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产品上量车企内卷资本助力 激光雷达未来一片光明吗?

2021-12-31 16:25:07来源:TechWeb

随着国外激光雷达产业龙头企业头 Velodyne 、Luminar等企业相继上市,资本力量正加速入局激光雷达行业市场,这也将重塑当前激光雷达行业...

随着国外激光雷达产业龙头企业头 Velodyne 、Luminar等企业相继上市,资本力量正加速入局激光雷达行业市场,这也将重塑当前激光雷达行业的发展格局。

在产业元年即将到来之际,几乎所有的国产汽车企业都选择了激光雷达路线,据不完全统计,2022年计划量产的激光雷达车型达15款,北汽极狐阿尔法、小鹏、蔚来、上汽、奔驰等车企都相继预告了激光雷达新品车型。

产品上量、车企内卷、资本助力,激光雷达未来真的一片光明吗?

发展早期:成本高 商业化场景少

激光雷达作为自动驾驶技术实现的关键技术设备,自1960年诞生后一直备受产业关注,早在 1971 年,激光雷达便跟随阿波罗 15 号进行了月面测绘。但一直以来,受制于各类激光设备的技术难度,激光雷达成本较高,商业化场景较少。

21世纪以来,Velodyne 首次将 64 线激光雷达应用于 DARPA 挑战赛,2007 年 Velodyne 生产出首台商用 3D 动态扫描激光雷达,成为该行业的重要时刻。

随着自动驾驶技术被产业所提及,越来越多的汽车用上辅助驾驶这类功能,激光雷达也逐渐迎来风口。

2015年到2016年,不少激光雷达领域公司相继成立,受制于自动驾驶汽车商业化落地的过程进展缓慢,激光雷达技术热度也随之冷却。

现状:需求广 机械式向固态化演进

激光雷达利用可见光和近红外光发射一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。

同时,激光雷达也常以线数区分,如 4 线、8 线、16 线、32 线、128 线等。线数是指激光发射光源数,16 线产品有 16 个光源,以此类推。

按扫描方式划分,激光雷达扫描方式有无机械转动部件可以分为机械式、半固态、固态。混合固态分为 MEMS、转镜,纯固态分为相控阵 OPA、Flash。

智能汽车产业的发展,再次让激光雷达领域升温,当辅助驾驶逐渐成为车企间的主要竞争方式后,激光雷达领域公司备受关注,包括Ibeo、Valeo、Luminar 等公司相继推出各自的激光雷达产品,资本力量加速入局,逐渐改变市场格局。

激光雷达部件较多,每个部件技术选择的不同就会造成效果和成本的不同,当前为了优化产品成本,大部分企业从产品扫描方式切入,扫描系统从机械转向固态扫描,固态激光雷达替代机械式激光雷达成为降低成本的必然选择。

我国快速布局人工智能与自动驾驶领域,包括速腾聚创、镭神智能、禾赛科技等一大批科技公司不断涌现,国内激光雷达正向着大范围、高分辨率、低成本的路径逐渐发展,且技术路线逐渐由机械式雷达向固态方式改变。

一位从事激光雷达产业研究相关人士接受TechWeb采访时表示,国外机械式雷达产品相较国内起步较早,有专利门槛,其技术积累也较为深厚,但从固态/半固态产品发展来看,国内与国外相对齐头并进,整体技术实力相差无几。

从融资方面来看,据IT桔子数据,2017 年至今,国内激光雷达公司共发生 62 件融资事件。从单次融资额看,在已透露融资额的公司中,有 10家公司共 13 次融资的单次融资额超过一亿人民币,其中,禾赛科技 A、B 轮融资均超过亿元人民币,并获 1.73 亿美元 C 轮融资,镭神智能也在 A+轮和 B 轮中获得亿元及以上人民币融资。

按产业链划分,激光雷达主要由上游光学器件公司构成,中游则是做激光雷达产品的相关公司,下游主要包括测绘视觉、机器人、自动驾驶、无人机和环境监测五个应用方向。

从国内公司来看,近年来我国中游强上游弱的局面得到了一定改观。目前,以速腾聚创、禾赛科技、镭神智能为代表的国内激光雷达产业公司主要集中在中游,但上游也涌现出了一批优秀公司,例如华为哈勃投资的芯视界微电子,小米集团领投、联想和真格基金跟投的灵明光子等。

进入2020年以来,随着国内激光雷达产业快速发展,其成本也逐渐下探到低位水平,激光雷达价格已经从动辄上万美元降低到千元档位。

未来:上量、降价背后 激光雷达产业的挑战

不可否认,经过数年产业发展,激光雷达相较十年前无论从应用场景、变现能力、技术路径都发生了质的飞跃,但与此同时,激光雷达上车加速背后也面临诸多问题。

首先,规模量产与产品质量的检验。

激光雷达成本主要分为三个方面:研发成本、物料成本、生产成本。大规模量产后,生产成本与研发成本可随量产规模扩大显著分摊,但同时,规模量产背后也将面临产品良率、上车返修率等诸多问题。

制作工艺尚未成熟、量产良率需要时间积累,生产把控能力成为关键,激光雷达作为新兴的精密传感器,尚无确定的行业标准和成熟稳定的工艺,生产环节多步,包括针对产品结构、硬件特性、软件算法的精准装调和测试工序,这也会对未来产品发展带来显著影响。

其次,成本与技术路线的平衡。

激光雷达作为一种集光、机、电一体化的精密传感器,其内部有数百个细分器件,在生产工艺上,物料成本和设备调试成本都很高,因此市场售价不菲。那么问题来了,激光雷达公司之间产品价格的差异主要取决于什么(为何有的便宜,有的昂贵)?

按照不同的技术路线,各家产品都有自己的优劣势,同时也有自身亟待解决提升完善产品的核心痛点。从目前产品的成熟度来看,MEMS 激光雷达将是当下主流方案,OPA 潜力最大,FLASH 光探测痛点解决潜力也较为显著。

相关研究认为,激光雷达成本主要和系统性能表现、激光雷达系统设计、物料成本以及可制造性,产出与质量等方面有关。

例如系统性能表现方面,探测距离与分辨率的提高带来的必然是更高的成本与价格。此外,软件也是产品溢价能力的重要组成部分。

又如激光雷达系统设计,这一点非常考验激光雷达公司的平衡能力,系统设计必须借助研发能力让光子(激光功率与探测器灵敏度)、原子(固定或扫描的光学与机械结构)和电子(信号与计算)实现探测距离与分辨率等性能指标的平衡。

而在物料成本上,Velodyne 曾表示,其在晶圆级激光雷达,微型激光雷达阵列,ASIC 设计和过程自动化等方面拥有大量关键知识产权,能大幅提升生产效率并降低物料成本。

需要说明的是,除上述之外,成本还和车企使用激光雷达的方式有关。例如有些激光雷达视野相对较窄,可以内嵌于车内;那些视野广的传感器则可以安置于车顶,自然不同的解决方案花费使用的产品不同,成本也就大不相同。

由此可见,激光雷达的成本是由诸多因素构成,所以降低价格也是个系统工程。

虽然目前整个产业已经将成本降低,但成本与产品质量的平衡如何业界还是无法评判。此外,当前激光雷达产品千位的价格区间仍处于高位,百度车联网总经理苏坦曾表示,整车全生命周期至少要换3-5颗激光雷达,这不利于降低用车成本。

当我们熟知了上述影响激光雷达成本及降本及使用方式等因素后,对于当下激光雷达市场,不同厂商,价格相差较大应该有自己的判断。目前激光雷达市场还是处在发展的早期,可以说是泥沙俱下,产品性能鱼目混珠。

最后,真正意义上的车规级标准缺失。

激光雷达产品达到车规级,需在化学特性、机械特性、电气特性三大方面进行 38 项试验,包括备受业界关注的车规级冲击振动和高低温检测。

截至目前,由于处于发展初期,激光雷达没有统一行业标准,每一家车企对激光雷达的车规标准都有自己的理解,行业并没有统一答案。

差异化的行业标准也间接让用户对激光雷达产品的高可靠性画问号,发展初期的激光雷达产业,还需长期的市场验证。

不可否认,激光雷达能够为汽车实现高阶自动驾驶的核心元件,理论上,数量越多就意味着汽车智能化程度更高,但是,车辆实现自动驾驶的过程还存在感知、决策和控制三个条件,车辆多个传感器能否完美协同工作,能否将采集到的数据与其它传感器进行融合,或进行决策才是关键。

无论是硬件还是软件,当前汽车的自动驾驶系统还非常不完善,在看到激光雷达产品进步的前提下,也需要反思整个产业所需面对的问题与挑战,企业过度宣传激光雷达的价值,会导致用户过度依赖这套系统,存在安全隐患。(TechWeb 文/卞海川)

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