迎产业元年激光雷达“上量降价”后的冷思考
- 来源：TechWeb.com.cn
- 2022/1/1 8:37:50
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随着国外激光雷达产业龙头企业头Velodyne 、Luminar等企业相继上市，资本力量正加速入局激光雷达行业市场，这也将重塑当前激光雷达行业的发展格局。
在产业元年即将到来之际，几乎所有的国产汽车企业都选择了激光雷达路线，据不完全统计，2022年计划量产的激光雷达车型达15款，北汽极狐阿尔法、小鹏、蔚来、上汽、奔驰等车企都相继预告了激光雷达新品车型。
产品上量、车企内卷、资本助力，激光雷达未来真的一片光明吗？
发展早期：成本高 商业化场景少
激光雷达作为自动驾驶技术实现的关键技术设备，自1960年诞生后一直备受产业关注，早在 1971 年，激光雷达便跟随阿波罗 15 号进行了月面测绘。但一直以来，受制于各类激光设备的技术难度，激光雷达成本较高，商业化场景较少。
21世纪以来，Velodyne 首次将 64 线激光雷达应用于 DARPA 挑战赛，2007 年 Velodyne 生产出首台商用 3D 动态扫描激光雷达，成为该行业的重要时刻。
随着自动驾驶技术被产业所提及，越来越多的汽车用上辅助驾驶这类功能，激光雷达也逐渐迎来风口。
2015年到2016年，不少激光雷达领域公司相继成立，受制于自动驾驶汽车商业化落地的过程进展缓慢，激光雷达技术热度也随之冷却。
现状：需求广 机械式向固态化演进
激光雷达利用可见光和近红外光发射一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。
同时，激光雷达也常以线数区分，如 4 线、8 线、16 线、32 线、128 线等。线数是指激光发射光源数，16 线产品有 16 个光源，以此类推。
按扫描方式划分，激光雷达扫描方式有无机械转动部件可以分为机械式、半固态、固态。混合固态分为 MEMS、转镜，纯固态分为相控阵 OPA、Flash。
智能汽车产业的发展，再次让激光雷达领域升温，当辅助驾驶逐渐成为车企间的主要竞争方式后，激光雷达领域公司备受关注，包括Ibeo、Valeo、Luminar 等公司相继推出各自的激光雷达产品，资本力量加速入局，逐渐改变市场格局。
激光雷达部件较多，每个部件技术选择的不同就会造成效果和成本的不同，当前为了优化产品成本，大部分企业从产品扫描方式切入，扫描系统从机械转向固态扫描，固态激光雷达替代机械式激光雷达成为降低成本的必然选择。
我国快速布局人工智能与自动驾驶领域，包括速腾聚创、镭神智能、禾赛科技等一大批科技公司不断涌现，国内激光雷达正向着大范围、高分辨率、低成本的路径逐渐发展，且技术路线逐渐由机械式雷达向固态方式改变。
一位从事激光雷达产业研究相关人士接受TechWeb采访时表示，国外机械式雷达产品相较国内起步较早，有专利门槛，其技术积累也较为深厚，但从固态/半固态产品发展来看，国内与国外相对齐头并进，整体技术实力相差无几。
从融资方面来看，据IT桔子数据，2017 年至今，国内激光雷达公司共发生 62 件融资事件。从单次融资额看，在已透露融资额的公司中，有 10家公司共 13 次融资的单次融资额超过一亿人民币，其中，禾赛科技 A、B 轮融资均超过亿元人民币，并获 1.73 亿美元 C 轮融资，镭神智能也在 A+轮和 B 轮中获得亿元及以上人民币融资。
按产业链划分，激光雷达主要由上游光学器件公司构成，中游则是做激光雷达产品的相关公司，下游主要包括测绘视觉、机器人、自动驾驶、无人机和环境监测五个应用方向。
从国内公司来看，近年来我国中游强上游弱的局面得到了一定改观。目前，以速腾聚创、禾赛科技、镭神智能为代表的国内激光雷达产业公司主要集中在中游，但上游也涌现出了一批优秀公司，例如华为哈勃投资的芯视界微电子，小米集团领投、联想和真格基金跟投的灵明光子等。
进入2020年以来，随着国内激光雷达产业快速发展，其成本也逐渐下探到低位水平，激光雷达价格已经从动辄上万美元降低到千元档位。
未来：上量、降价背后 激光雷达产业的挑战
不可否认，经过数年产业发展，激光雷达相较十年前无论从应用场景、变现能力、技术路径都发生了质的飞跃，但与此同时，激光雷达上车加速背后也面临诸多问题。
首先，规模量产与产品质量的检验。
激光雷达成本主要分为三个方面：研发成本、物料成本、生产成本。大规模量产后，生产成本与研发成本可随量产规模扩大显著分摊，但同时，规模量产背后也将面临产品良率、上车返修率等诸多问题。
制作工艺尚未成熟、量产良率需要时间积累，生产把控能力成为关键，激光雷达作为新兴的精密传感器，尚无确定的行业标准和成熟稳定的工艺，生产环节多步，包括针对产品结构、硬件特性、软件算法的精准装调和测试工序，这也会对未来产品发展带来显著影响。
其次，成本与技术路线的平衡。
激光雷达作为一种集光、机、电一体化的精密传感器，其内部有数百个细分器件，在生产工艺上，物料成本和设备调试成本都很高，因此市场售价不菲。那么问题来了，激光雷达公司之间产品价格的差异主要取决于什么(为何有的便宜，有的昂贵)？
按照不同的技术路线，各家产品都有自己的优劣势，同时也有自身亟待解决提升完善产品的核心痛点。从目前产品的成熟度来看，MEMS 激光雷达将是当下主流方案，OPA 潜力最大，FLASH 光探测痛点解决潜力也较为显著。
相关研究认为，激光雷达成本主要和系统性能表现、激光雷达系统设计、物料成本以及可制造性，产出与质量等方面有关。
例如系统性能表现方面，探测距离与分辨率的提高带来的必然是更高的成本与价格。此外，软件也是产品溢价能力的重要组成部分。
又如激光雷达系统设计，这一点非常考验激光雷达公司的平衡能力，系统设计必须借助研发能力让光子(激光功率与探测器灵敏度)、原子(固定或扫描的光学与机械结构)和电子(信号与计算)实现探测距离与分辨率等性能指标的平衡。
而在物料成本上，Velodyne 曾表示，其在晶圆级激光雷达，微型激光雷达阵列，ASIC 设计和过程自动化等方面拥有大量关键知识产权，能大幅提升生产效率并降低物料成本。
需要说明的是，除上述之外，成本还和车企使用激光雷达的方式有关。例如有些激光雷达视野相对较窄，可以内嵌于车内；那些视野广的传感器则可以安置于车顶，自然不同的解决方案花费使用的产品不同，成本也就大不相同。
由此可见，激光雷达的成本是由诸多因素构成，所以降低价格也是个系统工程。
虽然目前整个产业已经将成本降低，但成本与产品质量的平衡如何业界还是无法评判。此外，当前激光雷达产品千位的价格区间仍处于高位，百度车联网总经理苏坦曾表示，整车全生命周期至少要换3-5颗激光雷达，这不利于降低用车成本。
当我们熟知了上述影响激光雷达成本及降本及使用方式等因素后，对于当下激光雷达市场，不同厂商，价格相差较大应该有自己的判断。目前激光雷达市场还是处在发展的早期，可以说是泥沙俱下，产品性能鱼目混珠。
最后，真正意义上的车规级标准缺失。
激光雷达产品达到车规级，需在化学特性、机械特性、电气特性三大方面进行 38 项试验，包括备受业界关注的车规级冲击振动和高低温检测。
截至目前，由于处于发展初期，激光雷达没有统一行业标准，每一家车企对激光雷达的车规标准都有自己的理解，行业并没有统一答案。
差异化的行业标准也间接让用户对激光雷达产品的高可靠性画问号，发展初期的激光雷达产业，还需长期的市场验证。
不可否认，激光雷达能够为汽车实现高阶自动驾驶的核心元件，理论上，数量越多就意味着汽车智能化程度更高，但是，车辆实现自动驾驶的过程还存在感知、决策和控制三个条件，车辆多个传感器能否完美协同工作，能否将采集到的数据与其它传感器进行融合，或进行决策才是关键。
无论是硬件还是软件，当前汽车的自动驾驶系统还非常不完善，在看到激光雷达产品进步的前提下，也需要反思整个产业所需面对的问题与挑战，企业过度宣传激光雷达的价值，会导致用户过度依赖这套系统，存在安全隐患。
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