2021年全國兩(liang) 會(hui) 於(yu) 3月4日正式拉開帷幕，如何化解科技領域的“卡脖子”難題，將成為(wei) 全國兩(liang) 會(hui) 代表委員關(guan) 注的話題之一。

《科技日報》曾在2018年梳理過總共35項“卡脖子”技術，其中“激光雷達”與(yu) 半導體(ti) 核心設備“光刻機”、芯片、核心算法等共同出現在這份名單之中，位列第10項。

從(cong) 產(chan) 業(ye) 應用及市場占有率來看，美國Velodyne在無人駕駛激光雷達領域深耕了10多年時間，占據了近80%的市場份額。尤其在2017年前，Velodyne幾乎是市場上唯一的高線數激光雷達廠商。

不過，近年來，激光雷達行業(ye) 湧現出一批包括禾賽科技、華為(wei) 、大疆、速騰聚創等中國公司，這些公司麵向的市場以及技術積累各有不同。其中，成立於(yu) 2014年的禾賽科技已成長為(wei) 國內(nei) 激光雷達頭部企業(ye) ，後者也是全球無人駕駛領域銷售金額最高的激光雷達供應商之一。目前正在科創板IPO，有望成為(wei) 國內(nei) 激光雷達行業(ye) 第一股。

針對激光雷達行業(ye) 現狀，以及國內(nei) 各激光雷達廠商背後的技術路線、產(chan) 品布局等，記者進行了深入采訪。

應用：場景多樣，從(cong) “天上”到“地麵”

激光雷達的應用場景較多。就在近日，全國政協委員、國家衛星氣象中心衛星氣象研究所所長、國家大氣環境監測衛星工程應用係統副總師張興(xing) 贏在接受采訪時透露，我國將在今年7月發射全球首顆主動激光雷達二氧化碳探測衛星。

上述激光雷達的作用主要用於(yu) 氣體(ti) 檢測。張興(xing) 贏稱，這顆大氣環境監測衛星最大的特點是搭載主動激光雷達載荷，從(cong) 天上往下發射一束激光雷達，可以獲取全球大氣二氧化碳、雲(yun) 和氣溶膠的垂直分布信息。

此外，激光雷達還可用於(yu) 測繪。據了解，1971年阿波羅15號載人登月任務使用激光雷達對月球表麵進行測繪。 在2020年全國兩(liang) 會(hui) 期間，全國政協委員、成都理工大學地質災害防治與(yu) 地質環境保護國家重點實驗室常務副主任許強呼籲：盡快在我國推動實施“激光雷達計劃”，加強地質災害防治。

與(yu) 上述應用場景相比，目前激光雷達更大、更具前景的應用領域則是無人駕駛。

2000年至2010年早期，高線數激光雷達開始用於(yu) 無人駕駛的避障和導航，彼時其市場主要是國外廠商。典型的應用案例是，2010年Ibeo與(yu) 法國Tier 1公司Valeo（法雷奧）開始合作開發麵向量產(chan) 車的激光雷達產(chan) 品SCALA，這是最早量產(chan) 的車規級激光雷達。

從(cong) 2016年開始，國內(nei) 激光雷達廠商逐步入局，行業(ye) 的技術方案呈現多樣化的特點，並且國內(nei) 激光雷達廠商在部分技術研發上，呈現趕超國外廠商的趨勢。

2019年至今，激光雷達行業(ye) 開始迎來上市潮，一批境外激光雷達公司通過借殼方式爭(zheng) 相上市，而國內(nei) 公司禾賽科技也在申報科創板，激光雷達這一細分行業(ye) 正逐漸被外界所熟知。

技術：多路線，各有各的覆蓋產(chan) 品

值得注意的是，無人駕駛市場對激光雷達需求的技術路線不盡相同。

激光雷達按照技術架構劃分可分為(wei) ：機械式、半固態式以及固態式。機械式指在垂直方向上排布多束激光器、通過電機帶動光電結構360度旋轉，其特點在於(yu) 具有高分辨率、高測距等，“機械式是過去幾年市場比較成熟的技術，這個(ge) 市場的主要收入也都來自於(yu) 機械式”，一位業(ye) 內(nei) 人士表示。

記者獲悉，國外機械式激光雷達的代表企業(ye) 是Velodyne，後者在2005年推出的64線激光雷達在第二屆 DARPA挑戰賽中得到廣泛關(guan) 注，此後Velodyne在高線數激光雷達市場深耕多年。

而在國內(nei) 市場，禾賽科技亦推出多款機械式激光雷達，其中公司於(yu) 2020年9月推出Pandar128激光雷達，該款產(chan) 品的點頻（激光雷達性能的主要參數指標之一）為(wei) Pandar64的三倍，然而重量和體(ti) 積的增加均不超過10%，這是當前市場性能和集成度領先的旗艦級激光雷達。

但機械式激光雷達也非技術完美。

國金證券發布研報指出，為(wei) 實現高頻準確轉動，其機械結構複雜，平均失效時間僅(jin) 1000-3000小時，與(yu) 車規要求的最低13000小時差距明顯，難以實現前裝量產(chan) ；激光器堆疊需要人工操作，早期高線數機械式激光雷達成本高企成為(wei) 最大痛點。

在成本方麵，Velodyne2014年推出的HDL-64售價(jia) 為(wei) 75000美元，2019年推出的HDL-32售價(jia) 為(wei) 29000美元；禾賽科技2017年激光雷達銷售均價(jia) 為(wei) 11.38萬(wan) 元，但2020年1至9月，其激光雷達銷售單價(jia) 已降低至8.94萬(wan) 元。

總體(ti) 來看，後期隨著係統通道數目、集成度提高及規模化生產(chan) ，行業(ye) ASP顯著降低。

記者了解到，由於(yu) 當前行業(ye) 尚沒有“完美”的方案，因此主機廠需進行取舍，由此也有廠商選擇研發用於(yu) 以轉鏡或者振鏡為(wei) 掃描原理的半固態激光雷達產(chan) 品。

中金公司在其發布的研報中認為(wei) ，轉鏡方案是當前最接近同時滿足：1，可過ISO26262安全認證並過車規；2，成本可控；3，性能滿足需求門檻；4，可批量穩定供貨，這四大條件方案。

據了解，國內(nei) 廠商中，華為(wei) 、大疆亦依托轉鏡方案推出各自的產(chan) 品，並將在北極狐、小鵬等搭載。而禾賽科技也有在半固態方案進行布局，公司2019年1月推出的PandarGT ，即是應用於(yu) 高級輔助駕駛的半固態式激光雷達。

而固態式激光雷達是指無任何機械運動部件的激光雷達類型，雖然該技術方案被部分業(ye) 界專(zhuan) 家認為(wei) 是激光雷達最終的主流形態。但目前技術尚不成熟，“固態式不會(hui) 是一兩(liang) 年內(nei) 就會(hui) 成熟的產(chan) 品，並且固態式成熟後，半固態或機械式也不會(hui) 被淘汰，這幾個(ge) 路線各有各的覆蓋範圍和特性”，上述業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) 。

趨勢：芯片化，布局競爭(zheng) 正式開啟

自激光雷達產(chan) 業(ye) 誕生以來，就呈現出技術水平高的特點：從(cong) 激光器發明之初的單點激光雷達到後來的單線掃描激光雷達，再到多線掃描激光雷達、固態式激光雷達等。而目前行業(ye) 正在經曆芯片化的發展趨勢。

記者了解到，基於(yu) 飛行時間（ToF）測距是激光雷達當前技術的主流，大部分ToF激光雷達產(chan) 品采用分立器件，但分立器件存在零部件多、生產(chan) 成本高、可靠性低等問題。而芯片化架構的激光雷達可將數百個(ge) 分立器件集成於(yu) 一顆芯片，實現收發單元陣列化、核心模塊芯片化，即SoC。此架構的優(you) 勢在於(yu) ：降低物料、人力安裝成本、提升可靠性。

目前國外廠商Luminar、Innoviz、Ouster、Aeva、Quanergy等都在布局芯片化技術，其中Ouster從(cong) 創立開始就選擇數字化的芯片方案。有觀點認為(wei) ，該方案架構先進，但產(chan) 品的整體(ti) 性能非常依賴芯片架構和器件的成熟度，其當前的產(chan) 品性能和成本尚不具備優(you) 勢。

國內(nei) 廠商中禾賽科技則走在芯片化布局前列。

據了解，禾賽科技於(yu) 2020年10月發布基於(yu) 芯片架構的中距旋轉式激光雷達PandarXT，該款產(chan) 品用於(yu) 對成本較為(wei) 敏感的低速服務型機器人應用領域。該款產(chan) 品的優(you) 勢也較為(wei) 明顯：自研多通道發射芯片使得發射端驅動電路成本降低約 70%，自研多通道模擬前端芯片使得接收端模擬電路成本降低約80%。

另外禾賽科技在其招股書(shu) 中透露，其基於(yu) 微振鏡架構的低成本方案以及基於(yu) 轉鏡方案的PandarST將搭載公司自研的V1.0 多通道激光驅動芯片以及多通道模擬前端芯片，截至招股書(shu) 披露，相關(guan) 產(chan) 品處於(yu) 樣機迭代及OEM洽談階段。

此次公司申報科創板的募投項目之一也用於(yu) 專(zhuan) 屬芯片的研發。

值得注意的是，除了自研SOC芯片外，亦有部分廠商選擇研發固態式激光雷達芯片—OPA芯片。 國金證券發布研報指出，OPA產(chan) 業(ye) 鏈培育不足，零部件大部分需要自研、製造工藝要求高，對激光雷達廠商而言難度較大。

目前國內(nei) 廠商力策科技已成功自研OPA芯片，但目前未有車企合作消息。另外揚州群發換熱器有限公司也有OPA芯片的研發，公司於(yu) 2020年12月初樣品測試數據符合設計要求。

總體(ti) 來看，國金證券在研報中指出，目前，激光雷達市場還處於(yu) 百花齊放的階段，技術路線繁多，即將迎來規模放量。激光雷達廠商需要各領域業(ye) 務共同推進，在布局創新技術及上遊核心器件的同時，需要加快推進芯片架構研究及工廠規模化生產(chan) ，與(yu) 車企積極接洽，提供創新型、定製化、高性價(jia) 比的產(chan) 品。