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?芯鋰話·半導(dǎo)體組原創(chuàng)/出品

作者 | 董武英

編輯 | 林曉晨

10月22日晚，造車新勢(shì)力威馬正式發(fā)布旗下首款全場(chǎng)景智能純電轎車——威馬M7，吸引了無數(shù)目光。

威馬的這款新車，最引人矚目的地方就是其獨(dú)特的造型。車頂前端有一個(gè)明顯的凸起，像戴了個(gè)小帽子，在整體車身上顯得比較突兀，也被不少習(xí)慣了平滑車身的看客們?cè)u(píng)價(jià)為“丑出天際”。

威馬M7和車頂上顯眼的激光雷達(dá)

拋開外觀設(shè)計(jì)不談，威馬M7車頂?shù)倪@個(gè)“帽子”實(shí)則暗藏玄機(jī)，它就是大名鼎鼎的激光雷達(dá)。實(shí)際上，除這個(gè)“帽子”外，M7身上還配有另外2顆激光雷達(dá)，以實(shí)現(xiàn)汽車更好的環(huán)境感知能力。

激光雷達(dá)價(jià)格向來十分昂貴，威馬M7一下子配置3顆激光雷達(dá)，讓人不得不稱贊一聲“壕氣”。憑借著在環(huán)境感知上的優(yōu)異性能，激光雷達(dá)逐漸成為智能汽車品牌新一代產(chǎn)品的標(biāo)配，甚至已經(jīng)有了一絲軍備競(jìng)賽的意味。

全球首款激光雷達(dá)量產(chǎn)車小鵬P5搭載2顆激光雷達(dá)，還把整車價(jià)格打到20萬以內(nèi)；華為和北汽藍(lán)谷合作打造的極狐阿爾法S華為HI版，搭載3顆激光雷達(dá)，即將小批量交付；蔚來的新一代量產(chǎn)車ET7，也將搭載一顆激光雷達(dá)；長(zhǎng)城WEY摩卡，將搭載3顆激光雷達(dá)……

似乎一夜之間，激光雷達(dá)這款曾經(jīng)作為自動(dòng)駕駛汽車Robotaxi必備的智能硬件，開始紛紛被各大車企配備在商業(yè)量產(chǎn)車型上，因此2021年也被很多投資者看成是激光雷達(dá)量產(chǎn)元年。

一顆、兩顆再到三顆，激光雷達(dá)大勢(shì)滔滔，開啟了智能電動(dòng)車企間的配置競(jìng)賽，同時(shí)也打開了激光雷達(dá)千億級(jí)別的藍(lán)海市場(chǎng)。

/01/智能汽車之“眼”

從古至今，“智能”二字都顯得如此縹緲，很難有人能夠給出準(zhǔn)確的定義。

對(duì)于現(xiàn)在的汽車來說，“智能”即體現(xiàn)在代客泊車、不同等級(jí)輔助駕駛等具體的智能使用場(chǎng)景，核心代表能力就是自動(dòng)駕駛。

想要讓汽車變得“智能”，就必須為其構(gòu)架起具備“感知、決策、執(zhí)行”三位一體的智能系統(tǒng)。其中，感知主要由安裝在汽車上的各類環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器探測(cè)，決策主要依賴于算法、軟件和芯片，而執(zhí)行則由各種控制器和零部件完成。

在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，智能汽車需要對(duì)車輛、行人、交通信號(hào)燈、障礙物等行車環(huán)境做出準(zhǔn)確的識(shí)別，必須借助車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等車載傳感器來實(shí)現(xiàn)。

不同的車載傳感器有著迥異的特點(diǎn)。

攝像頭可以采集外部數(shù)據(jù)并根據(jù)算法進(jìn)行圖像識(shí)別，技術(shù)成熟度高，價(jià)格便宜，同時(shí)圖像識(shí)別也是人工智能的一條實(shí)現(xiàn)路徑，潛力更大。但容易受到惡劣天氣影響，逆光和光影復(fù)雜環(huán)境下效果較差，難以精確測(cè)距。

毫米波雷達(dá)通過毫米波測(cè)距，不受天氣影響，探測(cè)距離可達(dá)200米。但成本較高，對(duì)非金屬物體探測(cè)能力弱，同時(shí)難以識(shí)別行人。

超聲波雷達(dá)利用超聲波測(cè)距，造價(jià)低，但有效探測(cè)距離通常小于5米，角度分辨率較差，容易受到天氣影響。

激光雷達(dá)通過激光測(cè)距，成本最高，但探測(cè)距離遠(yuǎn)，角度測(cè)量精度極高，可以實(shí)時(shí)建立3D模型，這一功能暫無有效替代方案。

這些不同的車載傳感器，各有優(yōu)勢(shì)，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。但在實(shí)現(xiàn)智能駕駛這一目的上，各家車企的選擇卻截然不同，基本上形成了兩類方案路線：

第一類以特斯拉為代表，采用的是“純視覺+算法方案”方案，一般只采用攝像頭和低成本雷達(dá)，依靠決策層的強(qiáng)大算法算力來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷行車狀況。

這種方案依賴大量數(shù)據(jù)，以及頂級(jí)的圖像識(shí)別算法，能夠形成優(yōu)勢(shì)壁壘，同時(shí)成本極低。但缺點(diǎn)也很明顯，目前的圖像識(shí)別算法容易出現(xiàn)誤判，進(jìn)而引發(fā)交通事故。

第二類是以激光雷達(dá)為核心的感知方案，是除特斯拉外整車廠的普遍選擇。激光雷達(dá)能夠更遠(yuǎn)距離測(cè)距，輔以其他傳感器，基本能夠?qū)崿F(xiàn)整車全范圍感知。由于具備更遠(yuǎn)距離路況感知，汽車有更長(zhǎng)時(shí)間完成進(jìn)一步探測(cè)、算法分析和決策，從而夠彌補(bǔ)算法方面的缺陷。

從目前來看，第二類路線是大多數(shù)整車廠的選擇，激光雷達(dá)自然也就成為L(zhǎng)3及其以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不可或缺的感知器件。

/02/激光雷達(dá)路線之爭(zhēng)

激光雷達(dá)的性能并非車企考慮的唯一因素，與性能相比，成本或許是現(xiàn)階段車企更關(guān)注的參數(shù)。

目前，激光雷達(dá)技術(shù)其實(shí)已經(jīng)能夠應(yīng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)這件事，但遲遲難以實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)量產(chǎn)的原因則是成本太高。作為電動(dòng)車的附屬產(chǎn)品，只有價(jià)格降下來才能具備商業(yè)化的可能。

正是基于對(duì)成本的考量，激光雷達(dá)技術(shù)如今劃分出了三種技術(shù)路線：整體旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷達(dá)、部分視角的半固態(tài)式激光雷達(dá)以及收發(fā)模塊靜止的混合固態(tài)激光雷達(dá)。

整體旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷性能更好，但成本較高，并非目前電動(dòng)車企的合適選擇。由于機(jī)械式激光雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)空間水平360°視場(chǎng)范圍的掃描，最常見于谷歌Waymo、百度Apollo等Robotaxi項(xiàng)目，用以實(shí)現(xiàn)L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛。

這種形態(tài)的激光雷達(dá)缺點(diǎn)也很明顯。首先，高頻轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)致使其平均的失效時(shí)間僅1000-3000小時(shí)，難以達(dá)到車規(guī)級(jí)設(shè)備最低13000小時(shí)的要求。其次，機(jī)械式激光雷達(dá)需要布置在車身最高點(diǎn)避免遮擋，對(duì)車輛造型造成很大的影響，而凸起的雷達(dá)也較容易受損。

考慮到商業(yè)量產(chǎn)因素，機(jī)械式激光雷達(dá)并不是一條適合的路徑。

相對(duì)于機(jī)械式激光雷達(dá)，固態(tài)式激光雷達(dá)不包含任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，僅面向單一視角。這種架構(gòu)雖然探測(cè)范圍受限，但體積最為緊湊，成本極低，是量產(chǎn)的最佳形態(tài)。

固態(tài)式激光雷主要又分為分為相控陣方案、Flash方案兩種核心路線，但兩種路線都存在量產(chǎn)中的問題。

相控陣方案利用波的干涉效應(yīng)，可以獲得不同角度的光束形成掃描效果，目前技術(shù)成熟度較低，尚無量產(chǎn)產(chǎn)品；

Flash方案不是通過掃描的方式，而是在短時(shí)間內(nèi)直接向前方發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)區(qū)域的激光，通過高度靈敏的接收器實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境周圍圖像的繪制，最終生成的數(shù)據(jù)包含了深度等3D數(shù)據(jù)。

這種方案是目前最為主流的固態(tài)激光雷達(dá)方案，但探測(cè)精度和探測(cè)距離有所不足，主要用于較低速的無人駕駛車輛，如無人外賣車、無人物流車等對(duì)探測(cè)距離要求較低的自動(dòng)駕駛解決方案中，暫時(shí)還不具備車規(guī)級(jí)應(yīng)用的能力。

當(dāng)然還有其他幾種固態(tài)激光雷路線，但都處于研發(fā)早期，缺少短期商業(yè)化的可能。

在固態(tài)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破前，半固態(tài)激光雷達(dá)是智能汽車普遍選擇的方案。目前量產(chǎn)的車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，主要都出自半固態(tài)激光雷達(dá)路線。

半固態(tài)激光雷達(dá)也只掃描一定范圍，但具備一些較小的活動(dòng)部件，主要有MEMS振鏡、轉(zhuǎn)鏡、棱鏡等方案。

覽沃科技為小鵬定制的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)HAP

具體來看，MEMS微振鏡激光雷達(dá)的代表品牌包括Innoviz、速騰聚創(chuàng)、先鋒等，但尚未有此類產(chǎn)品通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證；轉(zhuǎn)鏡方案代表品牌包括華為、法雷奧、Ibeo、Luminar、Innovusion（圖達(dá)通）等，蔚來ET7即采用圖達(dá)通產(chǎn)品；而棱鏡方案目前主要為大疆旗下Livox（覽沃）所采用，小鵬P5采用的激光雷達(dá)即為L(zhǎng)ivox產(chǎn)品。

盡管目前激光雷達(dá)路線繁多，但隨著行業(yè)的發(fā)展，以及成本的考量，具備極高性價(jià)比的固態(tài)激光雷達(dá)將成為最終方案，但作為替代品的半固態(tài)激光雷達(dá)會(huì)存在多久，又將取得怎樣的市場(chǎng)規(guī)模，依然將取決于性能與成本。

/03/

千億級(jí)市場(chǎng)開啟，誰是最大受益者？

現(xiàn)階段，智能汽車仍處于發(fā)展早期，未來勢(shì)必需要更多的設(shè)備，已經(jīng)更精確的探測(cè)，激光雷達(dá)市場(chǎng)正面臨一個(gè)前所未有的機(jī)遇。

毫無疑問，“更智能”將是絕大多數(shù)車企在現(xiàn)在和未來一直追求的方向。在這種方向的驅(qū)動(dòng)下，自動(dòng)駕駛作為智能汽車標(biāo)志性功能將始終成為車企發(fā)力的重點(diǎn)。

在更高等級(jí)自動(dòng)駕駛這個(gè)目標(biāo)面前，激光雷達(dá)因其強(qiáng)大的性能更容易受到車企青睞，蔚來、小鵬、威馬等品牌發(fā)布的新一代智能汽車即為例證。

截止目前，包括特斯拉在內(nèi)的智能汽車量產(chǎn)車型在自動(dòng)駕駛上均為L(zhǎng)2級(jí)自動(dòng)駕駛。而激光雷達(dá)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)L3及以上自動(dòng)駕駛的必需配件，其將隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟，最先在高階自動(dòng)駕駛車輛中普及。

更重要的是，限制激光雷達(dá)普及的高昂成本因素也將實(shí)現(xiàn)突破。

首先，激光雷達(dá)產(chǎn)品本身具有規(guī)模效應(yīng)，即產(chǎn)量越高，成本越低。當(dāng)越來越多車企選擇配備激光雷達(dá)，單個(gè)激光雷達(dá)廠家產(chǎn)量不斷提升，其價(jià)格也將實(shí)現(xiàn)迅速下降，而價(jià)格下降將進(jìn)一步推動(dòng)激光雷達(dá)普及。

根據(jù)覽沃科技的預(yù)測(cè)，隨著激光雷達(dá)技術(shù)架構(gòu)從機(jī)械式到混合固態(tài)再到純固態(tài)，激光雷達(dá)產(chǎn)量從每年十萬臺(tái)上升至每年千萬臺(tái)，其單價(jià)也將降低至100美元以下。

目前來看，小鵬P5配備兩顆覽沃的激光雷達(dá)，銷售價(jià)已經(jīng)下探至20萬?？梢灶A(yù)見，隨著激光雷達(dá)成本逐漸下降，處于安全考慮，各整車廠有望將激光雷達(dá)列為提升行車安全的標(biāo)準(zhǔn)配件，甚至在L2及以下汽車中普及，這個(gè)千億級(jí)別的藍(lán)海市場(chǎng)正在開啟。

據(jù)開源證券的預(yù)測(cè)，到2025年，全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將超過百億美元。中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電動(dòng)車市場(chǎng)，在車載激光雷達(dá)這個(gè)龐大的市場(chǎng)上，中國(guó)也有望誕生百億級(jí)甚至千億級(jí)的行業(yè)巨頭。

目前，車載激光雷達(dá)產(chǎn)品技術(shù)路線尚未固定，且國(guó)內(nèi)尚無一家激光雷達(dá)正式上市。國(guó)內(nèi)參與者如華為，選擇了轉(zhuǎn)鏡方案；大疆旗下的覽沃科技，則選擇了獨(dú)特的棱鏡方案；正籌備上市的禾賽科技，則主攻機(jī)械式激光雷達(dá)。

盡管行業(yè)已經(jīng)達(dá)成一致共識(shí)，技術(shù)突破后的固態(tài)激光雷達(dá)將是商業(yè)化生產(chǎn)的最佳方案，但在技術(shù)突破之前，半固態(tài)無疑是最佳的替代產(chǎn)品。

激光雷達(dá)必將伴隨智能汽車的爆發(fā)而快速發(fā)展，但誰將成為最終的贏家依然尚無定數(shù)，畢竟激光雷達(dá)考驗(yàn)的不是單純的技術(shù)性能，也在考驗(yàn)企業(yè)的戰(zhàn)略與效率。

在固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品沒有正式鋪開市場(chǎng)之前，各家企業(yè)都存在著獲勝的機(jī)會(huì)。對(duì)于已經(jīng)搭載量產(chǎn)車型的激光雷達(dá)企業(yè)，他們只不過是距離成功更近一些。

關(guān)鍵詞： 量產(chǎn) 元年 誰在