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2020年,自動駕駛熱度未曾退卻,作為核心感測器的鐳射雷達(LiDAR)也熱度不減。

國外企業紛紛借殼上市,前有機械式鐳射雷達頭部企業Velodyne 9月份作為全球鐳射雷達第一股登陸納斯達克,今有固態鐳射雷達新秀Luminar同樣以SPAC(特殊目的收購)的方式借殼登陸資本市場。

以Velodyne為代表的機械式鐳射雷達早已上車,更具價效比和車規級可靠性的固態鐳射雷達卻遲遲未能成功量產上岸,高級別自動駕駛的實現一直停滯不前。

而現在,形勢已開始發生變化,更具優勢的固態鐳射雷達準備開始衝刺,Luminar憑藉強大的技術研發能力和前景在資本市場的認可度超過Velodyne,其他固態鐳射雷達企業也已對資本市場躍躍欲試。

國外熱鬧,國內也躁動不已。小鵬汽車高調宣稱2021年要推出搭載鐳射雷達的量產車型,北汽高階品牌極狐也透露2021年要量產搭載華為固態鐳射雷達的車型,廣汽則準備在下一代Robotaxi(自動駕駛出租車)上搭載固態鐳射雷達。

固態LiDAR,正在渴望上車。

後浪來襲

12月3日,Luminar正式登陸資本市場,成為第二家完成上市的鐳射雷達企業,當日股價漲幅高達28%,收於22.98美元,並持續上漲,最高股價達到41.8美元,儘管隨後出現回落,但目前74億美元的市值仍比剛上市不久的鐳射雷達前輩Velodyne 32億美元的市值高出一倍。

Velodyne機械式鐳射雷達

機械式鐳射雷達技術成熟,但造價昂貴,百度自動駕駛汽車採用的Velodyne一臺機械式鐳射雷達價格曾高達70萬元。同時,機械式鐳射雷達更大個頭所帶來的宏觀轉動難以滿足車規級可靠性驗證。目前,機械式鐳射雷達主要用於自動駕駛企業的Robotaxi專案,還沒有一家車企推出搭載鐳射雷達的量產車。

基於光學相控陣和麵陣的全固態鐳射雷達還存在技術挑戰,目前處於研發階段,而利用微振鏡實現內部微觀轉動來進行鐳射掃描的MEMS鐳射雷達成為最有可能量產上車的型別。過去很長時間,MEMS鐳射雷達由於內部更加精密的元器件,規模量產存在障礙,但現在這個情況正在改觀。

Luminar之所以能在資本市場得到比Velodyne更多的認可,在於其已透過1550nm波長鐳射器的研發將此前905nm波長MEMS鐳射雷達功率低的問題顯著解決,同時透過用銦鎵砷作為鐳射接收器將製造成本降低到500-1000美元,使規模量產成為可能。

目前, Luminar已在乘用車、卡車等垂直行業獲得了總計50個商業合作伙伴,約佔目標客戶生態系統中主要參與者的75%。全球前15家汽車廠商中,有12家在測試Luminar的MEMS鐳射雷達。

和Luminar達成合作的車企和自動駕駛企業

今年5月,沃爾沃已經和Luminar簽訂了量產協議,將在其2022年上市的汽車自動駕駛系統中使用Luminar的固態鐳射雷達,沃爾沃在2018年就與Luminar開始了自動駕駛方向的合作,並對其投資入股。

沃爾沃樣車上的Luminar固態鐳射雷達

值得注意的是,Mobileye也在測試Luminar的鐳射雷達。Mobileye是全球ADAS領域的頭部企業。此前,其和特斯拉是為數不多的因為成本問題不採用鐳射雷達,而採用視覺演算法方案進行自動駕駛技術研發的企業。

作為自動駕駛實現的路徑,視覺方案(攝像頭+毫米波雷達)和鐳射雷達方案代表了兩個不同的方向。前者希望利用能滿足需求的感知能力和強大的視覺演算法來實現,後者則看好鐳射雷達本身更強大精準的感知能力,視覺演算法則作為補充。

價格和安全性是兩個方案的不同優勢,百元級的車載攝像頭和毫米波雷達相比萬元級的鐳射雷達成本優勢突出,而鐳射雷達更精準的三維資料能實現更安全的自動駕駛。

儘管特斯拉一再表示不會使用鐳射雷達作為感測器方案,但業界普遍認為L4級以上的自動駕駛必須要用到鐳射雷達,僅靠視覺攝像頭+毫米波雷達配合的演算法難以處理高級別自動駕駛下產生的巨大資料量。

國內更加激進

事實上,不僅是國外,國內市場目前也正急速推進MEMS鐳射雷達的量產,甚至比國外還要激進。

在11月20日的廣州車展上,小鵬汽車CEO何小鵬宣佈,小鵬汽車下一代自動駕駛軟硬體體系將進行大幅升級,並在2021年推出搭載鐳射雷達的量產車型。儘管沒有過多說明,但其無疑將會搭載MEMS鐳射雷達。

而就是何小鵬放出言論之後,11月25日的烏鎮世界網際網路大會上,北汽新能源副總經理於立國也表示,旗下純電動汽車品牌ARCFOX極狐也要在2021年推出搭載鐳射雷達的量產車型。

相比小鵬汽車鐳射雷達的保密,北汽則顯得更加直接,其明確表示,未來的量產新車將搭載華為的96線鐳射雷達。

華為研發車載鐳射雷達早已不是新鮮事,基於其在光電子領域的技術和產業鏈優勢,華為計劃將鐳射雷達的價格降到200美元,甚至100美元以下。今年10月份的北京車展上,華為已經展示了其鐳射雷達產品。

北京車展上華為展出的固態鐳射雷達

華為想要快速切入鐳射雷達領域,選擇的也是類似MEMS的方案,但為了提高其工作功率,其在MEMS的基礎上,使用多個鐳射發射和接收元件,即華為所說的多執行緒微振鏡鐳射測量模組。

事實上,不僅僅是整車企業要推出MEMS鐳射雷達量產車,Robotaxi企業也在尋找用MEMS代替機械式鐳射雷達的機會。

同樣是在11月份的廣州車展上,廣汽如褀出行平臺車型搭載一徑科技的固態鐳射雷達ML-30s亮相。廣汽表示,其下一代Robotaxi將開始搭載MEMS鐳射雷達,而目前,無論是國外的頭部Robotaxi企業Waymo,還是國內的企業如百度、文遠知行,其Robotaxi服務搭載的均是機械式鐳射雷達。

廣汽搭載的一徑科技固態鐳射雷達

而作為將MEMS鐳射雷達上車到Robtaxi的一徑科技,是國內為數不多的固態鐳射雷達初創企業,其成立於2017年,核心團隊來自清華大學、MIT、馬德里理工等高校,創始人兼CEO石拓是整合光電子晶片的專家。

2020年CES(國際電子消費展)上,一徑科技已經發布了首個面向車規級量產的MEMS鐳射雷達全套解決方案。其中包括擁有大視場角的MEMS中短距鐳射雷達ML-30/30s和探測距離達200米的長距鐳射雷達ML-X系列,開始加速高等級自動駕駛在無人物流與配送、無人礦卡、巴士、Robotaxi等領域的落地步伐。

今年4月,一徑科技完成了由復星資本和松禾資本領投的7000萬元A+輪融資,並於今年7月在常熟建成投資1.02億元的MEMS鐳射雷達量產產線,年產能可達5萬臺。

不過,國內企業儘管將量產時間提前更早,但從技術上看,Luminar還是有著不小的優勢。

Luminar的鐳射雷達掃描線數達到300線,探測距離達到350米。相比之下,華為的MEMS鐳射雷達為100線,一徑科技ML-30s系列為等效200線,華為的MEMS鐳射雷達探測距離為250米,一徑科技為200米。

線數是鐳射雷達的一個重要引數,指的是陣列排布的鐳射器單次掃描的鐳射線數,線數越多,單次掃描能得到目標物體的更多點數,形成更多的點雲資料,能夠更加精確的構建和識別目標物體。

同時,從目標市場來看,Luminar專注於高速公路場景下的自動駕駛鐳射雷達研發,擁有比園區低速自動駕駛、Robotaxi等更大的市場。

當然,從整體趨勢上看,固態鐳射雷達代替機械式鐳射雷達已是必然,高級別自動駕駛仍被企業所追逐,國內固態鐳射雷達擁有巨大市場,第一款量產車型還未真正降臨,每個企業都有拿到第一的機會。

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