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SIICFM Insights |《智能科技月报》车载激光雷达实现量产了吗?(2022年7月,第36期)

SIICFM Insights |《智能科技月报》车载激光雷达实现量产了吗?(2022年7月,第36期) 上实资本科技基金
2022-07-22
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概述
在自动驾驶概念的热潮下,车载激光雷达行业迎来爆发,2022年被称为“激光雷达上车元年”。中国激光雷达公司工程化与量产化表现优异,国内市场在产品进度和概念普及方面亦领先于海外。
尽管如此,我们发现当前车载激光雷达行业仍有许多难题有待解决——激光雷达上车效果有待市场验证,普通消费者对激光雷达的认识有待提高,新技术路线有待进一步创新,车载激光雷达统一的检验与应用标准有待建立,汽车主机厂的硬件整合能力有待提高等等。
业内人士普遍认为,车载激光雷达量产爆发还未来临。禾赛科技、亮道智能CEO剧学铭、Innoviz中国区总经理苏淑萍均预测,车载激光雷达真正行业量产大爆发将于2025年前后实现。
相信在不久的未来,随着激光雷达新产品在体积、稳定、量产、成本四个维度的进一步创新,车载激光雷达将不再是“假刚需”,而成为“真浪潮”。

目 录 

一、激光雷达的风口、泡沫和未来

二、车载激光雷达实现量产的两大难题

三、车载激光雷达的发展历程、当前局势、未来趋势

四、激光雷达在2022年能否实现大规模上车还有待商榷


注:本文仅提供观点概述,原文请点击链接跳转查看。

一、激光雷达的风口、泡沫和未来


1. 风口来了:2022年是“激光雷达上车元年”

  • 2022年是“激光雷达上车元年”,市场规模增长空间大、速度

随着高性能车规级激光雷达在性能、成本、可靠性等方面均已成熟,有能力满足汽车量产需求,激光雷达的市场认知和应用规模在2021年开始呈现出爆发式增长。业内形容激光雷达市场的2022年为“激光雷达上车元年”,据出行一客(由《财经》杂志交通工业组创建)不完全统计,2022年搭载激光雷达的上市车型达17款。在2022美国电子消费展CES(全球最受瞩目的电子技术展之一)上,既有像Velodyne一样上世纪就成立的元老级激光雷达公司,也有像禾赛科技一样几年前诞生的新秀型激光雷达公司。
咨询机构Yole预测,到2026年,车载激光雷达市场规模将达57亿美元。法雷奥中国区CTO顾剑民向出行一客预计,到2030年市场规模将达500亿美元,并认为中国将在其中发挥重要作用。
  • 中国激光雷达公司工程化与量产化表现优异,国内市场需求比海外来得更快

激光雷达的最初发明者是美国公司Velodyne。2004年至2007年间,美国国防部高级研究计划局(DARPA)发起了三届无人驾驶挑战赛(DARPA Grand Challenge),Velodyne的多线束机械式激光雷达就此诞生。当时的Velodyne几乎是激光雷达的代名词,也是全无人驾驶技术公司的唯一选择,占据了车载激光雷达大部分的市场份额。随着激光雷达技术路线的变化,也随着激光雷达买家的扩展,最初的发明者Velodyne不再独领风骚。
激光雷达的技术发明虽然源自海外,但中国公司是将其工程化、量产化做得最好的。国内激光雷达公司速腾聚创(2022年2月底获得了超24亿人民币融资)联合创始人、执行总裁邱纯潮表示,由于中国新能源和自动驾驶的这波红利,国内市场的需求明显会比海外来得更快、更猛烈。据出行一客不完全统计,2021年以来,全球激光雷达市场融资总额超80亿元人民币,中国公司拿到了其中的90%以上。
  • 激光雷达赛道持续火爆,但再想投出一家有名的雷达公司希望渺茫

一位科技赛道投资人认为,一级市场上的投资很多时候是概率性问题。如果碰到特别火的赛道,先投进去甚至比先考察公司靠不靠谱更重要,正在上车的激光雷达就是这样一个赛道。只要赛道持续火爆,就意味着一直有人接盘,退出就能赚一笔。至于投的公司是不是最后成了头部,大部分投资人现在都不太会关注。
原蔚来资本的联合创始人、现奥纬咨询董事合伙人张君毅三年前投资了中国激光雷达公司Innovusion图达通(Innovusion成立于2016年11月,在美国硅谷和中国苏州上海设有研发中心。Innovusion在2022年1月实现了第一个激光雷达项目的量产,并已和蔚来汽车达成合作,激光雷达将搭载在蔚来ET7和ET5上,两款车型分别于2022年第一季度和第三季度上市)。张君毅表示,现在再想投出一家Innovusion希望渺茫,有名的激光雷达公司现在很难投进去,现在投一些比较早期的公司也没有太大价值,最稳妥是投一些有产业企业背书的项目。


2.撇去泡沫:激光雷达的宣传手段与车企的堆料风气

  • 雷达数量多不代表性能好

如今的产业端,车企宣传汽车智能化的最新方式是“一辆汽车装X颗激光雷达”,然而雷达数量多不代表性能好。多位受访者告诉出行一客,目前车企的堆料风气严重,造成市场的成本导向很强。
  • “量产”口号更多是激光雷达公司的宣传手段

激光雷达公司宣传自身技术和量产能力的最新方式是“拿下了x家车企定点”、“xx量产激光雷达”。业内人士坦言,有的激光雷达公司在宣传时会模糊“量产”概念。按照激光雷达交付数量来看,法雷奥是目前全球唯一一家实现大规模量产的公司。
  • 车载激光雷达量产爆发还未来临

禾赛科技认为,虽然激光雷达厂商今年会开始为量产车进行批量化交付,但真正行业量产大爆发应该还是在2025年。Velodyne全球销售副总裁Laura Wrisley也认为,目前距离自动驾驶汽车的全面应用还有很多年,未来几年最大、增长最快的激光雷达市场还是由工业和机器人技术、智能基础设施、以及智慧城市推动的。
一个业内共识是,车载激光雷达的效果还没有经过市场验证,起码要等第一批装载激光雷达的汽车进入市场两三年后才能得出初步结论。更底层的问题是如何让普通消费者明白激光雷达是什么。除了激光雷达本身的性能,融合硬件的自动驾驶系统体验如何也很重要。


3.如何落地:激光雷达行业的三变量与发展趋势

  • 激光雷达行业的三变量:公司自身、车企、核心零部件供应

从激光雷达公司自身角度来说,目前的激光雷达公司多为初创企业,需要面对大规模量产订单这一考验,并且只有基于过关的技术才能避免被中途替换;从车企角度来说车型本身的销量对激光雷达的销量起决定性作用,此外激光雷达的口碑与自动驾驶体验是绑定关系,车企肩负提升体验和教育用户的责任;从核心零部件供应角度来说,疫情因素导致的核心零部件以及汽车芯片的短缺成为激光雷达公司和车企共同的考验,在此情况下,谁能供货谁就能跑快一步。
  • 激光雷达行业的技术路线还在继续研发、应用场景还在继续探索

目前市面上的车载激光雷达采用飞行时间法(ToF)的测距原理,技术路线以机械式(主要应用在无人驾驶车辆上)或半固态(主要应用在目前量产的乘用车上)为主。新的技术路线还在研发,目前业内公认比较有前景的技术路线主要有两种,一是固态激光雷达中的OPA和Flash,二是将机械式激光雷达堆叠的元器件芯片化。目前这两种技术路线,短期内都没有能够上车的能力。
此外,更多的应用场景在探索中。工厂、仓库、港口等封闭半封闭场景,车联网、轨道交通、高速公路等智能基础设施,正在需要一个或多个激光雷达。激光雷达的未来,很可能像现在的摄像头一样无处不在,成为生活中的必需品。虽然实现这个未来还有些时日。

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激光雷达2022:在风口、泡沫和希望中行走(首发于2022年3月14日《财经》杂志“汽车与出行”栏目)
二、车载激光雷达实现量产的两大难题

  • 难题1:激光雷达带来的高成本

    马斯克曾表示,用激光雷达的都是傻子。特斯拉不用激光雷达的原因在于成本太高,一个Luminar Iris激光雷达的成本接近1000美元,虽然Luminar还提供更低价的虹膜套件,但成本也要将近500美元。

    然而,仔细回顾以往发生的案例可以发现,基于纯视觉方案的特斯拉Autopilot对于前方的清扫车、拖挂车、水泥墩、维修车、消防车等异形、静态,或缓行的障碍物的识别能力仍待优化。因此,马斯克对于纯视觉方案的坚持让以自动驾驶闻名的汽车品牌特斯拉饱受争议。

  • 难题2:激光雷达对主机厂整合能力的高要求

    车规级激光雷达是一种高密度光学元件综合体,对于主机厂来说也是一种整车设计和技术上的挑战,只有提高主机厂的整合能力,才能让激光雷达从噱头变为刚需。

    以飞凡汽车(全球第一家与激光雷达公司Luminar达成合作并实现量产的车企)将在今年下半年开启交付的飞凡R7为例,这款产品采取了PP-CEM™像素级点云融合高阶智驾方案,由飞凡汽车的智驾团队独立开发的。

    这套方案包括Luminar高规激光雷达、Premium 4D成像雷达(解决了毫米波雷达空间分辨率不足的硬伤,能够有效区分静止/缓行车辆、龙门架、路牌等,并且可以更早捕捉到雪糕筒等小体积障碍物)等各类行业顶尖的传感器、以及内置的英伟达-Orin™芯片来确保系统在面对多种传感器带来的海量数据时果断做出决策。

    在整个感知-决策-执行的过程中,传感器融合感知能力及芯片的决策链路共同作用,才能保障行车的安全与高效。


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激光雷达到底是「噱头」,还是真的刚需?(2022年3月5日)
三、车载激光雷达的发展历程、当前局势、未来趋势

1.车载激光雷达行业的发展历程

  • 2017年,“固态激光雷达上车量产愿景”初现

    2017年,奥迪A7使用了法雷奥生产的4线激光雷达,有远见的创业者们纷纷表达“固态激光雷达上车量产愿景”。然而事实上,在接下来的两年中,在华为没有明确说要上固态激光雷达之前,整个产业都呈一个观望状态。

    在技术方面,固态路线存在许多技术问题,车载激光雷达没有实现成熟的量产技术;在市场方面,当时高阶自动驾驶只需机械产品就能满足,没有发展出市场。

    对传统工业级激光雷达制造商而言,他们专注于机械式雷达,一边与Velodyne的64线机械产品一较高下,一边照搬法雷奥唯一车规产品的技术路线以求上车。对大部分创业公司而言,他们几乎把机械、半固态以及固态摸索了个遍,为了生存,不得不先把“机械式雷达做到国产替代”。

    2017年,王世玮与4个清华精仪系兄弟,成立了固态激光雷达公司探维科技(其CEO王世玮曾参与过国家重大秘密卫星项目的光学专家、2016年加入信通院参与汽车零部件标准制定;CTO郑睿童有十几年激光雷达开发经验、是固态激光雷达和图像融合技术的开创者;总工程师张正杰是清华大学及德国亚琛工大双学位硕士、曾任中国中车二七装备有限公司技术总监)。2017到2019的两年时间中,探维科技只得先做16线混合固态产品,打入能提振销量和收入的非汽车产业。

  • 2019年,车载激光雷达公司处境艰难

    2019年,高阶自动驾驶步入第一个寒冬,激光雷达公司处境也变得极为艰难。

    2019年前后,若干家曾拿到融资的激光雷达创业公司宣布“关门停运”。而那些从工业与测绘产业试图跨入车载行业的“老派”激光探测器制造商,没有一个成功跑出来便缩回了原来的赛道。

    对于华为入局的消息,激光雷达公司呈现两种态度。其一是选择回到舒适区,继续从事工业和测绘,其二是认定这个方向和市场特别有戏,选择与强者竞争。

  • 2021年,车载激光雷达行业迎来剧变与爆发

    2021年,自动驾驶概念愈发火热,投资人意识到激光雷达是跟汽车产业颠覆性变革紧密相关的赛道。

    虽然至今没有人说清楚它跟汽车销量在未来5年里有什么必然联系,但它却已经与“芯片”一起,成为唯二能跟车厂大佬“直接对话”的Tier2厂商。以探维科技为例,2021年后该公司与车厂的接触骤然增加,投资人也主动找上门,该公司在2021年9月,他们顺利完成超1亿元A轮融资。

    上一轮的“清洗”,直接导致这一波的车载激光雷达竞争者骤然减少。如今,在国内,有一定固态技术与量产经验的公司,除去华为与大疆,一个巴掌可以数出来;在国外,有超过10家车载激光雷达厂商,在最高难度的混合固态与纯固态赛道上皆有布局。


2.车载激光雷达行业的当前局势

  • 激光雷达认知体系相对成熟,但固态产品仍在起步阶段

    2018~2019年是车厂的学习期,不少国内外车厂建立了激光雷达项目组。那时国外车企走的相对更快,毕竟最早这个产业源自欧美,法雷奥的产品最早过车规,奥迪最先装车,通用与福特那时也在跟激光雷达公司进行密切接触。

    但是,从2019年后的产品进度和概念普及度来看,中国速度超越了国外。一方面,由于性价比等多重因素,国产激光雷达正在逐步替代国外产品;另一方面,车厂积累了充分测试经验后,不再轻易被“那些好看的探测距离、视场角、分辨率、光干扰等产品参数”欺骗。

    机械式激光雷达鼻祖Velodyne完成了机械式“从0到1”的部分,中国后进者也已把1以上的部分逐渐累积完善。然而,对于固态激光雷达而言,要打入汽车供应链的固态产品需要在体积、稳定、量产、成本四个维度做创新和减法。

    截止目前,曾经高喊会因规模化而降至500元单价的车载激光雷达,成本仍高至几千人民币,部分产品的生产工艺良品率也不高。虽然从长远来看,纯固态一定是主流路线,但如今所有固态技术(无论是Flash还是OPA)都尚不成熟。因此,从产品角度来看,一切又回到了0,大多数希望尽快走入汽车供应链的企业,都选择了混合固态技术路线。

  • 车载激光雷达缺少统一的检验与应用标准,效果可能不及宣传

    虽然,在环境稳定性方面会有一个行业共识,并且不少车厂已经具备了初步成熟的测试体系,但是激光雷达在车上的检测率、识别效果,甚至是与摄像头等多种传感器的配合度,其实行业并没有统一的性能评测标准。

    统一标准的缺失导致了营销性配置激光雷达的尴尬情况。2021年一家新势力所谓上了两台激光雷达的量产车型,车头的激光雷达几乎没有发挥作用。简单来说,就是作为“车体装饰”。这种尴尬的营销性配置,也许未来仍会在其他车型上重演。

    虽然每家激光雷达企业的产品,在各种报道中,都会被简单概括为某一种扫描形式。但事实上,由于激光雷达由上百种光学、电子器件组成,复杂度极高,远远不是“固态与非固态”可以代表的。甚至于,每家公司在光学设计、信号处理、集成方式、收发器件品牌与价格选择上,都会有极大的差别。

    因此,对于第一批上车的激光雷达,虽然为车厂们卯足了噱头,但实际效果应该远低于其宣称的物体检测与感知能力;而车载固态激光雷达之争,在固态产品走向成熟、混合固态产品成本持续降低、量产能力持续爬坡的3年里,仍然不会有一个明显的高下之分。


3.车载激光雷达行业的未来趋势

  • 硬件融合是自动驾驶汽车的发展趋势

    硬件融合即多传感器融合,是在车上为激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器“建立联系通道”,并为汽车大脑做信息预处理的关键步骤。其具有两大优势,一是硬件融合具有无可比拟的感知精度优势,二是硬件融合可以保证自动驾驶系统可以“后续无人介入”。

    目前,硬件融合技术还未被汽车产业领会、消化和吸收。大多有自动驾驶业务或团队的公司,在做传感器数据融合时,都采用的后融合处理方案——摄像头生成图像的数据,激光雷达生成自己的点云数据,分别做感知,再交给主处理器做融合。但这种方法精度有很大问题,车上不同位置的传感器在空间与时间上很难对齐。一旦图像出现误识别,即使预先制定规则,但也难免发出错误指令,还是需要人为介入。

    而硬件融合可以把多个硬件组合在一起,形成一台“超级传感器”,不仅能看到图像,也能看到红外和点云数据。通过把多个传感器的原始数据先“揉搓”在一起,再扔在一个“神经网络大锅”里做感知训练,使数据从后融合转为前融合。

    然而这也面临着许多技术难题,例如需要开发与前融合数据相适配的感知算法,对于车载传感器系统来说,想通过系统标定达到一百米外3~5厘米的融合精度,是一个几乎不可想象的技术指标。

    探维科技的解决方法是先为摄像头与激光雷达做硬件层的结构化集成,让两者实现基于同轴光学系统的空间对准与时间同步。这是一种严丝无缝的“时空同步协作机制”,在摄像头暴露图像缺陷时让激光雷达顶上;在激光雷达出现稀疏点云时,被摄像头的优势补齐。CEO王世玮表示,新势力会走得相对快,不少车厂对前融合也很感兴趣,客户对于无需标定的“数据融合”感受非常强烈,诉求也很多。

  • 激光雷达厂商需要扩大生产销售能力

    有固态样品的激光雷达厂商需要跨过第二座大山——或投资建厂,或寻找合作代工,尽快扩大生产销售能力。因为现在体量还不算大,如果产能迅速扩大,激光雷达厂商还会遭遇验厂、良率、交付等一系列生产上的挑战。


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激光雷达军团里,冒出一个清华帮(2022年3月10日)

四、激光雷达在2022年能否实现大规模上车还有待商榷


  • 激光雷达的不同技术路线还未收敛

    作为实现自动驾驶功能的一种感知传感器,激光雷达本身存在着多种技术路线,各自都有优缺点。国内激光雷达系统供应商亮道智能CEO剧学铭认为,激光雷达在相当长一段时间还是会存在多种技术路线,其中有一些技术路线上限很高,但是目前成熟度还不够,可能在未来也会占据一定的市场空间。简单来说,激光雷达技术路线目前还没有到收敛的时候,而且会并存。

  • 激光雷达大规模上车还未实现

    2021年,搭载激光雷达的小鹏P5车型开始量产交付,拉开了我国车企激光雷达上车的序幕。蔚来ET7在3月份实现了量产交付,而在不久的将来,一大波搭载激光雷达的新车型将量产交付。然而,这并不意味着激光雷达已经实现大规模上车。

    剧学铭表示,真正带着激光雷达在更多场景性能以及量产的落地,可能要从2024年真正上量,2025年真正有一个相对大幅度的提升。以色列激光雷达上市企业Innoviz中国区总经理苏淑萍也认为,至少是年产50万台以上激光雷达才能叫大规模,预计将在2024年到2025年之后的一个时间段实现。

  • 到目前为止,激光雷达对于高阶自动驾驶不可或缺

    苏淑萍表示,到目前为止,走纯视觉道路的都还是在L2的阶段,也就是辅助驾驶系统。车企做辅助驾驶系统走纯视觉道路一方面是基于对价格更加敏感,另一方面是因为到目前为止激光雷达还没完全成熟进入大规模量产。

    但是,对于高阶自动驾驶来说,苏淑萍认为激光雷达到目前为止是必不可缺的传感器。她表示,高阶的自动驾驶对于传感的要求非常的高,如果能够提供一个完整的传感器的组合,在性能和价格方面达到一个平衡,是最好的一种路径。


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激光雷达大规模上车还有待商榷(2022年4月18日)



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