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激光雷达上车疑云,放量元年或也是破产元年

作者:
文 谭晶宝
2021/03/18
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从2020年开始,Velodyne、Luminar、Aeva 、Innoviz、Ouster五家激光雷达公司密集IPO上市,这种拥有超高“含金量”的传感器在资本市场迎来了自己的高光时刻,关注度持续上升。从市场端来看,进入2021年之后,小鹏、蔚来、长城WEY等多家整车企业宣布将推出搭载激光雷达的量产车型,激光雷达一时间成为了整车企业争相争夺的战略资源。
 
然而,几年前动辄花费数万甚至数十万美元的“吞金兽”是否真的摇身一变成为了车企的“摇钱树”?那些横在激光雷达前路上的技术难题是否朝夕之间就已全部化解,并达到了大规模量产的程度?
 
 
繁荣背后蕴危机
 
截至目前,已有多家整车企业宣布通过投资、合作等方式布局激光雷达,而中国品牌车企更是成为激光雷达前装量产的排头兵。除了奥迪和奔驰已经上市的A8和S级旗舰车型之外,众多车企纷纷宣布将量产搭载激光雷达的车型。
 
北汽蓝谷携手华为推出的联名款车型ARCFOXHBT将首次搭载华为自主研发的激光雷达,并将在4月上海车展首发;
 
小鹏汽车搭载大疆Livox 定制版车规级激光雷达的全新轿车也将于上海车展首次亮相;
 
长安汽车的方舟架构采用的传感方案中将包含多达5个华为激光雷达;
 
长城 WEY 品牌全新旗舰车型摩卡将搭载德国Ibeo公司的固态激光雷达;
 
蔚来在几个月前的 NIO Day 上发布全新 ET7,采用了蔚来自己投资的Innovusion公司的激光雷达方案;
 
此外,宝马、沃尔沃、本田、智己汽车、Lucid等多家国内外车企均已宣布将在今明两年陆续推出带有激光雷达传感方案的新车型。
 
 
从需求维度来看,以新势力为代表的中国品牌要更为激进,对行业起到了一定程度的示范效应,众多国内外车企的激光雷达量产车型也已在路上,谁也不想落后。在供给侧,以华为、大疆为代表的科技巨头陆续进军激光雷达产业,谁都不希望错过这杯羹。
 
在供给端、需求端和资本端的多方推动下,“2021年将成为前装车载激光雷达放量元年”的说法不绝于耳。但表面繁荣的产业背后是涌动的暗流,暗藏危机。不少行业人士指出,激光雷达量产落地所面临诸多挑战实则依然存在。
 
“2021年只能算是激光雷达前装量产的试水之年,真正的量产元年还得再等等。”镭神智能创始人、董事长胡小波接受《汽车观察》采访时表示。第一批上车的激光雷达要么还无法达到自动驾驶所要求的性能,要么存在成本高、稳定性差、寿命短等弊端,即使在追求速度的时代“被量产”出来,也很难保证不会在后期的使用过程中不出现问题。
 
 
技术路线存分歧
 
摆在激光雷达量产道路上的最大不确定性当属技术路线不清晰。当前激光雷达还处于技术迭代的发展阶段,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。在测距原理上,有调频连续波和时间飞行法;在激光发射上有905nm和1550nm两种主流波段的光源;激光接收的主流方案有APD、SPAD或SiPM等方案,在光束操纵上又分为机械式、混合固态和固态三大类,这其中还能继续细分为多种具体的技术路线。这些领域的技术可组合出数十种不同技术路线,最大的问题是现如今还没有一种技术路线完全成为共识,在汽车上实现大规模应用。
 
对比目前主流激光雷达企业的技术路线,行业先驱Velodyne和中国的头部企业禾赛科技的产品以机械式激光雷达为主;Luminar、Innoviz、 Livox、镭神智能目前主要采用的是转镜混合固态方案;速腾聚创获得量产订单的产品采用的是MEMS微振镜方案;Ibeo、Ouster主要采用的是FLASH方案;Quanergy则一直在潜心研发OPA纯固态激光雷达技术。
 
对比发现,头部公司所采用的的技术方案五花八门,激光雷达行业内部对于技术路线的巨大分歧同样影响着作为客户的主机厂的选择。从小鹏、蔚来、长城、北汽的量产方案中可以看出,每一家企业均选择了不同的激光雷达供应商,拥有不同的技术方案和各异的性能参数。稍加思考就能发现,激光雷达的最优解或许不只一个,但绝不会如此之多。待繁华褪尽,终将有一批技术面临淘汰。
 
“激光雷达行业很多从业者都来自软件算法领域,对激光雷达硬件的特性理解的并不透彻,而激光雷达技术路线众多,即使行业内都鲜有人能完全理解透,更别说是客户和投资者们。很多激光雷达公司以及客户会选择看似很性感技术路线,而这些看似漂亮的路线背后往往藏着大坑,一旦陷进去就会骑虎难下,只能继续往前,直到撞南墙。”胡小波表示。
 
 
车规认证是难题
 
虽然众多国内外企业都布局了激光雷达技术,但基本都用于研发探索或小批量测试,并未达到真正的车规级水平。
 
机械式激光雷达由于其机械部件寿命不长(1000-3000小时),只能用于自动驾驶的研发领域,再加上价格高昂和维护成本高等因素,目前没有旋转机械式激光雷达满足车规级要求。以Velodyne为例,其产品主要聚焦于自动驾驶汽车原型和研发、验证测试的小批量应用,虽然技术成熟,但成本极高,不差钱的科技巨头们采购回来用于研发测试尚可,但若要搭载到普通老百姓所用的量产汽车上却不现实。行业认为,纯机械雷达的价格区间决定了其不适用于量产车载的应用。
 
相比机械式,MEMS 激光雷达具有芯片化、无机械组件等优点,但其有效探测距离较短,还需要突破 MEMS 振镜的小型化、控制机制等技术难点。虽然未来在成本和体积上能大幅降低,但目前还没有过车规级的产品。
 
 
FLASH方案的激光雷达没有任何运动部件,能够达到最高等级的车规要求。但Flash 激光雷达的探测距离和探测角度直接受限于探测器性能,为了实现远距离探测,焦平面阵列探测器需要价格昂贵的雪崩光电探测器(APD),更大面积、更高性能的探测器很难在量产车上应用。
 
纯固态OPA(相控阵)方案被看做是自动驾驶最理想的技术方案,相比MEMS,OPA方案完全取消机械结构,理论上可以做到体积更小、对温度和振动的适应性更强、成本更低,但其制造工艺难度大,产业链不完善,尚处于理论阶段,需要巨额的研发投入。
 
胡小波介绍:“若将FLASH方案的探测角度做到车辆前向主雷达所需的参数,成本将达到数十万元;作为投资者非常看好的MEMS方案,有效探测距离只有130米,距离车企所需要的200米相去甚远,当前的硅基MEMS振镜的使用寿命也远不满足汽车的使用年限,更为重要的是这种技术方案在905nm波段的性能已经达到了极限,激光管功率达到了人眼的安全阈值;而纯固态OPA雷达更是十年内都无法量产未来技术。”
 
 
从目前的技术条成熟度来看,未来3-5年真正能够上车并作为前向主雷达的技术只有905nm旋转棱镜方案的混合固态雷达。其性能能够满足汽车的使用条件,做到10%反射率下探测距离达到200米以上,使用寿命可达到10万小时。转镜激光雷达也是目前唯一通过了车规级要求的方案。但技术条件满足与实际量产应用仍然存在一定的差距,激光雷达的车规级有两层含义,一个是探测能力方面的显性指标要满足车规要求,另外一个是可靠性、稳定性这些隐性指标也要达标,确保功能安全,这就还需要激光雷达公司拥有很高的品质管控能力和批量交付能力。
 
“汽车是个毛利率低的苦行业,但对产品的可靠性、稳定性、品质管控能力、交付能力等都又有着最极端的要求。对激光雷达企业而言,只有技术还远远不够,销售能力、融资能力、量产交付能力任何一个环节跟不上都将被淘汰。”胡小波表示。
 
随着越来越多的零部件巨头加快对激光雷达的自主研发,这一行业的竞争还在进一步加剧,而与此同时,客户对于成本的苛刻要求也在进一步增加激光雷达玩家们的晋级难度。看似前景无限的行业充斥着无数陷阱和不确定性。激光雷达行业接下来必将经历一次无情的淘汰浪潮,对大多数企业而言,放量元年也将是破产元年。
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