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汽車製造

資本競相押注,激光雷達賽道誰將第一個打開千億之門?

星之球科技 來源:小飯桌新媒體(ti) 2021-11-01 我要評論(0 )   

隨著自動駕駛賽道愈發火熱,激光雷達作為(wei) 產(chan) 業(ye) 鏈的重要一環,迎來了新一輪的融資小高峰。這一年,賽道內(nei) 企業(ye) 無論大小,在資本市場都異常吃香。新銳企業(ye) 中,探維科技獲1億(yi) ...

隨著自動駕駛賽道愈發火熱,激光雷達作為(wei) 產(chan) 業(ye) 鏈的重要一環,迎來了新一輪的融資小高峰。

這一年,賽道內(nei) 企業(ye) 無論大小,在資本市場都異常吃香。

新銳企業(ye) 中,探維科技獲1億(yi) 元A輪融資;飛芯電子完成了A輪增資;洛微科技獲5000萬(wan) 元A輪融資;靈矽微電子完成A輪融資;力策科技完成一輪戰略投資等。

成熟企業(ye) 也頻獲融資,禾賽科技完成3億(yi) 美元D輪融資;圖達通獲6400萬(wan) 美元B輪融資及6600萬(wan) 美元B+輪融資;一徑科技獲數億(yi) 元B輪融資;蘇州摯感光子完成億(yi) 元A輪融資;鐳神智能獲近3億(yi) 人民幣C輪融資。

速騰聚創、禾賽科技甚至或將於(yu) 2022年赴美IPO。

高瓴創投、小米集團、中科創星、英特爾資本、峰瑞資本、順為(wei) 資本等一線機構紛紛入場,重金押注賽道。

車載激光雷達比攝像頭、毫米波雷達等在測距精度、抗幹擾等方麵有更好的表現,對汽車而言相當於(yu) “人眼”。隨著自動駕駛從(cong) L2向L3過渡,主動權由人變為(wei) 車,激光雷達的作用也將從(cong) 輔助走向主導,配備個(ge) 數隨之增加。

沙利文預測,至2025年激光雷達全球市場規模為(wei) 135.4億(yi) 美元,較2019年可實現64.63%的年均複合增長率。

在多方看好背後,激光雷達賽道卻仍在靜待曙光。目前能過車規的多是采用混合固態方案的激光雷達企業(ye) ,固態激光雷達初創企業(ye) 多數在加速產(chan) 品研發,尚未實現大規模量產(chan) 。

由於(yu) 技術門檻高,發展時間短,市場尚未成熟,行業(ye) 正處在混沌的百家爭(zheng) 鳴時期。從(cong) 導入期進入成長期,行業(ye) 的不確定性開始增大,未來技術路線的選擇、量產(chan) 客戶的開拓、融資能力等都將左右激光雷達行業(ye) 的競爭(zheng) 格局。

初創玩家該如何選擇技術路線?如何降低成本、加速量產(chan) ?激光雷達市場空間多大?何時將迎來爆發?投資人如何選出未來贏家?

帶著這些問題,我們(men) 采訪了:

飛芯電子CEO 雷述宇洛微科技CTO Andy某初創企業(ye) 創始人 陳安(化名)中科創星創始合夥(huo) 人 米磊金沙江聯合資本投資副總裁 冷現飛輕舟資本創始合夥(huo) 人 周彬紅點創投投資人 張浩(化名)本期核心觀點提示:

1. L3級別以上的自動駕駛車輛必須要用激光雷達,未來5-10年自動駕駛將逐步過渡到L3-L4級別,隨著L3高速發展,激光雷達將迎來真正的爆發期。

2. 混合固態方案作為(wei) 市場的過渡期,將存在5年以上,終極形態的激光雷達會(hui) 是低成本、高度芯片化的產(chan) 品。

3. 激光雷達涉及多種技術原理,技術路徑分歧多,業(ye) 內(nei) 普遍看好固態方案,但固態裏選哪個(ge) 方案行業(ye) 尚無定論。

4. 整車廠、自動駕駛企業(ye) 的需求各有不同,硬性指標不是全部,最終目的是要兼顧性能與(yu) 安全性,激光雷達企業(ye) 要和用戶共同去探索出最適合車的方案。

5. 短期初創企業(ye) 會(hui) 利用成熟的供應鏈來進行量產(chan) ,長期會(hui) 考慮自研產(chan) 線。

6. 激光雷達賽道國內(nei) 和國外處於(yu) 同一起跑線,產(chan) 業(ye) 鏈差距很小。

7. 率先實現大規模量產(chan) 上車的固態激光雷達企業(ye) 及其背後的資本或將成為(wei) 最大贏家。

自動駕駛商業(ye) 化與(yu) 激光雷達產(chan) 業(ye) 化相互促進

為(wei) 何車載激光雷達技術路線尚無定論、產(chan) 品還未大規模商用,資本就開始爭(zheng) 相下注?

這要從(cong) 自動駕駛發展的進程、激光雷達的重要性兩(liang) 方麵來看。

激光雷達過去多用於(yu) 測繪等領域,於(yu) 2000年已開始商業(ye) 化。

2005年Velodyne帶著裝有激光雷達的無人駕駛參加了DARPA無人駕駛車挑戰賽,成為(wei) 激光雷達賽道興(xing) 起的伊始。後來國內(nei) 外出現了Luminar、Ouster、法雷奧、禾賽科技、華為(wei) 、大疆覽沃、圖達通等一眾(zhong) 激光雷達企業(ye) ,激光雷達的成本也開始大幅度降低。

近兩(liang) 年自動(輔助)駕駛越來越火,2016年穀歌成立Waymo,自動駕駛汽車開始走向商業(ye) 化,隨後全球湧現了百度、Uber、Cruise、文遠知行、小馬智行等一眾(zhong) 自動駕駛企業(ye) ,激光雷達的發展隨之進入了快車道。

汽車上用的感知硬件包括:攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達以及V2X等。激光雷達在測距精度、抗幹擾、3D建模等方麵表現的更好。

特斯拉近幾年頻頻發生自動駕駛事故,其中一例是係統錯誤地把卡車的白色貨廂識別成了天空,核心問題便是識別準確度不夠。

金沙江聯合資本投資副總裁冷現飛提到,毫米波雷達加視覺的方案,多用於(yu) 輔助駕駛(ADAS),多數業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) L3級別以上的自動駕駛車輛必須要用激光雷達,提高識別的準確度。“寶馬、奔馳、奧迪、德爾福、博世等都在尋找和支持更好的激光雷達方案供應商。”

目前,國內(nei) 汽車保有量已超2.8億(yi) ,在輕舟資本創始合夥(huo) 人周彬看來,未來若有一億(yi) 輛汽車需搭載一顆激光雷達,市場就已達千億(yi) ,“未來預計一輛車就需搭載幾十顆各類雷達和攝像頭。”

多位采訪對象的共識是,未來5年,激光雷達將迎來爆發期,目前初創企業(ye) 的首要任務是盡快實現產(chan) 品量產(chan) 上車。

飛芯電子CEO雷述宇提到,針對量產(chan) 車的激光雷達,要在性價(jia) 比、可靠性、安全性、抗幹擾四個(ge) 方麵有明顯優(you) 勢。

首先需要性價(jia) 比高,量產(chan) 車要可以用得起;其次是可靠性高,因為(wei) 車壽命很長,要麵對各種各樣的環境壓力;再者人眼安全性要強,對於(yu) 路上行人,無論使用任何波長,保證人眼安全都是重中之重;最後抗幹擾性要強,除了陽光幹擾,還要考慮同類設備之間的相互幹擾,而且激光雷達測距越遠,說明靈敏度越高,那麽(me) 收來同類設備之間幹擾信號的概率越大。

激光雷達雖然隻是一個(ge) 傳(chuan) 感器,但內(nei) 部構造包括芯片本身及各種光學硬件、軟件也涉及算法。不論選擇什麽(me) 技術路線,擺在創始人麵前的有三大難題:成本、車規、量產(chan) 。

不同的技術路線對應產(chan) 業(ye) 鏈各不相同,在解決(jue) 三大核心問題上難度不一,因此許多業(ye) 內(nei) 人士對於(yu) 技術路線還沒有定論。

技術路線之爭(zheng) :固態or 非固態?OPA or Flash?

(1)固態芯片化是終極形態,混合固態短期內(nei) 會(hui) 是主流

“你永遠不知道你的競爭(zheng) 對手會(hui) 用什麽(me) 方式去解決(jue) 問題。”力策科技創始人張忠祥博士曾感慨行業(ye) 技術路線分歧之大。

激光雷達主要由光束掃描器和探測係統兩(liang) 個(ge) 維度組成,一個(ge) 負責成像,一個(ge) 負責測距。紅點創投投資人張浩提到,目前市場上技術路徑眾(zhong) 多,各企業(ye) 在這兩(liang) 個(ge) 維度上選擇了不同的方式,從(cong) 而組合排列出了更多可能方案。

按照掃描方式(成像)來分,分成了機械旋轉式、MEMS(微振鏡)、微距移動、Flash、光學相控陣(OPA)等;

按照探測方式來分,分成了非相幹測量(脈衝(chong) 飛行時間測量法TOF為(wei) 代表)和相幹測量(典型為(wei) FMCW調頻連續波)。

按結構大致可劃分為(wei) 三類:機械式激光雷達、混合固態激光雷達和固態激光雷達。

機械式通過不斷旋轉發射頭,將速度更快、發射更準的激光從(cong) “線”變成“麵”,並在豎直方向上排布多束激光(即32或64線雷達),形成多個(ge) 麵,達到動態3D掃描的目的,可實現360°掃描。

市麵上機械式激光雷達代表企業(ye) :國外有Velodyne、Valeo、Ouster、Waymo;國內(nei) 則是速騰聚創、禾賽科技、鐳神智能、北科天繪等。

混合固態激光雷達(以MEMS為(wei) 主),核心元器件為(wei) MEMS微振鏡,能代替宏觀機械式掃描器,實現激光光束微觀尺度上的探測。相比機械式,其尺寸更小,減少了激光器和探測器的數量,成本更低。

混合固態激光雷達則包括:Innoviz、 Innovusion(圖達通)、Blickfeld、華為(wei) 、速騰聚創、萬(wan) 集科技、禾賽科技、一徑科技、鐳神智能等。

固態激光雷達(芯片),沒有機械式雷達的機械旋轉結構,主要依靠電子部件來控製激光的發射角度。其主要分為(wei) Flash、OPA兩(liang) 大技術路徑:

其中Flash(麵陣式技術)路徑的代表廠商有LeddarTech 、Sense Photonics、Xenomatix、Ouster、大陸(德國)、IBEO、飛芯電子、北醒光子等。

OPA(光學相控陣技術)路徑的有Analog Photonics、力策科技、萬(wan) 集科技等、洛微科技、摩爾芯光等。

機械、混固、純固態方案各有優(you) 劣,在量產(chan) 上車方麵,業(ye) 內(nei) 普遍更看好固態方案。

機械式激光雷達技術成熟,但具有成本較高、裝配調製困難、生產(chan) 周期長、機械零部件壽命短等缺點。

金沙江聯合資本投資副總裁冷現飛提到,“Velodyne的64線機械式激光雷達係統比較複雜,一顆曾要50多萬(wan) 元,體(ti) 積大,壽命一般在1-2年,很難應用在規模量產(chan) 車型上。相比之下,尺寸小、可靠性高的純芯片方案更適合量產(chan) 車型。”

MEMS激光雷達一方麵具有尺寸小、可靠性高、批量生產(chan) 後成本低、分辨率較高等優(you) 勢;另一方麵也存在信噪比低、有效距離短、視場角窄、工作壽命較短等缺點。

其技術相對更成熟,量產(chan) 落地時間最快,多數廠商在2020-2021年實現量產(chan) 。許多從(cong) 業(ye) 者認為(wei) MEMS方案是當下車用激光雷達量產(chan) 的最優(you) 解。但也有業(ye) 內(nei) 人士提到,MEMS微振鏡掃描角度小(僅(jin) 有60-70°)、振動問題與(yu) 工作溫度範圍,過車規也存在很大挑戰。

洛微科技CTO Andy和冷現飛的觀點相似,“發展多年的攝像頭、毫米波雷達這些傳(chuan) 感器最終都以純芯片的方式裝載在幾乎所有汽車上,激光雷達也會(hui) 遵循這個(ge) 第一性原理。”

固態方案不用受製於(yu) 機械旋轉的速度和精度,可以大大壓縮雷達的結構和尺寸,提高使用壽命,並降低成本,但其主要缺點在於(yu) 技術難度大,落地較慢。

多位采訪對象提到,“混合固態和MEMS作為(wei) 市場的過渡期,可能會(hui) 存在5年以上,但未來大家一定都會(hui) 往純固態的方向走。”

(2)OPA和Flash方案,初創企業(ye) 各有選擇

固態方案中,OPA能實現一種無任何機械(含MEMS)元件的光束掃描。其采用多個(ge) 光源組成陣列,通過控製各光源發射的時間差,來控製主光束的角度以實現對不同方向的掃描。

可類比打水漂,石子丟(diu) 出後,會(hui) 出現水波紋,其在往前擴散的過程中,遠處會(hui) 形成一個(ge) 波峰,波長相等的地方就抵消掉。如果發射的光源太散,光就會(hui) 互相抵消掉,能量轉化低,探測距離就非常短,OPA方案設計時需盡可能讓光聚攏向前發射。

因此,OPA方案在芯片的材料,光源的選擇,整個(ge) 芯片的工藝上都存在難點。其優(you) 勢則在於(yu) , 掃描速度快、易於(yu) 控製視場角。

Flash方案則類似照相機,主動發出麵陣光,一次性實現全局成像。

紅點創投投資人張浩與(yu) 洛微科技CTO Andy提到,Flash方案有二個(ge) 問題要解決(jue) :一是同類設備幹擾,二是視場角過大帶來的發射光功率密度嚴(yan) 重退化問題。

Flash是發射的麵陣光,視場角大,光返回來會(hui) 有損耗,距離越長損耗越高,接收器上收到的光源就越少。因此把整個(ge) 場景點亮的時候需要發射大量的光源,讓每一個(ge) 接收的像素都會(hui) 有足夠的光源返回來,測出來你需要的信號。

Andy認為(wei) ,這會(hui) 帶來兩(liang) 個(ge) 問題:一是要保證人眼安全,Flash方案的探測距離很有限;二是很難區分其他激光雷達的信號,無論是使用TOF傳(chuan) 感器,還是單光子探測器SPAD, Flash方案做200米以上的激光雷達,挑戰都很大。

在飛芯電子CEO雷述宇看來,不論是MEMS還是OPA的光學相控陣,係統端都會(hui) 變得複雜,係統複雜就會(hui) 降低可靠性,成本也更高。

MEMS本身就是微機械的方式,在車輛行駛的過程中機械震動是否會(hui) 帶來共振?如何保證可靠性?OPA需要有激光芯片、陣列芯片,兩(liang) 個(ge) 芯片需要做光纖耦合,光纖的成本和效率如何?OPA+FMCW的讀出電路非常複雜,如何優(you) 化?

在他看來,全固態Flash係統發射麵陣光,一次性成像,係統簡潔,可靠性更高,更易達到車規標準。

“OPA方案的技術難度確實更大,但FLash較難做出長距激光雷達,”洛微科技CTO Andy提到,長遠來看,OPA或將成為(wei) 主流。

張浩與(yu) 他看法一致,OPA路徑在可量產(chan) 性、可靠性、成本方麵具備優(you) 勢,會(hui) 成為(wei) 未來的主流,隻是技術的突破難度較大。

因此,在實際做產(chan) 品中,大家選擇技術方案組合時各有考量。

(3)TOF與(yu) FMCW,各有側(ce) 重

無論是OPA、Flash還是MEMS,目前市麵上這些不同的固態激光雷達多數采用TOF方式測距,通過發送激光脈衝(chong) 來測量與(yu) 物體(ti) 之間的距離。

TOF(飛行時間)激光雷達係統工作在波長850和905納米,接近可見光光譜。因此,最大激光功率受到限製,探測距離存在瓶頸。

TOF的技術發展多年、比較成熟,對應的激光光源成本也較低,但容易受到激光信號幹擾。

有投資人認為(wei) ,TOF方案其峰值功率要幾百瓦甚至上千瓦,不太適宜做芯片級設計。“核心在於(yu) 量產(chan) 一致性不夠好,由於(yu) 探測器本身不是矽基的,若使用三五族材料,很難集成芯片,如果用多顆芯片去集成,製造成本又會(hui) 提升。”

FMCW激光雷達則是發出恒定的光流(連續波),並定期改變光的頻率(調頻),這使得其既可以確定物體(ti) 的位置,又可以利用多普勒效應精確測量它們(men) 的速度。

某初創企業(ye) 創始人陳安表示,“FMCW(調頻連續波)從(cong) 物理信號層麵解決(jue) 運動目標識別問題,能測量出目標的速度信息,並且激光波長比毫米波小了幾個(ge) 數量級,不僅(jin) 解決(jue) 了傳(chuan) 統激光雷達的串擾問題,也解決(jue) 了探測距離和人眼安全的問題。”

Aurora、通用Cruise、豐(feng) 田等紛紛以收購、投資方式入局FMCW激光雷達,mobilesye更是宣布自研FMCW激光雷達,在陳安看來,FMCW激光雷達將成為(wei) 未來無人駕駛車搭載的主流產(chan) 品。

洛微科技CTO Andy持同樣看法,未來激光雷達會(hui) 像攝像頭一樣,汽車、無人小車等都會(hui) 裝載,在車輛實際行駛過程中,幹擾會(hui) 非常嚴(yan) 重,長遠來看使用相幹探測原理的FMCW幾乎是唯一的選擇。

混沌期初創企業(ye) 如何定位產(chan) 品?

(1)對市場的理解決(jue) 定了方案

在固態的大方向下,OPA和Flash的成像方式、TOF和FMCW的測距方式都各有優(you) 劣,如何選擇核心在於(yu) 創始人對市場的理解。

多位采訪對象的共識是,對於(yu) 技術難度比較大的硬件產(chan) 品而言,研發一般都需2-3年以上,在選擇路線時,首要是要符合市場需求,其次是如何發揮自身的技術優(you) 勢,最後是要考慮產(chan) 業(ye) 鏈成熟度。

選擇不同技術路線,對應的產(chan) 業(ye) 鏈及技術難題不同,不同初創企業(ye) 基於(yu) 自身技術基因做出了不同選擇。

洛微科技團隊在矽光子集成技術上有近20年科研和從(cong) 業(ye) 經驗,選擇了OPA+FMCW路線。

采用了自研的天線陣列單元優(you) 化排列方式,在芯片設計上,利用算法優(you) 化天線陣列數目和布局,解決(jue) 了分辨率和天線陣元數量的問題,同時在每個(ge) 陣元相移器的設計上做了大量器件優(you) 化。洛微的OPA方案在小於(yu) 1W的功耗下實現120度FOV和小於(yu) 0.1°的分辨率。

洛微科技CTO Andy表示,OPA+FMCW方案可實現大視角和高分辨率的純固態芯片激光掃描,解決(jue) 傳(chuan) 統機械式掃描和微機械掃描的成本和可靠性難題,並避免Flash方案的人眼安全和高光功率問題。

飛芯電子CEO雷述宇曾在紅外探測器芯片領域深耕近10年,並於(yu) 微電子芯片業(ye) 務上做出過超億(yi) 元銷售額,2016年前後因業(ye) 務往來頻繁接觸到一些車企和tier 1廠商,在了解各方需求後開始轉向車載激光雷達賽道。

短期來看,不同技術的市場占比差距不會(hui) 太大,長跑中誰能勝出核心還是看誰能率先做到低成本大規模量產(chan) 。“不同技術方案依賴的產(chan) 業(ye) 鏈不同,未來批量生產(chan) 製造的難度也隨之變化。”

在雷述宇看來,確定Flash路線,是充分考慮生產(chan) 端的可行性、市場需求後做的決(jue) 定。

目標市場是什麽(me) ?怎麽(me) 樣才能最大化降低成本?技術層麵如何抗幹擾?

帶著這些問題,雷述宇先是確立了要做消費和車規兩(liang) 種激光雷達。

他提到,狹義(yi) 上看,從(cong) 車載、安防、工業(ye) 、到消費等,能用到攝像頭的地方,未來都會(hui) 用到激光雷達,從(cong) 廣義(yi) 上看,激光雷達可探測距離,涉及到許多理量如體(ti) 積、速度、高度、角度、平整度等,能衍生出很多應用。

在生產(chan) 端的可行性上,雷述宇表示,不論車載還是消費端的激光雷達,都應從(cong) 架構設計上做到用同一個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈來生產(chan) ,否則成本會(hui) 很高;在量產(chan) 方麵,雷述宇希望采用類攝像頭的方式,充分利用成熟產(chan) 業(ye) 鏈,一步到位的滿足車規要求。並通過與(yu) Tier2的合作使產(chan) 能實現數量級的提升;在技術層麵,如果所有車都用上激光雷達,一個(ge) 車還要用6個(ge) 以上,如何解決(jue) 雷達間的幹擾問題?

要做具有信號區分能力的激光雷達,雷述宇認為(wei) ,“最難解決(jue) 的問題要最先去攻克。”

2016年底雷述宇成立飛芯電子時,與(yu) BOSCH在Stuttgart的技術團隊共同反複論證,明確飛芯隻做全固態、非掃描的雷達芯片和係統方案。

“飛芯的類攝像頭的激光雷達,不需掃描,係統隻用4個(ge) ,發射端的激光芯片、接收的成像芯片、光學鏡頭、焦平麵探測器陣列係統。”雷述宇認為(wei) 越簡潔的係統才能越可靠。

此外飛芯團隊在探測機理層麵解決(jue) 了傳(chuan) 統全固態Flash的抗幹擾難及測距短等問題:用獨有專(zhuan) 利[CN110389351A、WO2019200833A1],實現了一種基於(yu) 偽(wei) 隨機序列的Flash體(ti) 製長距離、抗幹擾激光雷達技術。

其接收焦平麵探測器陣列的像素單元中集成了一種與(yu) 發射體(ti) 係相匹配的電荷域共模信號消除技術,像素會(hui) 將發射端的偽(wei) 隨機序列碼中有效激光回波信號與(yu) 像素內(nei) 共模消除機構同步,確保“自我”有效回波信號產(chan) 生的光電子收集以及對背景光與(yu) 其他設備幹擾信號產(chan) 生的光生電子無法被有效“積分”,這樣就實現了在電荷域實現信號區隔與(yu) 處理,大幅抑製了由模擬處理,數字量化再到係統級算法處理引入的噪聲及失真對於(yu) 微弱有效信號的影響;同時像素級折疊積分技術擴展了動態範圍,解決(jue) 了傳(chuan) 統像素單元阱容較小無法實現大範圍積分的能力。

(2)指標之外,關(guan) 鍵是滿足客戶核心需求

“以10年為(wei) 期來看,最終洛微的純芯片方案,產(chan) 品大小、價(jia) 格會(hui) 接近攝像頭,隻是多了一個(ge) 光源。”

洛微科技CTO Andy補充到,如果僅(jin) 僅(jin) 完成車用激光雷達的指標數值其實大家都能做出來產(chan) 品,但加上低成本和高可靠性後難度就指數級上升了。

性能、成本、可靠性是最核心的三個(ge) 考量,不過自動駕駛本身係統級的方案也在不停迭代,對激光雷達的細節要求會(hui) 有變化。

他強調,更為(wei) 關(guan) 鍵的,測試過程中如果幾百台車上的雷達出現了一些小毛病,可以維修或更換,但是一旦這些整車廠開始大規模售賣車輛,安全問題將成為(wei) 懸在頭頂的達摩克利斯之劍。

整車廠、自動駕駛企業(ye) 的需求各有不同,一般會(hui) 根據綜合上成本和可靠性的這些考慮,對指標進行部分的削減和優(you) 和優(you) 化,最終目的是兼顧性能與(yu) 安全性,洛微科技CTO Andy提到,“最終激光雷達企業(ye) 還是要和用戶共同去探索出最適合車的方案來。”

(3)加速產(chan) 品落地,未來固態激光雷達月產(chan) 能將達百萬(wan) 量級

盡管純固態方案尚未有初創企業(ye) 實現量產(chan) 上車,但各家都在加快腳步。

目前飛芯電子的產(chan) 品矩陣,包括六個(ge) 係列的芯片:遠距離車載固態激光雷達芯片、麵陣相幹探測器陣列芯片,消費級ITOF 3D圖像傳(chuan) 感器、消費級DTOF深度圖像傳(chuan) 感器、激光驅動和電源管理芯片、以及激光芯片。

飛芯電子CEO雷述宇透露,飛芯電子正通過 Tier2、Tier1 跟相關(guan) 車企進行接觸,固態激光雷達芯片產(chan) 品也在被試用,“預估到 2023 年,車載固態激光雷達可達到百萬(wan) 量級月產(chan) 能。以每輛車需要4-6個(ge) 激光雷達的需求計算,每個(ge) 月百萬(wan) 量級對應十六萬(wan) 輛車。”

洛微團隊將矽光相控陣掃描芯片(OPA)、連續波調頻相幹探測芯片(FMCW)和晶圓級微納光學,光係統級封裝等技術應用到LiDAR領域,自研純固態成像級LiDAR,開發針對長距前視以及短距補盲兩(liang) 個(ge) 方向的產(chan) 品。

洛微的短距和長距產(chan) 品采用了不同的技術方案,短距聚焦低成本,采用了Flash掃描的混合性方案,長距側(ce) 重性能,選擇OPA方案。洛微科技CTO Andy提到,“我們(men) 選擇的方案是在滿足性能的情況下,將成本控製到最好。”

目前洛微已經拿到了商用車意向訂單,預計2022年開始短距產(chan) 品量產(chan) ,2024年開始長距離雷達產(chan) 品的量產(chan) 。

陳安則透露,預計2025年能將現在午餐盒大小的激光雷達做成幾塊芯片。現階段其計劃實現FMCW激光雷達產(chan) 品的小批量量產(chan) ,並在年底前銷售幾十台FMCW激光雷達樣機,目前已與(yu) Waymo、Bluespace、Nuro、Weride Pony對接,希望能與(yu) 無人駕駛領域TOP10企業(ye) 達成合作,快速打開市場。

陳安判斷,“視覺芯片跟激光雷達芯片的數量基本可按一定的比例來類比,2013年mobilesYE的EyeQ3芯片化時,第一年的出貨量約為(wei) 130萬(wan) ,激光雷達芯片化後市場的量預計也是百萬(wan) 級起步。”

初創企業(ye) 如何擴大優(you) 勢、打贏持久戰?

激光雷達是個(ge) 千億(yi) 級的產(chan) 業(ye) 機會(hui) ,涉及的上下遊企業(ye) 很多,陳安認為(wei) ,未來初創企業(ye) 的競爭(zheng) 也會(hui) 體(ti) 現在對產(chan) 業(ye) 鏈控製能力的競爭(zheng) 上。

紅點創投投資人張浩提到,從(cong) 混合固態向固態轉變的過程中,激光雷達會(hui) 從(cong) 分離器件裝配的模式變成芯片製造,這對應的產(chan) 業(ye) 鏈區別非常大。

對於(yu) 混合固態方案而言,國內(nei) 的產(chan) 業(ye) 鏈足夠成熟,華為(wei) 、大疆、速騰聚創等企業(ye) 在供應鏈上有資金、資源等優(you) 勢,因此其產(chan) 品性價(jia) 比相對更突出,量產(chan) 上車速度也更快。

華為(wei) 2020年已建立了車規級激光雷達的第一條Pilot產(chan) 線,計劃按年產(chan) 10萬(wan) 套/線推進。大疆目前則擁有全自動化激光雷達組裝線,每條產(chan) 線年產(chan) 能達 20 萬(wan) 顆。

2021年4月,搭載三顆激光雷達的極狐阿爾法S華為(wei) HI版電動汽車也已正式亮相,不過也有消息稱,阿爾法S的激光雷達來自其他廠商,華為(wei) 的激光雷達可能尚未達到預期。

大疆內(nei) 部孵化的激光雷達公司Livox,於(yu) 2021年4月發布了首款車規級激光雷達HAP,該款激光雷達已與(yu) 小鵬汽車達成合作,已搭載在小鵬P5上。

“華為(wei) 曆史上幾乎就沒有失敗,混合固態它肯定可以做出來,但矽光這個(ge) 領域不太一樣,需要的技術非常細致,核心團隊的技術實力能一決(jue) 成敗。”有投資人表示。

輕舟資本創始合夥(huo) 人周彬提及,在傳(chuan) 統的機械或者混合固態解決(jue) 方案裏頭,國內(nei) 產(chan) 業(ye) 鏈與(yu) 國外並無較大差距。

選擇純固態方案企業(ye) 中,飛芯電子和洛微科技短期內(nei) 都選擇了采用現有的成熟產(chan) 業(ye) 鏈。

飛芯電子CEO雷述宇選擇采用現有的成熟產(chan) 業(ye) 鏈,“飛芯采用的是類攝像頭的方式,成本和可能性可參考攝像頭行業(ye) ,經過幾十年發展,攝像頭產(chan) 業(ye) 鏈已十分成熟,從(cong) 芯片到光學鏡頭價(jia) 格透明。”

未來基本一個(ge) 車需要用10個(ge) 激光雷達,負責近距離、遠距離探測、泊車、防撞等,雷述宇表示希望通過成熟產(chan) 業(ye) 鏈將單個(ge) 激光雷達價(jia) 格做到10美金到30美金不等,10個(ge) 累計200到300美金,達到一個(ge) 量產(chan) 車基本都能用的起的理想狀態。

“短期利用成熟的供應鏈來進行量產(chan) ,長期來看也會(hui) 考慮自主產(chan) 線。”洛微科技CTO Andy稱,洛微的產(chan) 品方案很多設計比較接近攝像頭,國內(nei) 能提供車規級的攝像頭模組的代工廠相對比較成熟,可以保證產(chan) 品快速進入量產(chan) 。而產(chan) 品中核心自研芯片的專(zhuan) 利的光電封裝,將自主完成。

目前洛微科技已完成第二代FMCW係統(SoC)和光學相控陣(OPA)矽光芯片的流片,這兩(liang) 款芯片將會(hui) 應用於(yu) 洛微科技矽光芯片級FMCW 4D LiDAR產(chan) 品中。

“企業(ye) 在國外流片除了成本高,更大的問題還在於(yu) 溝通流程太長降低了效率。”金沙江聯合資本投資副總裁冷現飛表示,對固態方案來說,流片環節占的成本較大,產(chan) 業(ye) 鏈不存在卡脖子的問題,主要是國內(nei) 的晶圓代工廠無法滿足企業(ye) 需求,工藝還有待提升。

冷現飛進一步補充,“但這個(ge) 不是兩(liang) 三年可以解決(jue) 的,國內(nei) 半導體(ti) 行業(ye) 的基礎能力、材料與(yu) 工藝方麵與(yu) 國外還是有一些差距。”

上遊矽光芯片做得最好的幾家企業(ye) 都在國外,例如NeoPhotonics(新飛通)、Finisar(菲尼薩)等。陳安希望產(chan) 品芯片化後能與(yu) 這些頭部公司展開合作。(2021年10月份新飛通已宣布推出新型可調諧高功率FMCW激光模塊和高性能半導體(ti) 光放大器(SOA)芯片。)

由於(yu) 純固態激光雷達製造門檻極高,除了把控供應鏈之外,掌握核心人才對企業(ye) 的發展也至關(guan) 重要。

洛微在光電行業(ye) 紮根多年,據Andy介紹,公司芯片設計、測試等核心芯片團隊,多是其在產(chan) 業(ye) 界、學術界的同學、朋友,其他技術方向的招聘,更多要靠技術路線的前瞻性以及核心專(zhuan) 家團隊對潛在人才的吸引力。

很難找到完全與(yu) 需求匹配的工程師,他強調,要看重人才的主動學習(xi) 能力和成長潛力。“不能將人才當作一顆螺絲(si) 釘,洛微絕大部分的技術內(nei) 容,都會(hui) 跟員工去分享討論,希望員工在加入一兩(liang) 年後,在他本身的技術方向之外拓寬能力邊界,加深對技術方向的理解。”

飛芯電子團隊約90多人,近9成為(wei) 研發人員,雷述宇希望,未來能吸納更多芯片設計、電源管理、光學芯片、底層設計、器件設計等方麵的人才。“基本上各類型的優(you) 秀人才,飛芯都需要。”

冷現飛提到,“國內(nei) 激光雷達相關(guan) 行業(ye) 的人才一般都在科研院所和軍(jun) 工單位,本身數量就少,加上流動性也小,因此人才相對短缺。不過,初創企業(ye) 這幾年不斷融資,擴招人才,某種程度上也是在培養(yang) 行業(ye) 人才。”

同時冷現飛也指出,“全固態激光雷達的人才構成也和傳(chuan) 統激光雷達的人才構成不一樣。傳(chuan) 統激光雷達公司一般更多地需要做係統、結構、機械、光學等方向的人才;而固態激光雷達需要電子、微電子、材料、器件、微光學等領域設計人才。”

激光雷達:摸著石頭過河

近年來國家出台多項政策推動自動駕駛產(chan) 業(ye) 發展,目前國內(nei) 北京、廣州、長沙等多個(ge) 城市已開放無人駕駛測試。

中商產(chan) 業(ye) 研究院發布報告稱,2021年有望迎來自動駕駛的爆發元年,自動駕駛行業(ye) 市場規模將超2350億(yi) 元。

多位投資人非常看好自動駕駛的前景,強調提前布局激光雷達賽道的重要性,“未來5-6年激光雷達市場將達幾百億(yi) 美金。”

“要布局自動駕駛的關(guan) 鍵環節,就要投最能解決(jue) 問題的方案。”金沙江聯合資本投資副總裁冷現飛表示,2017年時他幾乎看了賽道上的所有企業(ye) ,跳過了機械旋轉和半固態的激光雷達類型,最後選擇了投資飛芯,一方麵是固態的車載激光雷達方案才能符合智能駕駛的各方麵要求,另一方麵看重創始人在紅外探測器芯片上的成功經驗,和他對技術與(yu) 市場深刻的理解。

比冷現飛晚一些,輕舟資本創始合夥(huo) 人周彬2020年開始重點關(guan) 注激光雷達賽道,在研究了許多技術路線後,得出兩(liang) 個(ge) 結論:許多測繪公司是係統集成商,缺乏核心技術;OPA是最完美、最可能低成本量產(chan) 的無機械技術方案,同時國外在此方向上也尚未有重大突破,這對國內(nei) 初創企業(ye) 來說,是機會(hui) 。

盡管激光雷達賽道被多方看好,但技術路徑的不確定性以及難驗證性,在提高投資門檻的同時也加劇了風險。

有業(ye) 內(nei) 人士坦言,造一顆激光雷達,不論是何方案,都融合了多種技術原理,投資人很難比創始人更懂行業(ye) ,投誰更多是看團隊,至於(yu) 誰能最終跑出來,沒人敢下定論,大家都在摸著石頭過河。

另一位業(ye) 內(nei) 人士透露,由於(yu) 資本看重投資回報,許多大而不強的激光雷達公司融資速度很快,但長期來看,於(yu) 行業(ye) 益處不大。行業(ye) 更需要敢投早期硬科技的資本,資本也要做好十年以上才能退出的準備。

由於(yu) 早期投資成本高,風險大,多數投資人會(hui) 選擇自己看好的技術路徑下注,中科創星成了為(wei) 數不多的賽道投資者。

中科創星創始合夥(huo) 人米磊表示,中科創星看好自動駕駛和激光雷達的市場空間,技術方向上更看好固態激光雷達,因此投資了飛芯電子、洛微科技、摩爾芯光等多家激光雷達企業(ye) 。“對中科創星而言,不論是OPA還是Flash路線成為(wei) 主流,我們(men) 都是企業(ye) 背後堅定的支持者。”

中美在自動駕駛領域都處於(yu) “領頭羊”位置,美國有Waymo、Cruise,而中國有百度、華為(wei) 、AutoX、小馬智行等多家優(you) 秀企業(ye) 。多位采訪對象提到,2015年前後隨自動駕駛興(xing) 起的激光雷達賽道,國內(nei) 也和國外並無差距。

中國很少發現一個(ge) 集成電路領域跟全球在同一起跑線上,我們(men) 大部分產(chan) 品比國外落後三四十年,很難去追。有這麽(me) 一個(ge) 機會(hui) ,一定得抓住。飛芯電子CEO雷述宇表示,“一定要跑到前麵,做成一個(ge) 中國真正能夠達到國際先進水平的產(chan) 品。”

有創始人提到,要加速追趕,但也不能急於(yu) 一時。固態激光雷達從(cong) 車到消費級產(chan) 品,市場的滲透率幾乎為(wei) 0,許多企業(ye) 的產(chan) 品正在試用中,未來兩(liang) 年行業(ye) 會(hui) 不斷開始爬坡,不過,攝像頭行業(ye) 爬了不止10年的坡,激光雷達不可能比它還快。

“未來2-3年,預估搭載激光雷達的智能駕駛汽車會(hui) 逐步上量,但市場的火熱需要一個(ge) 過程。”冷現飛判斷,由於(yu) 自動駕駛事故的影響,車廠和消費者對於(yu) L3功能可能會(hui) 趨於(yu) 謹慎。但是,在不太涉及安全的一些應用,比如利用激光雷達來實現自動泊車等應用,會(hui) 上量更快一些,當然前提條件是激光雷達足夠便宜,在性價(jia) 比上,可以和超聲波、或者超聲波+攝像頭的方案有可比性。

洛微科技CTO Andy認為(wei) ,現下賽道火熱,市場出現了上百家激光雷達企業(ye) ,幾年後行業(ye) 或將迎來洗牌期,對初創企業(ye) 而言,不論研發的技術路線多先進,首先要想辦法先活下來。

然後是要掌握核心技術,盡快商業(ye) 化。從(cong) 全自動駕駛過去10年的發展曆史來看,市場是一個(ge) 逐步滲透的過程。近5年,自動駕駛還會(hui) 以L2和L2+為(wei) 主,未來5-10年將逐步過渡到L3-L4級別。

基於(yu) 自動駕駛滲透的速度,未來3-5年,激光雷達會(hui) 達到一個(ge) 逐步試用、小批量上車的狀態。5年後,隨著L3高速發展,激光雷達也將迎來真正的爆發期。

綜合來看,激光雷達市場尚未成熟,技術路線的選擇、團隊的研發能力、量產(chan) 客戶的開拓、融資能力等都會(hui) 左右初創企業(ye) 未來的命運,不論對於(yu) 投資人還是創業(ye) 者,激光雷達都是一個(ge) 高成本、高風險的賽道。在這個(ge) 靠硬實力說話的領域,能夠持續降低價(jia) 格、提供高性能產(chan) 品,並且率先實現大規模量產(chan) 上車的固態激光雷達企業(ye) 及其背後的資本或將成為(wei) 最大贏家。


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