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激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

本文作者:李安琪 2020-12-11 15:54
导语:场景下探,对激光雷达而言是不可多得的机会。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

尽管马斯克一再表明自己的立场——不用激光雷达,但凭着出色的感知,激光雷达还是吸纳了一波新鲜血液。

比如近段时间宣布采用Luminar激光雷达的Mobileye、将在L3车型上采用激光雷达的本田,亦或是将使用激光雷达的小鹏汽车。

那么,激光雷达的量产何时才会到来?

有位业内人士从消费者层面给出了一个答案:

“或许有一天,普通消费者走进4S店询问某台车是否装了激光雷达,并以此作为选购车辆小标准的时候,这个行业才能勉强算得上阶段性成功,届时才是谈大规模应用的阶段。”

这也在一定程度上折射出车载激光雷达行业的处境:

迄今为止,全世界只有一款量产的车规级激光雷达——法雷奥SCALA。

这款4线的机械式于2017上市搭载在奥迪A8车型上,尽管奥迪A8的L3自动驾驶功能距离真正的大规模落地尚有距离。

不得不承认,激光雷达距离前装量产、大规模应用还需要一些时日,但这并不妨碍玩家们在争夺,继法雷奥SCALA之后的“车规前装量产第二名”。

尤其是今年大疆Livox和华为的入局,更见赛道之诱人。

正如自动驾驶的演进一样,当下激光雷达有两种商业落地模式:一种是追求极致性能,服务于L4自动驾驶的需要;另一种则是瞄准趋势渐朗的前装量产市场,满足智能汽车向上迭代的需求。

但不管何种落地,激光雷达玩家们都要直面主机厂发出的“灵魂拷问”:如何降低价格、如何达到车规级要求、有无可量产能力,尺寸是否足够小型?

当然,这些回答因企业而异,而新智驾试图在与一众激光雷达厂商的对话中,描摹激光雷达混战时代的行业生态。


机械式、混合固态激光雷达将长期共存

事实上,2020年激光雷达行业经历了一个“固态激光雷达”认知逐渐清晰的过程。

年初CES大会上,战场硝烟弥漫,大疆Livox带着Horizon和Tele-15两款雷达新品一战成名;速腾聚创也推出了1898美元的固态激光雷达。

但有业内人士指出:上述产品并非真正的固态激光雷达,其内部仍然有能够机械运动的部件。

对于这些质疑,新智驾也分别向两个企业求证。

Livox表示:“我们不认为我们采用的旋镜式方案是纯固态激光雷达。”速腾聚创也表示,自家的激光雷达内部的MEMS微振镜是个微小的运动部件。

不过,相对于接收、发射等电子元器件都随扫描模块做360°旋转运动的机械式激光雷达来说,他们的产品整体外形已经相对固化,结构设计集成化,也更容易为主机厂接受。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

咨询多位业内人士之后,可以将激光雷达产品归类为以下三种:

  • 机械式激光雷达:接收器、发射器等元器件都会随着扫描模块进行360°旋转运动;

  • 纯固态激光雷达:接收器、发射器和扫描模块都固定不动,比如基于Flash、OPA等技术的产品;

  • 在两种形态之间,还有一种混合固态雷达(也称类固态/半固态雷达),其中以转镜式、旋镜式、MEMS(振镜式)三类为代表。

三者共性在于,发射、接收电子元器件已经被固定,只有扫描模块在运动。

据雷锋网新智驾了解,机械式激光雷达的玩家主要有:禾赛、Velodyne、速腾、Ouster等。

混合固态的玩家主要有:基于MEMS的速腾、禾赛、Innoviz,基于转镜式的大疆Livox、法雷奥、Luminar等。

而固态的玩家有Quanergy、Ibeo等。

从激烈的技术路线之争可以看出,激光雷达是一个尚在成长的蓝海市场,多元竞争反而能够促进行业的发展。

那么,未来哪种技术路线会成为主流?

Livox向新智驾表示:固态、混合固态与机械式激光雷达从诞生之初就有不一样的历史使命

机械式激光雷达较好地完成了让自动驾驶从实验室到小规模车队测试、验证这一阶段的任务,让从事前瞻L4级别研发的自动驾驶公司看到了技术的各种可能性。

在这个1.0阶段,激光雷达必须性能优先,至于成本、车规可靠性、可量产性全都可以往后排。

但进入2.0时代,面向商业潜力更大的前装量产市场时,整车厂不一定会将性能放在首位。

因此机械式激光雷达虽然在性能上达标,但在前装市场最为关心的可靠性、可量产性、成本甚至外观尺寸方面都不占优势。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

Livox的Horizon实测点云数据

毫无疑问,固态激光雷达会更受市场青睐,但当下固态方案也还没有完全成熟。

相比之下,混合固态雷达可能会更加符合当下主机厂的前装量产需求。比如第一款车规级量产的激光雷达——法雷奥SCALA就采用了转镜式方案。

不过有业内人士认为,这个市场的成长还需要一些时间。

“前期激光雷达的前装量产市场不会特别大,因为主机厂对于自动驾驶产品还没摸透,不确定会给用户带来怎样的体验。所以主机厂们可能会在明后年进行小批量试水,看看市场反应如何并收集反馈,通过系统迭代之后才会进行大批量推广。”

“在1-2年内,类固态会成为出货量最大的主流技术,这主要依赖前装市场对后装市场出货量的反超。在未来很长一段时间,直到成熟的纯固态方案问世之前,类固态都将是市场主流。”Livox表示。

不过他也指出,“后装市场上,在robotaxi等领域机械式仍然还会持续占有市场很长一段时间。”

速腾同样认为:行业不会一下子从机械式完全切到固态,未来一段时间里,机械式激光雷达和混合固态激光雷达会形成共存的局面。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

RoboSense(速腾聚创) MEMS激光雷达 RS-LiDAR-M1

 

激光雷达下探,强攻 L2+/L3 场景

可见,激光雷达的前装量产是当下更诱人的存在。

一方面,随着汽车智能化演进,主机厂们希望推出智能驾驶,在更多道路场景下解放驾驶员的双手双脚,例如特斯拉的NOP、蔚来汽车的NOA功能,就是为此而生。

但这些在高速道路/城市道路行驶的智能驾驶,需要有足够的感知冗余,才能为用户带来更好的驾驶体验。而激光雷达的强感知能力,能够弥补摄像头的缺陷。

所以,一些前沿主机厂陆续宣布了新车将会搭载激光雷达的消息。

  • 9月9日,北美新能源车品牌 Lucid的发布新车Lucid Air上,就配有一颗等效125线激光雷达。

  • 11月11日本田汽车宣布,明年3月底前上市的旗舰车型“LEGEND”,将会搭载L3级自动驾驶功能,并配有5个激光雷达。

  • 11月20日北京车展上,小鹏汽车宣布,到2021年将率先推出全球首款搭载激光雷达的量产智能汽车,并表示激光雷达的成本并非不可接受。

也就是说,激光雷达的应用场景将从L4级自动驾驶下探至L2+/L3场景。这对激光雷达厂商来说,是个不可多得的机会。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

“过去十五年,搭载激光雷达的L4级车辆规模可能在千台级别,但很可能明年一年全球搭载激光雷达的前装车型出货量就会接近甚至超过这个数字,2022-2023年会有一个指数级提升(数万台级/年),2025年或许是下个指数级跳跃(数十万台级/年)。”Livox说道。

他还表示:如果锚定在2025年,L4级别的自动驾驶受制于技术、法规、资金很可能仍然无法大规模推开,但在L2+/L3赛道上培育的类固态激光雷达技术很可能会大规模铺开。

并且如果能让终端消费者成功感受激光雷达在日常驾驶环境中的真实价值,主机厂的搭载率还将逐步提升。

从新智驾接触的几家激光雷达厂商来看,他们都拿到了一些主机厂的量产订单。

今年上半年,速腾拿到了两个激光雷达定点订单。速腾向新智驾透露,两个订单都是L3自动驾驶的订单,分别是乘用车和商用车领域,并包含北美新能源品牌。

目前基于MEMS激光雷达与全球各大OEM在前装量产合作方面取得了阶段性进展。

Livox也表示,今年获得了商用车品牌一汽解放的定点订单,并在国内几家具备自动驾驶全栈自研能力的乘用车品牌的激光雷达选型上有一些阶段性突破。

 Innoviz 中国区总经理苏淑萍也告诉新智驾,2018年宝马就已经确定InnovizOne作为下一代L3自动驾驶车辆搭载的主要传感器之一。

降本路在何方?

已经清晰的是,部分前沿主机厂与激光雷达厂商,都互相有意加速激光雷达的上车。但双方之间还横亘着几座大山:价格是否被主机厂接受,产品的可靠性如何,是否具备规模量产能力?

速腾告诉新智驾:曾经有客户的期望价格是在1000~2000人民币左右;Innoviz苏淑萍也透露,目前和主机厂主要交流的项目是L2+和L3,大多数主机厂的目标价位是几百美元。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

但当下激光雷达仍是以万元作为单位,显然还达不到主机厂的心理预期。

正如速腾所说,当下激光雷达还处于起步阶段,上游供应商的降本空间比较大。

但矛盾在于,上游供应商需要看到消费市场的潜力,才会决定是否扩大材料的供应。另一方面,主机厂对于激光雷达的确有需求,但是上游供应商的价格下不来,雷达厂商也没有办法更好地降本。

“如果本身有一个一年千万级的市场摆在眼前,价格肯定会降下来的,但一年就几千几万台的出货量,是不可能将价格做得非常低的。”他说。

所以他认为,需要产业玩家联手推动智能驾驶市场的发展,然后上游供应商和雷达厂商及时把握风向,共同推出一些更加集成、更低价格、更可靠的雷达产品,如此才能满足主机厂的产品采购价格预期。

Livox也认为,降成本的方式是一揽子的组合拳,每家供应商都要想三个问题:

  • 产品的设计是否足够简洁(直接决定BOM)

  • 产品的生产制造工艺和质量体系是否足够高效达标(良率、一致性、大规模制造摊平成本的能力)

  • 是否有优质的头部客户大规模订单创造口碑继续拉升需求走向销售正循环(供应链降本)

两者的共同点在于,需要通过市场规模的拉动,来促进供应链的成熟与实现价格下探。

否则即便上游技术实现突破,下游没有能够充分发挥激光雷达技术的客户,于产业的发展也是无益。

“这里有一个市场教育的必然过程。”Livox表示。


激光雷达的下一个突破点是什么?

当然,也有玩家认为,激光雷达要实现价格下降,除了推动应用数量规模铺开之外,还离不开技术和生产方式的突破。

对于这一点,Innoviz深以为然。

Innoviz苏淑萍认为,当下产业链的元器件供应还不够成熟。因此Innoviz内部选择了自研核心零部件,比如MEMS振镜,ASIC芯片和检测器等。

Innoviz 此前表示,随着新品Innoviz Two 的发布,激光雷达的价格会降低70%。

原因就在于,通过利用第一代产品InnovizOne的研发积累,沿用其主要的系统设计,Innoviz重新设计了光路后,可以极大程度减少核心部件;

同时随着制造产线的技术改进,也可以进一步降低成本。这些努力将使下一代产品能够以更低的价格进行大规模应用。

在国产玩家中,禾赛也在不断改进生产工艺。

今年10月12日,禾赛发布了一款中距激光雷达PandarXT,这款产品首次使用了禾赛自研的收发系统芯片。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

禾赛自研激光雷达收发系统芯片

据《建约车评》汽车媒体报道,禾赛改变了以往机械式激光雷达收发系统集成度过低的问题,将数百个激光收发通道集成到负责发射和接收的芯片上。

比如,新的工艺可以将32线机械式激光雷达所需要的32个收发系统集成到一个芯片,大大简化了雷达的装调次数,由此产品价格可以大大降低。

此外,还有玩家往着纯固态激光雷达的方向推进。

据雷锋网新智驾了解,Ouster基于多光束Flash激光雷达技术,能够通过VCSEL和SPAD两颗芯片分别作为激光雷达发射端和接收端,免去零部件的机械运动。

从2017年推出VCSEL+SPAD技术至今,Ouster的机械式激光雷达已经在Robotaxi等领域使用。

激光雷达混战时代,谁在争当“前装量产”先锋?

Ouster的SE2产品图片

Ouster表示,益于其数字化的技术架构,未来将沿用VCSEL+SPAD技术进行纯固态激光雷达研发,并且这款用于汽车的纯固态激光雷达ES2将于2022年开始交付,2024年实现量产。

但Ouster也表示,这种纯固态方案也面临着车规级考验,最大挑战是在不同温度下2万个小时的耐力和可靠性表现。

可以看到,无论是对何种激光雷达来说,产品的高度集成化都是一大核心突破点。集成度更高,意味着核心零部件的数量更少,也更容易满足车规要求。

除此之外,激光雷达的自动化生产线也是一个非常重要的议题。

尽管当下产量还远未到需要批量自动化生产的地步,但速腾还是认为,后续如果每年需要给客户提供百万级的出货量,以当下可能每月几千台的出货速度是无法满足的,因此生产工具更加自动化,以此保证产能是非常必要的。

此外,正如Livox所说:“面对这么一个新形态的产品、新的行业、新的市场,很多时候不是完全靠做研究做试验就能实现商业价值突破的。任何一代看似靠谱的技术必须通过市场验证,通过大量实际数据支撑前期产品设计、可靠性设计,是否有欠缺。”

“再多的客户交流、访谈、仿真数据、头脑风暴也不能穷尽对真伪命题的判断,最终只能靠实践。”

所以Livox认为,激光雷达下一步突破的秘密其实藏在量产项目中。当然Livox也表示,不会完全将所有赌注都押宝在某一代技术上,内部前瞻预研团队还在研究一些潜在形态的产品。

总地来看,各个玩家们都试图在产品的研发迭代、项目合作中寻找激光雷达量产突围的方法论。

眼下,智能汽车的向上发展,让激光雷达在前装量产上有了更多的用武之地。而这里,也将是玩家们真正对决的战场。

(雷锋网(公众号:雷锋网)

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