25億(yi) 美元市場規模,2家全球頭部上市,國內(nei) 3家明星企業(ye) 接連完成新一輪融資,2020年激光雷達賽道持續發力,新技術、新產(chan) 品陸續亮相,創投熱度在理性中回歸。
自動駕駛、機器人場景的放量應用,為(wei) 激光雷達注入新一輪活力。2020年新老玩家的同場競技中,激光雷達行業(ye) 主要呈現出哪些特征?技術上又有什麽(me) 新趨勢?資本重點考量創業(ye) 公司的哪些能力呢?
青桐資本一直關(guan) 注技術領域。本文將從(cong) 兩(liang) 部分切入:4大視角直擊2020年激光雷達行業(ye) 的新特征;分析資本對創業(ye) 公司的考量重點,包括技術維度的2大新趨勢、量產(chan) 層麵的4大細分能力。
一 . 激光雷達市場回暖
激光雷達作為(wei) 先進探測市場的重要組成部分,行業(ye) 發展與(yu) 應用場景深度綁定,其中,3個(ge) 時間點很關(guan) 鍵。2016年,自動駕駛火熱,激光雷達市場一路走俏,受到資本青睞;2018年,自動駕駛熱度到達巔峰後下降,激光雷達隨之波動;2020年,疫情下機器人需求上升,激光雷達開始回暖,資本趨於(yu) 理性。
據MarketsandMarkets數據,2020年全球激光雷達市場規模預計將近25億(yi) 美元,2016-2020年均複合增長率為(wei) 15%。另據國聯證券預測,2020年國內(nei) 市場規模將達10.2億(yi) 元。
2020年1-11月投融資事件數量,雖未有上升,共10起,但3家明星企業(ye) ,禾賽、速騰、鐳神均完成新一輪融資,其中,禾賽科技C輪融資額達1.73億(yi) 美元。縱觀2016-2020年,融資事件數量於(yu) 2018年達到峰值,共27起,隨後開始下降。主要受自動駕駛商業(ye) 化落地周期長,投資更理性的影響。
從(cong) 資本構成看,主要呈2大特點:1)行業(ye) 發展早期,自動駕駛風頭正勁,多是汽車相關(guan) 資本布局,清研資本2年間8次出手,北汽2次投資速騰聚創。2)2019年起,美元、頭部人民幣基金增多,市場趨於(yu) 理性,技術方案是關(guan) 注重點,如IDG投資北醒光子、光速中國投資禾賽科技等。
再看二級市場,2020年2家頭部公司上市,同樣為(wei) 行業(ye) 帶來利好。9月,激光雷達龍頭公司Velodyne借殼上市;12月,頭部Luminar通過SPAC合並登陸納斯達克。
激光雷達,即激光探測和測距,主要通過測量激光發出、收到回波的時間差,確定目標方位、距離、形狀。廣泛應用於(yu) 機器人、無人駕駛、移動設備、軍(jun) 事、3D打印等領域。
激光雷達玩家群雄逐鹿,據青桐資本統計,國內(nei) 目前共46家入局。其中不乏速騰、禾賽、鐳神等明星企業(ye) ,但目前市場集中度不高,有技術優(you) 勢的創業(ye) 公司依舊有機會(hui) 跑出。那麽(me) 在這個(ge) 理性發展階段,2020年激光雷達賽道有何發展新特征呢?
二 . 2020年行業4大發展特征
伴隨著自動駕駛行業(ye) 信心重振,機器人場景持續放量,2020年國內(nei) 激光雷達市場開始回暖。縱觀今年行業(ye) 發展,主要呈現以下4大特征:
技術熱點:矽光、FMCW、OPA
激光雷達的技術路徑眾(zhong) 多,各廠商都在探索不同技術方案。激光雷達,按照結構不同,如圖所示,分為(wei) 3種:機械式激光雷達、混合固態激光雷達、固態激光雷達。其中,固態激光雷達是目前行業(ye) 公認的發展方向,具有體(ti) 積小、成本低的優(you) 勢。
具體(ti) 到固態激光雷達整體(ti) 實現方案,相控陣OPA是近年行業(ye) 熱點,FMCW與(yu) 之深度結合,在遠距離探測、抗幹擾上優(you) 勢明顯,據智東(dong) 西研究,將逐步成為(wei) 很多廠商在測繪方案上的首選。
芯片技術路徑上,矽光也是行業(ye) “熱詞”,其主要將光芯片、探測器芯片集成於(yu) 同一矽基襯底。矽光的價(jia) 值之一,在於(yu) 大幅降低固態激光雷達成本。來自鬆禾資本數據,若光芯片大小設計為(wei) 600平方毫米,基於(yu) 矽光的OPA固態激光雷達,預計成本可控製在40美元以內(nei) 。另據國科光芯數據,采用矽光可將昂貴的相幹探測技術簡單化,附加成本很低。
2.成本:實現突破,迎來千元級產品
成本是激光雷達最大痛點,影響其量產(chan) 。早在2007年,Velodyne就推出64線機械式激光雷達,售價(jia) 高達8萬(wan) 美元,主要因為(wei) 機械式的結構複雜、精密光學元件多,成本高昂。
曆經13年,激光雷達技術、價(jia) 格不斷迭代,2020年國內(nei) 迎來千元級產(chan) 品。1月,大疆覽沃發售的Horizon、Tele-15兩(liang) 款產(chan) 品,售價(jia) 分別僅(jin) 6499元、8999元。成本的降低,無疑將帶動激光雷達的放量應用。
疫情期間,也出現一個(ge) 特殊現象,部分激光雷達價(jia) 格上漲,這是由於(yu) 上遊供應鏈價(jia) 格上漲、供貨周期變長導致。據鐳神智能官方數據,因供應鏈減產(chan) ,2020年3月其全線激光雷達產(chan) 品價(jia) 格上調20%。
3.場景:機器人領域成新增量
作為(wei) 一種硬科技,應用場景是激光雷達發展的重要“堡壘”。激光雷達的應用,涵蓋機器人、無人駕駛、移動設備、軍(jun) 事、3D打印等領域。其中,機器人、自動駕駛,是目前最廣泛的應用場景。
1)機器人:疫情下催化激光雷達“走紅”
機器人需求爆發,是2020年激光雷達應用場景的一大亮點。那麽(me) 機器人為(wei) 何裝載激光雷達?以應用較早的AGV為(wei) 例,其主要出於(yu) 2方麵考慮:1)需要避障功能。AGV多采用磁軌導航技術,無法自主避障,激光雷達可解決(jue) 該短板。2)導航視覺方案需優(you) 化。激光雷達可實現路徑規劃,不用額外安裝反光板,定位精度、路徑柔性高。今年,激光雷達在工業(ye) 領域持續放量,據中國移動機器人產(chan) 業(ye) 聯盟數據,預計2020年AGV市場規模將較上年增長20%。
同時,激光雷達在C端應用場景需求一路走高。其中,掃地機器人銷量暴增,據京東(dong) 數據,1-9月掃地機器人銷量同比增長91%。科沃斯、小米、美的、雲(yun) 鯨等激光導航式掃地機,主流都采用EAI激光雷達方案。在手持終端場景,今年iphoness 12 Pro係列、ipads Pro都配備了激光雷達掃描儀(yi) 。
2)自動駕駛重振旗鼓,陸續規模量產(chan)
安全是自動駕駛的“第一要義(yi) ”,作為(wei) 高級自動駕駛傳(chuan) 感器的主力擔當,激光雷達方案安全性更高,據ElecFans,可達99.99999%,攝像頭、毫米波雷達等傳(chuan) 感器僅(jin) 保證99%。
自動駕駛場景,目前處於(yu) 回歸理性時期,多數在研發測試階段。據智能車聯數據,截止2020年6月,北京已向13家企業(ye) 共77輛自動駕駛汽車發放測試臨(lin) 時號牌。青桐資本與(yu) 業(ye) 內(nei) 創始人、投資人交流認為(wei) ,預計未來5年將基本實現落地。來自摩根大通數據,2025年中國自動駕駛市場規模預計超71億(yi) 美元,5年間年均增長率將達33%。
另外,激光雷達技術在自動駕駛領域曆經了從(cong) 機械式到固態的演進。目前,陸續開啟規模前裝量產(chan) ,6家乘用車企先後宣布在量產(chan) 車搭載激光雷達方案。2018年,奧迪A8搭載法雷奧4線SCALA激光雷達,2020年小鵬稱其2021年新款車型將搭載激光雷達。
4.玩家:科技巨頭跨界入場,競爭白熱化
激光雷達玩家,國內(nei) 目前共46家入局。其中,3家明星企業(ye) 入局較早,融資進入中後期,包括速騰、禾賽、鐳神;另外也有初創公司專(zhuan) 注前瞻技術,如北醒、北科天繪、國科光芯等。以采用FMCW技術的公司為(wei) 例,目前僅(jin) 3家,據公司官方數據,洛微已初步完成樣品;光勺計劃今年第4季度實現量產(chan) 。這些企業(ye) 都屬於(yu) 激光雷達領域的“原住民”,其在技術路徑、掃描方式、探測方式、應用場景上的方案詳見下圖。
另外,今年華為(wei) 、大疆兩(liang) 大科技巨頭“跨界”入場,也加速了行業(ye) 競爭(zheng) 。2020年華為(wei) 、大疆覽沃先後發布采用旋轉掃描架構的混合固態激光雷達,12月21日,華為(wei) 正式發布車規級96線中長距激光雷達。
縱觀國內(nei) 激光雷達市場,本土企業(ye) 在成本上有優(you) 勢,國外玩家仍麵臨(lin) “水土不服”的問題。2019年Velodyne宣布退出中國市場,其產(chan) 品售價(jia) 高昂,從(cong) 3999-70萬(wan) 美元不等,相對國內(nei) 品牌缺乏價(jia) 格優(you) 勢。
激光雷達新老玩家“同場競技”,技術、量產(chan) 是行業(ye) 公認的2大競爭(zheng) 力。那麽(me) ,2020年技術上主要呈現什麽(me) 新趨勢?量產(chan) 上投資機構主要關(guan) 注哪些能力呢?
三 . 激光雷達創投新風向
2020年市場趨於(yu) 理性,資本出手時重點會(hui) 從(cong) 哪些方麵考量?青桐資本與(yu) 賽道相關(guan) 創始人、投資人交流後認為(wei) ,根據標的發展階段不同,有2大方向:1)初創公司,主要看前沿技術;2)發展到一定階段的公司,主要看量產(chan) 。
初創公司考量點:技術路徑
所謂前沿技術,主要看其在探測距離、探測精度的性能是否提升,能否解決(jue) 成本痛點。激光雷達技術方案眾(zhong) 多,各家都在探索驗證階段。其中,矽光、FMCW作為(wei) 新技術趨勢,近年受到創投廣泛關(guan) 注。
1)矽光:IC到PIC的演進
矽光方案,將複雜的光學器件,集成在一顆矽光芯片,采用CMOS工藝加工。運用該技術的激光雷達,具有2大優(you) 勢:體(ti) 積小、成本低。據國科光芯數據,目前技術可將整個(ge) 模組的IC部分也集成在矽光芯片,或分開兩(liang) 片加工,用Flip Chip、BSI、TSVs等成熟工藝貼合,實現小型化、成本最小化。
矽光方案的配合,也可解決(jue) 其它技術路徑本身的困境。早期OPA發展中,陣列數較小,旁瓣、發散角、掃描角度等問題嚴(yan) 重,結合矽光,陣列數增加,以上問題可大幅改善。
在激光雷達領域,矽光尚處於(yu) 萌發階段。但其並非新生技術,1985年由美國貝爾實驗室提出,目前廣泛運用於(yu) 光通信領域。全球在激光雷達應用矽光的玩家較少,國外有Analog Photonics、Voyant Photonics、ScantinelPhotonics等;國內(nei) 僅(jin) 2家,國科光芯、洛微科技。其中,國科光芯於(yu) 2019年完成新一代矽基光學OPA固態激光雷達芯片流片;2020年洛微推出基於(yu) 矽光OPA的200線純固態成像級激光雷達。
材料、工藝、光源集成這3大要素,是目前全球矽光技術普遍麵臨(lin) 的難點。但國內(nei) 整個(ge) 行業(ye) 、入局企業(ye) 也在逐步攻克這些世界性難題。陸續打通矽光工藝平台,各地建設矽光Fab平台,如中科院微電子所、中國電科38所等,為(wei) 矽光激光雷達量產(chan) 打好基礎。
2)FMCW:測距技術的“冉冉新星”
激光雷達的測距方案,主要有2種:FMCW、ToF。其中,ToF是主流方案;FMCW近年受到創投矚目。其又稱調頻連續波,主要通過在掃頻周期內(nei) ,發射頻率變化的連續波,利用頻率差、多普勒效應,確定物體(ti) 位置、測量物體(ti) 速度。
業(ye) 內(nei) 有觀點認為(wei) ,FMCW有4大優(you) 勢:探測距離遠、靈敏度高、成本低、功耗低。據高工智能產(chan) 業(ye) 研究院,FMCW的靈敏度超ToF十倍,功耗比其低1000倍。
在激光雷達具體(ti) 應用上,FMCW目前還處於(yu) 試水階段。主要因其技術門檻高,對係統集成、信號處理算法方麵要求嚴(yan) 格。全球采用該技術的玩家不多,自動駕駛領域有Analog Photonics,消費領域AEVA、Point Cloud等公司入局。國內(nei) 現在也僅(jin) 3家,分別為(wei) 國科光芯、洛微科技、光勺科技。
技術的前沿,使FMCW創業(ye) 公司獲得全球巨頭青睞。2018年寶馬、豐(feng) 田投資Blackmore,2019年光學巨頭蔡司獨家投資Bridger Photonics。
2.一定階段企業考量點:量產能力
激光雷達賽道百家爭(zheng) 鳴,產(chan) 品譜係日益豐(feng) 富。量產(chan) ,成為(wei) 投資機構對發展到一定階段企業(ye) 的考量重點,主要可細分為(wei) 4個(ge) 維度:
第一,應用場景能否起量。據高工智能產(chan) 業(ye) 研究院數據,L3以上自動駕駛方案必備激光雷達,按整車裝配2-4個(ge) ,單車成本800-1600元,市場滲透率20%估算,國內(nei) 激光雷達市場規模將超150億(yi) 元。
第二,價(jia) 格、產(chan) 能能否支持規模化。這要求產(chan) 品內(nei) 部模塊在設計時,需考慮適應量產(chan) 的模塊,減少人工介入環節,並在後期大批量生產(chan) 的供應鏈上,做好儲(chu) 備。
第三,能否通過車規級測試。激光雷達產(chan) 品達到車規級,需通過3個(ge) 標準認證,進行車規振動、衝(chong) 擊、溫度循環等試驗。目前,國外僅(jin) 法雷奧SCALA是唯一量產(chan) 的車規級激光雷達;2020年11月,鐳神智能CH32混合固態激光雷達,在國內(nei) 率先通過車規級認證。
第四,有綁定的大客戶。激光雷達產(chan) 品性能,離不開客戶需求,大車廠在性能、價(jia) 格、車規、可靠性、質量等層麵都有明確指標,可使激光雷達研發企業(ye) 少走彎路,並有持續訂單。
四 . 總結
2020年,隨著掃地機器人持續起量,激光雷達逐漸從(cong) 自動駕駛的“神壇“,走向更大眾(zhong) 化應用場景,需求快速攀升;同時,部分車型自動駕駛方案落地,也為(wei) 該賽道帶來進一步利好。據Velodyne,到2022年其市場規模將超120億(yi) 美元。
曆經13年發展,激光雷達賽道加速洗牌。眾(zhong) 多留存玩家中,既有在行業(ye) “摸爬滾打”多年的實力玩家,也不乏具備前沿技術優(you) 勢的初創公司、“來勢洶洶”的科技巨頭。
激光雷達技術路線百家爭(zheng) 鳴,目前尚未有明確的技術方案勝出。我們(men) 注意到,傳(chuan) 統機械式、半固態激光雷達,在成本、三維點雲(yun) 技術等方麵遇到瓶頸;全固態激光雷達,在消費級、車規級場景持續推進,但也麵臨(lin) 著分立式、集成式2種技術路徑的思考。
從(cong) 整體(ti) 行業(ye) 發展趨勢來看,主要有2大亮點:第一,采用OPA、相幹探測的技術方案,正逐步被客戶認可,並獲得資本關(guan) 注。這2種技術並非新概念,2020年其技術突破取得實質性進展。第二,矽光CMOS技術,目前海內(nei) 外多家廠商正積極研究、突破。矽光現階段向光傳(chuan) 感場景延伸,除了考驗廠商在光子集成技術方麵的積累,更注重對材料體(ti) 係、集成工藝、流片工藝、封裝工藝等全流程的把控能力。作為(wei) 芯片級的集成方案,矽光在未來超低成本、超高可靠性的全固態激光雷達方案中,也將占據重要環節。
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