前不久，特斯拉向其他汽車(chē)制造商開(kāi)放FSD授權(quán)登上熱搜；接著華為余承東在2023重慶車(chē)展阿維塔科技發(fā)布會(huì)上表示，“中國(guó)L3級(jí)自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)即將出爐”，再次掀起自動(dòng)駕駛技術(shù)熱潮。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，理想L9、極狐阿爾法S全新HI版、智己L7、哪吒S、阿維塔11等車(chē)型都采用了激光雷達(dá)。甚至最近，加州硅谷開(kāi)放Robotaxi，大街小巷7×24小時(shí)運(yùn)營(yíng)的各品牌無(wú)人出租車(chē)也搭載了激光雷達(dá)。
重大利好接踵而至，為自動(dòng)駕駛的加速發(fā)展提供了背書(shū)。但自動(dòng)駕駛加速落地的背后，激光雷達(dá)的重要性愈發(fā)明顯。作為車(chē)用傳感主要器件之一，激光雷達(dá)一直被比喻為自動(dòng)駕駛車(chē)輛的“眼睛”，是幫助汽車(chē)實(shí)現(xiàn)高階智能輔助駕駛功能的重要硬件配置之一，近年來(lái)，激光雷達(dá)市場(chǎng)賽道日漸成熟，國(guó)內(nèi)一批具有自主核心技術(shù)的企業(yè)也不斷涌現(xiàn)。
目前在自動(dòng)駕駛的感知方案上主要有兩種，一是特斯拉的純攝像頭方案，二是國(guó)產(chǎn)主導(dǎo)的多傳感器融合方案（激光雷達(dá)+攝像頭+毫米波雷達(dá)）。隨著高級(jí)別自動(dòng)駕駛的日益普及，確保行駛舒適安全的激光雷達(dá)作為其核心器件，受到越來(lái)越多的重視。
自動(dòng)駕駛不是單一的某領(lǐng)域技術(shù)，而是多技術(shù)融合的成果。激光雷達(dá)分辨率高、可成像，攝像頭可識(shí)別道路場(chǎng)景及目標(biāo)分類，毫米波雷達(dá)測(cè)距，測(cè)速準(zhǔn)確，受環(huán)境影響較小。三種傳感器各有優(yōu)勢(shì)，相互融合感知才能更準(zhǔn)確。因此相互融合、取長(zhǎng)補(bǔ)短，構(gòu)建一個(gè)更加高效精確的傳感系統(tǒng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。而如何讓小型化，低成本，車(chē)規(guī)級(jí)，長(zhǎng)壽命的激光雷達(dá)配合其他傳感器讓自動(dòng)駕駛更加快速的落地，也成為激光雷達(dá)市場(chǎng)的階段性主旋律。
激光雷達(dá)，正加速奔跑
回顧固態(tài)激光雷達(dá)發(fā)展歷程，十幾年前，第一顆激光雷達(dá)被安裝在實(shí)驗(yàn)車(chē)頂，進(jìn)入大眾視線，激光雷達(dá)上車(chē)?yán)顺彪S之而來(lái)，一直席卷至今。2016年被譽(yù)為車(chē)載激光雷達(dá)元年，此時(shí)，Velodyne公司將核心業(yè)務(wù)激光雷達(dá)部門(mén)剝離，成立新公司Velodyne LiDAR，其開(kāi)發(fā)的LiDAR傳感器一度成為行業(yè)標(biāo)配。
國(guó)外激光雷達(dá)研究熱潮漸起，國(guó)內(nèi)也不甘示弱，中國(guó)激光雷達(dá)賽道開(kāi)始嗅到汽車(chē)智能化風(fēng)口的商機(jī)，陸續(xù)出現(xiàn)了禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、Innovusion、一徑科技、飛芯電子等一眾創(chuàng)新型激光雷達(dá)企業(yè)。只是當(dāng)時(shí)的技術(shù)路徑各不相同，禾賽科技選擇傳統(tǒng)國(guó)內(nèi)科技公司打法，先基于國(guó)外機(jī)械式掃描激光雷達(dá)引進(jìn)國(guó)內(nèi)解決有無(wú)問(wèn)題，再進(jìn)行降本技術(shù)迭代，一度讓禾賽科技獲得了大量的樣車(chē)訂單；速騰聚創(chuàng)早期是以機(jī)械式激光雷達(dá)入局，2016年底，面對(duì)即將爆發(fā)的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，速騰聚創(chuàng)開(kāi)始調(diào)整戰(zhàn)略，將重心向MEMS（微電機(jī)系統(tǒng)）技術(shù)方案傾斜。同時(shí)利用MEMS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，速騰聚創(chuàng)在保證性能的同時(shí)將產(chǎn)品做得更加小巧，極大地提高了制造上的一致性，并降低了生產(chǎn)成本，一時(shí)訂單客源不斷。其他激光雷達(dá)企業(yè)也“各出奇招”，全面布局市場(chǎng)，而飛芯電子作為當(dāng)時(shí)獨(dú)樹(shù)一幟的Flash純固態(tài)芯片級(jí)車(chē)載主雷達(dá)公司，因該技術(shù)路徑的芯片設(shè)計(jì)難度，技術(shù)的全球獨(dú)創(chuàng)性，在以“貿(mào)工技”為常規(guī)硬件創(chuàng)業(yè)公司的商業(yè)邏輯的中國(guó)市場(chǎng)里，并不被大家看好。
進(jìn)入2017年，多家激光雷達(dá)企業(yè)宣布推出Flash方案，特別是豐田汽車(chē)已經(jīng)率先在豐田Mirai和雷克薩斯LS500 系列上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
最早宣布將量產(chǎn)Flash激光雷達(dá)的是美國(guó)科技公司TriLumina，其在2017年CES展上發(fā)布Flash激光雷達(dá)產(chǎn)品。同一年，宣布布局Flash激光雷達(dá)的還有北醒光子，在2017年底發(fā)布了Flash激光雷達(dá)CE30，不過(guò)這款產(chǎn)品的垂直視場(chǎng)角僅有9°，應(yīng)用于AGV小車(chē)、物流機(jī)器人等領(lǐng)域，沒(méi)有在乘用車(chē)上搭載。
在隨后的幾年里，LeddarTech、Ibeo、Ouster等幾家企業(yè)先后發(fā)布了Flash激光雷達(dá)產(chǎn)品。
2022年后，國(guó)內(nèi)固態(tài)激光雷達(dá)發(fā)展如火如荼，亮道智能、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)更是先后發(fā)布Flash激光雷達(dá)，且普遍將2023年下半年作為量產(chǎn)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并開(kāi)始了不同程度的布局，但一時(shí)間各種技術(shù)路徑層出不窮，市場(chǎng)呈現(xiàn)百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的場(chǎng)景。
除了機(jī)械式激光雷達(dá)，混合固態(tài)激光雷達(dá)（MEMS、轉(zhuǎn)鏡、棱鏡），國(guó)內(nèi)的禾賽科技、速騰聚創(chuàng)和國(guó)外的ouster還競(jìng)相推出基于SPAD陣列的dToF探測(cè)技術(shù)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)上的全固態(tài)，但dToF探測(cè)機(jī)理和面陣接收模式，卻決定其難以實(shí)現(xiàn)完全的同類設(shè)備抗干擾，隨著同一場(chǎng)景中激光雷達(dá)數(shù)量的增多，這種隱患將被放大，而為了減小激光發(fā)射和數(shù)據(jù)處理壓力，這種雷達(dá)還采用了電掃描發(fā)射方式，但作用距離大多在40m以內(nèi)，只能用于近距離補(bǔ)盲。
不過(guò)，此時(shí)飛芯電子卻沒(méi)走常規(guī)路線，反而選擇了基于折疊積分和偽隨機(jī)編碼的新型固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)，該技術(shù)側(cè)重于在保證同類設(shè)備抗干擾的前提下，通過(guò)大幅簡(jiǎn)化探測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)、降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理壓力從而提高作用距離和低成本控制，進(jìn)而解決抗干擾、遠(yuǎn)距離和低成本問(wèn)題。但我們要知道，任何一項(xiàng)技術(shù)在優(yōu)化其某些性能時(shí)，一定會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題，隨著該技術(shù)的落地，我們將拭目以待。
戰(zhàn)場(chǎng)硝煙四起，F(xiàn)lash技術(shù)成焦點(diǎn)
隨著國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)商業(yè)化駛?cè)肟燔?chē)道，入局者如雨后春筍般涌現(xiàn)，激光雷達(dá)行業(yè)正朝著掃描-半固態(tài)-全固態(tài)路徑不斷發(fā)展。在當(dāng)下幾大激光雷達(dá)技術(shù)之中，相對(duì)更早的機(jī)械式激光雷達(dá)已經(jīng)因體積大、成本高和裝配困難市場(chǎng)份額不斷下降，而量產(chǎn)車(chē)型之中，雖然采用混合半固態(tài)激光雷達(dá)的產(chǎn)品更多，但純固態(tài)激光雷達(dá)還是普遍被認(rèn)為是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。
從純固態(tài)激光雷達(dá)的兩個(gè)主流技術(shù)方向來(lái)看，OPA技術(shù)工藝要求苛刻，生產(chǎn)難度大，預(yù)計(jì)短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)；而選擇結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、技術(shù)更成熟的Flash激光雷達(dá)會(huì)更早實(shí)現(xiàn)落地。此外，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，以905nm為主的ToF技術(shù)逐漸完善，不僅產(chǎn)業(yè)十分成熟，并且成本較低。與之相比，F(xiàn)MCW在車(chē)載應(yīng)用方面，為了滿足其對(duì)點(diǎn)頻和距離的需求，必須使用多通道的解決方案，系統(tǒng)格外復(fù)雜，高額的成本也令不少車(chē)企“退避三舍”。
綜合對(duì)比下，走Flash+ ToF的技術(shù)路線無(wú)疑是車(chē)載激光雷達(dá)的最佳選擇。不僅結(jié)合了Flash方案的體積小、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，在ToF技術(shù)加持下，也能極大地降低成本。直到此時(shí)，走Flash+ ToF技術(shù)路線的飛芯電子才真正浮現(xiàn)在人們眼前。
降成本增產(chǎn)量，打響崛起之戰(zhàn)
自動(dòng)駕駛正成為影響未來(lái)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，在2023年的上海車(chē)展中，作為智能汽車(chē)的關(guān)鍵傳感器，高感知、高精度的激光雷達(dá)更是成為了各大車(chē)企比拼智能化“成績(jī)”的“賽場(chǎng)”之一。
一邊是相對(duì)清晰的結(jié)論，激光雷達(dá)是高階智駕的必備傳感器；另一邊卻是冰冷的現(xiàn)實(shí)，由于激光雷達(dá)的高昂成本，越來(lái)越多智駕方案正在考慮摒棄激光雷達(dá)。
光大證券在研報(bào)中指出，大部分性能優(yōu)良的激光雷達(dá)價(jià)格在1000美元左右；與之相比，4D毫米波雷達(dá)價(jià)格在200美元左右，而攝像頭更低至幾十美元。
盡管特斯拉為代表的部分車(chē)企依然堅(jiān)持基于攝像頭的純視覺(jué)技術(shù)路線。然而，很多汽車(chē)產(chǎn)業(yè)從業(yè)者及行業(yè)專家認(rèn)為，未來(lái)高級(jí)別的自動(dòng)駕駛一定是以激光雷達(dá)為主導(dǎo)的“多傳感融合”方案，而不是以攝像頭主導(dǎo)的“純視覺(jué)感知”。因此，亮道智能、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、飛芯電子等激光雷達(dá)廠商們，不得不竭力破局。
固態(tài)激光雷達(dá)賽道長(zhǎng)坡厚雪，當(dāng)前大部分企業(yè)只是在傳統(tǒng)的CMOS傳感器上做了改進(jìn)，但原理性上并沒(méi)有關(guān)鍵性突破，要想滿足車(chē)載Flash的要求，必須設(shè)計(jì)出具有強(qiáng)抗干擾能力的Flash方式芯片。
值得注意的是，飛芯電子在2016年就提出了芯片級(jí)的方案，通過(guò)自主研發(fā)的芯片設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、系統(tǒng)集成等核心技術(shù)，研制出低成本、體積小、高可靠且具有高抗干擾性和對(duì)人眼保護(hù)的激光雷達(dá)產(chǎn)品，并將關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，而不是簡(jiǎn)單的組裝。
不過(guò)，即使當(dāng)前激光雷達(dá)賽道上新老玩家眾多，但要想滿足低成本和抗同類設(shè)備干擾的要求，完全火力全開(kāi)迎接激光雷達(dá)量產(chǎn)潮，還有很長(zhǎng)的路要走。市場(chǎng)格局終點(diǎn)未定，生死競(jìng)速才剛剛開(kāi)始。由于激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)精密，對(duì)生產(chǎn)的精度和一致性要求極高。在完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)到批量化交付之間，還有大量的工作要做。要想進(jìn)入前裝實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，涉及到功能定義、硬件設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)與測(cè)試驗(yàn)證、系統(tǒng)集成這幾大重要環(huán)節(jié)，缺一不可。
如今，經(jīng)歷了機(jī)械式、半固態(tài)、固態(tài)等掃描方式后，依然沒(méi)有一項(xiàng)能在成本、技術(shù)上占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是Ibeo量產(chǎn)的固態(tài)方案，還是國(guó)內(nèi)的禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、亮道智能幾乎都是沿用Flash純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)融合解決方案，借助成熟的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝持續(xù)降本，快速實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。即使飛芯電子在自研接收和發(fā)射芯片領(lǐng)域有一定把握，但要想實(shí)現(xiàn)真正上車(chē)的固態(tài)激光雷達(dá)，測(cè)距瓶頸仍有待突破！
伴隨智能汽車(chē)市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)且持續(xù)擴(kuò)大，越來(lái)越多用戶對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)充滿期待，顯然，擁有更強(qiáng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的汽車(chē)將成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，激光雷達(dá)技術(shù)決戰(zhàn)下半場(chǎng)，“群雄逐鹿”的時(shí)代正在到來(lái)。
