補盲激光雷達大爆發，各路產品誰領風騷？

第一電動大牛作者 HiEV 2022-11-25 12:05

11月伊始車載激光雷達賽道上演了冰火兩重天的景象。

國外Ouster與Velodyne LiDAR宣布合并以抱團取暖，主打OPA技術的Quanergy甚至股市停牌，一時風聲鶴唳，寒意陣陣；而反觀國內，禾賽、速騰、亮道相繼發布純固態補盲激光雷達新品或新進展，全力打造智能駕駛感知LiDAR硬件的最后一塊拼圖。

你方唱罷我登場，從規格參數全方位比拼到核心芯片自研，火力全開，賽道又“卷”到了新高度。

1. 補盲LiDAR爆發背景大解析

為何補盲LiDAR突然在這個時間點爆發，為什么國內幾大頭部公司均瞄準補盲產品，補盲產品是噱頭還是剛需？要回答這些問題，得放在車載LiDAR整體市場格局大背景中來理解。

首先，當前第一波各個車廠的LiDAR量產項目已完成定點，各家團隊都在主攻量產和交付。且以前向長距主LiDAR為主，數量從1顆到4顆不等，所配置的側向或后向LiDAR，其型號一般也與長距主LiDAR一致，如Honda Legend、北汽極狐αS Hi版、長安阿維塔11、威馬M7以及長城機甲龍，并沒有單獨配置專門的補盲LiDAR。

長城機甲龍搭載4顆LiDAR（圖源：一點車評）

23/50

這里存在兩個問題，一是主LiDAR直接用作側向成本不優，二是主LiDAR的規格側重遠距，和側向補盲側重大FoV又有所不同，真正用起來并不趁手。

比如主LiDAR的垂直FoV只有25°-30°，難以覆蓋近處小目標和高處懸空物。在規劃下一代智駕硬件方案時，主機廠和智駕Tier 1必然會嚴肅認真地考慮補盲產品定位，因此有理由相信補盲LiDAR會成為下一個上車機會點。誰能先打造高規格、高可靠性、低成本的產品，誰就占據了先機。

速騰給出的補盲LiDAR視野對不同目標的覆蓋

（圖源：速騰官網）

32/50

其次，前向長距主LiDAR格局已基本形成，以速騰、禾賽、華為為代表的905nm ToF技術路線（以轉鏡/MEMS掃描為主），以及以Luminar、Innovusion為代表的1550nm ToF技術路線成為主機廠的主流選擇。

對應的LiDAR產品基本已達成SOP狀態，按慣例研發資源在C樣階段時已基本釋放出來，從高效利用資源的角度，也應該投入新的產品開發。雖然下一代主LiDAR也在開發中，但謹慎推測只會是漸進式迭代優化，不會有較大的架構調整，意味著研發投入也相比第一代小了很多。

而與長距主LiDAR形成天然互補的短距補盲LiDAR，則屬于全新架構，自然成為了新的研發發力點。補盲LiDAR賽道已呈現芯片自研和集成架構的明顯趨勢，對研發技術功底要求更高，而收發芯片的自研技術突破，也能反哺長距主LiDAR，提升整個產品組合方案競爭力，相得益彰。

在這兩個大背景下，補盲LiDAR一時間密集發布也就不足為奇了。當然，發布時間如此集中也凸顯了頭部LiDAR廠商激烈競爭的氣氛，畢竟誰也不愿意被搶了頭名。

2. 補盲LiDAR產品大橫評

說到補盲LiDAR產品，其實它不是一個2022年新事物，而是早已為市場熟知的產品形態。

早期L4 Robotaxi自動駕駛車上，一般會用傾斜式安裝的16線機械式LiDAR來充當近距補盲，但到底還是權宜之計。

后來2018年Velodyne LiDAR發布了VelaDome，180°(H)×180°(V)視場角，30m@10%測距，專門用于補盲，速騰、禾賽后來也相繼發布了類似的產品（RS-Bpearl、QT128）。如不考慮機械旋轉架構和成本的因素，類似于VelaDome這類產品確實是非常理想的補盲LiDAR選擇。

自動駕駛先驅Waymo也推出過機械旋轉式的補盲LiDAR——Laser Bear Honeycomb，具有360°(H)×95°(V)的超大視場，搭載在自家Robotaxi的車身四周，與車頂主LiDAR形成360°無盲區覆蓋，有一段時間Waymo還對外銷售該補盲產品。

VeloDome（圖源：Velodyne）

21/50

Waymo Laser Bear Honeycomb（圖源：Waymo）

36/50

近幾年補盲LiDAR賽道不斷演進，衍生了很多新的架構，逐步從機械式向半固態、純固態過渡，尤其是面向車載前裝的Flash架構成為了新的研發重點。

比如Continental 2021年量產的純固態HFL110以及ibeoNEXT系列短距補盲產品，其中ibeoNEXT短距產品是市場上公認的“理想型”車載前裝補盲LiDAR技術路線——純固態VCSEL+SPAD架構，無任何運動部件，芯片化收發集成，大大提升可靠性和一致性，可謂重新定義了補盲架構。后來如禾賽、速騰、亮道均是沿用了類似的方案。

除此之外，一徑ML-30s是一款基于MEMS掃描的半固態補盲LiDAR，很有特色，規格也較為突出，在非車載前裝領域應用較多。

下面我們將逐一梳理分析目前市場主流的幾款補盲LiDAR產品，從產品定義、規格、架構、核心器件等角度對比總結各自特點。

0/50

2.1 禾賽FT120

11月2日禾賽發布了ADAS 前裝量產車的純固態近距補盲激光雷達產品FT120，這也為禾賽創下了一個“第一”，即在目前已完成車載前裝長距主LiDAR定點交付的廠商中，禾賽是第一家發布補盲LiDAR產品的。

禾賽FT120

7/50

先看一下FT120的基本規格參數：

· 測距：min0.05m-max100m，20-30m@10%

· FoV：100°(H)×75°(V)

· 分辨率：160(H)×120(V)（均勻分布）

· 角分辨率：0.625°(H)×0.625°(V)（均勻分布）

· 幀率：Typ. 10Hz, 5-60Hz

· 點云密度：192000/s 單回波（10Hz）

· 功耗：<12W

· 尺寸：50×70mm（最小外露視窗尺寸），整機68×75×90mm（W×H×D）

根據官方介紹，FT120是基于VCSEL+SPAD架構，采用E-Scanning逐行電子掃描方式，也稱為Sequencial Flash，即同一時刻位于同一行160個通道激光器同時發射激光脈沖，然后下一行160通道緊接著發射，這樣連續逐行發射120次，完成整個VCSEL面陣的掃描發射，構成一幀掃描，接收端同樣采用一一對應的逐行探測模式。該掃描方式優點是單次多通道收發，可以大幅提高點云密度，但是通道間的串擾是一大挑戰。

在核心器件層面，FT120的VCSEL面陣由兩塊自研的GaN驅動芯片進行脈沖出射控制，接收端采用的是一塊自研的SPAD芯片，類似于Sony IMX459，將光電探測端和數字邏輯端（含邏輯控制、TDC、讀出電路等）集成到到一起，提升系統集成度，可以直接輸出信號統計直方圖信息，并借助成熟的標準CMOS工藝實現規模量產，持續降本。

考慮到收發一一對應，SPAD的超像素規模達到了160*120=19200，近2萬個超像素，假如按每個超像素由3×3=9個像元構成，那么SPAD總像元數規模接近20萬，從面陣規模上，這將是一款非常優秀單光子接收芯片。

值得一提的是，禾賽還專門強調了FT120最小露出視窗尺寸，僅為50×70mm，不要小看這樣的視窗光學設計，體現了強烈客戶需求導向。更小的視窗露出面積意味著可以更好地與車身融為一體，提升美觀度，對于車企工程團隊來說，無疑是一個好消息。

這款產品預計2023年下半年量產，禾賽宣稱目前已經獲得了多家主機廠超過 100 萬臺的量產定點，可見市場對這款產品的歡迎度。

2.2 速騰聚創E1

禾賽FT120發布的第二周速騰也緊接著官宣了其補盲產品——E1，雖然發布晚了一周，但是從規格參數上來看E1都壓了FT120一頭，E1預計將于2023年Q4量產，與禾賽FT120量產時間接近，雙方PK氣氛之濃可見一斑。

速騰聚創E1（圖源：速騰官網）

15/50

E1基本參數如下：

· 測距：max 120m，30m@10%

· FoV：120°(H)×90°(V)

· 分辨率：192(H)×144(V)（均勻分布）

· 角分辨率：0.625°(H)×0.625°(V)（均勻分布）

· 幀率：Typ. 25Hz

· 點云密度：691200/s 單回波（25Hz）

· 功耗：<10W

· 尺寸：30×70mm（最小外露視窗尺寸）

憑借上述規格，E1應該是目前已發布的所有純固態補盲LiDAR中規格最能打的一款，將FoV推到120°*90°的同時，還保持了30m@10%的測距能力，而這些規格都是在25Hz幀率下獲得的，這無疑能實現更多近距場景的感知覆蓋，比如電瓶車橫穿場景、無保護左轉、近端低矮障礙物（如路沿等）。

補盲LiDAR應對彎道電瓶車橫穿場景

（圖源：速騰官網）

28/50

而這背后得益于獨特的2D尋址收發架構，按速騰的官方解釋，E1采用了2D可尋址面陣VCSEL技術，不僅可以實現靈活掃描模式，還能將峰值功率降到一維掃描的十分之一，極大的提高能量利用率，根據不同測距場景實時動態調節局部發射功率，達到最優的能量配比，對功耗和散熱更加友好，同時結合時分復用、空分復用等技術，有利于降低通道間串擾。

相比于1D尋址，2D尋址對VCSEL芯片提出了更高要求，包括芯片工藝、外延設計等環節都需要做出較大的調整，對VCSEL廠商的綜合能力是很大的考驗，而且驅動芯片的邏輯控制復雜度也大大增加。

E1的芯片化架構設計也體現了速騰這幾年在芯片自研領域的精進，E1將發射、接收、信號處理三大芯片集成到一塊電路板上，大大簡化了電路設計，而且自研了SPAD面陣探測器，該探測芯片采用了工藝更為先進的BSI 3D堆疊工藝，將SPAD面陣和SoC集成到一顆芯片。

值得強調的是速騰自研的接收SPAD芯片比Sony IMX459集成化程度更高，可以替代后端MCU、FPGA等處理控制芯片，相當于系統中不再需要單獨的SoC芯片，不僅提升了潛在性價比，而且簡化了上游供應鏈，對核心芯片的自主控制力更強。速騰宣稱該SPAD面陣規模超過25萬像元，比IMX459的10萬像元數還要多1.5倍，保守估計也比禾賽自研的SPAD面陣規模大，如此大規模面陣SPAD的車規量產將是一個不小的挑戰。

2.3 ibeoNext短距

相比其他初創LiDAR廠商，德國廠商ibeo已經有20多年的發展歷史（成立于1998年），早些年一直從事低線數轉鏡式LiDAR研發，技術和工程經驗積累較為豐富，Valeo的Scala1即是基于ibeo的Lux系列開發而成。

但是在面向未來架構選擇時，ibeo放棄了自己曾擅長的轉鏡方案，采取了更為激進的步伐——純固態Flash架構，它是整個行業中最早（2019年）提出Flash LiDAR概念的玩家之一。

ibeo Flash LiDAR模組

18/50

其主打產品為ibeoNEXT系列，涵蓋長、中、短距，短距LiDAR的基本規格如下：

· 測距：25m@10%

· FoV：120°(H)×60°(V)

· 分辨率：128(H)×80(V)（均勻分布）

· 角分辨率：0.94°(H)×0.75°(V)（均勻分布）

· 幀率：25Hz

· 點云密度：256000/s 單回波（25Hz）

· 功耗：<15W

· 尺寸：60×80mm（最小外露視窗尺寸，基于產品圖推測），整機100×100×100mm（W×H×D）

ibeoNext并沒有采用自研收發芯片，而是來自外部供應商，VCSEL來自asm OSRAM，SPAD則來自Onsemi，兩者的面陣規模均為128*80=10240（其中SPAD規模是指超像素規模，非Cell規模），采用了首創的Sequencial Flash逐行電子掃描方式。

ibeo宣稱其產品可以提供環境目標4D信息，除了目標空間3D坐標，還能獲得2D grey image（灰度圖），這是SPAD探測器的獨特優勢，利用回波信號之間的背景光信息（近紅外波段）對視場目標進行2D成像，類似于CMOS圖像傳感器，只不過是基于~900nm紅外波段特征，但如何使用grey image智駕算法團隊尚未形成共識，可能未來會挖掘出潛在價值點。

應該說ibeoNEXT架構的優勢在于短距，由該架構衍生的長距產品（140m@10%，11.2°×7°）目前來看難以與基于轉鏡/MEMS掃描架構的905nm/1550nm ToF路線PK，測距能力受限，且FoV過窄，組合使用反而增加了硬件成本。

但是ibeo一直堅持向市場推介前向主LiDAR搭配側向中距的解決方案，比如長城摩卡原本定點的方案，而短距產品應用拓展并沒有得到ibeo足夠重視，形成了以己之短攻人之長的局面，市場拓展不如預期，本預計2022年量產，但到手的定點合同現在也被友商截胡，可見產品競爭力陷入了困境，這也恐怕是近期ibeo申請破產的重要原因之一。

2.4 亮道LDsatellite

近期亮道宣布其純固態補盲LD satellite所采用的SPAD芯片已獲得AEC-Q100車規認證，意味著距離LiDAR量產交付又近了一步。其實LD satellite早在2022年5月就已發布。據了解該款產品的技術方案與ibeo的短距LiDAR同源，規格也當基本一致，推測SPAD芯片和ibeo類似應該來自外部供應商，而非自研。

亮道 LDsatellite

14/50

根據上一小節對ibeo產品的分析，從2019年開始ibeo一直積極主推前向長距LiDAR+2顆中距LiDAR的純固態組合方案，短距的地位頗為尷尬，而ibeo有限的精力也限制了這款產品面向主機廠的市場拓展和深度定制。

ibeo與亮道合作已久，后者的前身是歐百拓，是ibeo在中國地區的代理，后來亮道成立后也與ibeo建立了深度的戰略合作，例如作為工程Tier-1角色參與ibeo中國市場拓展，除此之外亮道的業務還涵蓋感知數據采集、感知真值系統、LiDAR驗證測試等領域。

所以亮道在ibeoNEXT技術平臺上親自下場打造短距lidar也就不足為奇，這對于雙方來說是雙贏之舉，各取所需。只是ibeo主打的Flash前向解決方案在激烈競爭中暫時落敗了，而短距產品卻陰差陽錯的成為了一時間的“香餑餑”，這樣的局面應該是兩家之前都沒有預料到的。

目前亮道正積極轉型，將LDsatellite短距補盲LiDAR硬件產品作為公司的主航道，基于ibeoNEXT短距技術平臺進行車規工程化開發，面向國內車企需求進行適配定制，官方預計2023年Q3實現量產。LDsatellite和禾賽FT120、速騰E1相比規格并不太弱，具備一定的競爭力，且專注在補盲賽道，但是技術儲備深度和芯片自研能力目前距離這兩家尚有差距。

2.5 Continental HFL110

所有這些補盲LiDAR廠商中，Conti是唯一一家傳統Tier1公司，其實很多人并不知道，Continental在激光雷達領域耕耘已久，早在2008年就發布了SRL三點式激光雷達，曾在上一代Volvo XC60上搭載，測距僅10m量級，主要面向AEB防撞場景。其第二款激光雷達則是一款純固態補盲LiDAR HFL110，下一代遠距LiDAR產品HRL130也在其官方公布了，該產品是基于Aeye 1550nm ToF的平臺技術，使用的是來自Fraunhofer的小尺寸2D MEMS(1mm尺寸)掃描方案，預計2024年量產。

Continental HFL110

（圖源：Continental官網）

37/50

下面我們重點聊聊HFL110，其基本規格參數如下：

· 測距：22m@10%（max 50m）

· FoV：120°(H)×30°(V)

· 分辨率：128(H)×32(V)（均勻分布）

· 角分辨率：0.94°(H)×0.94°(V)（均勻分布）

· 幀率：up to 25Hz

· 點云密度：102400/s 單回波（25Hz）

· 尺寸：100×120×65 mm（W×D×H）

這款產品并沒有采用傳統的VCSEL+SPAD方案，而是基于1064nm Nd:YAG固體激光器+焦平面InGaAs CMOS架構，采用全局掃描方案，即Global Shuttering，其中固體激光器來自炬光科技，而InGaAs CMOS探測芯片則來自Continental收購的ASC（Advanced Scientific Concepts, Inc.）公司。HFL110與HRL130類似，也不是Continental從0到1開發的，而是在2016年收購了ASC公司后在后者技術原型上進行的車規級工程化開發，當然車規級工程化本是Continental的強項。

值得注意的是該產品規格書上展示的工作溫度只有-30~85℃，并不完全滿足車規要求（-40~85℃）。HFL110早在2021年就已量產，目前這款補盲產品除了搭載在Lexus LS和豐田Mirai兩款車（2顆側向+1顆后向）以外，還沒有其他的公開定點項目，一方面和其規格競爭力不足有關，另一方面也是因為其核心器件類型原因而導致成本高昂，據推測單顆BoM可能達到了至少5000元人民幣的量級，3顆的成本對于一般車型來說過于昂貴。

2.6 一徑ML-30s

一徑科技自成立起一直主打MEMS系列半固態LiDAR，目前旗下有兩款產品，分別為短距ML-30s以及長距ML-Xs，后者是瞄準車載前裝主LiDAR領域。

一徑 ML-Xs和ML-30s

15/50

短距補盲產品ML-30s基本規格如下：

· 測距：中心視場20m@10%（max 45m），邊緣視場14m@10%

· FoV：140°(H)×70°(V)

· 分辨率：320(H)×160(V)（均勻分布）

· 角分辨率：0.44°(H)×0.44°(V)（均勻分布）

· 幀率：10Hz

· 點云密度：512000/s 單回波（10Hz）

· 尺寸：137×110×66 mm (W×D×H)

ML-30s與前面幾款LiDAR有所不同，并不是純固態架構，而且采用了多通道收發+2D MEMS鏡的架構，具體為32路傳統EEL+APD收發通道，核心掃描器2D MEMS鏡則來自Mirrorcle，整個視場由32個子視場二維組合而成，雖然小尺寸MEMS用于長距905nm LiDAR挑戰較大，但是短距補盲LiDAR剛好規避了其短板，同時發揮其2D靈活可調的優勢，這對于實現大FoV是非常有利的。

ML-30s于2020年量產，并已實現批量化交付，主要面向無人高速物流、末端配送、Robotaxi和機器人領域，憑借超大FoV和半固態化設計占據了一定的市場份額。

但是目前來看車載前裝應用并不是ML-30s的強項，一方面是受制于架構其成本不菲，而且向未來演進并不如純固態方案友好，降本潛力小；另一方面露出的視窗尺寸較大，而且集成在車側或車后將面臨巨大的造型挑戰。

不過最新的市場消息是，百度Apollo RT6定點一徑科技新一代補盲激光雷達。

據說，相比較現有的ML-30s，其各項技術指標均有所升級。一徑科技新一代補盲激光雷達的視場角超過行業水平的120°，實現360°的覆蓋僅需要 3至6個激光雷達。

新產品在車規、性價比上都會所有提升，新一代補盲雷達也具備完善的車載應用條件，包括接插件、車載通信/同步方式、功能安全及診斷等。這個新產品如何，讓我們也拭目以待。

3. 什么樣的補盲LiDAR才是合格的？

基于車載場景要求，一般認為理想的補盲LiDAR應該具備以下核心素質：

· 測距：0.1~>30m@10%

· FoV：180°(H)×180°(V)

· 角分辨率：<0.5°(H)×0.5°(V)

· 幀率：25Hz

· 功耗：<5W

· 最小外露視窗尺寸：<30×30mm

但是實際上受制于架構、成本、尺寸及工程約束，用理想規格作為車載前裝補盲LiDAR產品開發目標并不現實，結合目前市場上主流補盲LiDAR產品性能及車載Corner case優先級排序，合格的補盲LiDAR應該達到如下基礎規格：

· 測距：0.1~>20m@10%

· FoV：>100°(H)×60°(V)

· 角分辨率：<1°(H)×1°(V)

· 幀率：>10 Hz

· 功耗：<15W

· 最小露出視窗尺寸：<50×70mm

如此看來，目前只有走純固態Flash路線的禾賽、速騰、ibeo、亮道這幾家產品可以稱得上合格，Continental的HFL110垂直FoV偏小，只有30°，一徑的ML-30s視窗造型和半固態MEMS架構并不適合車載前裝補盲應用，而速騰的E1在規格上目前無疑是領先其他各家的。

但是眾所周知，車載前裝上車是一項極其復雜的過程，紙面上的產品規格往往只是一塊敲門磚，主機廠還會綜合考慮成本、點云質量、車規可靠性、工程化適配能力、團隊響應配合度、質量管控、供應鏈體系等因素。

4. 從持續降本到自研芯片

打造補盲LiDAR產品天然有降本的巨大壓力，一是因為搭載數量多（少則2顆，多則4顆），二是目前很多主機廠在使用主LiDAR過程中遇到了很多困難和挑戰，包括車規可靠性需要在實踐中得到驗證、環境適應性的考驗（視窗遮擋/雨雪霧等）、融合感知算法的開發迭代等。

在當前主LiDAR還沒有完全“玩”明白的情況下，貿然再上幾顆補盲LiDAR，整車的感知硬件成本控制將面臨巨大的挑戰。畢竟當前城區FSD功能落地優先級并不及高速HWP高，即前向120°*25°視野仍是車企關注的重中之重，另外城區FSD的最大瓶頸并不是感知，而是自車與其他目標之間行為博弈決策上，自動泊車AVP在依靠傳統的攝像頭、毫米波以及超聲波雷達等感知硬件配置條件下，通過算法優化已足夠應付絕大部分場景。因此主機廠不得不思考一個問題，即補盲LiDAR提供的額外價值能否抵得過硬件成本的增加所帶來的挑戰。

考慮到補盲LiDAR架構以肉眼可見的趨勢收斂到VCSEL+SPAD純固態方案，此處僅討論該方案下的降本措施。

首先需要拆解一下純固態LiDAR的成本構成。

純固態LiDAR由以下基本硬件模塊構成，包括激光器、驅動器、發射鏡頭、接收鏡頭、探測器（含數字邏輯端）、SoC、PCBA、視窗、殼體結構件、連接器等。

其中發射端、探測器、SoC是最核心的部件，合計占比高，發射端（激光器+驅動器）占比約25%，探測器占比約25%，SoC占比25%，其余占25%。總BoM成本約為200-250美金【按kk（百萬）量級估算】。

這里需要提一下，目前激光雷達用半導體激光器日漸標準化，普遍來自外采，且國內產業鏈較為成熟，有長光、縱慧、三安等一眾VCSEL廠商，所以自研激光器并不是一件有收益的事情，雖說有成熟的VCSEL代工廠，但是涉及供應鏈較長，且外部供應商較多，如果供應商管理得當，并不會成為大的成本瓶頸。

所以降本措施主要瞄準光源驅動器、探測器和SoC這四大芯片，而且這里面涉及到大量的LiDAR收發控制、信號處理等Know-how，各家對純固態架構的理解差異也會導致這些芯片存在諸多定制，難以標準化，而且市面上可選的上游廠商較少。如車規級SPAD芯片僅海外的Sony和Onsemi可用，國內供應鏈發展還存在一定差距，所以從提升產品競爭力、加快迭代速度以及掌控供應鏈的角度自研這些芯片也是有必要的。

如禾賽自研了驅動器、探測器，而速騰則更進一步，將SoC與SPAD探測器集成到一起，將集成化做到了極致，大大簡化了后端處理，同時面向未來具有更大的降本潛力。但是挑戰也不小，一是熱效應更為聚集，SoC工作時產生的熱量如耗散不及時會直接影響SPAD性能，散熱管理是一大關鍵，二是芯片設計的復雜度大大增加，信號鏈路較長，從光電轉換端到數字信號邏輯端到再到MCU系統控制端，外加車載芯片功能安全的要求，一體化芯片設計和量產并沒有想象的那么容易，對芯片設計團隊和Fab廠都是很大的考驗。