爆發(fā)前夕的車載激光雷達 孕育千億藍海市場

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

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

  這一點可以從激光雷達市場發(fā)展情況看出，據(jù)市場分析公司TrendForce報告預(yù)測，隨著ADAS、自動駕駛汽車、工業(yè)、智慧城市的發(fā)展，激光雷達市場將從2020年的6.82億美元增長至2025年的29億美元，而ADAS和自動駕駛汽車成為其中最大的收入來源。

  激光雷達市場現(xiàn)出千億藍海 2025年大規(guī)模量產(chǎn)

  激光雷達可以有效幫助車載系統(tǒng)了解車輛周圍存在的障礙，擁有精度高、夜間效果好、同步建圖功能優(yōu)秀等特點，且無需深度學(xué)習(xí)算法，可以直接獲得物體的距離和方位信息，能夠讓汽車快速采取相應(yīng)措施，由于電腦的反應(yīng)速度如今通常要比人類反應(yīng)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規(guī)模|Frost&Sullivan

  據(jù)調(diào)研機構(gòu)Yole預(yù)測，在2030年全球車載激光雷達(L2-L5)出貨量總額約在2390萬個，銷售總額超過139億美元。德邦證券預(yù)測2025年全球/中國市場激光雷達在下游配套汽車量產(chǎn)領(lǐng)域空間將有望分別達108.0/47.6億美元。

  艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗大中華區(qū)汽車事業(yè)部市場應(yīng)用及業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏在接受電子發(fā)燒友采訪時表示，看到中國市場對車載激光雷達的需求非?；馃?，很多“造車新勢力”和新能源車品牌都公布了激光雷達以及自動駕駛的規(guī)劃。從明年2022年開始，會陸續(xù)看到一些品牌交付配備車載激光雷達的車型。

  同時，隨著汽車智能化程度加深，需要的傳感器數(shù)量也在快速增加，如L3級智能汽車需要配備10個超聲波雷達、8個毫米波雷達、8個攝像頭以及1個激光雷達。極狐阿爾法S華為HI版便搭配了3個激光雷達(左前、右前以及中間)、13個攝像頭、6個毫米波雷達、1個車頂慣導(dǎo)、1個域控制器。

  激光雷達與其它傳感器優(yōu)勢對比|開源證券研究所

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

  針對火熱的市場，金安敏表示中國消費者普遍更年輕，也更喜歡新事物，對自動駕駛的嘗鮮和體驗會帶來一波激光雷達需求明顯的增長。

  不過需要注意的是盡管激光雷達市場發(fā)展前景可期，但現(xiàn)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的觀點認(rèn)為，激光雷達將在2018年或者2019年進入量產(chǎn)節(jié)點，但一些業(yè)內(nèi)人士并不如此認(rèn)為。

  雖然在2022年就能夠看到許多汽車開始搭載激光雷達，但想要大規(guī)模量產(chǎn)，嶺緯科技銷售及市場總監(jiān)芮明昭在接受采訪時表示，車載激光雷達大規(guī)模落地，還需要一段時間，樂觀點看2025年會有一定規(guī)模。

  同時芮明昭還認(rèn)為，激光雷達是真三維測量，可以帶來實時的準(zhǔn)確的3D感知信息給車輛，隨著規(guī)?；瘧?yīng)用普及，價格會大幅度降低，未來一些近距離補盲激光雷達可能會比現(xiàn)在的毫米波雷達或攝像頭更為便宜，在車載應(yīng)用上，主要是看傳感器承擔(dān)的作用還有安裝覆蓋角度范圍，以及各個傳感器的功能確定使用數(shù)量，但可以肯定的是，激光雷達會應(yīng)用越來越多，而且會成為自動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在哪?

  激光雷達的商業(yè)化是一項龐大的工程，既要開發(fā)軟件及算法，又要進行硬件的制造，僅憑一家企業(yè)很難完成整個工程。同時對于激光雷達是否要應(yīng)用在新能源車中，在2020年便發(fā)生過一場著名的爭論，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年甚至公開在自家的新品發(fā)布會上表示對激光雷達的嫌棄之情。

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

  小鵬汽車創(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駕駛架構(gòu)，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題，激光雷達目前來說成本比相機還是要高出不少，對于特斯拉這種想推動普及電動汽車車廠來說，成本是一個重要的考慮因素。

  據(jù)了解，特斯拉所采用的單目攝像頭成本在150-600元之間，更復(fù)雜的三目攝像頭成本也在千元以內(nèi)。相比之下，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零售價低至6499元;Tele-15零售價低至9000元。如此高的成本，對于不少企業(yè)而言也是一個較大的負(fù)擔(dān)。

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

  金安敏認(rèn)為，目前了解的國外用戶對于激光雷達的落地比國內(nèi)會更加審慎或者保守些。普遍國外汽車品牌對于規(guī)模化上車載激光雷達的時間計劃都相對比較晚，普遍都在2024以后。

  而汽車客戶會比較關(guān)注激光雷達是否通過車規(guī)要求，長期可靠性如何，以及成本，此前激光雷達無法大規(guī)模使用的很大一個障礙就是成本。預(yù)計最終激光雷達可以做到幾百美金的水平，來推動規(guī)模化的使用。

  對于激光雷達的成本，芮明昭認(rèn)為，激光雷達的成本現(xiàn)在已經(jīng)降低不少，而且隨著應(yīng)用的進一步擴大，未來成本會讓汽車廠商能夠接受，而且傳感器從2D到3D的升級迭代是必然趨勢，激光雷達的未來不僅僅是一個單一產(chǎn)品，他會結(jié)合傳統(tǒng)的2D相機，融合成為3D相機，這個傳感器本身會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，降低成本無疑是一個有效的方法。從技術(shù)與成本角度來看激光雷達激光器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激光器需要進行切割、翻轉(zhuǎn)、鍍膜、再切割的工藝步驟，往往只能通過單 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)器件進行光束發(fā)散角的壓縮和獨立手工裝調(diào)，極大地依賴產(chǎn)線工人的手工裝調(diào)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(dǎo)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(dǎo)體加工設(shè)備保障，無需再進行每個激光器的單獨裝調(diào)，且易于和面上工藝的硅材料微型透鏡進行整合，提升光束質(zhì)量。

  在進行車規(guī)認(rèn)證時，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，車規(guī)認(rèn)證對激光雷達的機械震動、溫度、EMC/EMI等指標(biāo)有著嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)，在實際的操作過程，各個車廠有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是需要達到并滿足的，還要隨車進行夏季和冬季測試，全程完成了才算是真正達到能夠上車標(biāo)準(zhǔn)。目前嶺緯科技TitanM1系列固態(tài)高分辨率激光雷達已經(jīng)在第三方實驗室按照車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)通過了相關(guān)的認(rèn)證測試。

  采用電機機械旋轉(zhuǎn)或掃描結(jié)構(gòu)的激光雷達，在振動和沖擊測試項目中會有很多挑戰(zhàn)，另外還需要關(guān)注可靠性和耐久性，特別在汽車應(yīng)用上，有可能單項測試會通過，但是時間長了會快速疲勞失效，對后面維護和質(zhì)保帶來隱患，而在這個方面沒有電機旋轉(zhuǎn)的固態(tài)激光雷達會更有優(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(shù)量有利于大幅降低成本，但是由于車載工作環(huán)境震動較大，目前MEMS車載可靠性仍有待提升。

  芮明昭表示，技術(shù)挑戰(zhàn)來自市場的需求，嶺緯科技在2016年公司成立之初就研究并開發(fā)基于MEMS技術(shù)路線的固態(tài)高分辨激光雷達，到目前綜合來看MEMS技術(shù)路線依然是最優(yōu)的上車激光雷達技術(shù)路線。

  不過對于艾邁斯半導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)體與歐司朗產(chǎn)品。公司的產(chǎn)品符合高可靠性的車規(guī)要求，擁有業(yè)界無與倫比的規(guī)格性能，以及充分的產(chǎn)能規(guī)劃來滿足交付的要求。大量的激光雷達客戶都對艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗集團的技術(shù)和產(chǎn)品有很高的口碑。

  小結(jié)

  目前激光雷達市場正處在市場爆發(fā)的前夕，想要實現(xiàn)更高級別的自動駕駛，要么軟件升級，要么硬件升級，特斯拉選擇了軟件，而國內(nèi)廠商選擇了硬件，也就是激光雷達。但目前來看，激光雷達成本過高，技術(shù)也尚未徹底成熟，大規(guī)模落地還需時間。但不論怎樣，未來智能汽車的升級，必然是硬件+軟件的共同升級，激光雷達能否承擔(dān)起自動駕駛硬件升級的重任，讓我們拭目以待。