激光雷達市場降成本增產(chǎn)能改設(shè)計成趨勢

據(jù)IHS Supplierinsight預(yù)計，汽車制造商計劃在未來3-5年推出自動駕駛車輛，激光雷達供應(yīng)商勢必會大力研發(fā)低成本、易安裝的雷達系統(tǒng)，并擴大其生產(chǎn)規(guī)模。谷歌、福特、優(yōu)步等各大公司都在大力研發(fā)自動駕駛車輛，該類車輛對激光雷達的依賴性較大，需借助雷達更好地識別車輛的周邊環(huán)境，以便為車主提供導(dǎo)航服務(wù)。如今，在美國及全球其他地方的公路上，經(jīng)?？梢砸姷杰図斞b有激光雷達系統(tǒng)的測試車輛，其搭載的雷達系統(tǒng)也頗為惹眼。

激光雷達利用遙感技術(shù)（remote sensing technology），探測車輛與目標物間的距離，還能對行駛路徑上的目標物進行探查，同時為地圖繪制提供輔助。通常，傳感器借助激光來照亮車輛周邊，然后進行光學(xué)分析，創(chuàng)建高清數(shù)字影像，可對車輛周邊100米內(nèi)的范圍進行全方位地探查，對繪制地圖而言，其作用至關(guān)重要。雷達技術(shù)通常采用聲波探測目標物的速度、范圍及角度，激光雷達與之相比，更具優(yōu)勢。然而，金屬材料的雷達反射效果最強，但非金屬材料反射效果較差，或許壓根無法反射雷達波。截止至目前，大多數(shù)正在開發(fā)自動駕駛車輛的企業(yè)紛紛表示，激光雷達是自動駕駛車輛的核心部件，其定位的精度及可靠性高，但特斯拉不認同該觀點。特斯拉從去年11月起，就為旗下所有車輛配置了第二代“Autopilot”駕駛輔助系統(tǒng)，該公司聲稱憑借該系統(tǒng)將實現(xiàn)完全自動駕駛。Autopilot 2.0的主要硬件包括8個攝像頭及12個超聲波傳感器（ultrasonic sensors），在車輛半徑250米范圍內(nèi)，可提供360度全景圖像。

供需缺口不斷拉大近年來，各大車企都越發(fā)關(guān)注自動駕駛車輛的研發(fā)，這導(dǎo)致對激光雷達傳感器的需求量激增。除了自動駕駛車輛外，HERE與TomTom等地圖公司也采用了搭載激光雷達系統(tǒng)的車輛進行3D高清地圖的繪制，前者對未來的自動駕駛車輛而言，也是不可或缺的重要一環(huán)。激光雷達還被用于某些先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），如：自適應(yīng)巡航控制（ACC）、前車碰撞警示（FCW）及自動緊急制動（AEB）。除了汽車業(yè)外，激光雷達還被應(yīng)用于安全、機器人及工業(yè)應(yīng)用中。

汽車市場對激光雷達的需求量激增，這一情況使得供應(yīng)商們措手不及。據(jù)媒體報道，如今激光雷達供應(yīng)商的數(shù)量相當少，現(xiàn)有的供應(yīng)商也都在提升產(chǎn)能，以便滿足不斷走強的市場需求。威力登（Velodyne）的雷達系統(tǒng)被從事自動駕駛車輛研發(fā)工作的眾多企業(yè)所青睞，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于各自的測試車輛中。威力登于今年一月在美國加州圣荷西（San Jose, California）開了一家超級工廠，該公司的總裁兼首席運營官Mike Jellen向IHS SupplierInsight透露，今年第一季度（截止至3月31日）公司的激光雷達產(chǎn)量翻番，公司力圖在2017年和2018年使其產(chǎn)量實現(xiàn)3-5倍的增長。新競爭者紛紛進入激光雷達市場汽車應(yīng)用對激光雷達需求頗為強大，這吸引了不少新的競爭者進入該新興領(lǐng)域。這類公司正期望實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，并于今年或2018年實現(xiàn)激光雷達的發(fā)貨。例如：Quanergy公司開始加快了旗下的固態(tài)激光雷達傳感器S3的生產(chǎn)活動，該設(shè)備將在今年內(nèi)被應(yīng)用于ADAS和自動駕駛車輛中。去年，Quanergy從投資商處募得了9000萬美元，用于提升其固態(tài)激光雷達傳感器的產(chǎn)量。

最近，Luminar發(fā)布了一款激光雷達，用于自動駕駛車輛，公司宣稱已實現(xiàn)生產(chǎn)。公司還表示，該款激光雷達的分辨率是市面上同類產(chǎn)品的50倍，其探測范圍則是同類產(chǎn)品的10倍。據(jù)稱，Luminar正與四家公司合作，共同研發(fā)自動駕駛車輛。為此，Luminar將向其客戶提供100個激光雷達，用于開放測試（beta testing）。公司計劃在佛羅里達州的奧蘭多的工廠內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，公司雄心勃勃，計劃在今年末前完成10000個激光雷達的發(fā)貨。

由于ADAS及自動駕駛應(yīng)用對激光雷達的需求量極大，傳統(tǒng)的汽車供應(yīng)商也被吊足了胃口。一部分的供應(yīng)商正在與現(xiàn)有的激光雷達公司建立戰(zhàn)略合作關(guān)系或?qū)ζ溥M行戰(zhàn)略投資，以便能夠獲得該項先進的技術(shù)。去年8月，采埃孚收購了Ibeo汽車系統(tǒng)公司（Ibeo Automotive Systems）四成的股份，后者是一家德國公司，致力于激光雷達技術(shù)。大陸則收購了Advanced Scientific Concepts（ASC）公司的高清3D閃存激光雷達業(yè)務(wù)（Hi-Res 3D Flash Lidar business）。另一家德國供應(yīng)商——博世采用風(fēng)投的方式對激光雷達初創(chuàng)公司TetraView進行了戰(zhàn)略投資。日本供應(yīng)商——電裝公司參與了激光雷達初創(chuàng)公司TriLumina的資金募集環(huán)節(jié)。麥格納則與以色列的Innoviz Technologies公司合作，共同研發(fā)固態(tài)激光雷達方案；法雷奧與LeddarTech進行戰(zhàn)略合作，共同研發(fā)低成本固態(tài)激光雷達。挑戰(zhàn)——激光雷達成本居高不下

盡管激光雷達比雷達及其他傳感器具有優(yōu)勢，車輛周邊的影像也更為精準。但若要大批量推廣，其成本花費太高，令人望而卻步。谷歌自動駕駛車輛項目（即現(xiàn)在的Waymo）的首輛自動駕駛車輛就采用了威力登的激光雷達，其價格高達7.5萬美元/個，價格之高令人咋舌。激光雷達供應(yīng)商都很清楚，他們需要研發(fā)低成本的激光雷達產(chǎn)品，以便推廣其應(yīng)用。威力登與Waymo攜手合作，致力于降低激光雷達的價格，目前其產(chǎn)品價格在8000-30000美元之間，具體價格視產(chǎn)品發(fā)射的激光數(shù)量而異。2016年8月，威力登獲得了福特及百度1.5億美元的投資，用于尋找新途徑，進一步降低激光雷達的成本。就在1個月前，威力登發(fā)布了一款新型激光樣品VLP-16（也叫Puck），其價格為7999美元。威力登預(yù)計，待量產(chǎn)后其價格將進一步下降。今年4月，威力登公布了新款低成本激光雷達傳感器Velarray，公司表示在量產(chǎn)后成本將下落到數(shù)百美元。然而，其他激光雷達傳感器均可提供360度水平視域（horizontal field of view，F(xiàn)OV），Velarray的水平視域只有120度，這意味著自動駕駛車輛搭載需要更多的激光雷達，以便獲得相似的水平視域。威力登將于明年在圣荷西工廠啟動Velarray激光雷達的生產(chǎn)。威力登旨在提供比Velarray更為廉價的激光雷達。Jellen向IHS SupplierInsight透露：“威力登繼續(xù)提升其產(chǎn)品路線圖，以便其提供的產(chǎn)品能符合專業(yè)性能、產(chǎn)量及價格等目標要求。我們的戰(zhàn)略核心在于采用具有成本效益的專用集成電路（ASIC）技術(shù)?！?/p>

Waymo的測試車輛一直在采用威力登的激光雷達，但該公司也在自行研制價格更為合理的激光雷達產(chǎn)品。今年1月，Waymo宣稱其已將激光雷達的成本降低了九成多。公司旨在進一步削減激光雷達的價格，使價格變得更為實惠。尺寸及設(shè)計的復(fù)雜性問題除了成本高外，減低其產(chǎn)品的重量并縮減其尺寸也是激光雷達供應(yīng)商們正在設(shè)法解決的兩大難題。威力登HDL 64E激光雷達目前被大多數(shù)車企及技術(shù)公司應(yīng)用于旗下的自動駕駛測試車輛中，若不計電纜，其產(chǎn)品的重量約為12.7 kg。公司還試圖大幅降低另外三款激光雷達傳感器的重量，并將HDL-32E、Puck Hi-Res和Puck Lite的重量分別減至為1 kg、830 g和950 g。激光雷達公司還需要關(guān)注雷達尺寸及在自動駕駛車輛上的裝配位置，以便雷達能與車輛的總體設(shè)計相融合，既不失美觀，又符合動力學(xué)。大多數(shù)測試車輛都將激光雷達安裝在其頂部，若量產(chǎn)的話，車頂位置并未來不太適宜。在去年的國際消費電子展（CES）上，威力登展示了旗下的固態(tài)hybrid-ultra Puck Auto雷達產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，可被安裝在側(cè)視鏡內(nèi)。公司的新款Velarray雷達傳感器也采用了緊湊型設(shè)計，可無縫嵌入車輛前方、后方及各個角落。

在今年的國際消費電子展上，Quanergy展示了一款掌中型固態(tài)激光雷達S3，或?qū)㈦[入車輛車身內(nèi)，無需破壞車輛的整體設(shè)計美感。公司還與日本照明設(shè)備供應(yīng)商小糸制作所（Koito）展示旗下的S3激光雷達是如何無縫裝到車輛車頭燈內(nèi)的。將激光雷達放在車頭燈的下方還能防止該設(shè)備受到沙塵、污漬及水的侵害。大多數(shù)車企、技術(shù)公司及初創(chuàng)公司都在大力研發(fā)自動駕駛車輛，這類公司將在未來3-5年投放其自動駕駛車輛，這意味著激光雷達供應(yīng)商們只有數(shù)年時間改進其現(xiàn)有產(chǎn)品，克服成本、重量、尺寸、設(shè)計及無縫供應(yīng)上的諸多挑戰(zhàn)和難題。據(jù)IHS Markit預(yù)測，截止至2025年，自動駕駛車輛的銷量將達到60萬輛。截止至2035年，其數(shù)量還將繼續(xù)增長，或?qū)⑦_到2100萬輛。假設(shè)，平均每輛自動駕駛車輛使用兩個激光雷達傳感器，那么這意味著未來數(shù)年內(nèi)，激光雷達供應(yīng)商們將面臨海量的需求。