在谷歌、百度、通用、Uber等各主要參戰(zhàn)方的持續(xù)發(fā)力下，L4級無人駕駛汽車離量產(chǎn)越來越近，不過，在最終目標實現(xiàn)前，業(yè)界還需要克服不少障礙。
除這三種主流的技術(shù)外，Velodyne、Luminar、AEye、禾賽科技等公司也開發(fā)出了新型的固態(tài)雷達技術(shù)方案。
在被問到“無人駕駛量產(chǎn)最大的障礙是什么”時，幾乎所有從業(yè)者都會提到“激光雷達太貴”。特斯拉的兩次致命事故及接二連三的追尾事故似乎也在暗示，離開了激光雷達，無人駕駛汽車的量產(chǎn)就只能是一個遙不可及的夢想。
也正因此，激光雷達就成了產(chǎn)業(yè)鏈上各方關(guān)注的焦點、甚至是競相爭奪的“戰(zhàn)略制高點”。尤其是，進入2017年第四季度，激光雷達的戰(zhàn)場，成了無人駕駛戰(zhàn)爭中最激烈、也最奪人眼球的“分戰(zhàn)場”之一，一輪輪的“你方唱吧我登場”陸續(xù)上演。
國內(nèi)激光雷達廠商禾賽科技CEO李一帆曾把全球激光雷達行業(yè)的客戶分為“測試派”和“整車廠派”，他發(fā)現(xiàn)，與測試派客戶“量少，著急”及對價格不敏感相比，整車廠對激光雷達的需求是“量大，標準高，錢少”，幾百美金是他們能接受的上限。由于這些條件的限制，他們往往只能考慮體積成小、成本更低的固態(tài)激光雷達（或混合固態(tài)）。
為了迎合整車廠派的要求，激光雷達市場上的參與者都在著手開發(fā)性能更好、體積更小、成本更低的激光雷達，并且，其中一些公司已經(jīng)取得了初步進展并公布了量產(chǎn)計劃。
當(dāng)下，“低成本激光雷達”各種技術(shù)路線的優(yōu)劣如何，哪種更容易實現(xiàn)量產(chǎn)？市場上的主要玩家都有誰，進展如何？未來，激光雷達的發(fā)展還會出現(xiàn)哪些新的趨勢？在本文，我們根據(jù)已公開資料，做一個簡單的梳理。
一．混合固態(tài)與純固態(tài)
按技術(shù)路線，激光雷達主要可分為這三個大類：機械旋轉(zhuǎn)式；混合固態(tài)；純固態(tài)。
我們最熟知的機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達如Velodyne的 HDL 64線和HDL 32等，因為量產(chǎn)難度大，機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達被成本更低的混合固態(tài)激光雷達和固態(tài)激光雷達取代已經(jīng)是大勢所趨。所以，本文我們重點談混合固態(tài)和純固態(tài)。
1． 混合固態(tài)激光雷達
混合固態(tài)激光雷達，這是一個由Velodyne公司創(chuàng)造的名稱，即“一半是機械旋轉(zhuǎn)，一半是固態(tài)“。具體地說，產(chǎn)品外形上不存在可見的旋轉(zhuǎn)部件，但其內(nèi)部實際上仍然存在一些機械旋轉(zhuǎn)部件，只是這套機械旋轉(zhuǎn)部件做得非常小巧可以內(nèi)藏而已（驅(qū)動和探測組件是固定的，但掃描系統(tǒng)是機械轉(zhuǎn)動式的 ）。
如Velodyne的VLP－32C和VLP－16，及最新推出的VLS－128即為典型的混合固態(tài)，不過，現(xiàn)在，Velodyne內(nèi)部已經(jīng)不用“混合固態(tài)”這個概念了，他們用的詞是“PUCK”。
當(dāng)前，各種報道中用的“混合固態(tài)”概念模糊不清，雖然很多廠商都聲稱自己的產(chǎn)品是“混合固態(tài)”，但實際上，技術(shù)方案可能大不一樣。
比如，Velodyne的PUCK系列，機械部件都是360度旋轉(zhuǎn)，可視角度也為360度；而IBEO、禾賽科技和Innovusion等的激光雷達，雖然也稱為“混合固態(tài)”，但其水平可視角度均在100－120度之間，可見并非360度旋轉(zhuǎn)。
綜合各種已公開資料來看，與傳統(tǒng)的機械旋轉(zhuǎn)式和“激進”的純固態(tài)相比，走折中路線的混合固態(tài)激光雷達的量產(chǎn)難度最低。在未來幾年，能批量生產(chǎn)的激光雷達，大多都屬于混合固態(tài)。
2． 固態(tài)激光雷達：
內(nèi)部不存在任何的機械旋轉(zhuǎn)部件。所有的激光探測水平和垂直視角都是通過電子方式實現(xiàn)的，本身有夾角，所以無需旋轉(zhuǎn)也能達到一定視場角。但也因為不能旋轉(zhuǎn)，固態(tài)激光雷達的掃描角度有限，要實現(xiàn)全方位掃描，需在不同方向布置多個（至少前后各一個，一般布置4個）。
但由于裝配調(diào)試可以實現(xiàn)自動化，量產(chǎn)成本與量產(chǎn)時間可期待，因此，引起了業(yè)界的濃厚興趣。固態(tài)雷達被認為是激光雷達在未來的主要方向。
固態(tài)激光雷達常見的技術(shù)實現(xiàn)方式有成三類：MEMS、OPA與Flash
除這三種主流的技術(shù)外，Velodyne、Luminar、AEye、禾賽科技等公司也開發(fā)出了新型的固態(tài)雷達技術(shù)方案。
二．已明確了量產(chǎn)進度／計劃的主要玩家
據(jù)《建約車評》統(tǒng)計，截止目前，已明確公布了量產(chǎn)計劃的激光雷達玩家主要有以下幾家：
001．Velodyne
當(dāng)前，市場上幾乎所有宣稱要做低成本激光雷達的廠商，都是把Velodyne作為靶子的，它們喜歡逢人便講自己相對于Velodyne的優(yōu)勢。但實際上，Velodyne也是勇于自我革命的，它從調(diào)整技術(shù)路線和自動化兩個角度入手降低成本。
Velodyne的主要產(chǎn)品如下：
注釋1：
VLP－32C雖然線數(shù)比HDL－64低，但探測距離、角分辨率均優(yōu)于后者。鑒于HDL－64并非Velodyne性能最高的量產(chǎn)產(chǎn)品，并且也即將被淘汰，所以，創(chuàng)業(yè)公司不要總是拿著自己的產(chǎn)品對標HDL－64了；用戶和投資人尤其要注意，不能再被激光雷達廠商給出的自家產(chǎn)品相對比于HDL－64的各種“優(yōu)越性”給忽悠了。
注釋2：
VLS－128可對目標進行分類，但它采集到的數(shù)據(jù)量特別大，對后臺的運算有非常高的要求，而運算量大又導(dǎo)致對計算平臺的功耗性能要求比較高。一般的乘用車、低速商用車（L4／L5），用VLP－32C就足夠了，應(yīng)該不太會用VLS－128。VLS－128線將來基本上都是用在出行公司的無人車上。
據(jù)Velodyne亞洲區(qū)市場總監(jiān)翁煒介紹，Velodye對自己的定位并不是激光雷達生產(chǎn)商，而是作為Tier 2，為T1提供激光雷達的技術(shù)方案和封裝好、達到車規(guī)要求的、ASIC等級達的元器件，再由Tier 1來根據(jù)車企的要求生產(chǎn)激光雷達。“我們的定位是要成為英特爾、AMD這樣的芯片公司”。
002．Quanergy
003．Ibeo
004．Luminar
Luminar的激光雷達看到的車外景象。
005．Innoviz
006．Innoluce
007．日本先鋒公司
008．ASC
009．AEye
此外，還有生產(chǎn)MEMS固態(tài)激光雷達的歐姆龍、生產(chǎn)Flash固態(tài)激光雷達的Oryx Vision、TetraVue，我們并未查詢到公開的量產(chǎn)計劃。
至于因在2017年10月份被通用收購而名聲大噪的Strobe，據(jù)說其可采用MEMS技術(shù)將單個激光雷達的成本降低99％，并且，無需搭配其他傳感器，單個激光雷達即可完成整車感知，但鑒于Strobe只服務(wù)于通用自己的無人駕駛汽車，不對外銷售，因此，它并未公布量產(chǎn)計劃。基于同樣的原因計劃，被福特收購的Princeton Lightwave也未公布其固態(tài)激光雷達的量產(chǎn)計劃。
至于Waymo自己開發(fā)的激光雷達，雖然據(jù)說價格降低至Velodyne HDL－64的十分之一，但因為其技術(shù)路線仍然是機械旋轉(zhuǎn)式的，價格仍高達7500美元，因此，我們將其排除在“低成本激光雷達”之外。
四．激光雷達的發(fā)展趨勢
2）配合提供算法
三．中國／華人初創(chuàng)公司
激光雷達價格的居高不下，也給中國的初創(chuàng)公司帶來了不少機會。
010．速騰聚創(chuàng)
關(guān)于Innovusion的更多信息，請參考《攜千元級300線激光雷達向Velodyne“隔空喊話”，這家華人初創(chuàng)公司要“出道”了》。
011．Innovusion
012．禾賽科技
013．鐳神智能
014．北科天繪
四．激光雷達的發(fā)展趨勢
1．技術(shù)趨勢
盡管目前已經(jīng)商業(yè)化的激光雷達基本上都是混合固態(tài)，但混合固態(tài)也并不便宜，難以滿足無人駕駛汽車量產(chǎn)的需求。混合固態(tài)，或許只是廠商在純固態(tài)的技術(shù)還不成熟的階段的一個“過渡方案”。一旦“純固態(tài)”的技術(shù)成熟，廠商就會拋棄“混合固態(tài)“，發(fā)力”純固態(tài)“。
除從機械式到混合固態(tài)，再到純固態(tài)的趨勢外，我們還注意到，激光雷達的發(fā)展講還會出現(xiàn)以下幾個趨勢：
1）體積越來越小
Velodyne的幾代產(chǎn)品的尺寸變化趨勢就證明了這一點。目前的激光雷達主要是用在測試車量，早期的量產(chǎn)激光雷達主要用在出租車、公交車和卡車上，對這些車的外觀人們沒那么重視，因此“頭上頂個球”可能無傷大雅，但如果要安裝在私家車上（前裝），就不能這么丑。
現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)的小尺寸激光雷達，最常見的說法是“跟Iphone 6手機一樣大”。未來的激光雷達一定會越來越小，小到可以嵌入或隱藏在車身某個不會輕易被發(fā)現(xiàn)的角落。
通常，混合固態(tài)和純固態(tài)激光雷達的體積要比傳統(tǒng)的機械旋轉(zhuǎn)式的體積小很多?？s小體積的另一個技術(shù)就是ASIC。
2）配合提供算法
眼下，大多數(shù)廠商還停留在“賣硬件”的階段，但一些走在前沿的廠商已經(jīng)敏銳地意識到，下游的客戶（主機廠）很多都是“大老粗”，你的激光雷達，他們拿回去不會用，得從頭開始學(xué)習(xí)、測試，好麻煩。于是，激光雷達廠商研究算法并跟硬件搭配在一起形成整體方案出售給客戶，成了更好的選擇。
目前，IBEO 、Velodyne、Quanergy 、先鋒和速騰聚創(chuàng)等廠商都在開發(fā)激光雷達算法。有的廠商，是硬件賣錢，算法作為服務(wù)“白送”，有的廠商，則是算法另外收費。
3）做到“ASIC等級”
激光雷達的ASIC技術(shù)，就是將激光發(fā)射器、探測器、放大器等數(shù)百個電子元器件封裝到了一個比指甲蓋還小的專用芯片中，用單枚芯片實現(xiàn)激光雷達的整體控制。
激光雷達做到ASIC等級，最顯而易見的好處是降低功耗、縮小體積，并且，以Velodyne的VLS－128為例，在采用ASIC技術(shù)后，內(nèi)部零配件由超過1000個減少至減少到140個，這將使得流水線上的量產(chǎn)變得更簡單，并且也更容易做好品質(zhì)控制，進而把質(zhì)量做到車規(guī)級。與此同時，因為電路等信息被封裝了，別人要抄襲的難度也加大了。
基本上，要大規(guī)模生產(chǎn)激光雷達的，都希望能做到ASIC。目前，將ASIC技術(shù)運用到激光雷達上的廠商有Velodyne、Leddartech、鐳神、北科天繪等。
因為都涉及到將眾多的部件集成到芯片上，所以，ASIC很容易跟MEMS混為一談。兩者的區(qū)別在于：
MEMS中，被集成到芯片上的，是“機械旋轉(zhuǎn)部件”，而在AISC則是將電子元器件集成到芯片上；MEMS只是固態(tài)激光雷達的一種方案，而ASIC則可以被應(yīng)用于機械旋轉(zhuǎn)式、混合固態(tài)和純固態(tài)中，當(dāng)然，MEMS固態(tài)激光雷達也可以做到ASIC等級。
2．市場趨勢
1）激光雷達廠商變成“芯片廠”
無論是因為激光雷達要做到ASIC級還是其他原因，激光雷達廠商跟芯片廠商的關(guān)系正變得越來越密切。
首先我們注意到，很多激光雷達的公司的投資方中，都有芯片制造商的影子。比如，三星投資了Quanergy，英特爾投資了Aeye，而英飛凌更是全資收購了Innoluces。
其次，越來越多的激光雷達廠商已經(jīng)不滿足于跟芯片公司合作開發(fā)芯片了，它們正在努力地讓自己變成“芯片廠”。
比如，Luminar從一開始就自己設(shè)計芯片；Velodyne于2016年12月發(fā)布了用于激光雷達發(fā)射端的ASIC芯片，并稱2017年將搞定接收端的信號處理ASIC芯片；鐳神于2017年9月份發(fā)布了激光雷達專用的ASIC芯片；速騰聚創(chuàng)也在硅谷設(shè)立了OPA團隊，開始自己設(shè)計芯片，因為意識到“激光雷達有可能被芯片取代”，該公司很快就會推出“芯片級激光雷達”．．．．．．
可以看出，Velodyne所說的“我們要變成英特爾、AMD那樣的芯片制造商”可能會是一種趨勢。
2）激光雷達廠商與車企或Tier 1高度捆綁
除去已被通用和福特收購的Strobe和Princeton Lightwave外，我們還注意到，還有不少激光雷達廠商的背后都有車企的影子。
如Velodyne在2016年獲得了福特聯(lián)合百度的1．5億美元投資，因為后者希望能獲得Velodyen的“優(yōu)先供貨權(quán)”；
如相控陣激光雷達公司Luminar拿到了豐田的投資，后者也是它的第一個客戶；
Quanergy居然得到了向來對激光雷達“不屑一顧”的特斯拉創(chuàng)始人埃?。R斯克的個人投資。
能被車企收購或投資的畢竟只是少數(shù)的幸運兒，跟Tier 1的捆綁則是常態(tài)——如Velodyne將向幾大主要Tier 1提供技術(shù)方案和元器件，由后者根據(jù)車企的需求制造激光雷達；
Quanergy的背后站著德爾福；
IBEO的背后站著法雷奧和采埃孚；
Leddar Tech和TetraVue的背后是博世；
ASC的背后是大陸；
Innoviz的背后是德爾菲和麥格納；
中國的初創(chuàng)公司也在積極地抱Tier 1的大腿．．．．．．
可以預(yù)見，等市場成熟后，激光雷達市場上的最大贏家將主要是博世、大陸、德爾福、奧托立夫、采埃孚等Tier 1巨頭。激光雷達初創(chuàng)公司，如果既不能被車企收購，也不能抱上Tier 1的大腿，生存將會十分艱難。
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