)能力、技術路徑都發(fā)生了質的飛躍,但與此同時,激光雷達上車加速背后也面臨諸多問題。
首先,規(guī)模量產與產品質量的檢驗。
激光雷達成本主要分為三個方面:研發(fā)成本、物料成本、生產成本。大規(guī)模量產后,生產成本與研發(fā)成本可隨量產規(guī)模擴大顯著分攤,但同時,規(guī)模量產背后也將面臨產品良率、上車返修率等諸多問題。
制作工藝尚未成熟、量產良率需要時間積累,生產把控能力成為關鍵,激光雷達作為新興的精密傳感器,尚無確定的行業(yè)標準和成熟穩(wěn)定的工藝,生產環(huán)節(jié)多步,包括針對產品結構、硬件特性、軟件算法的精準裝調和測試工序,這也會對未來產品發(fā)展帶來顯著影響。
其次,成本與技術路線的平衡。
激光雷達作為一種集光、機、電一體化的精密傳感器,其內部有數(shù)百個細分器件,在生產工藝上,物料成本和設備調試成本都很高,因此市場售價不菲。那么問題來了,激光雷達公司之間產品價格的差異主要取決于什么(為何有的便宜,有的昂貴)?
按照不同的技術路線,各家產品都有自己的優(yōu)劣勢,同時也有自身亟待解決提升完善產品的核心痛點。從目前產品的成熟度來看,MEMS 激光雷達將是當下主流方案,OPA 潛力最大,F(xiàn)LASH 光探測痛點解決潛力也較為顯著。
相關研究認為,激光雷達成本主要和系統(tǒng)性能表現(xiàn)、激光雷達系統(tǒng)設計、物料成本以及可制造性,產出與質量等方面有關。
例如系統(tǒng)性能表現(xiàn)方面,探測距離與分辨率的提高帶來的必然是更高的成本與價格。此外,軟件也是產品溢價能力的重要組成部分。
又如激光雷達系統(tǒng)設計,這一點非??简灱す饫走_公司的平衡能力,系統(tǒng)設計必須借助研發(fā)能力讓光子(激光功率與探測器靈敏度)、原子(固定或掃描的光學與機械結構)和電子(信號與計算)實現(xiàn)探測距離與分辨率等性能指標的平衡。
而在物料成本上,Velodyne 曾表示,其在晶圓級激光雷達,微型激光雷達陣列,ASIC 設計和過程自動化等方面擁有大量關鍵知識產權,能大幅提升生產效率并降低物料成本。
需要說明的是,除上述之外,成本還和車企使用激光雷達的方式有關。例如有些激光雷達視野相對較窄,可以內嵌于車內;那些視野廣的傳感器則可以安置于車頂,自然不同的解決方案花費使用的產品不同,成本也就大不相同。
由此可見,激光雷達的成本是由諸多因素構成,所以降低價格也是個系統(tǒng)工程。
雖然目前整個產業(yè)已經將成本降低,但成本與產品質量的平衡如何業(yè)界還是無法評判。此外,當前激光雷達產品千位的價格區(qū)間仍處于高位,百度車聯(lián)網總經理蘇坦曾表示,整車全生命周期至少要換3-5顆激光雷達,這不利于降低用車成本。
當我們熟知了上述影響激光雷達成本及降本及使用方式等因素后,對于當下激光雷達市場,不同廠商,價格相差較大應該有自己的判斷。目前激光雷達市場還是處在發(fā)展的早期,可以說是泥沙俱下,產品性能魚目混珠。
最后,真正意義上的車規(guī)級標準缺失。
激光雷達產品達到車規(guī)級,需在化學特性、機械特性、電氣特性三大方面進行 38 項試驗,包括備受業(yè)界關注的車規(guī)級沖擊振動和高低溫檢測。
截至目前,由于處于發(fā)展初期,激光雷達沒有統(tǒng)一行業(yè)標準,每一家車企對激光雷達的車規(guī)標準都有自己的理解,行業(yè)并沒有統(tǒng)一答案。
差異化的行業(yè)標準也間接讓用戶對激光雷達產品的高可靠性畫問號,發(fā)展初期的激光雷達產業(yè),還需長期的市場驗證。
不可否認,激光雷達能夠為汽車實現(xiàn)高階自動駕駛的核心元件,理論上,數(shù)量越多就意味著汽車智能化程度更高,但是,車輛實現(xiàn)自動駕駛的過程還存在感知、決策和控制三個條件,車輛多個傳感器能否完美協(xié)同工作,能否將采集到的數(shù)據與其它傳感器進行融合,或進行決策才是關鍵。
無論是硬件還是軟件,當前汽車的自動駕駛系統(tǒng)還非常不完善,在看到激光雷達產品進步的前提下,也需要反思整個產業(yè)所需面對的問題與挑戰(zhàn),企業(yè)過度宣傳激光雷達的價值,會導致用戶過度依賴這套系統(tǒng),存在安全隱患。(TechWeb 文/卞海川)