芯耀
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作者 | 萬博
用于近距補盲的純固態(tài)激光雷達，即將進入規(guī)模量產階段。
中國激光雷達玩家正在搶速布局純固態(tài)激光雷達。不到一周時間，禾賽、速騰、亮道先后發(fā)布產品進展，有一點劍拔弩張的意思。
有趣的巧合是，這就發(fā)生在激光雷達鼻祖、純固態(tài)激光雷達技術捍衛(wèi)者Ibeo破產的時候。
最先宣布將量產純固態(tài)激光雷達的是亮道智能，其在今年5月推出純固態(tài)激光雷達產品LDSatellite™。
11月8日，亮道智能公布了產品的最新進展：核心元器件SPAD芯片已成功通過AEC-Q100認證，自有工廠全自動化生產產線正在建設中，計劃2023年第一季度投產驗證。
緊跟著的，是國內激光雷達賽道的兩位頭部公司：
禾賽科技在11月2日正式發(fā)布純固態(tài)激光雷達FT120，并表示目前已經獲得超過一百萬臺定點，預計明年下半年量產上車。
速騰聚創(chuàng)緊隨其后，在11月7日的Tech Day上，發(fā)布了自家的純固態(tài)激光雷達產品E1，同時還在性能參數上卷出新高度：120°×90°的視場角，宣稱一顆120°主激光雷達+2顆E1，就能完成360°水平視場無縫拼接。
綜合來看，除了產品參數上的區(qū)別，國內玩家在純固態(tài)激光雷達方面的攻堅，都指向一種產品形態(tài)：采用Flash技術的純固態(tài)近距補盲激光雷達。
國產純固態(tài)激光雷達，密集發(fā)布
由遠及近，國內最早推出的純固態(tài)激光雷達，是亮道智能的LDSatellite™。
今年5月份，亮道智能率先在國內發(fā)布了其第一代純固態(tài)側向補盲激光雷達產品LDSatellite™。
官方數據顯示，LDSatellite™的水平視場角為120°，垂直視場角為75°。最小外露尺寸方面，LDSatellite™的大小為48mm×88mm，差不多是一張信用卡大小。
其他詳細數據，比如探測距離范圍、探測幀率和分辨率等，目前還沒有詳細的數據披露。
在量產落地方面，亮道智能正在建設全自動化的生產線。據官方披露，該生產線設計產能50萬臺/年，預計明年第一季度投入使用，屆時LDSatellite™將進入生產驗證階段。何時能夠量產上車，目前來看還沒有明確信息。
與這款純固態(tài)激光雷達同樣值得關注的，是背后的開發(fā)者亮道智能，因為以激光雷達硬件產品供應商的角色來講，這家公司算是賽道的新面孔。
公開信息顯示，亮道智能成立于2017年，在此之前，主要聚焦于激光雷達傳感器的感知功能開發(fā)、測試驗證與量產后數據服務等，同時還包括激光雷達感知算法的開發(fā)。
就在今年上半年，亮道智能從軟件領域橫跨到激光雷達硬件的研發(fā)生產，結合原有的業(yè)務，向主機廠提供激光雷達硬件和感知算法在內的軟硬一體解決方案。
雖然是新面孔，但據亮道智能CEO劇學銘披露，亮道早在2019年就開始接觸激光雷達硬件的相關技術，而且還是最前沿的純固態(tài)激光雷達技術。隨后在2020年年末，亮道正式組建硬件團隊，開發(fā)純固態(tài)激光雷達。
而亮道此前在軟件領域積累的技術和經驗，比如場景數據庫，也成為硬件開發(fā)的助力。
亮道智能之后，就是禾賽和速騰聚創(chuàng)，在前后不到一周的時間里，爭先推出自家的固態(tài)激光雷達產品，頗有點對壘的味道。
率先出手的是禾賽科技，11月2日，禾賽正式發(fā)布純固態(tài)近距補盲激光雷達，雖然在部分產品參數上與亮道智能的LDSatellite™相近，但禾賽在新聞稿中特別強調：“雖然不是第一個發(fā)布，但可能又是第一個量產”。
既然“第一個量產”不確定，那就說說參數。
禾賽官方披露，FT120的水平視場角為120°，垂直視場角為75°，可以感知到包括路牌、欄桿的高處目標和兒童、錐桶等低矮目標。
探測范圍方面，FT120最遠探測距離為100米，近距離的極限是5厘米，盲區(qū)已經非?？拷嚿砹恕?/p>
另外，FT120還可以做到192,000點/秒的點頻(單回波模式下)和160 (H) x 120 (V)的全局分辨率。在探測幀率方面，FT120支持5-60Hz的掃描頻率。
同時，FT120的最小外露尺寸為50mm×70mm，與LDSatellite™大致相當，不過形狀稍顯方正。
量產時間上，禾賽表示，FT120已經獲得來自多家主機廠超過100萬輛的量產定點，預計2023年下半年開啟量產交付。
最后，就是速騰聚創(chuàng)在11月7日發(fā)布的純固態(tài)激光雷達產品RS-LiDAR-E1（簡稱E1）。
據官方披露，E1的設計水平視場角為120°，垂直視場角為90°，同時在90°的垂直視場角基礎上，E1還保留了8°左右的視場角上揚。
單從感知范圍的角度來說，E1是3款純固態(tài)激光雷達中范圍最大的一個。
具體到真實場景中，速騰聚創(chuàng)官方表示，在水平探測方面，E1可以在主流前視激光雷達水平視場角120°的基礎上，僅需2顆就可以實現360°視場的無縫拼接，可以用最少數量的傳感器嗎，形成360°感知區(qū)域的無死角覆蓋。
而在垂直視角中，90°的垂直視場角可以讓激光雷達的探測范圍盡可能貼近車身，將感知區(qū)域的地面盲區(qū)壓縮到20厘米以內。
另外，8°的上揚垂直視場角，也能讓激光雷達更完整的檢測兩側途徑車輛的全貌，保證感知算法有效檢出。
總之，就是讓激光雷達在地面盲區(qū)和側向視野上更具優(yōu)勢。
另外，E1還支持超過25Hz的幀率，可以更快對目標運動狀態(tài)和意圖進行捕捉判斷。
測距能力方面，E1的最遠測距為120米，同時在30米的范圍內，可以完整探測6車道外的切向來車，覆蓋雙向12車道十字路口場景。
關于量產落地的進展，速騰表示，目前E1已經取得了多家車企的50余款車型定點，到今年年底，將有11款車型項目進入SOP。
產能方面，速騰聚創(chuàng)與立訊合資成立Luxsense（立騰創(chuàng)新），負責激光雷達的生產工作，這也是速騰聚創(chuàng)智能制造集群的重要組成部分。
據悉，速騰聚創(chuàng)智造集群一期投資超10億元，廠房面積超5.5萬平方米，先后搭建近2 條自動化產線，可以實現每12秒下線一臺激光雷達的生產速度。
以上，就是目前國內已經正式發(fā)布的三款純固態(tài)激光雷達具體情況。值得一提的是，三款產品都是采用Flash技術的純固態(tài)激光雷達，用途也都是近距補盲。
近距離補盲，為啥用Flash純固態(tài)激光雷達？
要講清楚這個，就得先了解一下激光雷達的技術演進趨勢。
如果按照掃描方式來劃分，激光雷達的技術演進路線可以分為：機械式到半固態(tài)再到純固態(tài)三個階段。
機械式激光雷達，優(yōu)勢在于檢測精度高，還能實現一顆360°的視場角。工作原理，就是不斷旋轉發(fā)射器，將激光點變成線，并在豎直方向上排布多束激光發(fā)射器形成面，實現3D掃描的目標。
由于硬件成本高，同時還存在物理上的旋轉動作，因此使用壽命短，大概2-3萬小時就得更換。
總而言之，就是不耐造還特嬌貴，不適合乘用車使用。
所以，在此之后，半固態(tài)激光雷達就成為一個了選擇。而半固態(tài)激光雷達又被分為3個技術路徑：MEMS、棱鏡和轉鏡，純固態(tài)則主要分為Flash、OPA等路線。
目前，量產上車的激光雷達主要為半固態(tài)激光雷達，其中，又以MEMS路線為主流，這主要是因為MEMS能夠較好地實現性能與耐久性的平衡。
但是，即便MEMS路線已經大幅減少了機械運動部件，其內部仍然集成了“可動”的微型鏡面，這對于產品可靠性和耐久性的提升依舊存在挑戰(zhàn)。
因此，業(yè)內普遍認為，沒有任何運動部件的純固態(tài)激光雷達，才是未來的主流技術方向。
在純固態(tài)激光的兩個主流技術方向來看，OPA技術工藝要求苛刻，生產難度大，預計短期內難以實現規(guī)模量產；結構相對簡單、技術更成熟的Flash激光雷達會更早實現落地。
Flash激光雷達的工作原理，就是在短時間內直接發(fā)射一大片激光覆蓋探測區(qū)域，然后再用高度靈敏的面陣接收器來對周圍的環(huán)境進行點云繪制，簡單直接。
所以從成本、使用壽命等角度來說，基于Flash技術的純固態(tài)激光雷達，無疑是最完美的方案。
但是，美好的故事結尾都要有一個但是……
Flash技術路線也有短板，就是功率密度低，探測距離短，因此更適合于近距離的補盲。
從已經發(fā)布的激光雷達來看，多數產品考慮的性能在于探測距離，垂直視場角往往非常低，通常在30°以內，這在近距離探測時，往往會形成較大盲區(qū)。
所以揚長避短的話，Flash純固態(tài)激光雷達，就成為近距補盲雷達的最優(yōu)解。
當然，除了技術本身的因素，L2+以及L3以上自動駕駛的逐漸普及，也成為Flash純固態(tài)近距補盲激光雷達量產的推動因素。
就國內來說，已經有數家車企將高階輔助駕駛開進城市開放道路。并且早就開始為全場景高階智能駕駛的量產做準備，從技術落地的角度來講，這就是量產L3級自動駕駛之前的最后一個山頭。
但通過實際體驗來看，不論是已經落地的高速場景、泊車場景，還是剛剛開始落地的城市場景，智能輔助駕駛的安全性、平順性都有待進一步提升。
智能輔助駕駛體驗是否順滑，這考驗的是車輛近距離識別的能力，也正是補盲激光雷達的用武之地。
例如，在高速或城區(qū)行駛時，因車輛加塞而導致的緊急避讓場景時常發(fā)生。結合側向激光雷達，可讓車輛前向感知水平視場角擴大至180°及以上，甚至達到車身全方位無死角覆蓋。
這樣，在對方車輛試圖跨越本車時即可判斷加塞意圖，從而獲得更充足的預警和響應時間，極大提高響應速度，有效減少事故發(fā)生，擴大未來L3及以上自動駕駛的應用范圍。
此外，矮小障礙物精準感知也是補盲雷達的用武之地。在城區(qū)道路行駛，行人、兩輪車和穿梭變道的車輛混流，通行場景復雜多變，對于城區(qū)智能駕駛提出了更高挑戰(zhàn)。
安裝于車頂的前向長距激光雷達，在探測時存在較大范圍的近場盲區(qū)，無法應對一些特殊場景。
劇學銘也在近日的訪談時表示，亮道智能之所以一出手就把目標鎖定在Flash純固態(tài)近距補盲激光雷達上，考慮的也正是這兩大原因。
國內國外，激光雷達公司冰火兩重天
從產品發(fā)布的節(jié)奏和資本市場的反應來看，全球激光雷達產業(yè)，似乎出現了一種國內這邊風景獨好，國外玩家叫苦連天的巨大反差。
就在最近一段時間內，國外激光雷達賽道，接連傳出幾個大新聞，關鍵詞要么是破產，要么就是合并重組，新聞的主角，也各個來頭不小。
破產的那位，是堪稱激光雷達賽道鼻祖，成立于1998年的德國激光雷達公司Ibeo。破產的原因官方解釋是，無法獲得進一步的增長融資，也就是錢沒了，經營難以為繼。
關于Ibeo最高光的經歷，是2010年與法雷奧合作開發(fā)激光雷達，到了2017年，全球首款激光雷達量產車奧迪A8的背后，就有Ibeo的技術參與。在2020年，Ibeo還曾一度與長城汽車達成合作。
而Ibeo的另一個著名的標簽，是純固態(tài)激光雷達技術的探索者，Ibeo NEXT就是其純固態(tài)激光雷達產品。
就是這樣一個玩家，卻倒在了純固態(tài)激光雷達規(guī)模量產上車的前夕，多少有點英雄落幕的悲劇色彩。
至于合并重組，說的是Velodyne和Ouster，而這兩位，曾經也是業(yè)內非常有名的玩家。
Velodyne此前一度壟斷了車載激光雷達，還曾將國內兩大廠商禾賽和速騰，以技術侵權的理由告上法庭。
Ouster的創(chuàng)辦時間稍晚，于2015年成立，但這也不影響其在業(yè)內的地位，曾經還被國外獨立金融研究平臺Seeking Alpha評為“最被低估，最值得入手”的激光雷達公司。
除了在業(yè)內負有盛名，這二位還有一個共同點是，以傳統的機械式激光雷達為主，其客戶也主要是高級別自動駕駛玩家，比如百度、Uber等。
都是輝煌過的大佬，為何一夕之間，落魄至此？
劇學銘認為，除了經濟大環(huán)境之外，大致有兩個原因：
首先，國外車企的系統性開發(fā)模式，一個新技術或者新車型的開發(fā)周期相對更長。這也意味著，如果激光雷達公司沒有在一個開發(fā)周期內拿到訂單，就會在相當長的一段時間內，出現空窗期。
空窗期，意味著沒收入。
其次，國內的主機廠普遍對激光雷達的接受度更高，因此，國內玩家在在本土也有著下游需求的優(yōu)勢。
事實也的確如此，據不完全統計，目前國外計劃搭載激光雷達車型，也不超過10款，而國內不管是新勢力還是傳統車企，搭載激光雷達的已落地和即將落地的車型，已經有30款左右。
另外，Velodyne和Ouster的被迫合并，和其本身的產品也有關系，傳統機械式的激光雷達，主要應用對象還是高級別自動駕駛車輛。
相對于數量龐大的乘用車來說，市場空間小，而在今年經濟不景氣的情況下，下游的自動駕駛公司生存情況已經是有目共睹，這股寒氣回傳到上游，也在意料之中。
最后，技術路線尚未成熟，本就是激光雷達企業(yè)發(fā)展的風險因素之一。
如果說Velodyne是激光雷達由機械式向半固態(tài)轉型過程中的落伍者，那么，由半固態(tài)向純固態(tài)的技術演進，哪些企業(yè)能夠把握機會，哪些企業(yè)又會成為下一個落伍者呢？
