激光雷達(dá)上車進(jìn)入新周期，什么才是可量產(chǎn)的最佳實踐？

第一電動大牛作者汽車之心 2023-05-04 15:50

「我們是領(lǐng)先的獨行者，終點線就在眼前；但轉(zhuǎn)頭一瞧，后面正有上百個憤怒的騎手，氣喘吁吁地追趕你，企圖干掉你。」

六年前，激光雷達(dá)的發(fā)明者、曾獨領(lǐng)風(fēng)騷的壟斷大佬 Velodyne 創(chuàng)始人大衛(wèi)·霍（David Hall）向美國科技媒體這樣描述行業(yè)格局。

彼時，Velodyne 占有全球激光雷達(dá)市場約70%的份額，對未來市場充滿無限憧憬。

六年后的今天，曾經(jīng)的激光雷達(dá)一哥已經(jīng)徹底退出歷史舞臺，不再有資格暢想明天。

同樣的境遇發(fā)生在鼻祖級的德國激光雷達(dá)公司 ibeo 身上，由于無法獲得進(jìn)一步的增長融資，這家曾為長城、奧迪供貨的激光雷達(dá)大廠也已經(jīng)宣布破產(chǎn)。

昔日英雄黯然離場，整個車載激光雷達(dá)行業(yè)卻迎來第一波上車?yán)顺保袊袌霰憩F(xiàn)尤甚。

根據(jù)行業(yè)公開數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國市場（不含進(jìn)出口）乘用車前裝標(biāo)配激光雷達(dá)交付不足 0.8 萬顆，2022 年飆升至 12.99 萬顆。

有機構(gòu)預(yù)測，今年國內(nèi)乘用車前裝標(biāo)配激光雷達(dá)交付將沖刺40-50 萬顆規(guī)模。

但機會背后也暗藏風(fēng)險，已經(jīng)上車的激光雷達(dá)極有可能「翻車」。對于行業(yè)玩家而言，更加殘酷的淘汰賽才剛剛開始。

國內(nèi)第一波上車潮既是蜜糖，也是砒霜。

01、激光雷達(dá)開啟生死競速

我們將視角轉(zhuǎn)到 2023 年的上海車展。

汽車之心了解到，在本次 9 個整車館內(nèi)搭載激光雷達(dá)的車型至少達(dá)到38 款，國產(chǎn)激光雷達(dá)的前裝占比實力碾壓國外玩家，這與年初涌現(xiàn)的歐美寒潮形成鮮明對比。

在激光雷達(dá)走向規(guī)模化量產(chǎn)的關(guān)鍵拐點，為何倒下的卻是擁有頂尖技術(shù)的歐美玩家？

時間調(diào)回至 2005 年，Velodyne 首次將64 線激光雷達(dá)應(yīng)用于 DARPA 挑戰(zhàn)賽，這場為自動駕駛而生的國際賽事將 Velodyne 推向舞臺中央。

兩年后，由 Velodyne 公司發(fā)明研制的車載激光雷達(dá)正式登場，各項性能表現(xiàn)在當(dāng)時冠絕全場。

起初，一臺由 Velodyne 研制生產(chǎn)的激光雷達(dá)定價為75000 美金。

坊間有傳聞，馬斯克曾向 Velodyne 創(chuàng)始人 David Hall 申請過激光雷達(dá)上車測試，但由于被要求全款預(yù)付且排隊等候而憤怒離場，并當(dāng)下決定此生與激光雷達(dá)徹底絕緣。

特斯拉的嗤之以鼻并沒有遮蓋 Velodyne 的鋒芒。

此后 10 年間，全球自動駕駛大熱，Velodyne 憑借一騎絕塵的性能表現(xiàn)成為全球頂級供應(yīng)商，產(chǎn)品幾乎占據(jù)了全球各家科技巨頭自動駕駛測試車的車頂，包括通用、福特、Uber、百度，以及國內(nèi)一眾自動駕駛公司。

但在很長時間內(nèi)，Velodyne 激光雷達(dá)的價格都保持「一線一萬塊」，這直接導(dǎo)致 2019 年前的自動駕駛車輛造價都高達(dá)一兩百萬元。

致命的成本缺陷造成了 Velodyne 激光雷達(dá)無法面向量產(chǎn)，公司營收與成本之間的差距也在「價格戰(zhàn)」中逐漸拉大，最終因現(xiàn)金流困境而走向窮途末路。

在張智武看來，激光雷達(dá)不是軍備競賽，拋開成本去一味追求新技術(shù)、新概念并不可取。

而在大西洋彼岸的中國市場，一個全新的故事正在上演。

在 Velodyne 激光雷達(dá)首秀的同年，激光雷達(dá)行業(yè)專家張珂殊歸國創(chuàng)業(yè)，將積淀多年的技術(shù)經(jīng)驗充分打磨，在 2005 年正式創(chuàng)辦北科天繪。

彼時，自動駕駛還未在中國興起，張珂殊帶領(lǐng)團隊將對激光雷達(dá)的技術(shù)熱情投向測繪市場，并成功將公司自主研發(fā)的測繪型激光雷達(dá)推向全球。

2014 年，智能汽車?yán)顺憋L(fēng)起。中國激光雷達(dá)賽道開始嗅到汽車智能化風(fēng)口的商機，陸續(xù)出現(xiàn)了禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、Innovusion、亮道智能、一徑科技、北醒光子等一眾創(chuàng)新型激光雷達(dá)企業(yè)。

同年，北科天繪開始研發(fā)導(dǎo)航避障型激光雷達(dá)，一邊在測繪市場自我造血，一邊在汽車領(lǐng)域里暗夜?jié)撔小?/span>

在而后的幾年間，國內(nèi)廠商利用中國產(chǎn)業(yè)鏈成本優(yōu)勢以及相對便宜的勞動力快速降本、高頻創(chuàng)新，迅速將激光雷達(dá)價格打下并推向量產(chǎn)車市場。

2022 年，國內(nèi)激光雷達(dá)成功迎來第一次上車潮。

在這一輪激光雷達(dá)市場爆發(fā)背后，是國產(chǎn)廠商的奮起直追，也是中國車企差異化布局的智能化戰(zhàn)術(shù)。

一方面，面對行業(yè)領(lǐng)袖特斯拉的視覺算法護城河，國內(nèi)車企亟需用激光雷達(dá)上車來獲取更高級別的自動駕駛能力；
另一方面，中國汽車產(chǎn)業(yè)也更加迫切地想通過智能化變革，在國際賽道實現(xiàn)彎道超車。

雙向奔赴之下，中國成為激光雷達(dá)量產(chǎn)賽道的急行軍，通過「一邊上車、一邊探索」的漸進(jìn)式路徑，將激光雷達(dá)推向規(guī)模化量產(chǎn)的新周期。

但與國內(nèi)不同的是，老牌歐美車企對激光雷達(dá)上車更加審慎。大約在 8 年前，國外主機廠就已經(jīng)開始布局激光雷達(dá)車型，但 SOP 時間大多都在 2026 年左右。

北科天繪聯(lián)合創(chuàng)始人& CEO 張智武表示，中國車企更加迫切地?fù)肀Ъす饫走_(dá)，整體上車動作要領(lǐng)先歐美至少 3 年。

極致進(jìn)取的野心背后，是機會，也是陷阱。

中國激光雷達(dá)廠商是極度幸運的，又是無限焦慮。幸運的是一切恰逢時機，焦慮的是激光雷達(dá)上車路注定曲折難行。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，部分量產(chǎn)上車的激光雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了性能、成本以及交付等各方面的問題，主機廠也正在尋求更多元的供應(yīng)商解決方案，以保證激光雷達(dá)規(guī)模化上車的可靠性。

汽車市場足夠大、時間驗證周期也相對長，潛在挑戰(zhàn)者隨時有機會入場，而暫時領(lǐng)先的冠軍也有可能「翻車」出局。

張智武認(rèn)為，激光雷達(dá)的市場競爭格局將在 2026 年初見端倪，到時候國外激光雷達(dá)車型與國內(nèi)智能汽車品牌開始正面交鋒，市場才會真正「交卷」。

市場格局終點未定，生死競速才剛剛開始。

02、不「偏科」才是市場優(yōu)等生

隨著激光雷達(dá)量產(chǎn)進(jìn)入新周期，「拼性能、拼可靠、拼成本」成為所有行業(yè)玩家必須面臨的三重大考。

作為含金量更高的視覺傳感器，業(yè)內(nèi)主要通過測距能力、精度、視場角、分辨率、刷新幀率、體積、功耗等參數(shù)來評價激光雷達(dá)產(chǎn)品的性能優(yōu)劣。

市場首先卷向探測距離，并由此衍生出905nm 和1550nm 兩大在波長上的技術(shù)路線之爭。兩類玩家各有說辭：

前者認(rèn)為 905nm 雖然在探測距離上相對較弱，但在明顯的成本優(yōu)勢面前值得兼容；
后者則認(rèn)為 1550nm 激光源方案才能真正實現(xiàn)安全自動駕駛，市場值得為此支付更高昂的成本。

張智武認(rèn)為，車載激光雷達(dá)的終極競爭是性能表現(xiàn)疊加成本優(yōu)勢的綜合比拼，不能拋開成本去追求性能極致，探測距離滿足市場需求就好。

2023 年，北科天繪迎來了一個新的里程碑。不僅在資本市場完成1.8 億元融資，新推出的乘用車激光雷達(dá) CK-128 也正在與頭部車企展開定點，開始火力全開迎接激光雷達(dá)量產(chǎn)潮。

張智武表示，在產(chǎn)品力和成本力之間實現(xiàn)最佳平衡，是北科天繪 CK-128 在做技術(shù)路線選擇時的底層邏輯，包括選擇905nm 波長的激光器。

據(jù)了解，北科天繪 CK128 可以實現(xiàn)200m 以上的探測距離，并可以做到在 200m 之外看到低反射率的黑色汽車、100m 之外能看到行人、夜晚環(huán)境70m 外可以看清人道線。

斑馬線及路面行人識別

業(yè)內(nèi)多家廠商表示，這種探測距離和精度，已經(jīng)能夠滿足車企對高級別智能駕駛能力的需求。

而關(guān)于人眼安全，市場對 905nm 激光器也一直存疑。對此，張智武表示「1550nm 比 905nm 波長更安全，是市場輿論的認(rèn)知誤區(qū)」。

實際上，任何波長的激光當(dāng)其能量或功率超過一定限值時，都可能造成人眼傷害。

這種傷害性是波長、輸出功率和激光輻射時間綜合作用的結(jié)果，并不存在 1550nm 就一定人眼安全之說。

對此，美國 FDA 認(rèn)證可以為人眼安全進(jìn)行背書。按照國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一個激光輻射產(chǎn)品的安全等級分為8 個等級，而 FDA 對激光雷達(dá)的安全認(rèn)證要求其測試必須滿足 Class 1，即符合人眼安全的標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)了解，北科天繪研制生產(chǎn)的所有汽車激光雷達(dá)均通過美國FDA 認(rèn)證，這一國際通用的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)足以將 905nm 人眼有害論徹底推翻。

客觀來看，技術(shù)路線沒有好壞之分，905nm 與 1550nm 之爭還需要時間驗證。但產(chǎn)品研發(fā)沒有回頭路可走，一旦押錯技術(shù)路線，將直接導(dǎo)致市場強弱順位發(fā)生改變。

在探測距離之外，各類行業(yè)玩家在可靠性上的廝殺更為激烈。隨著激光雷達(dá)交付放量，有安全缺陷的產(chǎn)品將直接出局。

張智武表示，激光雷達(dá)的車規(guī)級驗證等級越高，意味著產(chǎn)品更加安全可靠。

圖像級識別

隧道內(nèi)點云效果

2022 年，北科天繪 CK128 已與國內(nèi)某頭部車企完成車規(guī)級驗證，并以最高等級通過極端的高溫環(huán)境測試，即可以在 85℃的高溫條件下連續(xù)工作1500 小時以上。

這一表現(xiàn)令客戶驚嘆。

極致耐高溫的背后，是產(chǎn)品低功耗的強力支撐。

根據(jù)產(chǎn)品說明書，CK128 車規(guī)級激光雷達(dá)的功耗小于 8w，該項參數(shù)的性能表現(xiàn)在全球市場內(nèi)目前無可匹敵。

除此之外，該款激光雷達(dá)同時還具備體積小（110×100×45mm）的顏值優(yōu)勢，可以滿足車企對激光雷達(dá)入艙的需求。

03、芯片技術(shù)打底，爭做「產(chǎn)品力」與「成本力」的雙料冠軍

在追求性能表現(xiàn)的同時，將成本壓到市場最低，是激光雷達(dá)玩家面臨的另一重難題。

在張智武看來，激光雷達(dá)的成本力由四個維度構(gòu)成，分別為技術(shù)路線選擇、供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)效率管理和量產(chǎn)能力管理。

全方位做到最優(yōu)，才能降低敏感的成本。

在技術(shù)路線選擇上，905nm 具有百倍級的成本優(yōu)勢，一款 1550nm 激光器市場單價為千元級別，而 905nm 激光器市場單價則在十元以內(nèi)，這也是大多數(shù)市場玩家擁抱 905nm 技術(shù)路線的關(guān)鍵所在。

此外，905nm 激光器在國內(nèi)有成熟的供應(yīng)鏈體系。張智武告訴汽車之心，北科天繪在元器件的選擇上更偏向國產(chǎn)化，并且要保證有三家以上的供應(yīng)商可選。

一方面，伴隨技術(shù)資金和資源的不斷投入，近幾年國內(nèi)上游廠商正在崛起，與海外龍頭企業(yè)的性能差距逐漸縮小，同時兼具成本優(yōu)勢；
另一方面，目前的國際形勢下，依賴全球供應(yīng)鏈的風(fēng)險將變大，零部件本土化有利于保障產(chǎn)能和交期。

曾有行業(yè)專家發(fā)表觀點，激光雷達(dá)短期競爭壁壘在制造，中長期競爭壁壘在芯片。在真正「卡脖子」的關(guān)鍵芯片上，北科天繪一直堅持自產(chǎn)自研。

早在 2009 年，世界上還沒有一家激光雷達(dá)廠家想到要做芯片，北科天繪成為第一個「吃螃蟹」的公司，成功研發(fā)出五款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，這五類芯片（光電信號處理芯片、高速高精度鑒時邏輯芯片、時間計量芯片、光電信號峰值采樣芯片、激光焦平面信號處理芯片）對激光雷達(dá)產(chǎn)品性能放大以及成本縮減貢獻(xiàn)卓越。

張智武表示，全世界的激光雷達(dá)企業(yè)都是在做排列組合題，無非是選擇好發(fā)光器件、接收器件、掃描方式、測量方式之后，再進(jìn)行組裝。

激光雷達(dá)的核心技術(shù)體現(xiàn)在對光電信號的有效處理，這也是我們堅持自主研發(fā)光電信號處理芯片的價值所在。

據(jù)了解，由北科天繪自研的光電信號處理芯片主要以200kΩ的倍數(shù)放大及調(diào)理高性能信號，以實現(xiàn)用 905nm 激光發(fā)射器件獲得更遠(yuǎn)的距離探測，該款芯片成功使 CK128 突破200m 以上的探測距離。

此外，五大芯片技術(shù)還使激光雷達(dá)的電路極其簡單，北科天繪 CK128 僅由兩塊電路板、一個光電模組、一個光學(xué)模組構(gòu)成，手工組裝一臺設(shè)備只要 5 分鐘的時間。

在激光雷達(dá)敏感的成本面前，北科天繪鑄建了一條全方位極致的降本路徑：