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激光雷达爆发前夕,谁来打样?

环形隧道
激光雷达

2023-01-31

撰文 | 郑文

编辑|周长贤

在激光雷达的世界,全球不再同此凉热。在海外企业陆续宣告破产、合并的当下,国内市场正在掀起层层浪。

2021 年 10 月,小鹏 P5 作为全球首款量产激光雷达智能汽车正式下线交付,激光雷达产业进入商业化落地阶段。

仅仅到次年,宣布搭载激光雷达的车型激增,打头阵的多为新品牌车型,蔚来 ET7、理想 L9、极狐 αS HI、阿维塔 11、智己 L7 等等,不胜枚举。

更重要的是,比亚迪、长安、上汽、广汽等主流车企旗下的乘用车品牌开始进入激光雷达前装量产交付周期。速腾聚创、图达通、禾赛、华为、Luminar、览沃…… 相应的供应商名单也在不断被拉长。

根据佐思汽研的数据来看,搭载数量也在激增,数据显示,2022 年上半年国内乘用车新车激光雷达安装量已经达到 2.47 万颗。另据高工智能汽车研究院此前的预测,全年达到 12 万颗。要知道,这个数据上年是不到 8000 颗。

图达通联合创始人兼 CEO 鲍君威说,「我们把 2022 年定义为激光雷达量产上车元年。」

赛道的形势,似乎正在走向明朗。

量产,量产,还是量产

市场端看到的是量的激增,而从激光雷达的产品定义角度看,这意味着部分激光雷达公司实现了从 「项目制的功能达成」 到 「普遍化的规模落地」 的跨越。

定点之后,考验的正是量产能力。量产能力是技术的生路。

汽车零部件对长周期下的产品一致性、稳定性、可靠性等方面的要求会比一般消费级高出很多。

在全球汽车工业漫长的发展历程中,新技术的通行做法是供应商与某个主机厂客户先深度合作,获得一张 「高质量量产能力」 的通行证,然后凭此拓展客户。翻阅造富机器宁德时代的发家史,与宝马的佳话断然是绕不开的,一切由此书写。

暂时是需要抛开激光雷达复杂多样的技术路径和枯燥乏味的数据参数了,现阶段,业界将目光共同聚焦在 「量产」 这件事上。

回顾过去,从定点到量产,频繁发生着合作终止的事儿。2018 年宝马与 Quanergy 达成合作,后因技术效果不理想,宝马转向与 Innoviz 合作,至今还未进入量产释放阶段;长城摩卡 2021 年宣传用的是 Ibeo 激光雷达,2022 年 8 月速腾聚创宣布由其来提供产品。

不过,从此岸跳到彼岸似乎是一夜间发生的。

禾赛科技于 2022 年 12 月底宣布,禾赛激光雷达总交付量破 10 万台,仅 2022 年度已达 8 万台。

而鲍君威介绍,图达通的量产数据也比较可观,「现在公开的数据,在蔚来这一个客户上,到 2022 年 11 月底实际搭载交付量 3.59 万颗,这个速度是非常快的。」

2021 年 1 月,李斌在 NIO Day 上公布使用猎鹰时,图达通产品 A 样还没出来,但他们不能按照传统供应商的节奏走,在 A 样就要导入可制造性设计,早验证早优化。最终到量产用了一年多一点时间。

2022 年 2 月,图达通第一台量产版激光雷达猎鹰(Falcon)在宁波产线下线。次月底,它作为蔚来 ET7 自动驾驶超感系统的标配,开启量产交付。

「我们认为激光雷达行业竞争,发展到了一个新的里程碑,实现量产交付是激光雷达赛道的新门槛。」 鲍君威强调,现在的产业投资,不仅要讲技术,还要讲谁能够量产,谁能够可持续、扩大规模量产,「扩大 5 倍、10 倍甚至上百倍。」

他认为,「现在投资人更看重量产、落地的能力,这两点对我们是比较有利的,很多时候投资人看的包括对比我们跟国际上的友商,发现我们的速度很快,执行能力也非常强。这方面还是有优势的。」

以去年 11 月、12 月份生产的交付量推算,图达通工厂一年已经实现了超过 25 万台的产能,在此基础上,产线将继续增设,产能还在进一步爬坡。

通过模块化的设计降低生产难度,图达通能够在 6~9 个月内建成一条产能十多万台的生产线,并且可以稳定地快速爬坡产能量产。

「1550nm 激光器加上混合固态的扫描状态,这个体系供应链基础是成熟的,但是能够实现我们的性能要求的组件还是不成熟的。」 鲍君威表示,图达通将凭借量产的领先地位,带着国内很多供应链合作伙伴,在新的领域中一起探索与尝试。

他自信地说,「用新型的合作模式催熟中国激光雷达供应链,并把我们做出的全球领先的激光雷达产品使用到自动驾驶供应链体系的下一层,也就是整车厂和自动驾驶系统集成商等,推动中国激光雷达及自动驾驶行业走在全球的技术领导地位。」

根据 Yole 的数据和多家激光雷达企业的官方消息来看,华为、图达通、览沃的定点都转为了量产项目。速腾聚创 9 项定点中 8 项确认转化,禾赛 15 项中有 6 项确认转化,相关项目已发布或开启交付。相对前二者而言,图达通的定点项目过少,需要有更多的突破。

「成本」 牵动行业神经

「Garbage in,Garbage out. 硬件能力是实现整个探测能力的基础。」 鲍君威介绍,猎鹰的最远探测距离 500 米,「不是只看偶尔几个点,而是我们很清楚地看到每帧都有足够多的点(十个点以上),才能探测到一个车车尾的状况。」

对于前视雷达,这项指标的优先级可以说是最高的。「看得够远」,且有效信息越充沛,留给驾驶决策时间就越充足。

猎鹰的基本参数是,最远探测距离能达到 500m,10% 反射率下探测距离达到 250m,可实现 0.06°H×0.06°V 超高分辨率。

值得一提的是,它能够策略性选择加密关键区域,根据需要让任意区域分辨率提升。

「二维扫描的优势在于第二个维度纵向视场疏密可以调,可以根据路面的坡度等调整点的分布。高密度激光雷达‘图像级’这个点还是很珍贵的,这个点要放在有用的地方,无用点太多,一方面功耗、成本高,同时也给下游数据使用者造成额外的负担。」 鲍君威如此解释道。

他强调,「面对汽车这样非常实时的系统,每个效率提升都很重要,环节额外多一些干扰对系统都是额外的负担。二维系统可以更自由地把点用在更有需要的地方,好钢要用在刀刃上。」

激光雷达的基本原理是向目标发射探测信号,然后将接收到的目标物反射回来的信号,与发射信号比较后获得信息。系统包含激光发射、激光接收、扫描系统、信息处理。

而激光波长是关键指标,选择波长需要考量人眼安全、与大气相互作用、可选用的激光器和可选用的光电探测器四个因素。

目前主要是采用 905nm 和 1550nm 两种波长。传统的 905nm 波长由于产业链成熟,成本更低,以及雨雪天气情况下穿透能力占优;1550nm 波长在人眼安全、光束质量上占优,它对大气的穿透能力强,探测精度更高,且抗干扰能力强,光束准直度、光源亮度也更高。

在人眼安全方面,需要指出的是,905nm 比 1550nm 更接近人眼可见光波段,容易损害视网膜,所以功率受限。这也影响到探测距离的提升,1550nm 距离可见波段远,且容易被水吸收,在同条件下,对视网膜危害低,可以通过加大功率来提高探测距离。

也因此,1550nm 激光雷达与传统的 905nm 激光雷达相比,它允许输出更高功率,能够实现更远的探测距离,这也是采用 1550nm 的猎鹰看得比较远的原因。

另外,1550nm 也带来了高功耗、低能量转换效率的问题。905nm 激光雷达典型功耗一般在 20W 左右,1550nm 典型功耗则要在 30W 以上。

现阶段,905nm 波长用硅接收器,但 1550nm 的波段,硅无法探测,需要用成本更高的 Ge 或者 InGaAs 探测器,而且 1550nm 激光雷达一般采用光纤激光器作为光源,技术相对更复杂,在光源及探测器成本、雷达体积、供应链成熟度上有明显不足。

成本一直是一个新兴产业规模发展的重要影响因素。未来随着 1550nm 工艺成本下降,市场应用比例会相应增加。同时,产能爬坡后,其成本也会持续下降。

事实上,1550nm 的确被更多地选择,除了图达通、Luminar,一径科技、镭神智能也加入了此阵营。镭神智能推出的产品,其 128 线,180 线和 400 线图像级 1550nm 激光雷达最新批量定价分别是 7999 元、9999 元和 19999 元(不含税)。另外,有针对 Luminar 产品拆解的测算,1550nm 的机型最终成本甚至有可能降至 500 美元以下。

多家激光雷达企业负责人表示,目前激光雷达上车尚未能完全发挥作用,无论硬件还是软件层面上,都依然需要优化与磨合,才能更好地为高阶智能驾驶的发展服务。

不过,未来依然可期。华西证券测算,预计我国乘用车领域激光雷达市场空间在 2025 年将达到 261 亿元,到 2030 年将达到 980 亿元。我国乘用车领域激光雷达市场规模未来 3 年复合增速能达到 200%+,2025 年至 2030 年复合增速达到 30% 以上。

「扩展速度跟当年我们电动化的速度也类似,可能更快,2022 年中国十来万台的话,2023 年翻一番到两番是非常容易达到的,可能会到四五十万台,2024 年到百万台是非常有可能的。」 鲍君威补充道。

可以预知的是,有一个不远不近的里程碑需要被锚定、被兑现。激光雷达对销量 TOP20 的成熟车型仍未形成渗透,到主流车型形成渗透的那一日,激光雷达产业可以开香槟了。

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