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2022-02-18

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特斯拉让激光雷达赛道更内卷了?|科普

  1. 特斯拉
  2. 激光雷达
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撰文 | Roomy

编辑|周长贤

「你永远不知道竞争对手会用什么方式去解决问题。」

曾有科技公司负责人感慨,自动驾驶领域行业技术路线分歧如此之大。其实,当下的造车江湖,自动驾驶的路线并不算复杂难分,主要有两条技术路线:纯视觉路线和激光雷达路线。

纯视觉路线,传感器以摄像头 + 毫米波雷达为主,注重人工智能视觉算法,这一条路线坚定的执行者,就是特斯拉。而被马斯克称之为 「只有傻瓜才会用」 的激光雷达,传感器以激光雷达为主,毫米波雷达、摄像头等为辅,玩家众多。

特斯拉坚持的路径是 「轻感知,重算法」,采用摄像头进行环境感知,辅以高性能计算,基于视觉的神经网络算法算力要求较高;后者主要依靠激光雷达创建周围环境感知的 3D 环境图,形成 「摄像头 + 毫米波雷达 + 激光雷达」 融合冗余的感知方案。

两条技术路线的参与者,基本是 「N 打 1」。对于特斯拉的竞争对手而言,激光雷达路线可能是在自动驾驶上追赶特斯拉的最好机会。如此看来,是特斯拉让激光雷达的赛道更内卷了。

虽然马斯克对激光雷达嗤之以鼻,但随着大量资本的进入,和量产车型搭载量的增加,整个行业已经被点燃,主机厂、资本按捺不住脚步,快速奔跑了起来。

2021 年被称之为激光雷达的 「量产元年」,2022 年继续延续这一热络趋势。数据显示,目前已量产 / 计划 2022 年量产的激光雷达车型至少有 12 款。

有没有激光雷达、激光雷达的数量,成为了自动驾驶的重要依据。竞逐之下,激光雷达被 「卷了起来」。

不过,卷归卷,路线之争,还没有终极方案。

竞争激烈的信号

如今激光雷达 「卷生卷死」,是全球首家车载激光雷达公司 Velodyne 创始人大卫・霍尔未曾想到的。

2016 年,从谷歌成立 Waymo 开始,自动驾驶开始走向商业化,随后涌现百度、文远知行、小马智行等一众自动驾驶企业,构成中国自动驾驶的半壁江山,随之而来的是,激光雷达进入快车道。

大卫・霍尔曾这样描述格局,「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。」

五年后的今天,那些气喘吁吁的追赶者,后来居上。其中包括一批中国的创业公司。

随着自动驾驶赛道变得拥挤,激光雷达作为产业链的重要一环,引得资本纷纷涌入。高瓴创投、小米集团、中科创星、英特尔资本等一线机构入场,重金押注。

这是竞争开始激烈的信号。

场面,像极了当初共享出行和造车新势力刚入局时的样子。于是,又有两个老生常谈的问题被抛出来,「谁是激光雷达市场的下一个巨头?」「激光雷达供应商和车企谁能主沉浮?」

虽然,目前竞争格局未明,成本还未降到 「基础配置」 的范围,但这丝毫不影响车企提前布局的热情,迈着大步和激光雷达供应商牵手,生怕比谁慢了。

2021 年,上汽、广汽、长城、吉利、理想、集度、高合等品牌陆续搭载激光雷达。目前已明确会在 2022 年上市量产的车型,也纷纷预告要搭载激光雷达,包括小鹏 P5、蔚来 ET7、智己 L7 等等新车。

若是论态度最为嚣张的,我愿意把这一票投给沙龙机甲龙。它宣称自己是全球首款搭载 4 个激光雷达,更是全球唯一通过激光实现了全视角覆盖,还直接在预热海报上喊话,「你有几颗激光雷达?4 颗以下,请别说话。」

这些量产车型和数据的背后,清晰透露出车企的态度,「装了激光雷达,才是科技智能的高配象征」,激光雷达的数量,成了新的卖点。「要想实现 L4,激光雷达不能少。」

车企的内卷,使得包括法雷奥、大陆、威力登、禾赛科技和速腾聚创等在内的多家供应商,不得不加大马力,为巨大的增长需求做准备。

法雷奥首席技术官杰弗里・布科特预计,自动驾驶汽车激光雷达市场将从 2025 年左右开始激增;在 2025 年至 2030 年间翻两番,最终全球市场总额将达到 500 亿欧元,「到 2030 年,90% 的汽车将拥有 ADAS 功能。」

但是,一辆车应该搭载多少颗激光雷达,走什么样的路线,价格定多少,车企没有一个定论,激光雷达供应商也是在摸着石头过河。

所以,资本在投资激光雷达热潮的时候,并不是盲目跟进,投谁更多的是看团队。至于谁能最终跑出来,更是没人敢下定论。

「要布局自动驾驶的关键环节,就要投最能解决问题的方案。」 金沙江联合资本投资副总裁冷现飞曾表示,「未来 2-3 年,预估搭载激光雷达的智能驾驶汽车会逐步上量,但市场的火热需要一个过程。」

这个过程,和当初造车新势力洗牌一样,是 「痛苦」 的。

技术路径的不确定性以及难验证性,增加了风险,也提高了投资的门槛。虽然投资更为谨慎,但多位投资人仍旧强调提前布局激光雷达赛道的重要性。

不求终极路线,只求先上车

技术路线走哪条?如何降低成本?到底是特斯拉能赢到最后,还是激光雷达终成赢家?这些问题,都萦绕在时代的变化里。

答案,未定。

即便如此,行业的大势,仍旧推动着激光雷达进入了 「卷时代」。激光雷达,也正经历着与动力电池一样的技术路线变化,「在长时间内,看不到终极解决方案。」

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技术路线。不过,根据模块结构可大致分为:机械式、半固态、固态三种。

目前,车载激光雷达正沿着机械式 — 半固态 — 固态的发展路径不断迭代。

机械式激光雷达技术成熟,但造价太高,对装配要求也高,很难做到量产。比如,Velodyne 的 64 线机械式激光雷达系统复杂,一颗曾要 50 多万元,体积大,寿命一般在 1-2 年,很难在规模量产车型应用。所以,机械式激光雷达一般只会被用来作为 L4/L5 自动驾驶测试。

就如同动力电池领域,说氢能是最优解决方案,但是何时技术成熟,未知。一样的路径,激光雷达最优的方案,是纯固态,没有运动部件,体积更小、成本更低、可靠性也更高。

「Flash、OPA 等纯固态激光雷达设计中没有任何运动部件,理论上体积可缩到所有方案中最小,一直被认为是车载激光雷达的终极形态」,禾赛科技曾表示。

但是,由于技术不太成熟,需要一个过渡方案。

因此,目前大部分车型都选择搭载半固态激光雷达,功耗比较低,散热难度低,可靠性较高,劣势在于难以集成化来进一步降低成本,且一维转镜扫描线数较少,扫描角度无法达到 360°。

车企们的想法很坦率,「先上车」,于此便拉开了激光雷达量产上车的序幕。

法雷奥在 2017 年量产的第一代 SCALA 是全球首个通过车规级认证的激光雷达,同年被首发搭载在奥迪 A8 上。速腾聚创推出的混合固态激光雷达 M1,目前已获小鹏 G9、广汽 AION LX、威马 M7 等车型的订单。即将量产的车型选择的都是混合固态激光雷达,比如华为自研的 96 线激光雷达已在极狐阿尔法 S 华为 HI 版率先装车。

混合固态更能满足量产车型对雷达稳定性和寿命的要求,而且价格也在可接受范围内。以图达通即将量产、搭载于蔚来 ET7 的图像级超远距激光雷达猎鹰为例,大规模量产后价格约在 500-1000 美元。

伴随着技术路线的迭代,以速腾聚创、禾赛为首的国内厂商,已经抢先布局了半固态激光雷达。早早看到固态、混合固态技术趋势的 Velodyne 却没能持续拿出领先的产品。目前,混合固态激光雷达玩家们包括图达通、华为、速腾聚创、万集科技、禾赛科技、一径科技、镭神智能等。

速腾聚创、一径选择的 MEMS 路线,华为、禾赛押注的单轴转镜方案,各有优缺点。不过,都提供 「硬件 + 算法」 一体化自动驾驶解决方案,希望以低线束、低成本、量产化的激光雷达产品打通市场。

禾赛的打法是在高端的高线激光雷达战场和 Velodyne 拼性价比,其长距混合固态激光雷达 AT128,通过芯片化 128 通道的固态电子扫描,实现了 「真 128 线」 的结构化扫描,包括点云在水平和垂直方向完整视场角无拼接均匀分布。

速腾聚创的策略是从门槛没那么高的低线数产品切入,然后再往上突破。它的 MEMS 激光雷达 RS-LiDAR-M1 于 2020 年 12 月批量出货,成为全球首款批量交付的车规级 MEMS 激光雷达,已和广汽埃安、威马、极氪等 11 家车企建立合作。

由大疆孵化的览沃很独特,原创了棱镜旋转扫描方案。起售价不到 20 万的小鹏 P5,搭载两颗来自大疆 Livox 览沃的 HAP 激光雷达,属于转镜半固态激光雷达,提高车辆在进行高级辅助驾驶时的安全性。

「混合固态和 MEMS 作为市场的过渡期,可能会存在 5 年以上,但未来一定都会往纯固态的方向走。」 这个趋势,玩家们都心知肚明。

终极方案,最终还会是固态激光雷达,主要依靠电子部件来控制激光的发射角度,分为 Flash、OPA 两大技术路径。

其中,Flash(面阵式技术)路径的代表有 Ouster、大陆、IBEO、飞芯电子、北醒光子等。OPA (光学相控阵技术)路径的玩家有力策科技、万集科技、洛微科技、摩尔芯光等。

不过,由于目前基础元器件技术限制,Flash 方案的产品探测距离远不如 MEMS 或机械式,主要用作补盲雷达;OPA 方案距离产品量产还有很长的路要走。

规模化和成本的博弈

不论选择什么技术路线,面临的都有三大难题:成本、车规、量产。也是资本选择投资时的考量因素。

激光雷达赛道上的参与者,认为解决这三大难题的根本,还是在于 「规模化」。这一点在动力电池技术上被清晰证明过。大规模的量产,能分摊高昂的研发成本和生产成本。目前,大部分性能优良的激光雷达价格在 1000 美元左右。

此前,锐驰智光披露,LakiBeam128 目前万台级供货价定在 743 美元,在十万台级别,单价为 498 美元,在百万台级别,其单价是 289 美元,量产带来的价格下探幅度显著。

华为也一早表明了态度。根据计划,其等效 96 线激光雷达的价格将要下降到 200 美元 / 台,未来目标是将价格下探到 100 美元 / 台,解决激光雷达上车的成本瓶颈,为 L3 级及以上高级别自动驾驶汽车的量产提供可能。

但在初期,车企和激光雷达供应商也在平衡和博弈中。一方面,车企想要以更低的价格采购高性能激光雷达;另一方面,采购量不断增加形成规模化效应之后,才能降低激光雷达的价格。

这原本是一道矛盾题,但解决这一矛盾的方案,已经有先例。在动力电池领域,车企通过投资宁德时代等动力电池供应商,来锁定价格和产能。同样的方式,也使用在了激光雷达赛道。

目前,车企多是通过投资或合作的方式积极参与到激光雷达领域中。比亚迪投了速腾聚创,蔚来投了图达通,小鹏投了一径,小米投了禾赛。

和动力电池愈发相似,激光雷达赛道 「抢货大战」 如火如荼。以禾赛科技为例,已经和至少 12 家 OEM 及自动驾驶研发企业达成了合作,包括理想汽车、路特斯、集度、爱驰汽车、华人运通等。「这些车企,都想优先拿到订单」,有投资人表示。

抢货背后,还存在一个矛盾,目前量产的车型销量不高,让规模化和降低成本,又处于尴尬的处境之下。比如,华为 96 线激光雷达的合作车型,销量数据并不算好看,市场渗透率寥寥无几。

再加上,业内对于自动驾驶领域,大多数保持着一个相对保守的预测,近 5 年,自动驾驶还会以 L2 和 L2 + 为主,未来 5-10 年将逐步过渡到 L3-L4 级别。激光雷达量产上车,只是实现自动驾驶的开始。

「现在车企的软件能力是跟不上的,这是非常肯定的。」 某自动驾驶科技公司曾表示,车企目前基本策略是先把硬件留足富余,剩下的软件升级,又是算法与降价之间的博弈了。

只能拼硬件,激光雷达的内卷便不难理解了。

自动驾驶有三大要素:感知、决策、控制。激光雷达相当于车的眼睛,决定自动驾驶的还得是算法、软件能力。想要降低成本,就需要从芯片开始改变,这又涉及另一道技术难题。

再加上,从混合固态向固态转变的过程中,激光雷达会从分离器件装配的模式变成芯片制造,产业链模式发生巨大的变化,这不是靠行业巨头凭借一己之力就能实现的。

这注定是一场终点不明的比赛,即便资本看好激光雷达的赛道,也要做好十年以上才能退出的准备。

不过,种种顾虑并不影响激光雷达成为智能化是否先进的指标之一。说到底,消费者听得懂的科技参数,也是类似于沙龙机甲龙那样简单直接的话术,「我有 4 颗激光雷达,你有几颗」。

内卷,让车企不得不在激光雷达的搭载上处心积虑,通过预埋激光雷达硬件数量的方式,抢占技术制高点。

「除了特斯拉,只要是造电动车,都得搭载激光雷达」,已经成了业界共识。

写在最后

产业链完善和资金充足的华为和大疆等企业,已经做好了抢占赛道领跑的准备,希望成为激光雷达领域的 「宁德时代」。

华为 2020 年已建立了车规级激光雷达的第一条 Pilot 产线,计划按年产 10 万套 / 线推进。大疆目前则拥有全自动化激光雷达组装线,每条产线年产能达 20 万颗。

但对于初创的科技企业而言,不论研发的技术路线多先进,首先要想办法活下来,毕竟这是一条高成本、高风险的赛道。

到底哪里才是战场,哪里才是终点,哪条才是终极技术路线,没有人能清晰回答,但也无人敢停下脚步。

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