分析 丨汽車(chē)降本，車(chē)載LiDAR成本最低多少？

特斯拉的自動(dòng)駕駛技術(shù)規(guī)劃沒(méi)有采納激光雷達(dá)（下文簡(jiǎn)稱(chēng)LiDAR），CEO馬斯克認(rèn)為價(jià)格昂貴的傳感器并非自動(dòng)駕駛所需；反觀國(guó)內(nèi)車(chē)企對(duì)于激光雷達(dá)顯得更加“包容”，激光雷達(dá)在乘用車(chē)的定點(diǎn)項(xiàng)目遍及主流品牌。

圖注：已公開(kāi)乘用車(chē)LiDAR定點(diǎn)項(xiàng)目（芯查查制表）根據(jù)信通院《車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告（2023年）》統(tǒng)計(jì)，截止到2023年第三季度，已有36家中國(guó)車(chē)企宣布使用激光雷達(dá)，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)將有高達(dá)106款搭載激光雷達(dá)的車(chē)型上市，占全球同期預(yù)計(jì)發(fā)布搭載激光雷達(dá)新車(chē)型總數(shù)量近90%，國(guó)內(nèi)搭載激光雷達(dá)的車(chē)企數(shù)量和規(guī)模將在未來(lái)一段時(shí)間長(zhǎng)期領(lǐng)跑。從已經(jīng)公開(kāi)的乘用車(chē)激光雷達(dá)定點(diǎn)項(xiàng)目來(lái)看，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)應(yīng)用有幾個(gè)特點(diǎn)：（1）搭載LiDAR的車(chē)型大部分集中在20萬(wàn)元價(jià)格以上，特別是30-40萬(wàn)元的中高端車(chē)型。20萬(wàn)元以下車(chē)型可以視為L(zhǎng)iDAR有待于開(kāi)發(fā)的增量市場(chǎng)。（2）盡管有許多定點(diǎn)項(xiàng)目，不表示LiDAR已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用成熟期。DIGITIMES Research的數(shù)據(jù)顯示，2022年乘用車(chē)LiDAR出貨量約為15萬(wàn)顆，主要來(lái)自我國(guó)本土汽車(chē)制造商推出和交付的車(chē)型，這些車(chē)型通過(guò)LiDAR實(shí)現(xiàn)了L2自動(dòng)駕駛。預(yù)計(jì)2023年全球車(chē)載LiDAR出貨量達(dá)到50萬(wàn)顆，中國(guó)將貢獻(xiàn)80%至90%的交付量。以中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年乘用車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成2383.6萬(wàn)輛和2356.3萬(wàn)輛，那么即使2024年的車(chē)載LiDAR出貨量翻倍，其滲透率仍然很低。（3）供應(yīng)商格局較為集中，國(guó)內(nèi)LiDAR常見(jiàn)的供應(yīng)商為禾賽科技和速騰聚創(chuàng)。過(guò)去Velodyne一度壟斷LiDAR市場(chǎng)，2020年敗走中國(guó)市場(chǎng)之后，本土廠商進(jìn)入激光雷達(dá)領(lǐng)域并快速崛起。

圖注：車(chē)載LiDAR廠商定點(diǎn)車(chē)型數(shù)量占比（圖片來(lái)源：天風(fēng)證券）汽車(chē)OEM更看重LiDAR成本和可靠性

最初汽車(chē)產(chǎn)業(yè)引入LiDAR，看重的是其可以彌補(bǔ)攝像頭等現(xiàn)有傳感器的不足，但是這種性能的優(yōu)越性并沒(méi)有換來(lái)廣泛采用。

特別是2023年以來(lái)，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)籠罩在“價(jià)格戰(zhàn)”的氛圍中，背后綜合多種因素，包括一季度受特斯拉降價(jià)影響、“國(guó)六A”清庫(kù)存等，降價(jià)涉及的面廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)有近50家主流車(chē)企的上百款車(chē)型加入。在這種背景之下，LiDAR相對(duì)其他傳感器原本就不具備成本優(yōu)勢(shì)，汽車(chē)終端市場(chǎng)降價(jià)進(jìn)一步阻礙LiDAR的普及。

降本增效成為汽車(chē)OEM廠商首要任務(wù)，在選擇LiDAR的時(shí)候，廠商可能不再優(yōu)先考慮性能，而更多地考慮成本、可靠性、車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證、供應(yīng)鏈、大規(guī)模生產(chǎn)能力、可擴(kuò)展性和易于集成等，再疊加LiDAR系統(tǒng)中的每個(gè)組件都充斥著大量技術(shù)選項(xiàng)，這些都影響LiDAR的應(yīng)用。

圖注：LiDAR產(chǎn)品的技術(shù)組合（圖片來(lái)源：IDTechEx）LiDAR的成本與其結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，LiDAR硬件可分為四部分：發(fā)射器、接收器、光束控制（Beam steer）、信號(hào)控制/處理模塊。其中，業(yè)界在光束控制系統(tǒng)投入了大量精力，因?yàn)檫@是3D LiDAR的一項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新，多數(shù)LiDAR初創(chuàng)公司強(qiáng)調(diào)其在光束控制系統(tǒng)方面的獨(dú)特性。光束控制對(duì)LiDAR的可靠性和點(diǎn)云的規(guī)律性起著重要作用，但是LiDAR性能參數(shù)，如精度、探測(cè)范圍和每秒點(diǎn)數(shù)，主要依賴(lài)于收發(fā)器，收發(fā)器也在很大程度上決定了LiDAR成本。

車(chē)載LiDAR成本：?jiǎn)蝺r(jià)100美元是終極目標(biāo)？另?yè)?jù)中信證券的預(yù)測(cè)，2030年LiDAR車(chē)型滲透率達(dá)10%，對(duì)應(yīng)的高性能主LiDAR平均價(jià)格約450美元；而樂(lè)觀情況下，滲透率和平均價(jià)格分別為40%和300美元。

影響LiDAR的成本和價(jià)格的因素很多，除了滲透率之外，競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)需求條件、以及規(guī)模制造也會(huì)影響車(chē)載LiDAR的因素。

LiDAR的價(jià)格和成本要降低到多少，才符合車(chē)企的性?xún)r(jià)比需求，業(yè)界沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，華為此前就高調(diào)宣稱(chēng)，未來(lái)計(jì)劃將LiDAR成本降低至200美元，甚至是100美元。業(yè)界也存在一種說(shuō)法是，當(dāng)每年量產(chǎn)100萬(wàn)臺(tái)，LiDAR成本可以降至500美元，甚至低至100美元。

此外，降低LiDAR價(jià)格和成本的最根本途徑還是技術(shù)和產(chǎn)品的革新。無(wú)論怎樣，如果車(chē)載LiDAR要在更廣泛的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)中普及，都要設(shè)法降低LiDAR的成本，從國(guó)內(nèi)車(chē)載LiDAR領(lǐng)先廠商來(lái)看，通常有幾個(gè)做法：

（1）自研芯片

自研芯片是降低LiDAR成本的方法之一。例如，禾賽科技自研專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片、模擬前端芯片、波形數(shù)字化處理芯片、SoC片上系統(tǒng)芯片，將實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的性能、更高的集成度、更低的生產(chǎn)成本。該公司已完成芯片化V1.0研究成果并應(yīng)用于PandarXT之中，PandarXT是國(guó)內(nèi)收發(fā)端均使用自研芯片的架構(gòu)領(lǐng)先的多線旋轉(zhuǎn)機(jī)械式LiDAR產(chǎn)品。

圖注：禾賽科技自研多通道驅(qū)動(dòng)芯片、模擬前端芯片

（2）芯片化

業(yè)界的共識(shí)之一是，使用半導(dǎo)體工藝的芯片，代替LiDAR傳統(tǒng)的分立式架構(gòu)，倘若這種產(chǎn)品形態(tài)得以實(shí)現(xiàn)，能夠達(dá)到指數(shù)級(jí)降低成本。芯片化的本質(zhì)是通過(guò)集成電路的手段將通用的、低集成度的電路元器件和系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用的需要，加工成高集成度的專(zhuān)用模塊。

采用芯片化思路之后，禾賽科技2022年開(kāi)始量產(chǎn)的AT128，如今的LiDAR單線收發(fā)成本僅有原來(lái)分立式系統(tǒng)的1/20；此外，北醒LiDAR技術(shù)架構(gòu)所使用的發(fā)射器數(shù)量，僅為1D掃描架構(gòu)的1/32，接收器數(shù)量?jī)H為1/8，模組數(shù)量極大降低；探維旗下Duetto系列產(chǎn)品至2024年的尺寸可能將縮小1/2，單價(jià)降至200美元。

（3）激光波長(zhǎng)傾向于選擇905nm

激光波長(zhǎng)的選擇集中在905nm還是1550nm。1550nm的歷史較長(zhǎng)，但不是由于1550nm的檢測(cè)范圍較長(zhǎng)，而是發(fā)散角較小，另一方面與905nm相比，1550nm具有更強(qiáng)的吸水性。但是就供應(yīng)鏈成熟度和量產(chǎn)規(guī)模而言，905nm占主導(dǎo)市場(chǎng)地位，目前對(duì)905nm的投資會(huì)越來(lái)越大。905nm波長(zhǎng)的技術(shù)選擇，有利于降低光電探測(cè)器的成本，此外，905nm激光器可以使用相對(duì)便宜的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)，有助于節(jié)省制造過(guò)程中的成本。除非調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）技術(shù)大量采用，因?yàn)?550nm與FMCW是比較好的技術(shù)搭配。

（4）從機(jī)械式向純固態(tài)演變

傳統(tǒng)機(jī)械式LiDAR成本較高，半固態(tài)LiDAR和全固態(tài)LiDAR應(yīng)運(yùn)而生。市面上絕大多數(shù)車(chē)規(guī)級(jí)LiDAR均為半固態(tài)方案，且對(duì)外報(bào)價(jià)已經(jīng)下探到了1000美元以?xún)?nèi)，是目前很多LiDAR廠商發(fā)力的領(lǐng)域。目前，轉(zhuǎn)鏡和棱鏡式已具備車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)案例，MEMS也有望2022年快速迎來(lái)量產(chǎn)。

純固態(tài)方案的特點(diǎn)是激光收發(fā)模塊、掃描模塊沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，依靠電子部件控制激光的發(fā)射角度，大大降低成本。固態(tài)LiDAR分為OPA和FLASH兩種方案。由于技術(shù)難度相對(duì)較大，固態(tài)方案短期內(nèi)應(yīng)用難度大。

圖注：機(jī)械式、半固態(tài)、全固態(tài)LiDAR的主要廠商（芯查查制表）小 結(jié)車(chē)載LiDAR下沉到中低端車(chē)型的“敲門(mén)磚”仍然是成本，考慮到汽車(chē)對(duì)于可靠性有著天然的需求，加上自動(dòng)駕駛的級(jí)別越來(lái)越高，因此車(chē)載LiDAR的降本措施要從多個(gè)方面著手，本文講述了降低車(chē)載LiDAR成本的幾種做法。

審核編輯 黃宇