國(guó)外一批激光雷達(dá)公司破產(chǎn)、合并、股價(jià)暴跌瀕臨退市,有訂單的也遲遲無(wú)法量產(chǎn),前景黯淡。
國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)公司則隨著智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的崛起而受益頗豐,發(fā)展成為新興的汽車(chē)零部件供應(yīng)鏈,生機(jī)勃勃。
這是我們?cè)?2022 年這個(gè)所謂的「激光雷達(dá)規(guī)模上車(chē)元年」里,看到的截然不同的兩幅場(chǎng)景。在這場(chǎng)激光雷達(dá)的中外對(duì)決中,中國(guó)企業(yè)取得了這一階段的勝利。
如果說(shuō)前幾年激光雷達(dá)上車(chē)都是雷聲大雨點(diǎn)小,那今年確確實(shí)實(shí)是搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)車(chē)開(kāi)始賣(mài)出量了。相信很快,就會(huì)有國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)公司的出貨量超越老前輩法雷奧的 Scala。
有公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,今年 1 - 9 月國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前裝搭載上車(chē)的激光雷達(dá)數(shù)量已達(dá) 5.7 萬(wàn)顆,預(yù)計(jì)全年會(huì)有 12 萬(wàn)顆,相比于 2021 年增長(zhǎng) 10 倍以上。
中信證券的一份研報(bào)里也提到,2022 年是激光雷達(dá)規(guī)模上車(chē)元年,今年到目前已產(chǎn)生 26 個(gè)激光雷達(dá)新定點(diǎn)(車(chē)企、車(chē)型),超過(guò)了 2018 年 - 2021 年總和。這意味著行業(yè)投資窗口期已到,未來(lái)激光雷達(dá)將繼續(xù)成長(zhǎng)為全球汽車(chē)行業(yè)的基本組成部分。
01
我們到底需不需要補(bǔ)盲激光雷達(dá)?
就在這樣一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),國(guó)內(nèi)主流的幾家激光雷達(dá)公司紛紛從主激光雷達(dá)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)里抽身,開(kāi)辟出了補(bǔ)盲激光雷達(dá)的新戰(zhàn)場(chǎng)。
甚至有一種錯(cuò)覺(jué):難道主激光雷達(dá)的戰(zhàn)局已經(jīng)塵埃落定了嗎?要開(kāi)始卷補(bǔ)盲激光雷達(dá)了?
在新戰(zhàn)場(chǎng)里,激光雷達(dá)的全固態(tài)化成為了主旋律,這也預(yù)示著在未來(lái) 2 年里,固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)的爭(zhēng)奪將會(huì)越來(lái)越激烈。
在具體談補(bǔ)盲激光雷達(dá)的第二戰(zhàn)場(chǎng)之前,我們先來(lái)看看主激光雷達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)。
1、主激光雷達(dá)的戰(zhàn)局塵埃落定了嗎?
國(guó)外的態(tài)勢(shì):
在國(guó)外,大多數(shù)的激光雷達(dá)公司都還沒(méi)有走到車(chē)規(guī)級(jí)前裝量產(chǎn)的階段。
他們目前的市場(chǎng)還主要在一些 L4 級(jí)的 Robotaxi、無(wú)人配送車(chē)、無(wú)人卡車(chē)領(lǐng)域,此外還包括一些工業(yè)機(jī)器人場(chǎng)景。雖然收獲了一些車(chē)企的量產(chǎn)定點(diǎn),但是目前產(chǎn)品的車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證難、車(chē)企的開(kāi)發(fā)進(jìn)度慢、成本高等等幾個(gè)方面的因素,導(dǎo)致他們沒(méi)法很快的將業(yè)務(wù)擴(kuò)大。
有國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)從業(yè)者分析,以德國(guó)為例,大眾、戴姆勒和寶馬這德系三強(qiáng)在自動(dòng)駕駛方面的積累、對(duì)激光雷達(dá)的使用、對(duì) L3 功能的開(kāi)發(fā)和上車(chē)其實(shí)開(kāi)始得很早,但由于他們更注重功能的安全性、舒適性,認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格,定點(diǎn)決策謹(jǐn)慎,所以一款車(chē)型的開(kāi)發(fā)周期非常長(zhǎng),從四年到七年的開(kāi)發(fā)周期都有。
而且德國(guó)的 OEM 數(shù)量有限,車(chē)型開(kāi)發(fā)周期又長(zhǎng),對(duì)于國(guó)外的激光雷達(dá)公司來(lái)說(shuō),一旦錯(cuò)過(guò)這一代車(chē)型,就會(huì)有很長(zhǎng)的等待窗口,就需要持續(xù)燒錢(qián)一段時(shí)間。
美國(guó)、日、韓等市場(chǎng)的 OEM 同樣也面臨著這樣的問(wèn)題,他們現(xiàn)在沒(méi)有太大的動(dòng)力去強(qiáng)推激光雷達(dá)量產(chǎn)上車(chē),需求不足則導(dǎo)致供給衰弱。
因此國(guó)外這些激光雷達(dá)公司要么直接破產(chǎn),要么就被迫實(shí)行合并,還有的上市激光雷達(dá)公司股價(jià)暴跌,已瀕臨退市。
比如德國(guó)激光雷達(dá)鼻祖 Ibeo 已經(jīng)申請(qǐng)了破產(chǎn),美國(guó)激光雷達(dá)老前輩 Velodyne 已宣布和 Ouster 合并,Quanergy 已宣布退市,其他的一大波已上市的激光雷達(dá)公司股價(jià)都跌得不成樣子,短期看不到可觀的營(yíng)收預(yù)期,更別談?dòng)熬啊?/p>
也有國(guó)外的激光雷達(dá)公司選擇來(lái)中國(guó)試試,包括 Velodyne、Ouster、Luminar 等,早期還能順利賣(mài)些貨,但后來(lái)直面異軍突起的國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)廠商的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng),Velodyne、Ouster 也都施展不開(kāi)拳腳,再加上不是在本土提供支持和服務(wù),所以中國(guó)的車(chē)企客戶(hù)很少買(mǎi)賬,總之就是境況慘淡。Luminar 算是待遇很好的,拿到了上汽的量產(chǎn)訂單,目前就要看后續(xù)車(chē)賣(mài)得如何了。
反觀國(guó)內(nèi),則是另外一番景象。
國(guó)內(nèi)的戰(zhàn)況:
國(guó)內(nèi)車(chē)企們對(duì)于激光雷達(dá)的需求越來(lái)越多,而且國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)的量產(chǎn)上量很快,月交付破萬(wàn)臺(tái)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái),更多的需求意味著更大的資金回籠,那么在進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)的時(shí)候就更加有底氣。這是一個(gè)健康的正向循環(huán)。
除去華為這個(gè)「非主流」的激光雷達(dá)玩家,國(guó)內(nèi)在車(chē)載主激光雷達(dá)領(lǐng)域,目前非常活躍的公司就是深圳的速騰聚創(chuàng)、上海的禾賽科技以及蘇州的圖達(dá)通。圖達(dá)通雖然定點(diǎn)的數(shù)量不多,但是依靠著蔚來(lái)這家智能電動(dòng)汽車(chē)新貴也是走在了量產(chǎn)的快車(chē)道。
目前,速騰聚創(chuàng)已累計(jì)獲得比亞迪、廣汽埃安、一汽紅旗、奇瑞汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)、小鵬汽車(chē)、極氪、威馬、路特斯科技、Lucid 等企業(yè) 50 余款定點(diǎn)車(chē)型訂單,為速騰聚創(chuàng)提供定點(diǎn)訂單的集團(tuán)車(chē)企在 2021 年中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量排行榜前 15 位中,占據(jù) 14 位,這個(gè)成績(jī)相當(dāng)不錯(cuò)。尤其是拿下新能源銷(xiāo)售冠軍比亞迪的單子,非常受關(guān)注,后續(xù)銷(xiāo)量應(yīng)該不會(huì)低。
禾賽科技這邊也是不遑多讓?zhuān)?AT128 型激光雷達(dá)獲得了理想、長(zhǎng)安、集度、高合、路特斯等多家主機(jī)廠旗下多款車(chē)型總計(jì)數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的量產(chǎn)定點(diǎn)。特別是依靠著爆款王理想汽車(chē)這條線(xiàn),禾賽取得了事半功倍的效果。
圖達(dá)通的「獵鷹」激光雷達(dá)則依靠著 1550nm 激光器帶來(lái)的獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì),在資本與業(yè)務(wù)層面和蔚來(lái)汽車(chē)形成綁定效應(yīng),在蔚來(lái) NT2 車(chē)型平臺(tái)上如魚(yú)得水。
除上面三個(gè)前排玩家,像一徑科技、探維科技這樣的企業(yè)也有自己的主激光雷達(dá)產(chǎn)品,目前一徑科技并未公布量產(chǎn)定點(diǎn)車(chē)企,探維科技則是在今年 9 月 30 日官宣獲得合創(chuàng)汽車(chē)多款車(chē)型定點(diǎn),其中一款為合創(chuàng)著力打造的 Concept-M 量產(chǎn)版車(chē)型,其他定點(diǎn)車(chē)型的主雷達(dá)也將采用探維的車(chē)規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)。
往后發(fā)展,越來(lái)越多的激光雷達(dá)企業(yè)將收獲主機(jī)廠的主激光雷達(dá)訂單。
可能很多行業(yè)人士會(huì)問(wèn),在小鵬 P5 車(chē)型上最快實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)量產(chǎn)的 Livox 去哪了?現(xiàn)實(shí)情況是自從在小鵬 P5 項(xiàng)目上失利后,現(xiàn)在沒(méi)有看到更新的量產(chǎn)進(jìn)展。何小鵬此前受訪時(shí)有提到 Livox 五、六個(gè)月沒(méi)有交出一臺(tái)量產(chǎn)激光雷達(dá),言下之意是并非 P5 激光雷達(dá)版賣(mài)不好,而且激光雷達(dá)量產(chǎn)不出來(lái)。所以在 G9 上,速騰聚創(chuàng)成為了 Livox 的替代者。
2、激光雷達(dá)企業(yè)們開(kāi)啟第二戰(zhàn)場(chǎng)?
如此一看,主激光雷達(dá)領(lǐng)域確實(shí)是前排幾個(gè)玩家都把坑給占住了,后排玩家當(dāng)然依然有機(jī)會(huì),但蛋糕所剩不多。
而拿到了大份額的玩家們也肯定不會(huì)就此滿(mǎn)足,所以在補(bǔ)盲激光雷達(dá)領(lǐng)域,速騰聚創(chuàng)、禾賽科技大張旗鼓進(jìn)來(lái)「卷」了。
11 月 2 日,禾賽科技發(fā)布純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá) FT120,計(jì)劃 2023 年下半年量產(chǎn)上車(chē),目前已獲得超百萬(wàn)臺(tái)定點(diǎn);11 月 7 日,速騰聚創(chuàng)發(fā)布全固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá) RS-LiDAR-E1,計(jì)劃 2023 年下半年 SOP,已獲得定點(diǎn)及數(shù)十家車(chē)企試用。
這兩款產(chǎn)品都是芯片化設(shè)計(jì)、純固態(tài)掃描,主打體積小、符合車(chē)規(guī)。
參數(shù)上,禾賽 FT120 的 FOV 為 100° x 75°,測(cè)遠(yuǎn)能力為 30m@10%反射率,最大量程為 100 米;速騰 E1 的 FOV 為 120°×90°,測(cè)遠(yuǎn)能力為 30m@10%反射率,最遠(yuǎn)測(cè)距 120 米。看上去速騰 E1 較禾賽 FT120 更勝一籌,但懸念還要看定價(jià)。
不像主激光雷達(dá)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)格局已初具形態(tài),補(bǔ)盲激光雷達(dá)的較量現(xiàn)在才剛剛開(kāi)始。
這里頭,亮道智能早在今年 5 月就發(fā)布了同樣是固態(tài)補(bǔ)盲產(chǎn)品的 LDSense Satellite,計(jì)劃于 2023 年一季度投產(chǎn)驗(yàn)證。而且最近該激光雷達(dá)的核心元器件通過(guò)了 AEC-Q100 認(rèn)證,意味著它離上車(chē)又近了一步。同時(shí)在資本層面,亮道智能也在近期完成超億元 B1 輪融資。
另外一位玩家就是一徑科技,其很早就推出了補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品 ML-30s,但該款產(chǎn)品并非純固態(tài),而是 MEMS 技術(shù)路線(xiàn),所以和前面幾位玩家相比存在一些劣勢(shì),但依然可用于補(bǔ)盲,比如此前就用在了 Mobileye 的 Robotaxi 上。
最近一徑科技還官宣百度 Apollo 的第六代無(wú)人車(chē) RT6 要搭載其 ML-30s 的升級(jí)版本,該升級(jí)版本補(bǔ)盲激光雷達(dá)的視場(chǎng)角據(jù)稱(chēng)超過(guò)行業(yè)水平的 120°,實(shí)現(xiàn) 360° 的覆蓋僅需要 3 至 6 個(gè)激光雷達(dá),而市面上其他的激光雷達(dá)方案則至少需要 5 至 8 個(gè)激光雷達(dá)才能實(shí)現(xiàn)同等程度的水平覆蓋。
這顆激光雷達(dá)計(jì)劃在明年 1 月 CES 上發(fā)布,不知道會(huì)不會(huì)上全固態(tài)的方案,還是說(shuō)繼續(xù)延續(xù) MEMS 的技術(shù)路線(xiàn)。
此外就是一徑科技也在近期完成了數(shù)千萬(wàn)美元的 C 輪融資,據(jù)說(shuō)該輪融資其實(shí)很早之前就已經(jīng)拿到了。小鵬汽車(chē)、上汽、東風(fēng)、英特爾是一徑科技股東。
在補(bǔ)盲激光雷達(dá)領(lǐng)域,速騰、禾賽、亮道、一徑也卷得不可開(kāi)交了,好戲已開(kāi)場(chǎng)。
看到這里不禁要問(wèn)一句:主激光雷達(dá)之外,我們真的需要補(bǔ)盲激光雷達(dá)嗎?從技術(shù)本身,我們?nèi)绾慰创@一趨勢(shì)?
3、為什么需要補(bǔ)盲激光雷達(dá)?哪些場(chǎng)景需要?
有的車(chē)企上激光雷達(dá)是為了在高速開(kāi)啟導(dǎo)航輔助駕駛時(shí)更安全,有的車(chē)企上激光雷達(dá)則是為了在場(chǎng)景更復(fù)雜的城區(qū)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的輔助駕駛,還有的車(chē)企用激光雷達(dá)是為了更好的在沒(méi)有 GPS 信號(hào)的地下停車(chē)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的自動(dòng)泊車(chē)或更高階的自動(dòng)代客泊車(chē)(AVP)。拋開(kāi)場(chǎng)景去談激光雷達(dá)的用法都是「割韭菜」行為。
目前市面上,主激光雷達(dá)主要是為了在行車(chē)場(chǎng)景中照顧車(chē)前視野以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的自動(dòng)駕駛,而補(bǔ)盲激光雷達(dá)則是為了在狹窄的城區(qū)道路、停車(chē)場(chǎng)里實(shí)現(xiàn)盲區(qū)監(jiān)測(cè)以完成輔助駕駛。
如果車(chē)輛周身存在盲區(qū),那么輔助駕駛系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中就容易出現(xiàn)漏檢、誤檢從而發(fā)生誤判和誤操作。
從技術(shù)上來(lái)說(shuō),補(bǔ)盲激光雷達(dá)是有需求的。
在行車(chē)場(chǎng)景里,就算是有人駕駛,因近距離感知盲區(qū)造成的交通事故也是非常非常多的,有些城市每天發(fā)生的交通事故中,90% 以上可能都是輕微的剮蹭、追尾這類(lèi)事故。更別說(shuō)機(jī)器駕駛了,如果不配備近距離、盲區(qū)感知的傳感器,那么輔助駕駛系統(tǒng)也很可能「抓瞎」。
特別是現(xiàn)在的主激光雷達(dá),對(duì)遠(yuǎn)處的目標(biāo)檢測(cè)能力很強(qiáng),但是對(duì)于近距離的目標(biāo)卻檢測(cè)不到,這是因?yàn)槠渌胶痛怪币晥?chǎng)角天然就有覆蓋不到的地方。
現(xiàn)在多數(shù)車(chē)企都要實(shí)現(xiàn)高速導(dǎo)航輔助駕駛、城區(qū)導(dǎo)航輔助駕駛、全場(chǎng)景的點(diǎn)到點(diǎn)自動(dòng)駕駛,但是又不想在頭頂上頂一個(gè)主激光雷達(dá),于是他們也會(huì)選擇先用補(bǔ)盲激光雷達(dá)來(lái)做感知的冗余。大多數(shù)情況下系統(tǒng)還是依靠著視覺(jué)攝像頭和毫米波雷達(dá)來(lái)做感知。
在一些高速上面場(chǎng)景比較簡(jiǎn)單,確實(shí)靠著攝像頭和毫米波雷達(dá)能做出來(lái)相應(yīng)的功能,但是體驗(yàn)的穩(wěn)定可靠以及好用度就達(dá)不到一個(gè)很高的水平。一旦進(jìn)入到城區(qū),那么這兩類(lèi)傳感器就比較吃力了,所以配備一些側(cè)向的補(bǔ)盲激光雷達(dá)將很大程度上提升體驗(yàn)。
現(xiàn)在還是人機(jī)共駕的狀態(tài),未來(lái)真的要讓系統(tǒng)完全自己開(kāi),那這樣的補(bǔ)盲激光雷達(dá)將是不可或缺的。所以可以看到很多 Robotaxi 上面大大小小很多個(gè)激光雷達(dá),全副武裝。
而在泊車(chē)的場(chǎng)景里面,很多的停車(chē)場(chǎng)可能各種車(chē)、人、購(gòu)物車(chē)等等,車(chē)位有的也很窄,各種樁、柱子、管道、柜子,在這樣的場(chǎng)景里面,要讓自動(dòng)泊車(chē)變得好用,那么在近距離和盲區(qū)感知方面就需要做得非常周全,目前的視覺(jué)融合泊車(chē)在 APA 方面還能勉強(qiáng)應(yīng)付,如果要實(shí)現(xiàn) AVP、記憶泊車(chē)這樣的更高級(jí)別的功能,上補(bǔ)盲激光雷達(dá)勢(shì)在必行。比如小鵬的 P5 正是因?yàn)橛醒a(bǔ)盲激光雷達(dá)的加入所以它的跨樓層記憶泊車(chē)功能會(huì)更穩(wěn)定可靠。
總結(jié)一下:
在行車(chē)場(chǎng)景里面,如果功能使用的場(chǎng)景沒(méi)那么復(fù)雜,那么直接用「攝像頭+毫米波雷達(dá)+補(bǔ)盲激光雷達(dá)」就可以應(yīng)付,現(xiàn)在就有車(chē)企拿主激光雷達(dá)當(dāng)補(bǔ)盲激光雷達(dá)用;如果功能使用的場(chǎng)景很復(fù)雜,那么要用的感知方案就得變成「攝像頭+毫米波雷達(dá)+主激光雷達(dá)+補(bǔ)盲激光雷達(dá)」。
在泊車(chē)場(chǎng)景里,普通的 APA 功能視覺(jué)+雷迪能應(yīng)付,但未來(lái)要做更高級(jí)別的功能,還是得引入補(bǔ)盲激光雷達(dá)。筆者也問(wèn)過(guò)幾家公司,他們一致認(rèn)為補(bǔ)盲激光雷達(dá)更多的還是去征戰(zhàn)自動(dòng)泊車(chē)場(chǎng)景。
如果我們換一個(gè)立場(chǎng),站在消費(fèi)者角度來(lái)看,Ta 要購(gòu)買(mǎi)這樣的車(chē)以及相應(yīng)的功能,多裝激光雷達(dá)意味著要掏更多的錢(qián),后續(xù)的維護(hù)成本可能也會(huì)相應(yīng)增加。
如何既能照顧到車(chē)企的性能需求、功能開(kāi)發(fā)需求,同時(shí)又讓消費(fèi)者不對(duì)增加的成本太敏感?
為了應(yīng)對(duì)這個(gè)「既要又要」的問(wèn)題,有些補(bǔ)盲激光雷達(dá)公司就提出了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn),包括專(zhuān)為近場(chǎng)探測(cè)設(shè)計(jì)、超大視場(chǎng)角、外觀纖巧靈活、高性能低成本。
甚至于還會(huì)有一些具體的參數(shù)指標(biāo):側(cè)向補(bǔ)盲激光雷達(dá)的水平視場(chǎng)角要大于 120°,垂直視場(chǎng)角要大于 75°,在距離車(chē)頭 5m 處能夠探測(cè)到直徑 6cm 的網(wǎng)球等等。
國(guó)內(nèi)這批激光雷達(dá)公司仿佛商量好的一樣,他們給出的解決方案是基于 Flash 技術(shù)的芯片化的純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)。鑒于一徑科技、探維科技這樣的公司還沒(méi)有類(lèi)似的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)打算,所以今天我們主要看看速騰聚創(chuàng)、禾賽科技和亮道智能是怎么「互卷」的。
02
禾賽、速騰、亮道的貼身肉搏
有意思的是:速騰、禾賽、亮道都把補(bǔ)盲激光雷達(dá)的量產(chǎn)時(shí)間定在了 2023 年下半年,看來(lái)那個(gè)時(shí)候會(huì)有一波強(qiáng)勢(shì)需求。
1、參數(shù)上:
亮道智能 LDSatellite:水平視場(chǎng)角 120°、垂直視場(chǎng)角 75°,10% 分辨率下測(cè)距能力 30 米,外露窗口 48mm×88mm,最遠(yuǎn)測(cè)量距離未知。
下圖是該激光雷達(dá)的實(shí)際點(diǎn)云效果:
禾賽科技 FT120 :水平視場(chǎng)角 100°、垂直視場(chǎng)角 75°,10% 分辨率下測(cè)距能力 30 米,外露窗口 75mm×50mm,最遠(yuǎn)測(cè)量距離 100 米。
下圖右側(cè)半部分為 FT120 實(shí)際點(diǎn)云效果,全圖為主激光雷達(dá)和補(bǔ)盲激光雷達(dá)配合點(diǎn)云效果:
速騰聚創(chuàng) E1:水平視場(chǎng)角 120°、垂直視場(chǎng)角 90°,10% 分辨率下測(cè)距能力 30 米,最遠(yuǎn)測(cè)距 120 米外露窗口尺寸未知,大概半個(gè) iPhone 13 的尺寸。
從三款激光雷達(dá)的參數(shù)來(lái)看,他們?cè)跍y(cè)距能力上,都做到了針對(duì) 10% 反射率的物體測(cè)量距離 30 米,三家打了個(gè)平手。但從 FOV 視場(chǎng)角方面看,幾家的理解出現(xiàn)了差異。
在水平視場(chǎng)角方面,速騰和亮道保持一致,在垂直視場(chǎng)角方面,禾賽和亮道保持一致,綜合參數(shù)來(lái)看,速騰具備優(yōu)勢(shì)。實(shí)際用起來(lái)怎么樣,當(dāng)然不能只看這些參數(shù),還得看綜合實(shí)際性能。
可以看到,補(bǔ)盲激光雷達(dá)測(cè)距能力雖做不到很遠(yuǎn),但是視場(chǎng)角卻有優(yōu)異表現(xiàn),這得歸功于這幾款激光雷達(dá)都是走的 Flash 技術(shù)路線(xiàn),天生沒(méi)法「測(cè)遠(yuǎn)」,但「測(cè)近」是強(qiáng)項(xiàng)。
在三家公司的宣傳里,速騰與禾賽更加建議主機(jī)廠把補(bǔ)盲激光雷達(dá)裝在車(chē)身的側(cè)面,因?yàn)檫@兩家都有比較強(qiáng)力的主激光雷達(dá)產(chǎn)品,不能搶了風(fēng)頭;而亮道的話(huà)術(shù)里則是既可以裝在車(chē)身側(cè)面,也可以裝在前保險(xiǎn)杠或者車(chē)燈位置。
有了這么大的視場(chǎng)角,那么在感知效果上會(huì)有什么樣的結(jié)果呢?
速騰聚創(chuàng)給了大家兩個(gè)參考樣例:一個(gè)是兩顆 E1 裝在車(chē)側(cè),再配合一顆主激光雷達(dá);另一個(gè)是兩顆 E1 裝在車(chē)側(cè),加一顆向后的 E1,再配合一顆主激光雷達(dá)。
兩種方案在水平方向上的感知效果就是這樣的:
這里面需要注意的是,如果補(bǔ)盲激光雷達(dá)水平視場(chǎng)角不夠,那么只能通過(guò)增加數(shù)量來(lái)彌補(bǔ)(增加成本),或者找到刁鉆的裝配角度(工程實(shí)現(xiàn)難)。顯然,大視場(chǎng)角有著天生的優(yōu)勢(shì),就像個(gè)高的能舉手就扣籃,而個(gè)矮的要努力彈跳才能扣。
同樣的道理,在垂直方向上,速騰認(rèn)為補(bǔ)盲激光雷達(dá)的 FOV 需要達(dá)到 81.5° 以上,才能兼顧地面小物體感知與大型障礙物感知。如若不然,便會(huì)犧牲性能。所以 E1 的 90° 是過(guò)線(xiàn)的,而 FT120 和 LDSatellite 的 75° 則差了一點(diǎn)火候。
這點(diǎn)火候真的如此重要嗎?恐怕只有主機(jī)廠的算法工程師用過(guò)后才能清楚知道。
還有一個(gè)非常重要的激光雷達(dá)指標(biāo)就是幀率,因?yàn)檫@直接影響到感知的速度,特別是針對(duì)近距離識(shí)別,更需要高幀率,這樣才能快速檢測(cè)快速響應(yīng)。速騰認(rèn)為補(bǔ)盲激光雷達(dá)的幀率需要做到 20Hz 以上,而其他兩家在這個(gè)指標(biāo)上要么沒(méi)有公布,要么就是指標(biāo)統(tǒng)計(jì)方式不同,所以還需要再等等看才能一較高下。
最后,如果要比拼量產(chǎn)速度以及定點(diǎn)數(shù)量,目前已知的是亮道 LDSatellite 明年一季度就要試生產(chǎn),而禾賽和速騰都要在 2023 年下半年量產(chǎn)。不過(guò)禾賽非常有信心能拿下量產(chǎn)速度第一,因?yàn)榇饲暗?AT128 就非常高效。
在定點(diǎn)數(shù)量方面,禾賽 FT120 已經(jīng)有百萬(wàn)顆訂單,速騰 E1 則是已獲得定點(diǎn)及數(shù)十家車(chē)企試用,亮道 LDSatellite 更未低調(diào),目前還未公布定點(diǎn)。
在看完幾顆補(bǔ)盲激光雷達(dá)的皮囊之后,我們?cè)賮?lái)看看它們的內(nèi)在。
2、技術(shù)路線(xiàn)上:Flash、芯片化、純固態(tài)
激光雷達(dá)經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展,從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式到 MEMS 混合固態(tài)再到 Flash 純固態(tài),都是技術(shù)不斷進(jìn)步以及匹配市場(chǎng)需求的結(jié)果。
激光雷達(dá)內(nèi)部,也經(jīng)歷了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式掃描、單軸振鏡掃描、雙軸振鏡掃描、一維轉(zhuǎn)鏡掃描、轉(zhuǎn)鏡+振鏡混合式掃描,再到后面純固態(tài)的芯片化電子掃描的變革。
來(lái)到補(bǔ)盲激光雷達(dá)的第二戰(zhàn)場(chǎng),一個(gè)最大的革命就是完全的固態(tài)化,激光雷達(dá)的收發(fā)模塊都芯片化了,體積縮小、性能更穩(wěn)定、更適合車(chē)規(guī)、成本同步優(yōu)化、利于制造,這才有了未來(lái)更大規(guī)模上車(chē)的可能。
把這三顆激光雷達(dá)拆開(kāi),就可以看到這番景象。
速騰聚創(chuàng) E1:雙發(fā)單收
禾賽科技 FT120:?jiǎn)伟l(fā)單收
亮道智能 LDSense Satellite:?jiǎn)伟l(fā)單收
「摩爾定律」正在左右激光雷達(dá)的開(kāi)發(fā)。
三家的補(bǔ)盲激光雷達(dá)都用的是:發(fā)射端 VCSEL 芯片(垂直腔面發(fā)射激光器)+接收端 SPAD 芯片(單光子雪崩二極管)+ 處理模塊芯片,具體的工藝肯定有所不同,但三家都說(shuō)是自研的成果。
通過(guò)芯片化,激光雷達(dá)內(nèi)部部件數(shù)量減少,運(yùn)動(dòng)部件取消,實(shí)現(xiàn)了體積更小、純固態(tài)。
拿速騰聚創(chuàng)的方案舉例,E1 的接收端芯片采用先進(jìn)的 3D 堆疊工藝,將 SPAD 陣列和高性能 SoC 集成到一顆芯片,從而極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)鏈路、降低了成本,可以直接處理生成點(diǎn)云。不過(guò) 3D 堆疊工藝的應(yīng)用成本也會(huì)相應(yīng)推高,這里頭涉及到良品率和新技術(shù)的投產(chǎn)的成本。
E1 采用的 SPAD(單光子雪崩二極管)面陣超過(guò) 25 萬(wàn)像元(組成數(shù)字化影像的最小單元),是業(yè)內(nèi)很領(lǐng)先的水平,這帶來(lái)的好處是超大視場(chǎng)角、很高的角分辨率。而且 E1 接收芯片的光子探測(cè)效率(PDE)超過(guò) 20%,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)性能突破。
在發(fā)射端芯片,E1 則采用二維可尋址面陣 VCSEL 技術(shù),支持靈活的掃描模式。與一維掃描相比,二維掃描的峰值功率僅為前者的十分之一,對(duì)功耗及散熱更加友好。
這里的一維掃描是一次點(diǎn)亮一列 VCSEL 線(xiàn)陣,整列發(fā)射功率相同,無(wú)法靈活配置不同區(qū)域的能量比例;而二維掃描則可以根據(jù)不同測(cè)距場(chǎng)景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)局部發(fā)射功率,達(dá)到最優(yōu)的能量配比。類(lèi)似于集中力量辦大事,動(dòng)態(tài)科學(xué)分配現(xiàn)有資源。
禾賽和亮道在收發(fā)芯片的核心技術(shù)上并未著墨太多,所以只能看后續(xù)技術(shù)公布后再來(lái)對(duì)比分析。
總而言之、言而總之,固態(tài)激光雷達(dá)應(yīng)用芯片化的設(shè)計(jì):性能強(qiáng)、成本更低、體積更小、器件更少、功耗更少、散熱更友好、易于量產(chǎn)制造、車(chē)規(guī)級(jí)更易實(shí)現(xiàn)等等優(yōu)勢(shì)。
那純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)到底能做到多便宜呢?
根據(jù)禾賽 CEO 李一帆的描述,即便純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)的成本已經(jīng)比 AT128 便宜很多了,但相比攝像頭,還是要貴的。而目前市面上的 MEMS 激光雷達(dá)價(jià)格大概在 3000-9000 元不等,補(bǔ)盲激光雷達(dá)成本較 MEMS 激光雷達(dá)成本降了大概一半左右。
業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),未來(lái)大規(guī)模上量以后,固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)將有機(jī)會(huì)替代掉現(xiàn)在車(chē)上的角毫米波雷達(dá)。
03
固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)后,產(chǎn)業(yè)往何處去?
從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)到半固態(tài)激光雷達(dá)再到純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá),這個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)走到現(xiàn)在,花了 10 幾年時(shí)間,那么下一步該怎么走?
兩個(gè)方面:
產(chǎn)業(yè)端,通過(guò)更大規(guī)模的量產(chǎn)壓低激光雷達(dá)的成本,包括生產(chǎn)成本、使用成本以及產(chǎn)品本身物料成本;
產(chǎn)品端,通過(guò)新技術(shù)的研發(fā),包括 FMCW、OPA 等前沿技術(shù),推出更先進(jìn)的激光雷達(dá)產(chǎn)品,將主激光雷達(dá)也做到純固態(tài)化。
或許有一天,當(dāng)激光雷達(dá)能打動(dòng)特斯拉 Elon Musk 的時(shí)候,這個(gè)產(chǎn)業(yè)就大功告成了。
1、如何降成本?
禾賽科技 CEO 李一帆有一個(gè)說(shuō)法:靠規(guī)模化降低成本確實(shí)有作用,但也有限,靠芯片化的工藝能力提升,才是一件牛逼的事兒。他認(rèn)為激光雷達(dá)的壁壘是芯片化,芯片化對(duì)于激光雷達(dá)的重要性是類(lèi)比于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)對(duì)于汽車(chē)的重要性的。
那么,降成本就要從兩方面著手:車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)制造和提升收發(fā)模塊芯片化技術(shù)。
滿(mǎn)足車(chē)規(guī)要求,才有機(jī)會(huì)進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn),才能服務(wù)好主機(jī)廠。
所以在這個(gè)認(rèn)知邏輯上,幾家激光雷達(dá)企業(yè)都在花重金打造了自己的激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室。
目前規(guī)模最大的是速騰聚創(chuàng)的車(chē)載實(shí)驗(yàn)室,第一期投資 5000 萬(wàn)元,占地面積 2800 平米,擁有近 50 名專(zhuān)業(yè)工程師,在超過(guò) 200 套測(cè)試設(shè)備的支持下,該實(shí)驗(yàn)室可以自主進(jìn)行超過(guò) 120 項(xiàng)測(cè)試,覆蓋了 HALT 測(cè)試(高加速壽命試驗(yàn))、HAST 測(cè)試(高加速應(yīng)力測(cè)試)、高低溫工作測(cè)試、EMC 測(cè)試以及高海拔、鹽霧、冰水沖擊、防塵防水、溫度極限等車(chē)規(guī)級(jí)可靠性測(cè)試項(xiàng)目。
生產(chǎn)是研發(fā)的一部分,這一點(diǎn)在激光雷達(dá)這種高精密儀器的制造上體現(xiàn)尤為明顯,所以大部分激光雷達(dá)公司都更想擁有自己的產(chǎn)線(xiàn)。
上述三家激光雷達(dá)公司,在生產(chǎn)制造上的布局也各有特色。
禾賽投資近 2 億美元在上海嘉定建設(shè)「麥克斯韋」智造中心,年產(chǎn)能超百萬(wàn)臺(tái),新工廠預(yù)計(jì)將于 2023 年正式投入運(yùn)營(yíng)。
速騰則選擇自建產(chǎn)線(xiàn)+合資工廠+代工合作等多種形式,將于 2022 年底落成多條智能化產(chǎn)線(xiàn),年產(chǎn)能達(dá)百萬(wàn)臺(tái)。包括與立訊精密合資的制造產(chǎn)線(xiàn)。
亮道智能則在杭州有自己的智能工廠,全自動(dòng)化智能產(chǎn)線(xiàn)正在建設(shè)中,首期產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)能 50 萬(wàn)臺(tái)/年,首款產(chǎn)品預(yù)計(jì)在 2023 年 Q1 投產(chǎn)驗(yàn)證。
當(dāng)然,為了降低生產(chǎn)制造的成本,以及裝配激光雷達(dá)的難度,現(xiàn)在業(yè)內(nèi)也提出了平臺(tái)化設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的理念,就像造車(chē)得先有平臺(tái)架構(gòu)一樣,后續(xù)再在同一平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的變種。
比如速騰的 M 系列激光雷達(dá)雖然性能升級(jí),但尺寸外形、接插件、通信協(xié)議均保持一致,車(chē)企無(wú)需進(jìn)行大規(guī)模第二次開(kāi)發(fā)車(chē)驗(yàn)證、無(wú)需重新開(kāi)模,架構(gòu)基本維持,模組 Pin-to-Pin 升級(jí)。而且測(cè)試體系和產(chǎn)線(xiàn)配置也是平臺(tái)化的。
基于平臺(tái)化設(shè)計(jì),可以減少成本、縮短研發(fā)周期、簡(jiǎn)化生產(chǎn)及設(shè)計(jì)步驟(就像 iPhone 升級(jí)換代那樣),同時(shí)能提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。這樣的模式也為其他的企業(yè)提供了一種開(kāi)發(fā)參考。
2、全固態(tài)?
一個(gè)階段有一個(gè)階段合適的技術(shù),一個(gè)階段有一個(gè)階段合適的產(chǎn)品,這在激光雷達(dá)領(lǐng)域也是一樣。
在車(chē)規(guī)量產(chǎn)這件事情上,成本、性能、可量產(chǎn)、穩(wěn)定性等等因素都決定了這款激光雷達(dá)會(huì)不會(huì)被主機(jī)廠拿去裝車(chē),所以車(chē)企不需要最好的,而是要最合適、最省心的產(chǎn)品。
當(dāng)年的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)成為 Robotaxi 的首選(選無(wú)可選);當(dāng)下的 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá) & 混合固態(tài)激光雷達(dá)成為量產(chǎn)智能汽車(chē)的首選(百花齊放);后續(xù)純固態(tài)的補(bǔ)盲激光雷達(dá)或許會(huì)成為城區(qū)輔助駕駛 & 自動(dòng)泊車(chē)功能的首選(一統(tǒng)天下?),那么接下來(lái)在產(chǎn)品端,激光雷達(dá)將如何演繹?
在激光器上,905nm 都轉(zhuǎn)向性能更強(qiáng)的 1550nm?
在掃描方式的技術(shù)路線(xiàn)上,在 MEMS 基礎(chǔ)上,展開(kāi) FMCW、OPA 技術(shù)的成熟化開(kāi)發(fā)?或者是 Flash 技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破推動(dòng)主激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)純固態(tài)?
在接收端,APD、SPAD、ASIC 芯片最終會(huì)有一個(gè)會(huì)一統(tǒng)天下?
激光雷達(dá)收發(fā)模塊的芯片化技術(shù)取得突破,遵循摩爾定律繼續(xù)演進(jìn)?
這些答案都存在于各個(gè)激光雷達(dá)企業(yè)的秘密研發(fā)實(shí)驗(yàn)室里,相信不久之后就會(huì)揭開(kāi)神秘面紗。
有行業(yè)人士判斷:國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化會(huì)在 2024 年往后,更好功能的出現(xiàn)會(huì)在 2025 年。
編輯:黃飛
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