2021年尚未過半，上汽、長城、本田等國內外傳統車企，蔚來、小鵬、哪吒等造車新勢力都紛紛高調宣佈了各自的鐳射雷達“上車”計劃。鐳射雷達廠商方面更是動作不斷，概念股走高、新產品面世、產線建設……各種利好訊息讓人目不暇接。
可以說在自動駕駛領域中，除了近年來始終堅持“錯的不是我，而是整個世界”的特斯拉之外，鐳射雷達無疑是曝光率最高的話題。
不過，雖然鐳射雷達並不是一個“新鮮出爐”的概念，但整個行業目前尚處在“探索、突破、再創新”的早期階段，還沒有公認的最好最成熟的技術體系，也未形成完善成熟的供應鏈，更無國家標準可言。
在自動駕駛車輛的量產程序進入“衝刺階段”的當下，怎樣的鐳射雷達產品才能更快更好的滿足“上車”要求，幫助車企抓住未來？今天，就讓我們來一探究竟。
在自動駕駛基本三要素“感知、決策、控制”中，感知無疑是最頂層也最重要的一環，如果做不到“眼觀六路”再強大的演算法算力都會成為空中樓閣。鐳射雷達正是因其強大、高效的全天時感知能力，被業界譽為“無人駕駛之眼”。
與毫米波雷達、攝像頭等環境監測感測器相比，鐳射雷達在探測上具備高解析度並且對目標形狀材料不敏感等優點。自人工智慧與自動駕駛概念興起伊始，鐳射雷達就牢牢佔據著自動駕駛系統中核心感測器的位置，並在全行業範圍內受到了高度認可，除了埃隆馬斯克……
“用鐳射雷達的都是傻瓜”、“鐳射雷達屬性雞肋”……自2019年起，這位矽谷“科技狂人”就在不斷地唱衰鐳射雷達。
不可否認的是，曾經的鐳射雷達儘管感知效能優秀，但百花齊放百家爭鳴式的技術路線之爭也讓自動駕駛領域難以明確發展路徑，並且在成本、體積、環境適應性等方面都存在著不小的短板。使得“量產上車”這一目標，也在很長時間內都是地平線一樣的存在——看得見，摸不著。
隨著近年來技術的演進和眾多廠商的努力，技術路線之爭形勢開始明朗，並漸漸補全了曾經的諸多短板，鐳射雷達終於在今年迎來了全面爆發的機會，“上車”程序、量產步伐一再加快。
伴隨著行業爆發，鐳射雷達相關新聞鋪天蓋地向我們湧來。但企業和媒體關於鐳射雷達分類的表達可謂是五花八門，如果按照掃描模式、測距原理等多個獨立的維度進行組合排列的話，理論上可行的鐳射雷達系統方案甚至有上百種，往往讓人感到一頭霧水。
雖然鐳射雷達技術路線多種多樣，但從掃描方式、器件結構的角度來劃分，主要包含機械式、微轉鏡、微振鏡（MEMS）、Flash、OPA五種。
機械式是目前技術上最成熟的路線，同時也是較早被自動駕駛公司採用的方案。透過旋轉鐳射發射和接收模組來獲取360°視場的機械式鐳射雷達，具備掃描速度快、抗光干擾能力強等特點。
但在實際落地過程中，機械式鐳射雷達卻長期面臨著一系列阻礙。首當其衝的就是成本，Velodyne機械式64線鐳射雷達的官方定價始終在7萬美元以上，高昂的成本讓下游車企直呼“打對摺都買不起”。而受限於機械零部件使用壽命，機械鐳射雷達的可靠性和穩定性也不盡人意。此外，價格高、體型大、難以過車規，工藝繁複，生產效率低等都是機械鐳射雷達大規模量產的瓶頸。
作為當前唯一真正透過車規驗證的方案，微轉鏡技術路線天然就具備體積小、批次生產後成本低、可靠性高、解析度高等一系列前裝量產方向上的優勢。但光學系統控制機制與轉軸精度始終是這條路徑上繞不開的技術難點，此外如何實現高線束輸出並降低功耗，也是華為、Valeo等選擇此方案的廠商所必須要解決的問題。
微振鏡（MEMS）方案的核心光束操縱原件為微振鏡，與微轉鏡方案相似，MEMS也具備許多有利於實現大規模量產的特點。但就目前而言，微振鏡仍存在三個瓶頸有待突破：一是測距能力不足，以色列鐳射雷達公司Innoviz採用905nm奈米半導體鐳射發射器的MEMS最遠只能達到80米。二是視場較小，MEMS單個鏡片視場角只有30度左右。第三，也是最為“致命”的：光纖鐳射器不耐高低溫，難以過車規。
而Flash（焦平面成像鐳射雷達）路線，儘管有著“0延遲”、小體積、高穩定的亮點，但在探測距離方面的表現卻有些無力。此外，OPA（光學相控陣）技術路線目前基本還處於理論階段，2023年實現量產已經是業界最為樂觀的估計。
鐳射雷達的技術路線之爭已經從百家爭鳴轉變為了群雄逐鹿，北科天繪工程師坦言：“雖然哪些技術路線不靠譜已經比較明確，但誰最靠譜的問題尚無定論。而就目前市場上的技術路線而言，我們堅定地認為，只有微轉鏡是在三年內最有可能量產‘上車’的。”
總體來看，微轉鏡和微振鏡是鐳射雷達產業“衝刺階段”中最有希望率先成功“上車”，實現量產的技術路線。而這兩者中，以北科天繪C-Fans系列產品為代表的微轉鏡幾乎已經只差“just do it”了。
自發力智慧網聯汽車業務以來，北科天繪就以研發可前裝量產的固態鐳射雷達為核心目標，全方位審視了各種技術路線後，認為機械式鐳射雷達量產困難，OPA難以走出實驗室，光纖鐳射器更適合用來做測繪型鐳射雷達。北科天繪CEO張智武博士表示：“不去碰有明顯理論缺陷、效能達到天花板和成本瓶頸的技術路徑，讓我們省了不少研發時間。”
北科天繪車規型鐳射雷達在設計之初就瞄準了以下目標：一是便宜；二是小巧；三是功耗低；四是環境適應性強；五是可靠性高；六是適合大規模量產。
從目標出發，並結合車規、成本、場景等需求，北科天繪最終選擇了微振鏡這條路。憑藉在鐳射雷達領域多年的探索和積澱，北科天繪於2017年釋出了自研微轉鏡鐳射雷達C-Fans系列的首款產品。
C-Fans 系列產品的微轉鏡構架“獨闢蹊徑”，率先將鐳射雷達的鐳射發射接收模組及訊號處理模組微型化和固態化，採用微型電機驅動多面鏡掃描，在充分發揮微轉鏡技術路線優勢的基礎上，打造出了基於半導體工藝的低成本前裝固態鐳射雷達。
這源於北科天繪在光機結構、鐳射收發、訊號處理、製造工藝、晶片化、輕小化等方面屢克難題，讓大視場、長測程、高分辨、低成本的車規型鐳射雷達成為現實。
C-Fans-256
前不久，北科天繪正式釋出了影象級超高解析度固態鐳射雷達C-Fans-256，便是一款不僅效能優秀、可靠性高、功耗低，而且成本不再高昂的車規級鐳射雷達產品。
C-Fans-256具備0.1°x0.1°的解析度，能夠準確地在200m距離上進行車輛、行人的捕捉，配合其全方位掃描視場，可以輕鬆實現大範圍遠距離區域監控，並在無保護左轉等自動駕駛汽車難點場景下提供寬闊的視野，從而照顧到右側來車或者行人。
運動相機級別的超高幀頻，使C-Fans-256擁有強大的視野提供及異常事件捕捉能力，無論是在探測障礙物、還是在鬼探頭、高速匯入主路、高速急剎車等自動駕駛難點場景下都有著不俗的表現，更加適合高速、動態、複雜的真實行車環境。同時，C-Fans-256憑藉其8bit的灰度分辨力，實現了清晰的全天候車道線識別，顯著提高了無人駕駛系統全天候感知能力。
目前，C-Fans系列產品已經通過了IATF 16949（汽車行業質量管理認證體系），並在ISO 16750標準下完成了一系列車規可靠性實驗。其中C-Fans32是目前唯一一款透過“本安”認證的鐳射雷達產品；C-Fans-256做到了小於16W的低功耗和透過ISO 16750總計9類共31項測試的高車規符合性。這兩款產品取得的成績從側面驗證了北科天繪自主晶片在產品功耗低、啟動電流低、產熱量低方面的貢獻，保障了在煤礦等易燃易爆環境內機器人和無人車執行的安全性。
C-Fans鐳射雷達的效能和成本優勢源於北科天繪的核心技術實力。截至目前，北科天繪已成功實現了鐳射雷達訊號處理核心模組的晶片化，共計獨立研發5類24款晶片，做到了核心器件的完全自主可控。
車載鐳射雷達市場已然開始全面爆發，對於任何一家廠商而言，都不可能放棄自己一直所堅持，且或將具備高度差異化的技術路線。雖然護城河不深的企業註定會被一批批淘汰，但鐳射雷達的產業邊際很大、產業鏈也很長，在未來鐳射雷達市場中必將會同時存在多家成規模的企業。
換言之，鐳射雷達車規量產絕非某一個企業就能單獨實現，需要產業鏈、供應鏈、技術端的協同創新，需要更多的廠商向著車規量產這一目標奔跑，而北科天繪已正在路上。