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激光雷达上车进入新周期,什么才是可量产的最佳实践?

「我们是领先的独行者,终点线就在眼前;但转头一瞧,后面正有上百个愤怒的骑手,气喘吁吁地追赶你,企图干掉你。」

六年前,激光雷达的发明者、曾独领风骚的垄断大佬 Velodyne 创始人大卫·霍(David Hall)向美国科技媒体这样描述行业格局。

彼时,Velodyne 占有全球激光雷达市场约70%的份额,对未来市场充满无限憧憬。

六年后的今天,曾经的激光雷达一哥已经彻底退出历史舞台,不再有资格畅想明天。

同样的境遇发生在鼻祖级的德国激光雷达公司 ibeo 身上,由于无法获得进一步的增长融资,这家曾为长城奥迪供货的激光雷达大厂也已经宣布破产。

昔日英雄黯然离场,整个车载激光雷达行业却迎来第一波上车浪潮,中国市场表现尤甚。

根据行业公开数据显示,2021 年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配激光雷达交付不足 0.8 万颗,2022 年飙升至 12.99 万颗。

有机构预测,今年国内乘用车前装标配激光雷达交付将冲刺40-50 万颗规模。

但机会背后也暗藏风险,已经上车的激光雷达极有可能「翻车」。对于行业玩家而言,更加残酷的淘汰赛才刚刚开始。

国内第一波上车潮既是蜜糖,也是砒霜。

01、激光雷达开启生死竞速

我们将视角转到 2023 年的上海车展。

汽车之心了解到,在本次 9 个整车馆内搭载激光雷达的车型至少达到38 款国产激光雷达的前装占比实力碾压国外玩家,这与年初涌现的欧美寒潮形成鲜明对比。

在激光雷达走向规模化量产的关键拐点,为何倒下的却是拥有顶尖技术的欧美玩家?

时间调回至 2005 年,Velodyne 首次将64 线激光雷达应用于 DARPA 挑战赛,这场为自动驾驶而生的国际赛事将 Velodyne 推向舞台中央。

两年后,由 Velodyne 公司发明研制的车载激光雷达正式登场,各项性能表现在当时冠绝全场。

起初,一台由 Velodyne 研制生产的激光雷达定价为75000 美金

坊间有传闻,马斯克曾向 Velodyne 创始人 David Hall 申请过激光雷达上车测试,但由于被要求全款预付且排队等候而愤怒离场,并当下决定此生与激光雷达彻底绝缘。

特斯拉的嗤之以鼻并没有遮盖 Velodyne 的锋芒。

此后 10 年间,全球自动驾驶大热,Velodyne 凭借一骑绝尘的性能表现成为全球顶级供应商,产品几乎占据了全球各家科技巨头自动驾驶测试车的车顶,包括通用、福特、Uber、百度,以及国内一众自动驾驶公司。

但在很长时间内,Velodyne 激光雷达的价格都保持「一线一万块」,这直接导致 2019 年前的自动驾驶车辆造价都高达一两百万元。

致命的成本缺陷造成了 Velodyne 激光雷达无法面向量产,公司营收与成本之间的差距也在「价格战」中逐渐拉大,最终因现金流困境而走向穷途末路。

在张智武看来,激光雷达不是军备竞赛,抛开成本去一味追求新技术、新概念并不可取。

而在大西洋彼岸的中国市场,一个全新的故事正在上演。

在 Velodyne 激光雷达首秀的同年,激光雷达行业专家张珂殊归国创业,将积淀多年的技术经验充分打磨,在 2005 年正式创办北科天绘。

彼时,自动驾驶还未在中国兴起,张珂殊带领团队将对激光雷达的技术热情投向测绘市场,并成功将公司自主研发的测绘型激光雷达推向全球。

2014 年,智能汽车浪潮风起。中国激光雷达赛道开始嗅到汽车智能化风口的商机,陆续出现了禾赛科技、速腾聚创、Innovusion、亮道智能、一径科技、北醒光子等一众创新型激光雷达企业。

同年,北科天绘开始研发导航避障型激光雷达,一边在测绘市场自我造血,一边在汽车领域里暗夜潜行。

在而后的几年间,国内厂商利用中国产业链成本优势以及相对便宜的劳动力快速降本、高频创新,迅速将激光雷达价格打下并推向量产车市场。

2022 年,国内激光雷达成功迎来第一次上车潮。

在这一轮激光雷达市场爆发背后,是国产厂商的奋起直追,也是中国车企差异化布局的智能化战术。

  • 一方面,面对行业领袖特斯拉的视觉算法护城河,国内车企亟需用激光雷达上车来获取更高级别的自动驾驶能力;

  • 另一方面,中国汽车产业也更加迫切地想通过智能化变革,在国际赛道实现弯道超车。

双向奔赴之下,中国成为激光雷达量产赛道的急行军,通过「一边上车、一边探索」的渐进式路径,将激光雷达推向规模化量产的新周期。

但与国内不同的是,老牌欧美车企对激光雷达上车更加审慎。大约在 8 年前,国外主机厂就已经开始布局激光雷达车型,但 SOP 时间大多都在 2026 年左右。

北科天绘联合创始人& CEO 张智武表示,中国车企更加迫切地拥抱激光雷达,整体上车动作要领先欧美至少 3 年。

极致进取的野心背后,是机会,也是陷阱。

中国激光雷达厂商是极度幸运的,又是无限焦虑。幸运的是一切恰逢时机,焦虑的是激光雷达上车路注定曲折难行。

据业内人士透露,部分量产上车的激光雷达产品已经陆续出现了性能、成本以及交付等各方面的问题,主机厂也正在寻求更多元的供应商解决方案,以保证激光雷达规模化上车的可靠性。

汽车市场足够大、时间验证周期也相对长,潜在挑战者随时有机会入场,而暂时领先的冠军也有可能「翻车」出局。

张智武认为,激光雷达的市场竞争格局将在 2026 年初见端倪,到时候国外激光雷达车型与国内智能汽车品牌开始正面交锋,市场才会真正「交卷」。

市场格局终点未定,生死竞速才刚刚开始。

02、不「偏科」才是市场优等生

随着激光雷达量产进入新周期,「拼性能、拼可靠、拼成本」成为所有行业玩家必须面临的三重大考。

作为含金量更高的视觉传感器,业内主要通过测距能力精度视场角分辨率刷新帧率体积功耗等参数来评价激光雷达产品的性能优劣。

市场首先卷向探测距离,并由此衍生出905nm 1550nm 两大在波长上的技术路线之争。两类玩家各有说辞:

  • 前者认为 905nm 虽然在探测距离上相对较弱,但在明显的成本优势面前值得兼容;

  • 后者则认为 1550nm 激光源方案才能真正实现安全自动驾驶,市场值得为此支付更高昂的成本。

张智武认为,车载激光雷达的终极竞争是性能表现叠加成本优势的综合比拼,不能抛开成本去追求性能极致,探测距离满足市场需求就好。

2023 年,北科天绘迎来了一个新的里程碑。不仅在资本市场完成1.8 亿元融资,新推出的乘用车激光雷达 CK-128 也正在与头部车企展开定点,开始火力全开迎接激光雷达量产潮。

张智武表示,在产品力和成本力之间实现最佳平衡,是北科天绘 CK-128 在做技术路线选择时的底层逻辑,包括选择905nm 波长的激光器。

据了解,北科天绘 CK128 可以实现200m 以上的探测距离,并可以做到在 200m 之外看到低反射率的黑色汽车、100m 之外能看到行人、夜晚环境70m 外可以看清人道线。

斑马线及路面行人识别

业内多家厂商表示,这种探测距离和精度,已经能够满足车企对高级别智能驾驶能力的需求。

而关于人眼安全,市场对 905nm 激光器也一直存疑。对此,张智武表示「1550nm 比 905nm 波长更安全,是市场舆论的认知误区」。

实际上,任何波长的激光当其能量或功率超过一定限值时,都可能造成人眼伤害。

这种伤害性是波长、输出功率和激光辐射时间综合作用的结果,并不存在 1550nm 就一定人眼安全之说。

对此,美国 FDA 认证可以为人眼安全进行背书。按照国际认证标准,一个激光辐射产品的安全等级分为8 个等级,而 FDA 对激光雷达的安全认证要求其测试必须满足 Class 1,即符合人眼安全的标准。

据了解,北科天绘研制生产的所有汽车激光雷达均通过美国FDA 认证,这一国际通用的认证标准足以将 905nm 人眼有害论彻底推翻。

客观来看,技术路线没有好坏之分,905nm 与 1550nm 之争还需要时间验证。但产品研发没有回头路可走,一旦押错技术路线,将直接导致市场强弱顺位发生改变。

在探测距离之外,各类行业玩家在可靠性上的厮杀更为激烈。随着激光雷达交付放量,有安全缺陷的产品将直接出局。

张智武表示,激光雷达的车规级验证等级越高,意味着产品更加安全可靠。

图像级识别

隧道内点云效果

2022 年,北科天绘 CK128 已与国内某头部车企完成车规级验证,并以最高等级通过极端的高温环境测试,即可以在 85℃的高温条件下连续工作1500 小时以上。

这一表现令客户惊叹。

极致耐高温的背后,是产品低功耗的强力支撑。

根据产品说明书,CK128 车规级激光雷达的功耗小于 8w,该项参数的性能表现在全球市场内目前无可匹敌。

除此之外,该款激光雷达同时还具备体积小(110×100×45mm)的颜值优势,可以满足车企对激光雷达入舱的需求。

03、芯片技术打底,争做「产品力」与「成本力」的双料冠军

在追求性能表现的同时,将成本压到市场最低,是激光雷达玩家面临的另一重难题。

在张智武看来,激光雷达的成本力由四个维度构成,分别为技术路线选择、供应链管理、生产效率管理和量产能力管理。

全方位做到最优,才能降低敏感的成本。

在技术路线选择上,905nm 具有百倍级的成本优势,一款 1550nm 激光器市场单价为千元级别,而 905nm 激光器市场单价则在十元以内,这也是大多数市场玩家拥抱 905nm 技术路线的关键所在。

此外,905nm 激光器在国内有成熟的供应链体系。张智武告诉汽车之心,北科天绘在元器件的选择上更偏向国产化,并且要保证有三家以上的供应商可选。

  • 一方面,伴随技术资金和资源的不断投入,近几年国内上游厂商正在崛起,与海外龙头企业的性能差距逐渐缩小,同时兼具成本优势;

  • 另一方面,目前的国际形势下,依赖全球供应链的风险将变大,零部件本土化有利于保障产能和交期。

曾有行业专家发表观点,激光雷达短期竞争壁垒在制造,中长期竞争壁垒在芯片。在真正「卡脖子」的关键芯片上,北科天绘一直坚持自产自研。

早在 2009 年,世界上还没有一家激光雷达厂家想到要做芯片,北科天绘成为第一个「吃螃蟹」的公司,成功研发出五款具有自主知识产权的芯片,这五类芯片(光电信号处理芯片、高速高精度鉴时逻辑芯片、时间计量芯片、光电信号峰值采样芯片、激光焦平面信号处理芯片)对激光雷达产品性能放大以及成本缩减贡献卓越。

张智武表示,全世界的激光雷达企业都是在做排列组合题,无非是选择好发光器件、接收器件、扫描方式、测量方式之后,再进行组装。

激光雷达的核心技术体现在对光电信号的有效处理,这也是我们坚持自主研发光电信号处理芯片的价值所在。

据了解,由北科天绘自研的光电信号处理芯片主要以200kΩ的倍数放大及调理高性能信号,以实现用 905nm 激光发射器件获得更远的距离探测,该款芯片成功使 CK128 突破200m 以上的探测距离。

此外,五大芯片技术还使激光雷达的电路极其简单,北科天绘 CK128 仅由两块电路板一个光电模组一个光学模组构成,手工组装一台设备只要 5 分钟的时间。

在激光雷达敏感的成本面前,北科天绘铸建了一条全方位极致的降本路径:

  • 一是通过自产自研,在高价值芯片的市场溢价面前实现自主可控;

  • 二是通过打造国产替代的供应链,实现性能与成本之间的最佳平衡;

  • 三是通过五大芯片技术简化产品结构和工艺,提升生产效率从而降低成本。

而随着激光雷达规模化上车,激光雷达公司能否完成稳定的量产交付,正在成为车企考量供应商的另一重要维度。

面向量产交付,北科天绘采取的优先策略是与 Tier1 深度绑定并优势互补。

2021 年 6 月,北科天绘与国内某头部 Tier1 达成合作,背靠 Tier1 本身的供应链能力、庞大的生产团队以及成熟的量产经验,将北科天绘的技术能力发挥到极致。

此外,北科天绘的自建工厂也正在合肥加速落地。

在刚刚举办的 4 月 26 日安徽科交会上,北科天绘激光雷达生产制造基地项目正式签约,规划总产能 50 万台。

一切才刚刚开始。

但可以肯定的是,面向激光雷达量产大潮,北科天绘已经做好了全方位的准备。

来源:第一电动网

作者:汽车之心

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/201723

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