【芯版图】商用提速、龙头加码，“破圈上车”的激光雷达还面临哪些痛点？

【编者按】芯版图：盘点各省/市/园区半导体产业布局情况，探究企业技术/项目布局等。

集微网消息，随着华为、小米、大疆争相入局“造车”，自动驾驶关键组成部分——激光雷达也成为今年的热点议题。

尽管激光雷达与视觉方案一直存在“派别”之争，孰优孰劣也并无定论，但伴随着各大汽车厂商竞相宣布激光雷达上车，属于激光雷达的大幕或许正在拉开。

我国在激光雷达赛道上的主要玩家有哪些？面临哪些痛点？又有哪些优势？

各大方案同台竞技，激光雷达加速上车

当前自动驾驶技术路线分为视觉主导和激光雷达主导，前者当前成本占优、后者能实现的高阶智能驾驶潜能大。

特斯拉便是典型的摄像头主导，配合毫米波雷达等低成本传感器的视觉主导方案。而Waymo等自动驾驶厂商则是以激光雷达为主导，配合摄像头、毫米波雷达等传感端元器件。

特斯拉对于激光雷达的态度，在几年前便有迹可循，马斯克曾公开表示过:“我不是激光雷达的粉丝,它完全可以由摄像头加上一个前置雷达来实现一样的效果。”

2019年4月，特斯拉举办“Autonomy Day”，在这场新品发布会上，马斯克再度炮轰激光雷达，“傻子才用激光雷达，现在谁要还是靠激光雷达，那就要完蛋，注定完蛋！激光雷达用了一大堆昂贵的传感器，毫无必要。”

伴随时间发展，马斯克对于视觉感知方案的执着显得更为“疯狂”，今年4月，马斯克在Twitter上转发关于现款FSD Beta的消息时透露，FSD Beta V9.0已经基本准备就绪，将较现有系统实现重大进步。值得注意的是，马斯克在回答网友提问时表示，该版本是纯视觉方案，不依靠雷达。

特斯拉为首的“算法派”与Waymo为代表的“激光雷达”派，究竟谁能更胜一筹，实际上目前并没有结论。

多家厂商在自动驾驶路线上同台竞技，技术也各有侧重。除了视觉方案与激光雷达以外，还有毫米波雷达、超声波雷达等。从技术角度来看，不同的方案有其不同优劣。

纯视觉方案瓶颈在于极高要求的算法。纯视觉方案对于数据积累和算法训练过于依赖，对于进入复杂少见的道路环境时其安全性受到挑战。

超声波雷达成本低，但相应的，探测距离也短。

毫米波雷达具备探测距离远、精度高，不受天气状况影响，成本低等特性，主要缺陷在于精度还不够完美，例如无法非常精确的将两个物体进行区分，而视作一个物体的情况。

在兴业证券今年发布的《激光雷达：加速成长的千亿智能驾驶传感器》报告中则透露，激光雷达具有毫米波雷达10倍的精度，且相对摄像头受环境干扰小。此外，高精度和3D建模能力是激光雷达相较于其他传感器的核心优势，且以摄像头主导的纯视觉方案在精度、稳定性和视野存在局限性。

尽管外界认为，激光雷达、摄像头等多种传感器结合的方案将是大势所趋，但激光雷达究竟在自动驾驶中能够发挥多大作用？为何会有其必要性？

对此，Google自动驾驶咨询顾问BradTempleton曾一针见血地指出，“做到99%的准确度对于车辆驾驶而言并不够，我们需要的是99.99999%的准确。激光雷达就是小数点后几位的最强保障。”

多方观点认为，对于特斯拉之外无法通过AI弥补硬件缺陷的汽车厂商而言，激光雷达是必要选择。激光雷达在辅助驾驶中渗透率将逐渐提升。

2020年进入L3级别量产元年，各大品牌相继推出L3级别自动驾驶汽车。各车企也将更高级别自动驾驶规划提上日程。

2020年11月11日，国汽智联首席科学家李克强教授在2020世界智能网联汽车大会开幕式上，发布《智能网联汽车技术路线图2.0》，路线图设定的目标是，2020-2025年中国L2-L3级的智能网联汽车销量占当年汽车总销量的比例超过50%，L4级智能网联汽车开始进入市场，C-V2X终端新车装配率达到50%，并且在特定场景和限定区域开展L4级车辆商业化应用。2025年，高度自动驾驶车辆首先在特定场景和限定区域实现商业化应用。到2026-2030年，L2-L3级的智能网联汽车销量占比超过70%。

从市场角度来看，不仅在中国，伴随自动驾驶发展，全球范围内激光雷达空间广阔，需求旺盛。激光雷达在高级辅助驾驶领域的市场规模将在未来5年里有望保持高速增长。

按照沙利文预计，2025年激光雷达市场规模预计将达到46.1亿美元，2019年至2025年复合增长率达83.7%。

ARCFOX极狐阿尔法S、小鹏 P5、蔚来 ET7、上汽RS33都先后预告搭载激光雷达的车型，国内激光雷达上车几乎“已成定局”。

抢入激光雷达赛道，机械、固态、半固态三大路线相争

激光雷达系解决方案的工作原理，是感知层通过激光雷达不断向外发射激光束，并接收物体反射回的光脉冲，根据已知光速计算出两者信号之间的时间差、相位差等来确定车与物体之间的相对距离，再通过水平旋转扫描或相控扫描测量物体的角度，通过获取不同俯仰角度的信号获得高度信息。

由于激光雷达实现功能过程中所需元器件可选种类较多且原理均有不同程度差异，因此主流分类方式多元，技术路径差异较大，激光雷达企业采用不同的技术路线参与竞争。

当前，激光雷达按照扫描方式有无机械转动部件可以分为机械旋转、混合固态、纯固态。混合固态分为MEMS、转镜，纯固态分为相控阵OPA、Flash。

不同技术方案中，机械式激光雷达成熟度最高，主要通过电机带动光机结构整体旋转，可实现360°扫描（半固态式和固态式激光雷达往往最高只能做到 120°的水平视场扫描）。

图：Waymo搭载机械激光雷达

机械式激光雷达缺点在于核心组件价格昂贵，光路调试、装配复杂、生产周期漫长，难以配套量产，且产品体积较大，产品结构突出，会影响车辆外观，同时机械部件寿命不长（约1000-3000小时），所以目前多应用于无人驾驶测试项目。

换言之，传统机械式雷达的高成本、低可靠性及不可量产性直接制约了其量产化及规模化。

除此之外，纯固态激光雷达虽然成本可以做到很低，但产业链仍十分不成熟；以MEMS为代表的混合固态激光雷达，容易通过车规，转镜方案放量在即。

机械式激光雷达中，Velodyne是绝对龙头。半固态近年受到青睐，主要供应商有Luminar、 Innoviz、Aeva、速腾聚创、镭神、大疆、Innovusion、华为等。由于激光雷达路线众多，各个企业也具有独特的竞争力和差异点。半固态以转镜和MEMS微振镜为代表。基于转镜有：大疆览沃、Innovusion、Ibeo；基于MEMS微振镜有：Luminar、Innoviz、Aeva、禾赛、速腾聚创、镭神。

其中，机械式激光雷达巨头Velodyne从音响起家，于1983年成立。2005年Velodyne开始专注研究激光雷达。2007年便推出了64线激光雷达产品，2010年谷歌首测的无人驾驶汽车用的激光雷达就是Velodyne提供的。

在Velodyne“占山为王”的年代，激光雷达的成本一直居高不下。2007 年 Velodyne首次发布的64线机械式激光雷达产品HDL-64E价格近8万美元。百度高级副总裁王劲曾在2016年透露，百度无人车搭载的Velodyne激光雷达价格一度高达70万人民币一个，一般的车厂没办法把它装到今天的量产车上。为此，百度和福特还联合投资了Velodyne。

激光雷达的高价厚利，毫无疑问也吸引了众多创业者的眼球。

面对未来广阔的市场空间，在激光雷达这一赛道，国内外企业争相入局，激光雷达领域，Luminar、Velodyne、Innoviz、Aeva、Ouster、禾赛科技、速腾聚创、镭神智能、大疆、华为、Innovusion、Ibeo、Quanergy等，都是代表性企业。

其中，Velodyne、Valeo、Ouster、Innoviz、Quanergy、Luminar等，是海外激光雷达公司。禾赛科技、镭神智能、速腾聚创等，都是国内代表性厂商。

大疆、华为先后入局，群雄逐鹿格局已现

目前，国内许多企业已入局激光雷达赛道。

禾赛科技为中国机械式激光雷达解决方案主要厂商。公司于 2014 年成立于上海， 2017 年发布首款激光雷达产品 Pandar40 并于同年布局专用芯片研发；2019 年推出了半固态+自研 SoC 激光雷达产品 PandarGT；同时于 2020 年推出高精度近程激光雷达布局无人物流及测绘领域。

速腾聚创则采用激光雷达产品+感知系统方案并行的方案，速腾聚创于 2014 年正式成立，2015 年发布静态三维激光扫描仪，2016 年开始布局激光雷达解决方案并于 2017 年发布量产式 RSLIDAR-32产品。

速腾聚创最初产品主要为机械式激光雷达，2017 年推出 RS-LiDAR-16 和 RS-LiDAR-32，通过提升线数优化了探测距离与分辨率，2019 年推出 32 线产品 RS-Bpearl。2019、2020 年推出高线束产品RS-Ruby 及轻量化产品 RS-Ruby lite。同时速腾聚创也在积极发展 MEMS 技术，RSLIDAR-M1产品已达车规级，于 2020 年 12 月批量供货北美。

雷镭神智能产品覆盖OPA、Flash、MEMS，拥有市面最齐全的激光雷达产品矩阵，同时掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理，产品覆盖905nm、 1550 nm 激光器。

北醒光子成立于2015年，作为顺为投资的唯一一家激光雷达公司，北醒光子激光雷达已实现量产。2019年，北醒发布固态激光雷达Benewake-Horn-X（角龙），目标直指L4以上的高级别自动驾驶。

据北青网今年报道，北醒将在今年量产全球第一款专注于轨道交通行业的激光雷达。

而大疆和华为在近年也瞄准了激光雷达赛道。其中，大疆内部孵化出致力于激光雷达技术的团队Livox（览沃），华为在 2019 年即透露将自行开发激光雷达和毫米波雷达两项产品，主要是利用自己的 5G 技术来开发毫米波雷达，实现全天候的成像。

2020 年，华为推出 96 线中长距激光雷达，探测距离可达 150m，视场角达 120°（水平）x25°（垂直），分辨率达 0.25°（水平）x0.26°（垂直），具备可量产商用的车规级能力。华为智能汽车解决方案总裁发言表示未来华为激光雷达价格将有望下探至 200 美元。

整车方面，华为与北汽新能源达成合作，并已推出第一款搭载华为智能汽车解决方案的量产车极狐阿尔法S，同时已与长安、广汽、小康、红旗等厂商达成战略合作。

Livox 于 2016年成立。自动驾驶领域主要产品为 Tele-15 和Horizon，均为车规级的激光雷达，其中 Tele-15 产品主要为车头雷达，售价为 8999人民币，Horizon 主要为车身雷达，售价 6499 元，均较其他主要厂商量产产品有明显价格优势。

自动驾驶领域Livox已与西井科技（Westwell）深度合作；乘用车 ADAS方面已与小鹏汽车达成合作，将为小鹏汽车 2021 年量产全新车型提供车规级激光雷达产品；重卡领域与一汽解放合作为其量产自动驾驶重卡 J7 提供激光雷达配套产品。

激光雷达已经踏上资本风口，降本成必然趋势？

资本市场上，海内外激光雷达公司在近几年踏上了资本风口。2020年9月Velodyne成为全球第一家成功上市的激光雷达公司，登陆纳斯达克；3个月后，Luminar也成功在纳斯达克上市。拟上市的公司包括Innoviz、Aeva、Ouster和国内的禾赛科技。Velodyne、Luminar、禾赛、Innoviz、Aeva目前累计融资均达到数十亿人民币。

据此前集微网统计（【芯融资】激光雷达元年或至 疯狂融资期还在？），从2019年至今，国内已有超13家激光雷达类企业获得新一轮融资，至少8家企业在2019年获得新一轮融资。

然而，激光雷达领域上市/待上市公司实际上仍处于亏损状态，要改善财务状况，量产车上量是必然路径，而激光雷达要上车，规模、成本与车规是无法回避的要点。

马斯克压宝摄像头是因为技术还是更在意成本，市面上也时有争论。激光雷达技术路线百家争鸣，但无法质疑的是，激光雷达的成本在短期内仍是一个棘手问题。

百度集团资深副总裁、智能驾驶事业群组总经理李震宇今年在接受媒体采访时就表示，高线束的激光雷达仍然面对车规与成本的问题，

2007年，Velodyne就推出8万美元64线机械式激光雷达，最主要的原因便是机械式的结构复杂、精密光学元件多。

以大疆Livox发布的产品为例，激光雷达普遍成本相对较高。

受制于成本等因素，作为到固态激光雷达的过渡阶段，近几年量产的产品都属于混合固态激光雷达，主要包括转镜、MEMS方案。

李震宇就曾表示，现在的车载摄像头已经很普遍了，而增加了激光雷达之后，成本就会有所提升。而且还有一点就是，现在用了激光雷达的车很难说究竟是demo还是真正的量产车。

而成本也成为视觉与激光雷达两大派系的分水岭。前者当前成本占优、后者能实现的高阶智能驾驶潜能大。

但随着商业落地的需求，激光雷达降本就成为一个无法避免的趋势。

车载半固态/固态目前基本在1000美元以内，行业降价趋势明显。

机械式上，Velodyne 64线8万美金，16线4K美金，较之前价格砍半；禾赛科技的机械式激光雷达均价也在10万人民币左右。固态及半固态方面，Velodyne Velarray价格为500美金；Luminar和Aeva也将发布价格500美元以内的半固态激光雷达；Quanergy 预估固态大规模量产价格250美金，最终降至100美金；华为也表示未来激光雷达价格将在200美金以内。

图片来源：兴业证券

对于激光雷达来说，尽管目前还有许多问题等待解决，但驶向激光雷达赛道的玩家们，也从不同的技术角度拿出了方案，多方观点认为，随着自动驾驶进一步发展，激光雷达将成为必不可少的组成部分。（校对/若冰）