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2023 激光雷达量产争霸赛:极致内卷、边上车边翻车、现在还看不到终点
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「我们是领先的独行者,终点线就在眼前;但转头一瞧,后面正有上百个愤怒的骑手,气喘吁吁地追赶你,企图干掉你。」

六年前,激光雷达的发明者、曾独领风骚的垄断大佬 Velodyne 创始人大卫·霍 (David Hall) 向美国科技媒体这样描述行业格局。

彼时,Velodyne 占有全球激光雷达市场约   70%   的份额,对未来市场充满无限憧憬。

六年后的今天,曾经的激光雷达一哥已经彻底退出历史舞台,不再有资格畅想明天。

同样的境遇发生在鼻祖级的德国激光雷达公司 ibeo 身上,由于无法获得进一步的增长融资,这家曾为长城、奥迪供货的激光雷达大厂也已经宣布破产。

昔日英雄黯然离场,整个车载激光雷达行业却迎来第一波上车浪潮,中国市场表现尤甚。

根据行业公开数据显示,2021 年中国市场 (不含进出口) 乘用车前装标配激光雷达交付不足   0.8 万 颗,2022 年飙升至   12.99 万 颗。

有机构预测,今年国内乘用车前装标配激光雷达交付将冲刺   40-50 万 颗规模。

但机会背后也暗藏风险,已经上车的激光雷达极有可能「翻车」。对于行业玩家而言,更加残酷的淘汰赛才刚刚开始。

国内第一波上车潮既是蜜糖,也是砒霜。

01

激光雷达开启生死竞速

我们将视角转到 2023 年的上海车展。

汽车之心了解到,在本次 9 个整车馆内搭载激光雷达的车型至少达到   38 款 ,国产激光雷达的前装占比实力碾压国外玩家,这与年初涌现的欧美寒潮形成鲜明对比。

在激光雷达走向规模化量产的关键拐点,为何倒下的却是拥有顶尖技术的欧美玩家?

时间调回至 2005 年,Velodyne 首次将   64 线激光雷达 应用于 DARPA 挑战赛,这场为自动驾驶而生的国际赛事将 Velodyne 推向舞台中央。

两年后,由 Velodyne 公司发明研制的车载激光雷达正式登场,各项性能表现在当时冠绝全场。

起初,一台由 Velodyne 研制生产的激光雷达定价为   75000 美金 。

坊间有传闻,马斯克曾向 Velodyne 创始人 David Hall 申请过激光雷达上车测试,但由于被要求全款预付且排队等候而愤怒离场,并当下决定此生与激光雷达彻底绝缘。

特斯拉的嗤之以鼻并没有遮盖 Velodyne 的锋芒。

此后 10 年间,全球自动驾驶大热,Velodyne 凭借一骑绝尘的性能表现成为全球顶级供应商,产品几乎占据了全球各家科技巨头自动驾驶测试车的车顶,包括通用、福特、Uber、百度,以及国内一众自动驾驶公司。

但在很长时间内,Velodyne 激光雷达的价格都保持「 一线一万块 」,这直接导致 2019 年前的自动驾驶车辆造价都高达一两百万元。

致命的成本缺陷造成了 Velodyne 激光雷达无法面向量产,公司营收与成本之间的差距也在「价格战」中逐渐拉大,最终因现金流困境而走向穷途末路。

在张智武看来,激光雷达不是军备竞赛,抛开成本去一味追求新技术、新概念并不可取。

而在大西洋彼岸的中国市场,一个全新的故事正在上演。

在 Velodyne 激光雷达首秀的同年,激光雷达行业专家张珂殊归国创业,将积淀多年的技术经验充分打磨,在 2005 年正式创办北科天绘。

彼时,自动驾驶还未在中国兴起,张珂殊带领团队将对激光雷达的技术热情投向测绘市场,并成功将公司自主研发的测绘型激光雷达推向全球。

2014 年,智能汽车浪潮风起。中国激光雷达赛道开始嗅到汽车智能化风口的商机,陆续出现了禾赛科技、速腾聚创、Innovusion、亮道智能、一径科技、北醒光子等一众创新型激光雷达企业。

同年,北科天绘开始研发导航避障型激光雷达,一边在测绘市场自我造血,一边在汽车领域里暗夜潜行。

在而后的几年间,国内厂商利用中国产业链成本优势以及相对便宜的劳动力快速降本、高频创新,迅速将激光雷达价格打下并推向量产车市场。

2022 年,国内激光雷达成功迎来第一次上车潮。

在这一轮激光雷达市场爆发背后,是国产厂商的奋起直追,也是中国车企差异化布局的智能化战术。

  • 一方面,面对行业领袖特斯拉的视觉算法护城河,国内车企亟需用激光雷达上车来获取更高级别的自动驾驶能力;
  • 另一方面,中国汽车产业也更加迫切地想通过智能化变革,在国际赛道实现弯道超车。

双向奔赴之下,中国成为激光雷达量产赛道的急行军,通过「一边上车、一边探索」的渐进式路径,将激光雷达推向规模化量产的新周期。

但与国内不同的是,老牌欧美车企对激光雷达上车更加审慎。大约在 8 年前,国外主机厂就已经开始布局激光雷达车型,但 SOP 时间大多都在 2026 年左右。

北科天绘联合创始人& CEO 张智武表示,中国车企更加迫切地拥抱激光雷达,整体上车动作要领先欧美至少 3 年。

极致进取的野心背后,是机会,也是陷阱。

中国激光雷达厂商是极度幸运的,又是无限焦虑。幸运的是一切恰逢时机,焦虑的是激光雷达上车路注定曲折难行。

据业内人士透露,部分量产上车的激光雷达产品已经陆续出现了性能、成本以及交付等各方面的问题,主机厂也正在寻求更多元的供应商解决方案,以保证激光雷达规模化上车的可靠性。

汽车市场足够大、时间验证周期也相对长,潜在挑战者随时有机会入场,而暂时领先的冠军也有可能「翻车」出局。

张智武认为,激光雷达的市场竞争格局将在 2026 年初见端倪,到时候国外激光雷达车型与国内智能汽车品牌开始正面交锋,市场才会真正「交卷」。

市场格局终点未定,生死竞速才刚刚开始。

02

不「偏科」才是市场优等生

随着激光雷达量产进入新周期,「拼性能、拼可靠、拼成本」成为所有行业玩家必须面临的三重大考。

作为含金量更高的视觉传感器,业内主要通过 测距能力 、 精度 、 视场角 、 分辨率 、 刷新帧率 、 体积 、 功耗 等参数来评价激光雷达产品的性能优劣。

市场首先卷向探测距离,并由此衍生出   905nm   和   1550nm   两大在波长上的技术路线之争。两类玩家各有说辞:

  • 前者认为 905nm 虽然在探测距离上相对较弱,但在明显的成本优势面前值得兼容;
  • 后者则认为 1550nm 激光源方案才能真正实现安全自动驾驶,市场值得为此支付更高昂的成本。

张智武认为,车载激光雷达的终极竞争是性能表现叠加成本优势的综合比拼,不能抛开成本去追求性能极致,探测距离满足市场需求就好。

2023 年,北科天绘迎来了一个新的里程碑。不仅在资本市场完成   1.8 亿 元融资,新推出的 乘用 车 激光雷达 CK-128   也正在与头部车企展开定点,开始火力全开迎接激光雷达量产潮。

张智武表示,在产品力和成本力之间实现最佳平衡,是北科天绘 CK-128 在做技术路线选择时的底层逻辑,包括选择   905nm 波长 的激光器。

据了解,北科天绘 CK128 可以实现   200m   以上的探测距离,并可以做到在 200m 之外看到低反射率的黑色汽车、100m 之外能看到行人、夜晚环境   70m   外可以看清人道线。

斑马线及路面行人识别

业内多家厂商表示,这种探测距离和精度,已经能够满足车企对高级别智能驾驶能力的需求。

而关于人眼安全,市场对 905nm 激光器也一直存疑。对此,张智武表示「1550nm 比 905nm 波长更安全,是市场舆论的认知误区」。

实际上,任何波长的激光当其能量或功率超过一定限值时,都可能造成人眼伤害。

这种伤害性是波长、输出功率和激光辐射时间综合作用的结果,并不存在 1550nm 就一定人眼安全之说。

对此,美国 FDA 认证可以为人眼安全进行背书。按照国际认证标准,一个激光辐射产品的安全等级分为   8 个 等级,而 FDA 对激光雷达的安全认证要求其测试必须满足 Class 1,即符合人眼安全的标准。

据了解,北科天绘研制生产的所有汽车激光雷达均通过美国   FDA 认证 ,这一国际通用的认证标准足以将 905nm 人眼有害论彻底推翻。

客观来看,技术路线没有好坏之分,905nm 与 1550nm 之争还需要时间验证。但产品研发没有回头路可走,一旦押错技术路线,将直接导致市场强弱顺位发生改变。

在探测距离之外,各类行业玩家在可靠性上的厮杀更为激烈。随着激光雷达交付放量,有安全缺陷的产品将直接出局。

张智武表示,激光雷达的车规级验证等级越高,意味着产品更加安全可靠。

图像级识别
隧道内点云效果

2022 年,北科天绘 CK128 已与国内某头部车企完成车规级验证,并以最高等级通过极端的高温环境测试,即可以在 85℃的高温条件下连续工作   1500 小时 以上。

这一表现令客户惊叹。

极致耐高温的背后,是产品低功耗的强力支撑。

根据产品说明书,CK128 车规级激光雷达的功耗小于 8w,该项参数的性能表现在全球市场内目前无可匹敌。

除此之外,该款激光雷达同时还具备 体积小 (110×100×45mm) 的颜值优势,可以满足车企对激光雷达入舱的需求。

03

芯片技术打底,

争做「产品力」与「成本力」的双料冠军

在追求性能表现的同时,将成本压到市场最低,是激光雷达玩家面临的另一重难题。

在张智武看来,激光雷达的成本力由四个维度构成,分别为技术路线选择、供应链管理、生产效率管理和量产能力管理。

全方位做到最优,才能降低敏感的成本。

在技术路线选择上,905nm 具有 百倍级 的成本优势,一款 1550nm 激光器市场单价为千元级别,而 905nm 激光器市场单价则在 十元以 内 ,这也是大多数市场玩家拥抱 905nm 技术路线的关键所在。

此外,905nm 激光器在国内有成熟的供应链体系。张智武告诉汽车之心,北科天绘在元器件的选择上更偏向国产化,并且要保证有三家以上的供应商可选。

一方面,伴随技术资金和资源的不断投入,近几年国内上游厂商正在崛起,与海外龙头企业的性能差距逐渐缩小,同时兼具成本优势;

另一方面,目前的国际形势下,依赖全球供应链的风险将变大,零部件本土化有利于保障产能和交期。

曾有行业专家发表观点,激光雷达短期竞争壁垒在制造,中长期竞争壁垒在芯片。在真正「卡脖子」的关键芯片上,北科天绘一直坚持自产自研。

早在 2009 年,世界上还没有一家激光雷达厂家想到要做芯片,北科天绘成为第一个「吃螃蟹」的公司,成功研发出五款具有 自主知识产权 的芯片,这五类芯片 (光电信号处理芯片、高速高精度鉴时逻辑芯片、时间计量芯片、光电信号峰值采样芯片、激光焦平面信号处理芯片) 对激光雷达产品性能放大以及成本缩减贡献卓越。

张智武表示,全世界的激光雷达企业都是在做排列组合题,无非是选择好发光器件、接收器件、扫描方式、测量方式之后,再进行组装。

激光雷达的核心技术体现在对光电信号的有效处理,这也是我们坚持自主研发光电信号处理芯片的价值所在。

据了解,由北科天绘自研的光电信号处理芯片主要以   200kΩ 的倍数放大及调理高性能信号,以实现用 905nm 激光发射器件获得更远的距离探测,该款芯片成功使 CK128 突破   200m   以上的探测距离。

此外,五大芯片技术还使激光雷达的电路极其简单,北科天绘 CK128 仅由 两块电路板 、 一个光电模组 、 一个光学模组 构成,手工组装一台设备只要 5 分钟的时间。

在激光雷达敏感的成本面前,北科天绘铸建了一条全方位极致的降本路径:

  • 一是通过自产自研,在高价值芯片的市场溢价面前实现自主可控;
  • 二是通过打造国产替代的供应链,实现性能与成本之间的最佳平衡;
  • 三是通过五大芯片技术简化产品结构和工艺,提升生产效率从而降低成本。

而随着激光雷达规模化上车,激光雷达公司能否完成稳定的量产交付,正在成为车企考量供应商的另一重要维度。

面向量产交付,北科天绘采取的优先策略是与 Tier1 深度绑定并优势互补。

2021 年 6 月,北科天绘与国内某头部 Tier1 达成合作,背靠 Tier1 本身的供应链能力、庞大的生产团队以及成熟的量产经验,将北科天绘的技术能力发挥到极致。

此外,北科天绘的自建工厂也正在合肥加速落地。

在刚刚举办的 4 月 26 日安徽科交会上,北科天绘激光雷达生产制造基地项目正式签约, 规划总产能   50 万 台。

一切才刚刚开始。

但可以肯定的是,面向激光雷达量产大潮,北科天绘已经做好了全方位的准备。

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