半固态激光雷达战事

这一波激光雷达创业者多数是少壮派,不怕苦也不怕死,需要的正是一个风口搏击的机会。

作者 | 肖莹

2019年初,Velodyne与禾赛科技、速腾聚创两家企业的竞争达到一个白炽化阶段。

当年的CES展,Velodyne在展台上用中英文写下了两句意味深长的话,“When it comes to your safety, accept no imitations． 为了你的安全,勿用仿制品。”

2019 年 8 月,Velodyne在美国加州起诉禾赛科技和速腾聚创专利侵权,讽刺的矛头有了明确的对象。

这场专利诉讼,打乱了禾赛科技原定的IPO节奏,但是没有改变Velodyne在中国市场的不利竞争局面。

2019年底,Velodyne决定不直接在中国市场销售激光雷达,而是通过代理模式发展。

2020年的6月和9月,禾赛科技和速腾聚创先后跟Velodyne达成了和解,并签署了专利许可协议。

随后的一年,忙于“上市”、“宫斗”的Velodyne更无暇顾及中国市场,一直到现在,也没能扭转颓败的势头。

随着Velodyne在中国市场的溃败,激光雷达已经进入到新的发展阶段。如果说第一场战役的核心是机械式激光雷达,第二场战役则将围绕半固态激光雷达展开。

从机械式到半固态,激光雷达市场经历了哪些?半固态激光雷达市场竞争格局是什么样?激光雷达上车之后又将面临哪些风险?

01

Velodyne溃败

激光雷达上车应用的开端,要追溯到2004年 -2007年连续三年举办的美国无人驾驶挑战赛。

这项赛事由DARPA(美国国防部高级研究计划局)发起,一开始是为了促进在极限环境下无人驾驶车辆技术的发展。美国国会授权DARPA出资支持赞助那些能够给军事应用带来革命性改变的技术。

这项赛事点燃了全球自动驾驶产业的发展的星星之火。

第三届美国无人驾驶挑战赛结束后,Velodyne创始人David Hall不断改进产品,研发出机械式激光雷达鼻祖HDL-64E,这是一款64线激光雷达。

2009年,谷歌开始研究自动驾驶时,就选择了Velodyne做自己的激光雷达供应商。

2009年-2016年,Velodyne是激光雷达的代名词,几乎包揽了整个自动驾驶激光雷达市场。

转折点发生在2017年。

2017年4月,禾赛科技发布了拳头产品Pandar40,直接对打Velodyne的明星产品HDL-64E,不但性能更好价格也更便宜。

速腾聚创则在推出16线机械式激光雷达后,又在2017年9月完成了32线产品的量产,快速抢占低线束市场。

禾赛科技和速腾聚创一上一下对Velodyne展开合围攻势,用更低的价值和更好的服务,大幅抢占Velodyne市场份额。

2017年,在车载激光雷达领域还有一个标志性事件——首辆搭载激光雷达的量产车上市。这款车就是新一代奥迪A8,给它提供激光雷达配套的供应商是法雷奥。

不同于为自动驾驶技术公司提供的机械式激光雷达产品,法雷奥为奥迪提供的是一款更容易过车规的半固态激光雷达。

或许是受到法雷奥的启发,Velodyne在2017年宣布将推出一款半固态汽车激光雷达Velarray,速腾聚创也在这一年发布了半固态激光雷达M1。

2017年发生的这几件事情,为后续的激光雷达市场格局埋下伏笔。

法雷奥第一代激光雷达SCALA1

2019年,Velodyne不打算在中国市场纠缠,想把主要精力放在自动驾驶更快的欧美地区。

与此同时,Velodyne也在酝酿上市事宜,可能考虑的是将业务收敛到自己的主战场,会对上市也更加有利。

而令Velodyne没想到的是,它战略性放弃的中国市场,在两年后会成为激光雷达上车的核心战场。

2020年9月,Velodyne通过SPAC方式完成上市。

在Velodyne上市之后,其内部高管矛盾迅速爆发,先是David Hall被罢免董事会主席职务,紧接着CEO Anand Gopalan辞职离开。

直到2021年11月,Velodyne才确认继任首席执行官Theodore L． Tewksbury。

2021年底,Velodyne首席商务官Sinclair Vas曾表示,Velodyne 从2021年开始将在中国市场加大对车规级固态激光雷达的推广力度,并增强中国市场的服务和投入力度。

Velodyne将建立保税仓库和国内仓库,提升对客户产品需求的响应能力,同时降低激光雷达产品价格。

Velodyne还将重构在国内的整个客户服务体系,在国内一线城市配备服务团队以及本地的技术支持团队。

而就在这次表态没多久,Velodyne亚太区执行总监翁炜便悄然离职。这会是Velodyne在国内市场重整旗鼓的信号吗?

目前来看,整个2022年即将过去1/3,Velodyne在中国市场还没有任何大的动作。

不论如何,随着Velodyne溃败中国市场,激光雷达的第一场战役已经结束。

而在Velodyne逐渐丢掉中国市场的几年里,中国玩家迅速成长,成为激光雷达第二场战役的主要军备力量。

02

半固态战争

激光雷达的起点是清晰的,但是终点还不清晰。

激光雷达在测距原理、激光发射、激光接收、光束操纵及信息处理等五个方面均存在不同路线。

基于这些可选择的技术路线进行组合,将衍生出非常多的技术方案。

有业内人士评价,市场上完全采用一模一样技术的激光雷达公司很少,大家都会基于自己的能力和对于市场的理解去采用不同的技术路线,几乎每一家的技术方案都不相同。

如果按照扫描方式来划分,行业普遍认为,激光雷达的主要的演进有三个阶段:机械式——半固态——纯固态。

随着在量产车上的落地,激光雷达已经进入到了半固态的发展阶段。

机械式激光雷达主要应用在L4自动驾驶车队的测试上,对于做L4自动驾驶技术的玩家来讲,高性能是最优先级,体积、成本、耐久性都不是最敏感的因素。

而量产车的要求则恰恰相反,追求的是稳定性、成本和性能之间的博弈。

据《赛博汽车》不完全统计,目前已经公开宣布要搭载激光雷达的量产乘用车共计24款。

为这些配套的激光雷达供应商主要有9家,如果按照拿下的定点车型来粗略划分市场份额,前三强选手分别是速腾聚创、禾赛科技和法雷奥。

速腾聚创占有绝对优势,拿下了8款车型,既覆盖了造车新势力也有传统车企打造的新品牌,并同时占有国内品牌和海外品牌客户。另外,速腾聚创还在今年2月获得了比亚迪的投资,虽然双方目前还没有合作车型,预计后续会有相关合作。

禾赛科技拿下了五家造车新势力,除了理想汽车外,其他几家的车企的市场表现并不突出,目前还不能算是特别优质的客户资源。

值得注意的是,路特斯同时选择了禾赛科技和速腾聚创作为一款车的供应商。在四颗激光雷达的配置中,前后主激光雷达由禾赛科技提供,车轮两侧的激光雷达则由速腾聚创提供。

从产品的点频、探测距离等性能参数来看,禾赛的AT128要比速腾M1更胜一筹,这可能也是路特斯选择禾赛来做主控激光雷达供应商的原因。

作为老牌玩家法雷奥,更受跨国车企青睐,客户主要是奥迪、奔驰和本田。

法雷奥早在2017年就为奥迪A8供应激光雷达,第一代激光雷达实际交付激光雷达数量超16万颗,这种量产交付能力的绝对优势是其他玩家无法比拟的。

但在产品的在性能参数上,法雷奥要落后前两家创新公司一筹。从点频参数上看,法雷奥第二代产品SCALA2仅为速腾聚创的1/3,为禾赛科技的1/6。

法雷奥在CES 2022上重点展示了第三代SCALA激光雷达,该雷达将于2024年上市。区别于前两代的微转镜方案,SCALA 3开始迈入MEMS阵营。

除了车型定点量暂时领先的三家企业,其他的玩家也各具亮点。

图达通深度绑定服务蔚来汽车,先后拿下蔚来ET7和ET5两款车型。从产品性能来看,图达通的优势在于探测距离远,能够达到250m,是目前已经落地的激光雷达中探测距离最远的产品。

更长的探测距离,意味着能够更早发现远处的障碍物,能够给到系统足够多的时间来做出正确的响应。

图达通采用的是1550nm光源,1550nm凭借人眼安全上的优势,可以做到更高的功率和更高的曝光时长,因此在量程上优势明显,现阶段激光雷达想要把最远探测距离做到250米(10%反射率下),1550nm光源几乎是必选项。

Luminar也是1550nm光源激光雷达的代表企业,从定点的车型来看,已经顺利拿下了飞凡R7和极星3。

Innoviz目前最核心的客户是宝马,InnovizOne将搭载于宝马的iX系列。

值得一提的是,今年4月,Innoviz与亮道智能达成了深度的战略合作,将基于中国市场,推动下一代产品InnovizTwo的开发和量产。

在此次合作中,亮道智能作为面向中国客户的Tier 1,Innoviz作为激光雷达硬件与软件的供应商。双方的合作模式是Innoviz提供核心硬件技术,而亮道智能提供关于整个感知开发到测试的过程。

InnovizTwo是Innoviz的最新一代产品,与前一代InnovizOne相比,性能提升30倍,价格下降70%。InnovizTwo已于2022 CES上发布B样件,将于2024年正式面世。

览沃另辟蹊径采用了棱镜技术,它的核心优势在于价格,目前主要服务小鹏P5。行业普遍认为,览沃虽然价格最便宜,但性能做的一般。

IBEO是唯一量产Flash 纯固态激光雷达的供应商,主要合作的车企是长城汽车。从IBEO NEXT的性能参数来看,这款产品的视场角非常窄。Flash技术路线的短板在于功率密度低,可能前期更适合做补盲雷达使用。

华为的激光雷达即将在沙龙机甲龙,以及阿维塔11上搭载。对比产品性能来看,比较中规中矩,没有特别的短板,也没有特别大的亮点。

华为激光雷达主要性能参数

如果把拿到定点车作为进入到激光雷达第二赛程的门票,速腾、禾赛、法雷奥、华为、Luminar、图达通、Ibeo、览沃九家企业都算是入围选手,但激光雷达市场并非到了一战定乾坤的阶段。

激光雷达上车之后,对于车企和激光雷达供应商的挑战才刚刚开始。

03

上车之后

一周前,有关激光雷达布置方案的问题,引发了三家造车新势力CEO的争论。

4月18日,集度汽车发布首款车型的激光雷达布置方案,将两颗前向激光雷达布置在了车的前机盖上。

集度汽车得意地表示,他们的双激光雷达布置方案非常有创新性,可以说是既安全又好看。

集度汽车激光雷达布置位置

对于这个特殊的设计,让车圈“怼王”、理想汽车创始人李想看的很不顺眼。

李想在微博上怼到,在车顶上放一个,和在机盖或保险杠放两个,性能上没有任何区别,甚至头顶的单颗性能会更好。

他认为,从行人碰撞、维修成本、和震动控制等几个因素来看,激光雷达放置在车顶都是最优的。

对此,集度汽车CEO夏一平回复称,搭载一颗或两颗激光雷达,还是有差别的,120度的视场角和180度的视场角是不一样的,解决的Corner Case也不一样。因此,在产品的能力上、体验上,甚至是安全性都会有差别。

小鹏汽车创始人何小鹏也加入了这场讨论,小鹏汽车也采用了两颗激光雷达的配置方案。何小鹏暗暗的挺了一把夏一平,他认为,两颗激光雷达从性能上肯定远好于一颗,并认为,将来城市NGP和鲁棒性中就可以看到差异。

被反怼的李想有点不太服气,撂下一句狠话,断言集度汽车量产的时候,激光雷达一定不会布置在图片所示的机盖位置上,否则将过不了最新的行人碰撞法规。

其实,这场争论的意义不在于事件本身,而是可以看出,就目前阶段,行业对于激光雷达上车的理解其实还不够充分。就像有业内人士指出的那样,激光雷达上车容易、用好难。

这种认知缺陷不但体现在布置方案上,也体现在功能的开发上。

有激光雷达工程师谈到,感知的开发和场景强相关,车企的出发点往往都是希望覆盖完整场景,但实际上,自动驾驶场景的落地本身就属于探索阶段,也就是说,车企对于场景和需求的认知是不完整的,这很难完整的开发激光雷达的功能。

因此,激光雷达上车面临的第一个风险,其实是整个行业对于产品功能的认知还不够完善,这可能导致上车之后无法物尽其用,难以达到预想的效果。

激光雷达上车的第二重风险在于检测、认证有待完善。

半固态激光雷达的优势在于更容易过车规,但是何为激光雷达车规,目前还是一个模糊的概念。

一家激光雷达企业向《赛博汽车》谈到,车规是一整套评价汽车行业供应商及其设计生产的产品的评价组合。

包括对供应商企业资质的评估与认证,也包括产品的设计开发流程的评审与认证,最后是产线与产品的质量认证。

这里的认证标准并不是全球统一的,很多国家都有汽车行业协会、联盟牵头发布对零部件企业与产品的相关认证与评价方法。

还有一些是主流主机厂商自己颁布的,但因为普适性广,在行业内也到了认可。

检测、认证不完善潜藏两方面风险:

一方面,由于业内并没有统一的车规标准,激光雷达的测试也参差不齐,同时对于验证激光雷达过车规的真伪也存在难度。激光雷达最终能否上车主要是看车企的判断,这对于车企的供应商管理能力是一个考验。

另一方面,虽然已经有多家激光雷达供应商声称自己的产品已经通过车规认证,但产品的耐久性还需要实际上车后的检验。作为第一批上车的激光雷达,后面有多少雷,可能只有车辆实际跑起来才能清楚。

目前,车企对于激光雷达质保要求不统一。对比整车4年、6年或10万公里的质保来看,激光雷达的使用寿命能不能达到这样的耐久性也存在一定未知。

一旦车辆交付给消费者后,激光雷达出现问题,后续该如何解决?也是一个需要探讨的话题。

第三重风险则在于,消费者会不会为激光雷达买单。

激光雷达可以说是为L3及以上自动驾驶准备的硬件,而就目前来看,L3自动驾驶还不在法律许可范围内,车企落地的最高能力主要就是高速领航辅助驾驶,这在本质上还是一个L2+的功能,而实现这一功能并不一定要依靠激光雷达,特斯拉、地平线的方案里都没有引入激光雷达。

如果不加激光雷达可以实现同样的功能,那么激光雷达就只是一个期货产品。参考小鹏P5 550E和550P两个版本,多两颗激光雷达就要多上7000元,有多少消费者会为它买单呢?这还有待市场去验证。

第四个风险则是技术持续发展带来的挑战。

行业普遍认为,半固态激光雷达是过渡产品,主要技术路径有各自的不完美之处,大家都是在围绕探测距离、角分辨率、耐久性等关键指标上做博弈。

纯固态激光雷达才是未来的解决方案。

因此,我们也能看到,一些创新型公司已经跳过半固态产品,直接布局下一代激光雷达技术路线。

例如,北醒光子、Ouster等在布局Flash路线,洛微科技、Quanergy选择了OPA方案,国科光芯、Aeye等企业则在布局FMCW方向。

这些企业在未来带来的惊喜,都将是车载激光雷达市场的变数。

目前,车企与激光雷达供应商正处于磨合阶段,并没有形成深度绑定。就像是路特斯就同时选择了两家供应商;小鹏在与览沃合作了第一款车型后,将第二款车型的供应商切换到了速腾聚创,同时还投资了另一家激光雷达供应商一径创新。

可以看到,半固态激光雷达的战役才刚刚打响。

这场战役要难打的多,激光雷达企业既要服务好当前的客户需求,又要着眼下一代激光雷达技术。因为,一旦有突破性的技术出现,整个市场格局可能要再一次重新洗牌。

不过,这一波激光雷达创业者多数是少壮派,用他们自己的话来说,不怕苦也不怕死,需要的正是一个风口搏击的机会。

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参考文献:

激光雷达2022:在风口、泡沫和希望中行走

把外资一哥挤出战场后,中国激光雷达公司开始内卷

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