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激光雷達(dá)正迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

芯片采購(gòu)網(wǎng)專注于整合國(guó)內(nèi)外授權(quán)IC代理商現(xiàn)貨資源，芯片庫(kù)存實(shí)時(shí)查詢，行業(yè)價(jià)格合理，采購(gòu)方便IC芯片，國(guó)內(nèi)專業(yè)芯片采購(gòu)平臺(tái)。

自2020年以來(lái)，傳統(tǒng)汽車(chē)巨頭和新車(chē)制造商都宣布將在下一代新車(chē)型上配備激光雷達(dá)。

Velodyne、Luminar、Innoviz、Aeye、Ouster、Quanergy、Cepton許多激光雷達(dá)公司也紛紛上市。

汽車(chē)行業(yè)和投資者這樣做「含金量」傳感器較高，關(guān)注度持續(xù)上升。

從汽車(chē)公司、激光雷達(dá)制造商甚至整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，激光雷達(dá)大規(guī)模上車(chē)的時(shí)間點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)。同時(shí)，激光雷達(dá)的實(shí)際效果也會(huì)影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

這也意味著激光雷達(dá)將迎來(lái)大考:

能否支持激光雷達(dá)本身的技術(shù)發(fā)展路徑、成本和性能？

激光雷達(dá)上車(chē)后，如何將技術(shù)價(jià)值轉(zhuǎn)化為用戶價(jià)值？

激光雷達(dá)的成本用第一原理拆解

被馬斯克視為創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)「第一性原理」，它是從物理的角度看世界，通過(guò)一層一層地打開(kāi)事物的外觀，看到內(nèi)在的本質(zhì)，然后從本質(zhì)層層上升。

馬斯克在特斯拉，SpaceX所做的一切都是圍繞第一原則展開(kāi)的——幾乎所有自己的研發(fā)和制造，瘋狂地降低成本。

例如，當(dāng)傳統(tǒng)電池組的平均市場(chǎng)價(jià)格為600美元/千瓦時(shí)，主要電池供應(yīng)商是松下。馬斯克發(fā)現(xiàn)，從倫敦金屬交易所購(gòu)買(mǎi)鋰電池組的原材料只需80美元/千瓦時(shí)。

他發(fā)現(xiàn)價(jià)格差距很大，所以特斯拉在2013年開(kāi)始建立自己的電池廠，電池價(jià)格可以降低30%，每年支持150萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池的需求。

這就是他對(duì)第一性原理的應(yīng)用。

由于馬斯克可以用第一原理解決電池成本昂貴甚至昂貴的問(wèn)題SpaceX發(fā)射成本高的問(wèn)題，用第一原理拆解激光雷達(dá)的成本會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？

激光雷達(dá)價(jià)格昂貴，除了追求性能外，還與其自身的原材料、整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)密切相關(guān)。

激光雷達(dá)的成本主要包括BOM研發(fā)(軟硬件)成本IP投資、測(cè)試驗(yàn)證、生產(chǎn)調(diào)試等環(huán)節(jié)。

(1)原材料按類別劃分，主要包括:

大約一半來(lái)自硬件模塊，包括發(fā)射接收組件FPGA板、主控板、電源模塊等；

二是光學(xué)模塊組件，包括轉(zhuǎn)鏡、棱鏡、窗玻璃等光通道；

最后是結(jié)構(gòu)模塊，包括電機(jī)、支架、軸承、外殼等。

(2)原材料按部件劃分，主要包括:

激光發(fā)射器：VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光，表面發(fā)光，集成整合，提高光束質(zhì)量)將逐漸取代EEL(一邊發(fā)射激光器，一邊發(fā)光，依靠手配，效率低，一致性差)；

掃描系統(tǒng)：轉(zhuǎn)鏡，棱鏡，MEMS微振鏡；

激光接收器：SPAD(單光子雪崩二極管)和/或SiPM取代硅光電倍增管APD(雪崩光電二極管)感知能力強(qiáng)，感知距離遠(yuǎn)，延遲低；

信息處理系統(tǒng)：點(diǎn)云處理、目標(biāo)識(shí)別、通信等。

激光雷達(dá)從業(yè)者一直在思考如何通過(guò)新的組合或技術(shù)創(chuàng)新來(lái)降低成本。

激光雷達(dá)路線不同。

在機(jī)械激光雷達(dá)時(shí)代，一個(gè)Velodyne 64線激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)7.5萬(wàn)美元，人工成本占美國(guó)組裝的3萬(wàn)美元。

后來(lái)Waymo用四個(gè)模塊代替技術(shù)創(chuàng)新Velodyne64線設(shè)計(jì)大大降低了人工校準(zhǔn)時(shí)間，只需校準(zhǔn)4個(gè)模塊，效率提高了16倍，成本降低了80%。

圖注：小鵬P5激光雷達(dá)版

小鵬搭載激光雷達(dá)P5.使用大疆激光雷達(dá)Livox估計(jì)百萬(wàn)年產(chǎn)量的產(chǎn)品BOM成本為260美元，但目前是千級(jí)產(chǎn)量，BOM成本約為500-600美元。

Flash激光雷達(dá)，由于沒(méi)有掃描器，功率高VCSEL和高性能SPAD還處于萌芽階段。萬(wàn)級(jí)像素Flash激光雷達(dá)BOM約500-700美元。未來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)可降至100美元以下。

隨著激光雷達(dá)的大規(guī)模生產(chǎn)，該行業(yè)對(duì)未來(lái)激光雷達(dá)的預(yù)期從1000美元下降到400-500美元。隨后，價(jià)格逐漸穩(wěn)定，在3-5年內(nèi)下降不大。

「從汽車(chē)公司的角度來(lái)看，訂單的數(shù)量也會(huì)影響激光雷達(dá)的成本。」法雷奧中國(guó)CTO顧劍民說(shuō)。

「激光雷達(dá)價(jià)格偏高，很大一部分因素是激光雷達(dá)沒(méi)有像攝像頭和毫米波那樣大規(guī)模使用。」圖達(dá)通CEO鮑君威說(shuō)。

「如果將激光雷達(dá)應(yīng)用尖端技術(shù)，其成本將與工藝成熟度和技術(shù)路線成熟度有關(guān)，一兩年內(nèi)真的很難降低。目前，大多數(shù)激光雷達(dá)公司采用市場(chǎng)主流技術(shù)路線，這里的成本降低主要與需求有關(guān)。」一徑科技產(chǎn)品部劉思家告訴汽車(chē)之心。

在與上述業(yè)內(nèi)人士的交流中，每個(gè)人都指出了一個(gè)關(guān)鍵詞：大規(guī)模量產(chǎn)。

這意味著隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，R&D成本和生產(chǎn)成本可以顯著分?jǐn)偅�激光雷達(dá)價(jià)格將大幅下跌。

目前行業(yè)逐漸形成共識(shí)，即當(dāng)激光雷達(dá)規(guī)模達(dá)到10萬(wàn)時(shí)，價(jià)格將遠(yuǎn)低于1000美元。

根據(jù)法雷奧公布的2021年財(cái)務(wù)報(bào)告，法雷奧激光雷達(dá)目前已發(fā)貨16萬(wàn)輛。它的價(jià)格也遠(yuǎn)低于1000美元。

此外，控制上游部件成本、技術(shù)路徑迭代和產(chǎn)業(yè)鏈上下游的專業(yè)分工也是降低激光雷達(dá)成本的主要方向。

(1)控制上游元件的成本

激光雷達(dá)公司可以通過(guò)自主研發(fā)光學(xué)元件、芯片等上游產(chǎn)品來(lái)控制激光雷達(dá)產(chǎn)品BOM成本。

2019年，法雷奧激光雷達(dá)產(chǎn)品Scala主板成本占45%，激光單元占23%，機(jī)械鏡單元占13%，機(jī)械激光硬件占10%。

如果激光雷達(dá)制造商能夠開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)芯片和光學(xué)元件，BOM成本將顯著降低。

(2)技術(shù)路徑迭代

從高成本的機(jī)械型遷移到純固態(tài)，從高勞動(dòng)力成本EEL向可機(jī)量產(chǎn)VCSEL發(fā)展等。

此外，激光雷達(dá)公司正在積極開(kāi)發(fā)本較低FMCW方案及1550nm并不斷探索降低成本的新技術(shù)路徑。

(3)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的專業(yè)分工。這是影響激光雷達(dá)價(jià)格的重要因素之一

銳馳智光CEO姜波對(duì)汽車(chē)之心說(shuō)：

目前，整個(gè)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈仍處于初級(jí)發(fā)展階段，沒(méi)有專業(yè)分工。這也導(dǎo)致很少有激光雷達(dá)制造商能夠滿足汽車(chē)公司的大規(guī)模供應(yīng)需求。激光雷達(dá)要想大規(guī)模上車(chē)，首先要解決價(jià)格成本與性能的矛盾，其次是供應(yīng)鏈的合理分工和產(chǎn)量規(guī)模。

如何選擇激光雷達(dá)？

激光雷達(dá)能否真正大規(guī)模上車(chē)，最終決定權(quán)掌握在汽車(chē)公司手中。

目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)公司對(duì)激光雷達(dá)的態(tài)度大致分為兩類：

一是敢于嘗試新事物的汽車(chē)公司，更注重其產(chǎn)品在整個(gè)行業(yè)的領(lǐng)先地位，即激光雷達(dá)只需要在必要的前提下通過(guò)汽車(chē)規(guī)則。

另一種是傳統(tǒng)汽車(chē)公司，它更注重激光雷達(dá)公司的規(guī)模，應(yīng)用車(chē)型是否有足夠的產(chǎn)能供應(yīng)激光雷達(dá)。

不難看出，在選擇激光雷達(dá)上車(chē)時(shí)，汽車(chē)公司不僅關(guān)注產(chǎn)品本身，還關(guān)注激光雷達(dá)公司是否具

鮑君威表示，激光雷達(dá)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性、抗干擾性、可量產(chǎn)性、使用壽命和美觀性是汽車(chē)公司關(guān)注的主要維度。

目前，激光雷達(dá)本身的性能主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：

一是探測(cè)距離，即場(chǎng)景中物體能否在足夠遠(yuǎn)的距離內(nèi)提前被檢測(cè)和感知，從而預(yù)留足夠的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)。

第二，角分辨率決定了場(chǎng)景中所有物體是否能清晰準(zhǔn)確地看到。

三是可靠性，即整個(gè)激光雷達(dá)的架構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠，能滿足車(chē)輛規(guī)定對(duì)感知元件的性能和安全要求。

顧建民說(shuō)，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的汽車(chē)，汽車(chē)公司需要的激光雷達(dá)不需要追求終極性能，而是適當(dāng)?shù)摹．吘梗�我們�?yīng)該考慮成本因素。

對(duì)于激光雷達(dá)公司來(lái)說(shuō)，汽車(chē)公司關(guān)注的維度包括:

首先激光雷達(dá)公司整合軟硬件資源的能力。

作為感知傳感器之一，激光雷達(dá)的應(yīng)用需要毫米波雷達(dá)、攝像頭等產(chǎn)品的輔助，以確保整個(gè)系統(tǒng)有足夠的冗余，以確保整體安全。

在相互融合的過(guò)程中，激光雷達(dá)需要及時(shí)報(bào)警車(chē)輛在道路上的碎片（如輪胎碎片）和人類駕駛員無(wú)法正確看到或預(yù)期的障礙物（如前車(chē)墜落的貨物）。

即使它們不在視野內(nèi)，激光雷達(dá)仍然可以通過(guò)預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)行人、騎自行車(chē)的人和其他車(chē)輛的軌跡。

二是激光雷達(dá)公司能否為其提供穩(wěn)定的量產(chǎn)品。

姜波說(shuō)，穩(wěn)定主要包括兩個(gè)方面，一是質(zhì)量可靠，二是產(chǎn)量可持續(xù)。

基于此，激光雷達(dá)公司應(yīng)滿足汽車(chē)公司的三個(gè)需求，包括產(chǎn)品性能是否滿足汽車(chē)公司的應(yīng)用，生產(chǎn)規(guī)模是否能與汽車(chē)公司預(yù)期的采購(gòu)規(guī)模相匹配，質(zhì)量保證體系是否能確保生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠滿足質(zhì)量要求。

目前，真正符合上述汽車(chē)公司要求的激光雷達(dá)公司并不多。

其中，法雷奧第一代激光雷達(dá)已大規(guī)模生產(chǎn)，第二代激光雷達(dá)即將大規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)際交付激光雷達(dá)16萬(wàn)多個(gè)。

圖達(dá)通與均勝合作的寧波生產(chǎn)線已安裝完畢，進(jìn)入批量生產(chǎn)狀態(tài)，前期計(jì)劃年產(chǎn)能10萬(wàn)臺(tái)。

為支持量產(chǎn)訂單的快速增長(zhǎng)，禾賽在建「麥克斯韋」智能制造中心，自稱設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)今年將全面投產(chǎn)。

速騰聚創(chuàng)也有自己獨(dú)立的生產(chǎn)線，可以為汽車(chē)公司的客戶提供穩(wěn)定的產(chǎn)產(chǎn)品，甚至有傳言稱速騰為華為OEM激光雷達(dá)。

綜上所述，汽車(chē)公司選擇激光雷達(dá)公司最重要的標(biāo)準(zhǔn)是后者可以繼續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)汽車(chē)等級(jí)和高可靠性的激光雷達(dá)產(chǎn)品。

激光雷達(dá)上車(chē)后能給用戶帶來(lái)什么價(jià)值？

在激光雷達(dá)從業(yè)者眼中，與純視覺(jué)感知算法相比，應(yīng)用激光雷達(dá)的多傳感器模式具有多種優(yōu)點(diǎn)。

激光雷達(dá)是一種天然的三維傳感器，可以在時(shí)間(白天、晚上、雨雪天氣等)和空間(隧道、高速公路、城市道路)上拓寬L3/L使用4級(jí)自動(dòng)駕駛場(chǎng)景。

具體來(lái)說(shuō)，在交通擁堵、道路復(fù)雜、環(huán)境干擾、疲勞駕駛等情況下，駕駛員難以及時(shí)做出準(zhǔn)確的判斷。激光雷達(dá)的作用是幫助車(chē)輛提前做出決定，安全制動(dòng)車(chē)輛。

同時(shí)，激光雷達(dá)在大光比、暗光和靜態(tài)物體識(shí)別方面具有相機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

其次，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一般由感知-決策-控制三個(gè)要素組成。

激光雷達(dá)作為一離識(shí)別能力作為一種感知系統(tǒng)，也可以縮短識(shí)別對(duì)象的時(shí)間，使決策端更容易，間接為用戶提供更舒適的駕駛體驗(yàn)。

第三，在一定的安全制動(dòng)距離內(nèi)，如果傳感器不能有效檢測(cè)一些常見(jiàn)的小物體，很可能導(dǎo)致車(chē)輛翻車(chē)、輪胎爆炸等不良事故。

相對(duì)而言，激光雷達(dá)具有較高水平的角分辨率和較小的光束發(fā)散角，能夠更準(zhǔn)確地探測(cè)遠(yuǎn)距離小物體。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：

搭載Velodyne激光雷達(dá)PAEB系統(tǒng)（配有Velarray激光雷達(dá)傳感器)車(chē)輛在所有測(cè)試場(chǎng)景的五次測(cè)試中成功停車(chē)五次，避免碰撞。

雷達(dá)搭載 攝像頭技術(shù)PAEB在每一個(gè)測(cè)試場(chǎng)景中，系統(tǒng)車(chē)輛都以失敗告終。

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，激光雷達(dá)的感知確實(shí)比攝像頭好，具有準(zhǔn)確獲取目標(biāo)信息、抗干擾能力強(qiáng)、探測(cè)范圍廣、近全天候工作等優(yōu)點(diǎn)。

反對(duì)的聲音認(rèn)為，在最真實(shí)的需求下，激光雷達(dá)并沒(méi)有發(fā)揮真正的作用。目前，汽車(chē)公司對(duì)激光雷達(dá)或硬件預(yù)埋和選擇的心態(tài)。

有業(yè)內(nèi)人士甚至直言:「在這個(gè)階段，激光雷達(dá)真的是為了安全嗎？事實(shí)上，我們沒(méi)有實(shí)際的自動(dòng)駕駛，是否配備激光雷達(dá)，更多的是出于模型產(chǎn)品的定位區(qū)別，激光雷達(dá)是高端車(chē)型，沒(méi)有激光雷達(dá)是低端車(chē)型。」

威來(lái)等即將于2022年發(fā)布或交付的車(chē)型ET7、理想L9、小鵬G9、智己L7、飛凡R7.均配備激光雷達(dá)，屬于各車(chē)企中高端車(chē)型。

從這種情況來(lái)看，目前上車(chē)的激光雷達(dá)與車(chē)型的豪華程度有關(guān)，豪華車(chē)型是標(biāo)準(zhǔn)的，中低端車(chē)型是選擇。

在姜波看來(lái)，激光雷達(dá)更多的是組裝在以科技屬性為主要賣(mài)點(diǎn)的品牌上，典型的是造車(chē)新勢(shì)力。

他認(rèn)為，數(shù)百萬(wàn)輛激光雷達(dá)是真正大規(guī)模上車(chē)的起點(diǎn)。在這樣的規(guī)模下，激光雷達(dá)是汽車(chē)的常規(guī)部件，而不是利基奢侈品。在此之前，小批量樣品車(chē)更多的是探索和展示肌肉。

顧建民說(shuō)，激光雷達(dá)的主要任務(wù)是提高汽車(chē)的安全性，包括乘客和道路上的其他車(chē)輛和用戶。只有確保這一點(diǎn)，該技術(shù)才能真正給用戶帶來(lái)實(shí)際價(jià)值，真正進(jìn)入市場(chǎng)。

同時(shí)，它也在測(cè)試汽車(chē)公司的自動(dòng)駕駛研發(fā)能力，包括傳感器集成技術(shù)和系統(tǒng)工程能力。

若汽車(chē)企業(yè)研發(fā)能力強(qiáng)，則在感知融合中AI如果積累了識(shí)別算法，就有可能通過(guò)更少的激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別、更穩(wěn)定的自動(dòng)駕駛或ADAS功能，事半功倍。

目前，包括法雷奧在內(nèi)的激光雷達(dá)已進(jìn)入上車(chē)前夜，Velodyne、Luminar、Cepton、Innoviz、激光雷達(dá)公司，如速騰聚創(chuàng)、和賽、一徑科技等，先后收到車(chē)企訂單。

在去年廣州車(chē)展上亮相的13款前激光雷達(dá)新車(chē)型中，有多達(dá)6款配備了速騰聚創(chuàng)產(chǎn)品，包括智己L7、威馬M7、小鵬G9等車(chē)型。

蔚來(lái)今年交付ET7、ET5.選擇標(biāo)配圖達(dá)通的獵鷹激光雷達(dá)。

理想L選擇搭載禾賽AT除了理想光雷達(dá)，除還贏得了集度、高合、路特斯等車(chē)企的前裝定點(diǎn)，預(yù)計(jì)今年將開(kāi)始量產(chǎn)交付。

梅賽德斯-奔馳S級(jí)轎車(chē)也將成為世界上第一款法雷奧第二代激光雷達(dá)SCALA2型，實(shí)現(xiàn)60km/h時(shí)速以下的L3級(jí)自動(dòng)駕駛。法雷奧目前正在開(kāi)發(fā)中SCSiliconImage代理ALA 3激光雷達(dá)，將L3級(jí)自動(dòng)駕駛最高速度提升至130km/h。

一徑科技仍然專注于商用車(chē)、Robotaxi和AGV機(jī)器人等，已經(jīng)贏得了包括自動(dòng)駕駛卡車(chē)應(yīng)用程序贏得技術(shù)，終端無(wú)人配送京東，Robotaxi企業(yè)元榮啟行等公司量產(chǎn)訂單。

雖然許多企業(yè)的激光雷達(dá)即將大規(guī)模生產(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展仍處于早期階段，越來(lái)越多的激光雷達(dá)公司需要促進(jìn)整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，未來(lái)可能會(huì)有更多的玩家甚至巨頭進(jìn)入這個(gè)行業(yè)。

激光雷達(dá)的最終發(fā)展將取決于激光雷達(dá)上車(chē)后給用戶帶來(lái)的實(shí)際價(jià)值是否能被用戶接受。

培養(yǎng)用戶使用自動(dòng)駕駛的習(xí)慣也將是汽車(chē)公司的推廣L3及以上自動(dòng)駕駛問(wèn)題之一。

注：感謝法雷奧CTO顧劍民，圖達(dá)通CEO鮑君威，銳馳智光CEO江波、一徑科技產(chǎn)品部劉思家對(duì)本文的幫助。