激光雷達(dá)的趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

2018年11月19日一筆早期投資交易事件引發(fā)媒體關(guān)注，美國(guó)科技新創(chuàng)企業(yè)AEye完成了B輪募資4,000萬(wàn)美元，約新臺(tái)幣12億元。在全球早期投資仍相當(dāng)熱絡(luò)之際，若只是一般的交易事件，恐還不足以吸引大眾目光。但當(dāng)發(fā)現(xiàn)這筆B輪募資的領(lǐng)投者是臺(tái)杉基金時(shí)，確實(shí)給這筆交易帶來(lái)不少的新聞性。除了這是臺(tái)杉第一筆對(duì)外揭露的交易外，這家新創(chuàng)公司所做的產(chǎn)品更是值得進(jìn)一步探討。

AEye成立于2013年，2016年獲得種子投資310萬(wàn)美元；2017年Intel Capital與Airbus Venture參與了1,600萬(wàn)美元的A輪募資；去年11月則是由臺(tái)杉領(lǐng)投B輪。AEye是一家光學(xué)雷達(dá)(激光雷達(dá)，Light Detection And Ranging, LiDAR)生產(chǎn)與設(shè)計(jì)公司，而光學(xué)雷達(dá)是發(fā)展自駕車，甚至是無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，也是需要高度軟硬整合的產(chǎn)品。

AEye的CEO Luis Dussan表示，臺(tái)杉是策略投資伙伴，透過(guò)臺(tái)杉能更密切地與亞洲制造業(yè)者、物流以及科技資源有更廣泛的接觸。臺(tái)杉總經(jīng)理翁嘉盛也表示，各國(guó)紛紛布局自駕車領(lǐng)域，其中光學(xué)雷達(dá)要做到普及化，一定要想辦法降低成本，臺(tái)灣在此領(lǐng)域扮演著關(guān)鍵角色。另外也能切入自駕車的供應(yīng)鏈，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型。

相對(duì)于利用無(wú)線電波偵測(cè)物體的雷達(dá)，“激光雷達(dá)”顧名思義，乃是利用光量測(cè)目標(biāo)物距離的技術(shù)。早在1932年，愛(ài)爾蘭物理學(xué)家Edward Hutchinson Synge就提出了應(yīng)用掃描成像的概念；1960年美國(guó)工程與物理學(xué)家Theodore Harold Maiman所開(kāi)發(fā)雷射技術(shù)則讓激光雷達(dá)得以實(shí)現(xiàn)；1970年代之后LiDAR陸續(xù)被應(yīng)用于大氣研究、月球表面探測(cè)、考古等。

直到2007年，美國(guó)科技公司Velodyne推出“大水桶”造型的64線激光雷達(dá)，該技術(shù)始成為自駕車的重要解決方案。激光雷達(dá)可說(shuō)為自駕車之眼，其重要性不言可喻。雖然有其他相對(duì)便宜的解決方案，如攝影機(jī)或毫米波雷達(dá)，但考量其可偵測(cè)距離、速度與精確性，激光雷達(dá)目前仍是自駕車開(kāi)發(fā)者的首選。

觀察全球激光雷達(dá)發(fā)展，最初設(shè)計(jì)的機(jī)械式激光雷達(dá)需透過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)的發(fā)射結(jié)構(gòu)，將雷射從“線”變成“面”，并以垂直排列方式達(dá)到動(dòng)態(tài)3D掃描的效果。雖然成效不俗，卻也存在結(jié)構(gòu)笨重、訊號(hào)間隔、成本高昂等缺點(diǎn)。以Velodyne 64線激光雷達(dá)為例，要價(jià)高達(dá)7.5萬(wàn)美元。成本過(guò)高是未來(lái)自駕車市場(chǎng)化與規(guī)模化的一大阻力，因此近年相關(guān)業(yè)者不斷推出許多激光雷達(dá)技術(shù)上的變革。

最先被廣為采用的是微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectromechanical Systems, MEMS）模式。其與機(jī)械式同需透過(guò)讓光線“轉(zhuǎn)動(dòng)”達(dá)到大范圍掃描的目的，但MEMS激光雷達(dá)將整個(gè)結(jié)構(gòu)的機(jī)械式旋轉(zhuǎn)，改良為以內(nèi)部鏡面“微動(dòng)”改變光線射出的角度達(dá)成掃描效果，又稱為混合固態(tài)（Mixed Solid-state）激光雷達(dá)。MEMS激光雷達(dá)具備體積小、成本低、低耗損等優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)定性仍有待驗(yàn)證。

其次是全固態(tài)激光雷達(dá)模式，沒(méi)有任何外觀或內(nèi)部上的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，耗損率與體積都比MEMS模式更小，因此成為眾家業(yè)者開(kāi)發(fā)的終極方向，其中，又以光學(xué)相控陣列（Optical Phased Array, OPA）模式最受注目，由多個(gè)獨(dú)立發(fā)射接收單元組成陣列，具備掃描速度快與可控性佳的優(yōu)點(diǎn)。其中最為知名的OPA激光雷達(dá)制造商為成立于2012年的美國(guó)新創(chuàng)企業(yè)Quanergy，背后重要的支持者為汽車大廠Daimler。惟目前探測(cè)距離僅150公尺，仍在產(chǎn)品改善階段。

全固態(tài)激光雷達(dá)的另一個(gè)發(fā)展路徑為Flash (快閃) LiDAR，如同閃光燈一般，同時(shí)照射自駕車周圍，產(chǎn)生物體距離資訊。然而，因探測(cè)距離要求與能耗問(wèn)題，F(xiàn)lash LiDAR的制作難度甚高。目前該領(lǐng)域較知名的廠商為成立于2007年的加拿大激光雷達(dá)開(kāi)發(fā)商Leddar Tech，關(guān)鍵投資者則有Audi與Delphi。

回到臺(tái)杉所青睞的AEye，其指出傳統(tǒng)激光雷達(dá)的一大痛點(diǎn)。傳統(tǒng)激光雷達(dá)的感測(cè)仰賴獨(dú)立的發(fā)射與接收裝置，并在短時(shí)間內(nèi)搜集大量的數(shù)據(jù)資訊，在過(guò)度采樣下，大幅增加解析時(shí)間與電腦運(yùn)算成本。基于此，AEye提出智慧激光雷達(dá)解決方案，即iDAR (Intelligent Detection and Ranging)。結(jié)合MEMS激光雷達(dá)與低光源高解析攝像頭，采用邊緣處理技術(shù)，融合激光雷達(dá)與彩色成像資訊。并且賦予激光雷達(dá)大腦，在終端直接解決數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題，大幅減少?zèng)Q策所需的資訊量，提升自駕車的反應(yīng)速度。換言之，智慧化的軟硬整合為AEye所提出的激光雷達(dá)解決方案。

近年激光雷達(dá)技術(shù)如雨后春筍般萌芽，雖然標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尚未出現(xiàn)，但就趨勢(shì)發(fā)展來(lái)看，多重感測(cè)器的融合技術(shù)將是重要的發(fā)展方向，而前提是需要算法作為支持。對(duì)臺(tái)灣發(fā)展自身激光雷達(dá)技術(shù)而言，切入供應(yīng)鏈的一級(jí)供應(yīng)商(Tier 1)將是一大考驗(yàn)。目前國(guó)際激光雷達(dá)制造商大都與各家車廠或正推動(dòng)自駕車項(xiàng)目的科技巨頭合作，持續(xù)進(jìn)行道路測(cè)試，優(yōu)化產(chǎn)品并尋求大規(guī)模量產(chǎn)、訂定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)。對(duì)此，臺(tái)杉透過(guò)跨境投資的方式，建立策略合作關(guān)系，切入激光雷達(dá)生產(chǎn)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，不啻是臺(tái)灣因應(yīng)自駕車崛起的可行之道。