華為們都在押注 激光雷達的勝算與焦慮

近日，來自以色列的激光雷達供應商Innoviz成功曲線上市，完成了3.71億萬美元的募資。在去年12月，處在同一賽道的Luminar也用同樣的手法登陸納斯達克。儘管被寄予厚望的“中國激光雷達第一股”禾賽科技撤回IPO申請，業界對激光雷達的追捧卻有增無減。

無論是小鵬、蔚來、百度等造車新勢力，還是一汽、長城等傳統大廠，無不爭先恐後進行投入。將重心轉移到汽車的華為更是親自下場，誓用自己的產品改寫市場格局。

面對這個價值180億美元的市場，中外各路選手都在蓄勢待發，今年能否成為破局之年呢？

脱離質疑

狂人馬斯克一向對自動駕駛的技術選擇頗為激進，唯獨對“激光雷達”不感冒，“激光雷達是個愚蠢的解決方案，誰用誰倒黴（Lidar is a fool, Anyone relying on lidar is doomed）”的言論就出自他口中。

馬斯克認為強大的主控芯片、攝像頭、毫米波雷達和算法的組合就能搞定一切。不過，從事過激光雷達開發的投資人劉明（化名）認為另有原因：“在馬斯克開發自駕之初，激光雷達的成本要達好幾萬美元，他自然不會選擇了。”

作為行業鼻祖的Velodyne公司，其64線雷達最高可賣到70萬美元一台，入門級的16線雷達也要賣8000美元。即使經過幾次調價，主流激光雷達的價格已經下探至3000美元，還有一些國內廠商將價格做到1000多美元，但是與其他方案相比，其仍顯價格過高。

比如，攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達平均成本分別為60美元、12美元、90美元，按當前1個前視攝像頭+ 4個環視攝像頭+12個超聲波雷達+3個毫米波雷達的主流組合，總成本也就是700美元左右。

有趣的是，除了特斯拉外的廠商還是一致選擇了激光雷達。因為與攝像頭、毫米波雷達等方案相比，激光雷達具有高性能、高分辨率、高精度等非常明顯的優點。

激光雷達以激光信號來探測目標，不但可以獲得位置信息，還可以根據反射率來區分目標物質的不同材質。由於激光頻率高，波長短，所以可以獲得極高的角度、距離和速度信息。並且，利用多譜勒成像技術，激光雷達可以創建出目標清晰的3D圖像，這是其無可比擬的優勢。

攝像頭也有不錯的信息獲取能力，但遇見較強的反光，或者以白色為基調的物體時，則可能會判斷成雲朵甚至認為沒有障礙物。特斯拉的事故就説明了這個問題，即便還配備了毫米波雷達，但受限於感知距離較短，如果車速過快，系統也無法迅速響應。

理想汽車首席執行官李想曾表示：“攝像頭+毫米波雷達的組合像青蛙的眼睛，對於動態物體判斷還好，對於非標準的靜態物體幾乎無能。視覺在這個層面的進展幾乎停滯，哪怕是動態，車輛以外的識別率也低於80%，千萬別真當自動駕駛來使用。”

再不用説弱光和黑暗環境下，激光雷達的表現更遠勝攝像頭。因此，谷歌Waymo、國內的百度Apollo等都以激光雷達主導，搭配攝像頭、毫米波雷達等元件一起來使用。業界也基本達成共識，不依靠激光雷達，實現有效的L2.5級以上自駕是非常困難的。

2020年的CES就成了激光雷達的狂歡節，來自全球30多家廠商的產品讓汽車行業目眩神迷。無論是產品的核心性能指標（視場角、分辨率、測距範圍）、還是關鍵的價格（1000美金成為分水嶺），激光雷達都展示了能全面商用的實力。

到2020年末，華為也正式發佈了車規級96線激光雷達產品，更是為這個市場又點了一把火。

條條大路通羅馬

激光雷達的分類非常複雜，一個經常出現的分類是按線數（激光光束數量）來劃分，因為線數的多少就決定着激光雷達的掃描精度，也劃分了產品的具體檔次。

根據線數的不同，激光雷達又具體分為2D、2.5D（1，4，8線）和3D（16，32，64線）三類產品。按照業內的認知，自動駕駛要3D，至少是16線以上，一般都是64線以上，最新要求100線以上。

64線激光雷達的價格非常“感人”，一般在上萬美元左右。因此，華為推出的96線激光雷達號稱要將價格降到200美元左右，無疑在市場上掀起了巨大的波瀾。

如果按掃描結構劃分，激光雷達又可以分為兩大類：機械式和固態激光雷達。機械式的裝配困難、掃描頻率低；固態激光雷達有3種實現方式：MEMS、Flash和光學相控陣(optical phased array, OPA)。

最早期的產品就是機械式激光雷達，這也是技術最成熟的產品，目前主要應用於Robotaxi（自駕出租車）領域，屬於市場主力。從商業化的角度來看，機械旋轉式雷達成本高，體積大，且很難通過車規級驗證，不適合自動駕駛汽車的前裝量產。

將機械掃描系統進行革新，就出現了MEMS（微機電系統）激光雷達。其採用了MEMS微鏡，把所有的機械部件集成到單個芯片上，利用半導體工藝生產，不需要機械式旋轉電機，而是以電的方式來控制光束。由於微鏡振動幅度很小，頻率高，成本低，技術成熟，主流的方案都在向MEMS方向靠攏。

MEMS激光雷達也被稱為半固態激光雷達，與之相對的則是全固態激光雷達。OPA激光雷達就是一種全固態激光雷達，由光電元件陣列組成，通過控制每個元件發射光的相位和振幅來控制光束，無需任何機械部件。

OPA激光雷達具有無慣性器件、精確穩定、方向可任意控制等優點，成為近年來研究的熱點，液晶、集成波導光學相控陣等固態技術方法層出不窮。

因其體積大幅減少，裝配時間也可控，可靠性高，但受到芯片成熟度不足等各種問題的牽制，離落地還有一段較長的路要走。

最前沿的是Flash激光雷達，雖暫時無法同時滿足遠近成像的要求，但隨着單光子面陣探測技術的成熟，有望成為未來的激光雷達技術路線方向。

圖 各種激光雷達比較（來自銀河證券）

自動駕駛的巨大需求是激光雷達技術演進的動力和目標。按照目前全球主要汽車製造商的預估，1000美元以下是L4自動駕駛的激光雷達規模化採購的價格目標，而L2+、L3的價格目標在500美元以下。

為了解決成本問題，各家廠商正在固態激光雷達的三條技術路線上精耕細作，都希望將價格降低到幾百美元，甚至100美元以下。

不過業內人士指出，激光雷達廠商要在未來的競爭中脱穎而出，技術路線並不是最重要的，能否商業化應用才是取勝關鍵，而這取決於其是否能平衡光源、接收、光路控制等方向的成本、量產進度以及其可靠性。

還有一點，每家汽車原始設備製造商（OEM）和汽車一級供應商均有着不同的要求（視場角、探測距離等參數，以及安裝激光雷達的位置）。因此，這個市場不一定會形成一家獨大的局面。

一步之遙

從2020年開始，多家車企就宣佈了將激光雷達用在量產車型的計劃。小鵬汽車宣佈與大疆孵化的Livox覽沃科技達成合作，2021年推出的新車將使用其定製版的車規級激光雷達；蔚來ET7將搭載Innovusion配套的激光雷達；長城的咖啡智能平台首款車型“摩卡”將搭載Ibeo配套的激光雷達；北汽集團旗下高端品牌ARCFOX則搭載了華為的解決方案。

一時間，2021年成為激光雷達規模商用元年的聲音不絕於耳。不過，很多業內人士對此還是持保守的態度。

圖 國內滿足車規要求的部分激光雷達產品

激光雷達要想成為“車規”級產品，必須要同時滿足“成本夠低”、“可靠”以及“可量產”三個重要條件。

如果依照這些標準，業內人士並不認為現在的激光雷達能真正達到自動駕駛的要求，還存在着穩定性差、壽命短等諸多問題，即使勉強上車，後面難保不出現問題。

“從產業鏈來看，因為上游核心的一些電子元器件、技術支持不成熟，短期內很難有量產產品落地。”劉明告訴集微網，“現在比較成熟的還是機械掃描式的，但只能做自駕驗證，沒有上車的價值。不管是MEMS還是OPA，現在都不成熟。”

“MEMS振鏡特別難做，國內現在有幾家在做，都沒有量產，國外雖然有批量出貨，但是非常貴。”劉明補充道。

技術的不成熟也就使得產品成本很難降低。華為智能汽車解決方案BU總裁王軍此前表示：“在成本方面，華為的96線激光雷達，暫時還做不到此前宣稱的100美元，但是基本在幾百美元左右。”

劉明認為華為現在的做法是“虧本掙吆喝”，強行降價以實現裝車量產，期望由量產帶來的規模效應反過來降低成本。這條路也是其他公司所推崇的，不過能否成功，還需要後續很多的努力。

即使過了技術關，激光雷達的可靠性、穩定性這些隱性指標也要達標，確保功能安全，這就還需要激光雷達公司擁有很高的品質管控能力和批量交付能力。華為應該具備這種能力，但是對很多初創公司，情況也就難説了。

“所以，2022年或許才是激光雷達全面商用之年，而整個行業也已經過了導入期和成長期，接下來將會面臨全面的洗牌階段。”劉明最後表示。

(校對/Andrew)