爆發(fā)前夕的車(chē)載激光雷達 孕育千億藍海市場(chǎng)

  ICC訊 智能汽車(chē)的興起，讓自動(dòng)駕駛技術(shù)也不斷更新迭代。在去年2月份，我國便公開(kāi)表示智能汽車(chē)的標簽便是需要搭載先進(jìn)的傳感器。目前較為主流的車(chē)載傳感器為毫米波雷達、車(chē)載攝像頭、超聲波雷達等，但隨著(zhù)自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷提升，對于傳感器的要求也越來(lái)越高，激光雷達開(kāi)始受到了智能汽車(chē)廠(chǎng)商的青睞。

  有意思的是，近期發(fā)生了許多新能源汽車(chē)的事故，其中有許多新能源汽車(chē)并沒(méi)有搭載激光雷達，盡管不能武斷的下結論認為這些事故都是與沒(méi)有裝載激光雷達有關(guān)，但激光雷達可以有效幫助汽車(chē)實(shí)現更好的自動(dòng)駕駛卻是事實(shí)。

  這一點(diǎn)可以從激光雷達市場(chǎng)發(fā)展情況看出，據市場(chǎng)分析公司TrendForce報告預測，隨著(zhù)ADAS、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、工業(yè)、智慧城市的發(fā)展，激光雷達市場(chǎng)將從2020年的6.82億美元增長(cháng)至2025年的29億美元，而ADAS和自動(dòng)駕駛汽車(chē)成為其中最大的收入來(lái)源。

  激光雷達市場(chǎng)現出千億藍海 2025年大規模量產(chǎn)

  激光雷達可以有效幫助車(chē)載系統了解車(chē)輛周?chē)嬖诘恼系K，擁有精度高、夜間效果好、同步建圖功能優(yōu)秀等特點(diǎn)，且無(wú)需深度學(xué)習算法，可以直接獲得物體的距離和方位信息，能夠讓汽車(chē)快速采取相應措施，由于電腦的反應速度如今通常要比人類(lèi)反應更快，因此激光雷達可以有效的提升駕駛安全。

  全球與中國激光雷達市場(chǎng)規模|Frost&Sullivan

  據調研機構Yole預測，在2030年全球車(chē)載激光雷達(L2-L5)出貨量總額約在2390萬(wàn)個(gè)，銷(xiāo)售總額超過(guò)139億美元。德邦證券預測2025年全球/中國市場(chǎng)激光雷達在下游配套汽車(chē)量產(chǎn)領(lǐng)域空間將有望分別達108.0/47.6億美元。

  艾邁斯半導體與歐司朗大中華區汽車(chē)事業(yè)部市場(chǎng)應用及業(yè)務(wù)發(fā)展總監金安敏在接受電子發(fā)燒友采訪(fǎng)時(shí)表示，看到中國市場(chǎng)對車(chē)載激光雷達的需求非?；馃?，很多“造車(chē)新勢力”和新能源車(chē)品牌都公布了激光雷達以及自動(dòng)駕駛的規劃。從明年2022年開(kāi)始，會(huì )陸續看到一些品牌交付配備車(chē)載激光雷達的車(chē)型。

  同時(shí)，隨著(zhù)汽車(chē)智能化程度加深，需要的傳感器數量也在快速增加，如L3級智能汽車(chē)需要配備10個(gè)超聲波雷達、8個(gè)毫米波雷達、8個(gè)攝像頭以及1個(gè)激光雷達。極狐阿爾法S華為HI版便搭配了3個(gè)激光雷達(左前、右前以及中間)、13個(gè)攝像頭、6個(gè)毫米波雷達、1個(gè)車(chē)頂慣導、1個(gè)域控制器。

  激光雷達與其它傳感器優(yōu)勢對比|開(kāi)源證券研究所

  此外，小鵬宣布推出首款量產(chǎn)激光雷達的車(chē)型，本田L(fēng)EGEND、奔馳S級、豐田雷克薩斯LS、長(cháng)城等廠(chǎng)商也陸續宣布2021年要上市激光雷達車(chē)型。

  針對火熱的市場(chǎng)，金安敏表示中國消費者普遍更年輕，也更喜歡新事物，對自動(dòng)駕駛的嘗鮮和體驗會(huì )帶來(lái)一波激光雷達需求明顯的增長(cháng)。

  不過(guò)需要注意的是盡管激光雷達市場(chǎng)發(fā)展前景可期，但現階段激光雷達在商業(yè)化落地仍然較難。此前有許多資本市場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)認為，激光雷達將在2018年或者2019年進(jìn)入量產(chǎn)節點(diǎn)，但一些業(yè)內人士并不如此認為。

  雖然在2022年就能夠看到許多汽車(chē)開(kāi)始搭載激光雷達，但想要大規模量產(chǎn)，嶺緯科技銷(xiāo)售及市場(chǎng)總監芮明昭在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，車(chē)載激光雷達大規模落地，還需要一段時(shí)間，樂(lè )觀(guān)點(diǎn)看2025年會(huì )有一定規模。

  同時(shí)芮明昭還認為，激光雷達是真三維測量，可以帶來(lái)實(shí)時(shí)的準確的3D感知信息給車(chē)輛，隨著(zhù)規?；瘧闷占?，價(jià)格會(huì )大幅度降低，未來(lái)一些近距離補盲激光雷達可能會(huì )比現在的毫米波雷達或攝像頭更為便宜，在車(chē)載應用上，主要是看傳感器承擔的作用還有安裝覆蓋角度范圍，以及各個(gè)傳感器的功能確定使用數量，但可以肯定的是，激光雷達會(huì )應用越來(lái)越多，而且會(huì )成為自動(dòng)駕駛或高級別輔助駕駛的核心傳感器。

  激光雷達的落地難點(diǎn)在哪?

  激光雷達的商業(yè)化是一項龐大的工程，既要開(kāi)發(fā)軟件及算法，又要進(jìn)行硬件的制造，僅憑一家企業(yè)很難完成整個(gè)工程。同時(shí)對于激光雷達是否要應用在新能源車(chē)中，在2020年便發(fā)生過(guò)一場(chǎng)著(zhù)名的爭論，爭論雙方的主角為特斯拉CEO馬斯克以及小鵬汽車(chē)的創(chuàng )始人何小鵬。

  對于激光雷達，馬斯克一直都不看好，在2019年甚至公開(kāi)在自家的新品發(fā)布會(huì )上表示對激光雷達的嫌棄之情。

  當小鵬汽車(chē)宣布要在2021年生產(chǎn)的車(chē)型上使用激光雷達時(shí)，馬斯克發(fā)布言論稱(chēng)，“他們(小鵬)有特斯拉的舊版本軟件，沒(méi)有我們最新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算機?！辈⑶疫€在隨后直言小鵬汽車(chē)抄襲特斯拉代碼。

  小鵬汽車(chē)創(chuàng )始人何小鵬也在隨后回懟，表示發(fā)布的包含激光雷達的下一代自動(dòng)駕駛架構，讓西邊的某人很不爽。

  對此，芮明昭表示特斯拉首先考慮的還是成本問(wèn)題，激光雷達目前來(lái)說(shuō)成本比相機還是要高出不少，對于特斯拉這種想推動(dòng)普及電動(dòng)汽車(chē)車(chē)廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，成本是一個(gè)重要的考慮因素。

  據了解，特斯拉所采用的單目攝像頭成本在150-600元之間，更復雜的三目攝像頭成本也在千元以?xún)?。相比之下?A href="http://joq5k4q.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e6%bf%80%e5%85%89%e9%9b%b7%e8%be%be&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">激光雷達成本就要貴了不少。如2020年初覽沃對外推出的兩款激光雷達產(chǎn)品，其中Livox Horizon零售價(jià)低至6499元;Tele-15零售價(jià)低至9000元。如此高的成本，對于不少企業(yè)而言也是一個(gè)較大的負擔。

  因此目前超過(guò)1000美元的激光雷達一般會(huì )裝載在高端車(chē)型上，而500美元以下的激光雷達多應用在中等大眾車(chē)型，200美元以下的產(chǎn)品則是搭載在低端普通車(chē)型上。

  金安敏認為，目前了解的國外用戶(hù)對于激光雷達的落地比國內會(huì )更加審慎或者保守些。普遍國外汽車(chē)品牌對于規?；宪?chē)載激光雷達的時(shí)間計劃都相對比較晚，普遍都在2024以后。

  而汽車(chē)客戶(hù)會(huì )比較關(guān)注激光雷達是否通過(guò)車(chē)規要求，長(cháng)期可靠性如何，以及成本，此前激光雷達無(wú)法大規模使用的很大一個(gè)障礙就是成本。預計最終激光雷達可以做到幾百美金的水平，來(lái)推動(dòng)規?；氖褂?。

  對于激光雷達的成本，芮明昭認為，激光雷達的成本現在已經(jīng)降低不少，而且隨著(zhù)應用的進(jìn)一步擴大，未來(lái)成本會(huì )讓汽車(chē)廠(chǎng)商能夠接受，而且傳感器從2D到3D的升級迭代是必然趨勢，激光雷達的未來(lái)不僅僅是一個(gè)單一產(chǎn)品，他會(huì )結合傳統的2D相機，融合成為3D相機，這個(gè)傳感器本身會(huì )有真三維深度信息的輸出和顏色信息輸出，嶺緯科技如今做的產(chǎn)品就有這個(gè)特性。

  成本降低需求讓激光雷達從機械式向固態(tài)發(fā)展

  想要提升激光雷達的裝配率，降低成本無(wú)疑是一個(gè)有效的方法。從技術(shù)與成本角度來(lái)看激光雷達激光器VCSEL(垂直腔表面激光發(fā)生器)要優(yōu)于EEL(邊發(fā)射激光器)，EEL激光器需要進(jìn)行切割、翻轉、鍍膜、再切割的工藝步驟，往往只能通過(guò)單 顆一一貼裝的方式和電路板整合，而且每顆激光器需要使用分立的光學(xué)器件進(jìn)行光束發(fā)散角的壓縮和獨立手工裝調，極大地依賴(lài)產(chǎn)線(xiàn)工人的手工裝調技術(shù)，生產(chǎn)成本高且一致性難以保障。

  VCSEL其發(fā)光面與半導體晶圓平行，具有面上發(fā)光的特性，其所形成 的激光器陣列易于與平面化的電路芯片鍵合，在精度層面由半導體加工設備保障，無(wú)需再進(jìn)行每個(gè)激光器的單獨裝調，且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進(jìn)行整合，提升光束質(zhì)量。

  在進(jìn)行車(chē)規認證時(shí)，固態(tài)激光雷達相比機械激光雷達更有優(yōu)勢。芮明昭介紹到，車(chē)規認證對激光雷達的機械震動(dòng)、溫度、EMC/EMI等指標有著(zhù)嚴苛要求，所涉及的測試項目有100多項，還要遵循ISO 26262功能安全標準，在實(shí)際的操作過(guò)程，各個(gè)車(chē)廠(chǎng)有自己的企業(yè)標準，也是需要達到并滿(mǎn)足的，還要隨車(chē)進(jìn)行夏季和冬季測試，全程完成了才算是真正達到能夠上車(chē)標準。目前嶺緯科技TitanM1系列固態(tài)高分辨率激光雷達已經(jīng)在第三方實(shí)驗室按照車(chē)規級標準通過(guò)了相關(guān)的認證測試。

  采用電機機械旋轉或掃描結構的激光雷達，在振動(dòng)和沖擊測試項目中會(huì )有很多挑戰，另外還需要關(guān)注可靠性和耐久性，特別在汽車(chē)應用上，有可能單項測試會(huì )通過(guò)，但是時(shí)間長(cháng)了會(huì )快速疲勞失效，對后面維護和質(zhì)保帶來(lái)隱患，而在這個(gè)方面沒(méi)有電機旋轉的固態(tài)激光雷達會(huì )更有優(yōu)勢。

  從技術(shù)角度上看MEMS方案也將是激光雷達最佳的選擇，MEMS采用的是微振鏡操縱元件，減少激光器和探測器的數量有利于大幅降低成本，但是由于車(chē)載工作環(huán)境震動(dòng)較大，目前MEMS車(chē)載可靠性仍有待提升。

  芮明昭表示，技術(shù)挑戰來(lái)自市場(chǎng)的需求，嶺緯科技在2016年公司成立之初就研究并開(kāi)發(fā)基于MEMS技術(shù)路線(xiàn)的固態(tài)高分辨激光雷達，到目前綜合來(lái)看MEMS技術(shù)路線(xiàn)依然是最優(yōu)的上車(chē)激光雷達技術(shù)路線(xiàn)。

  不過(guò)對于艾邁斯半導體與歐司朗集團而言，不論是選擇哪種方案，他們都可以給出相應的產(chǎn)品。金安敏表示，集團擁有完整的激光雷達發(fā)射端技術(shù)產(chǎn)品，包括全球領(lǐng)先的EEL(邊發(fā)射激光器)和高功率VCSEL(垂直腔表面激光發(fā)生器)產(chǎn)品。公司同激光雷達產(chǎn)業(yè)的主要玩家都有深入的合作，這些企業(yè)的許多拳頭產(chǎn)品采用了艾邁斯半導體與歐司朗產(chǎn)品。公司的產(chǎn)品符合高可靠性的車(chē)規要求，擁有業(yè)界無(wú)與倫比的規格性能，以及充分的產(chǎn)能規劃來(lái)滿(mǎn)足交付的要求。大量的激光雷達客戶(hù)都對艾邁斯半導體與歐司朗集團的技術(shù)和產(chǎn)品有很高的口碑。

  小結

  目前激光雷達市場(chǎng)正處在市場(chǎng)爆發(fā)的前夕，想要實(shí)現更高級別的自動(dòng)駕駛，要么軟件升級，要么硬件升級，特斯拉選擇了軟件，而國內廠(chǎng)商選擇了硬件，也就是激光雷達。但目前來(lái)看，激光雷達成本過(guò)高，技術(shù)也尚未徹底成熟，大規模落地還需時(shí)間。但不論怎樣，未來(lái)智能汽車(chē)的升級，必然是硬件+軟件的共同升級，激光雷達能否承擔起自動(dòng)駕駛硬件升級的重任，讓我們拭目以待。