激光雷达发展过程中逃不掉的难题

与机械式激光雷达相比,固态激光雷达更容易满足自动驾驶普及的要求:大规模、低成本和车规级。

  激光雷达是一项通过红外线激光器照射对象物、以光传感器捕捉反射光来测量距离的技术。原本被用于飞机、月球和山地的测量等,成本较高,但与用于感知障碍物的毫米波雷达结合使用,能够实现更高精度的测量。因此,激光雷达可以作为自动驾驶汽车的“眼睛”,用于感知环境,是实现无人操作高度自动驾驶的重要零部件。

  32线、250米探测距离、10%反射率,这是福特和通用两家公司在2015年底给出的无人驾驶用激光雷达最低技术标准,在此标准以下的激光雷达,一般只能用于机器人、运货车等低端用途。


  从自动驾驶从1级到5级的演进过程,不难看出,在1-2级自动驾驶阶段,通常需要1-3个雷达系统和1个辅助摄像头;在3级自动驾驶中,至少需要4-6个雷达和4个以上的辅助摄像头;而到了4-5级阶段,则需要6-10个雷达系统、6-8个辅助摄像头和1-3个激光雷达。

  对半导体行业来说,当前车辆中半导体器件价格平均在400美元左右,但在未来的10-15年内,这一数字将会上升至1200美元。其中,400美元将完全用于自动驾驶。如果继续细分这400美元,约1/4用于车辆人工智能技术,剩余的3/4将全部用于包括毫米波雷达、激光雷达在内的传感技术,这绝对是一个不容错过的庞大市场。

  但传统的激光雷达采用旋转电机进行扫描,由于其机械结构精密又需要人工调试,导致生产效率比较低,这种不能规模化、自动化的生产方式是其成本居高不下的主要原因。

  车载激光雷达系统当前最大的瓶颈还是在于成本太高,接近于一辆整车的成本只能使其更多的被应用在无人驾驶测试车上,5年甚至更长一段时间内都比较难于在乘用车上实现装配。

  我们如果以硬盘行业作为类比,可能会更容易理解一些。早先的“机械”硬盘HDD内部基于机械旋转部件进行数据读写,新一代的“固态”硬盘SSD基于电子部件,没有机械旋转部件,体积小稳定性高。同样的演进规律也会发生在激光雷达行业,MEMS、OPA(相控阵)和Flash是当前车载固态激光雷达的三种主要技术路径。与机械式激光雷达相比,固态激光雷达更容易满足自动驾驶普及的要求:大规模、低成本和车规级。

  有业内人士称,每隔12-18个月,激光雷达的通道数将增加一倍,而同样通道数的激光雷达价格可以降低一半,这有点类似芯片行业的“摩尔定律”。而激光雷达市场的爆发,要等到2021年前装市场启动,届时每年的增长数量可能是十万台、百万台的水平。


  根据相关机构的预测,激光雷达市场规模将有望从2019年的8.44亿美元增长到2024年的22.73亿美元,年复合年增长率为18.5%。进入2020年后,随着L3级自动驾驶车辆率先实现量产,各大车企对车规级低成本固态激光雷达的旺盛需求,将很有可能导致在今后的3-5年内,激光雷达市场出现洗牌和变革。

  在刚刚落幕的CES2020上,以禾赛科技、速腾聚创、大疆、北醒光子等为代表的中国激光雷达初创公司;以博世、采埃孚、法雷奥等为代表的汽车零部件企业;以福特、宝马、奔驰、奥迪等为代表的车企,都在围绕激光雷达产业积极布局,使得彼此之间的竞争日趋白热化。


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