爆發(fā)前夕的車載激光雷達(dá) 孕育千億藍(lán)海市場(chǎng)

  ICC訊 智能汽車的興起，讓自動(dòng)駕駛技術(shù)也不斷更新迭代。在去年2月份，我國便公開表示智能汽車的標(biāo)簽便是需要搭載先進(jìn)的傳感器。目前較為主流的車載傳感器為毫米波雷達(dá)、車載攝像頭、超聲波雷達(dá)等，但隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷提升，對(duì)于傳感器的要求也越來越高，激光雷達(dá)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(dá)，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(dá)有關(guān)，但激光雷達(dá)可以有效幫助汽車實(shí)現(xiàn)更好的自動(dòng)駕駛卻是事實(shí)。

  這一點(diǎn)可以從激光雷達(dá)市場(chǎng)發(fā)展情況看出，據(jù)市場(chǎng)分析公司TrendForce報(bào)告預(yù)測(cè)，隨著ADAS、自動(dòng)駕駛汽車、工業(yè)、智慧城市的發(fā)展，激光雷達(dá)市場(chǎng)將從2020年的6.82億美元增長(zhǎng)至2025年的29億美元，而ADAS和自動(dòng)駕駛汽車成為其中最大的收入來源。

  激光雷達(dá)市場(chǎng)現(xiàn)出千億藍(lán)海 2025年大規(guī)模量產(chǎn)

  激光雷達(dá)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(diǎn)，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(dá)可以有效的提升駕駛安全。

  全球與中國激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模|Frost&Sullivan

  據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)，在2030年全球車載激光雷達(dá)(L2-L5)出貨量總額約在2390萬個(gè)，銷售總額超過139億美元。德邦證券預(yù)測(cè)2025年全球/中國市場(chǎng)激光雷達(dá)在下游配套汽車量產(chǎn)領(lǐng)域空間將有望分別達(dá)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(chǎng)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(shí)表示，看到中國市場(chǎng)對(duì)車載激光雷達(dá)的需求非常火熱，很多“造車新勢(shì)力”和新能源車品牌都公布了激光雷達(dá)以及自動(dòng)駕駛的規(guī)劃。從明年2022年開始，會(huì)陸續(xù)看到一些品牌交付配備車載激光雷達(dá)的車型。

  同時(shí)，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(jí)智能汽車需要配備10個(gè)超聲波雷達(dá)、8個(gè)毫米波雷達(dá)、8個(gè)攝像頭以及1個(gè)激光雷達(dá)。極狐阿爾法S華為HI版便搭配了3個(gè)激光雷達(dá)(左前、右前以及中間)、13個(gè)攝像頭、6個(gè)毫米波雷達(dá)、1個(gè)車頂慣導(dǎo)、1個(gè)域控制器。

  激光雷達(dá)與其它傳感器優(yōu)勢(shì)對(duì)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(dá)的車型，本田L(fēng)EGEND、奔馳S級(jí)、豐田雷克薩斯LS、長(zhǎng)城等廠商也陸續(xù)宣布2021年要上市激光雷達(dá)車型。

  針對(duì)火熱的市場(chǎng)，金安敏表示中國消費(fèi)者普遍更年輕，也更喜歡新事物，對(duì)自動(dòng)駕駛的嘗鮮和體驗(yàn)會(huì)帶來一波激光雷達(dá)需求明顯的增長(zhǎng)。

  不過需要注意的是盡管激光雷達(dá)市場(chǎng)發(fā)展前景可期，但現(xiàn)階段激光雷達(dá)在商業(yè)化落地仍然較難。此前有許多資本市場(chǎng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，激光雷達(dá)將在2018年或者2019年進(jìn)入量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，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(dá)，但想要大規(guī)模量產(chǎn)，嶺緯科技銷售及市場(chǎng)總監(jiān)芮明昭在接受采訪時(shí)表示，車載激光雷達(dá)大規(guī)模落地，還需要一段時(shí)間，樂觀點(diǎn)看2025年會(huì)有一定規(guī)模。

  同時(shí)芮明昭還認(rèn)為，激光雷達(dá)是真三維測(cè)量，可以帶來實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確的3D感知信息給車輛，隨著規(guī)?；瘧?yīng)用普及，價(jià)格會(huì)大幅度降低，未來一些近距離補(bǔ)盲激光雷達(dá)可能會(huì)比現(xiàn)在的毫米波雷達(dá)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(gè)傳感器的功能確定使用數(shù)量，但可以肯定的是，激光雷達(dá)會(huì)應(yīng)用越來越多，而且會(huì)成為自動(dòng)駕駛或高級(jí)別輔助駕駛的核心傳感器。

  激光雷達(dá)的落地難點(diǎn)在哪?

  激光雷達(dá)的商業(yè)化是一項(xiàng)龐大的工程，既要開發(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(duì)于激光雷達(dá)是否要應(yīng)用在新能源車中，在2020年便發(fā)生過一場(chǎng)著名的爭(zhēng)論，爭(zhēng)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(duì)于激光雷達(dá)，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(huì)上表示對(duì)激光雷達(dá)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(dá)時(shí)，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(jì)算機(jī)?！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(dá)的下一代自動(dòng)駕駛架構(gòu)，讓西邊的某人很不爽。

  對(duì)此，芮明昭表示特斯拉首先考慮的還是成本問題，激光雷達(dá)目前來說成本比相機(jī)還是要高出不少，對(duì)于特斯拉這種想推動(dòng)普及電動(dòng)汽車車廠來說，成本是一個(gè)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(dá)成本就要貴了不少。如2020年初覽沃對(duì)外推出的兩款激光雷達(dá)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(duì)于不少企業(yè)而言也是一個(gè)較大的負(fù)擔(dān)。

  因此目前超過1000美元的激光雷達(dá)一般會(huì)裝載在高端車型上，而500美元以下的激光雷達(dá)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(duì)于激光雷達(dá)的落地比國內(nèi)會(huì)更加審慎或者保守些。普遍國外汽車品牌對(duì)于規(guī)?；宪囕d激光雷達(dá)的時(shí)間計(jì)劃都相對(duì)比較晚，普遍都在2024以后。

  而汽車客戶會(huì)比較關(guān)注激光雷達(dá)是否通過車規(guī)要求，長(zhǎng)期可靠性如何，以及成本，此前激光雷達(dá)無法大規(guī)模使用的很大一個(gè)障礙就是成本。預(yù)計(jì)最終激光雷達(dá)可以做到幾百美金的水平，來推動(dòng)規(guī)?；氖褂谩?

  對(duì)于激光雷達(dá)的成本，芮明昭認(rèn)為，激光雷達(dá)的成本現(xiàn)在已經(jīng)降低不少，而且隨著應(yīng)用的進(jìn)一步擴(kuò)大，未來成本會(huì)讓汽車廠商能夠接受，而且傳感器從2D到3D的升級(jí)迭代是必然趨勢(shì)，激光雷達(dá)的未來不僅僅是一個(gè)單一產(chǎn)品，他會(huì)結(jié)合傳統(tǒng)的2D相機(jī)，融合成為3D相機(jī)，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(dá)從機(jī)械式向固態(tài)發(fā)展

  想要提升激光雷達(dá)的裝配率，降低成本無疑是一個(gè)有效的方法。從技術(shù)與成本角度來看激光雷達(dá)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(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(jìn)行光束發(fā)散角的壓縮和獨(dú)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(jìn)行每個(gè)激光器的單獨(dú)裝調(diào)，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)行車規(guī)認(rèn)證時(shí)，固態(tài)激光雷達(dá)相比機(jī)械激光雷達(dá)更有優(yōu)勢(shì)。芮明昭介紹到，車規(guī)認(rèn)證對(duì)激光雷達(dá)的機(jī)械震動(dòng)、溫度、EMC/EMI等指標(biāo)有著嚴(yán)苛要求，所涉及的測(cè)試項(xiàng)目有100多項(xiàng)，還要遵循ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際的操作過程，各個(gè)車廠有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是需要達(dá)到并滿足的，還要隨車進(jìn)行夏季和冬季測(cè)試，全程完成了才算是真正達(dá)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(dá)已經(jīng)在第三方實(shí)驗(yàn)室按照車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)通過了相關(guān)的認(rèn)證測(cè)試。

  采用電機(jī)機(jī)械旋轉(zhuǎn)或掃描結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)，在振動(dòng)和沖擊測(cè)試項(xiàng)目中會(huì)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(xiàng)測(cè)試會(huì)通過，但是時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)快速疲勞失效，對(duì)后面維護(hù)和質(zhì)保帶來隱患，而在這個(gè)方面沒有電機(jī)旋轉(zhuǎn)的固態(tài)激光雷達(dá)會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

  從技術(shù)角度上看MEMS方案也將是激光雷達(dá)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(cè)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(dòng)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(chǎng)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(dá)，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(dá)技術(shù)路線。

  不過對(duì)于艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗集團(tuán)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(tuán)擁有完整的激光雷達(dá)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(dá)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(dá)客戶都對(duì)艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗集團(tuán)的技術(shù)和產(chǎn)品有很高的口碑。

  小結(jié)

  目前激光雷達(dá)市場(chǎng)正處在市場(chǎng)爆發(fā)的前夕，想要實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，要么軟件升級(jí)，要么硬件升級(jí)，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(dá)。但目前來看，激光雷達(dá)成本過高，技術(shù)也尚未徹底成熟，大規(guī)模落地還需時(shí)間。但不論怎樣，未來智能汽車的升級(jí)，必然是硬件+軟件的共同升級(jí)，激光雷達(dá)能否承擔(dān)起自動(dòng)駕駛硬件升級(jí)的重任，讓我們拭目以待。