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循序漸進的技術(shù)路線

市場競爭的日趨激烈，也在驅(qū)使激光雷達公司根據(jù)企業(yè)自身情況，持續(xù)改進產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)推進路線。

目前根據(jù)掃描方式的不同，激光雷達大致可分為機械式、半固態(tài)和固態(tài)三種類型。

機械式是當下應(yīng)用最多的激光雷達，技術(shù)也最為成熟。其原理是通過內(nèi)部發(fā)射和接收模塊橫向360°的旋轉(zhuǎn)，從而覆蓋周圍環(huán)境，激光線束則通過豎向排列形成照射面，分辨率與線束數(shù)量成正比：發(fā)射的激光線束越多，接受的信息量也越大。

盡管如此，機械式激光雷達仍存在許多局限性。因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機械式激光雷達體積較大、調(diào)試復(fù)雜，因而難以滿足車規(guī)級要求，使用壽命也相對較短。更為重要的是，機械結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本較高，導(dǎo)致其難以規(guī)模量產(chǎn)裝車。

速騰聚創(chuàng)機械式激光雷達 圖片來源：速騰聚創(chuàng)官網(wǎng)

隨著技術(shù)的不斷演進，半固態(tài)和固態(tài)激光雷達逐漸登上舞臺。相較機械式，半固態(tài)和固態(tài)激光雷達不僅精度更高，而且因為結(jié)構(gòu)件的縮減，大大降低了成本。國信證券研報認為，機械式激光雷達朝半固態(tài)及固態(tài)方向的演進，其平均價格將由2021年的1500美元/顆，降至2025年的400美元/顆。

半固態(tài)激光雷達以MEMS振鏡和轉(zhuǎn)鏡為主，相當于將機械式的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微型化；固態(tài)激光雷達則更進一步，內(nèi)部不再需要機械運動結(jié)構(gòu)，使其掃描速度更快，精度更高，可控性更好，成本也更為低廉。

根據(jù)形式的不同，固態(tài)雷達可分為泛光面陣式（FLASH）和光學(xué)相控陣（OPA）兩種類型。其中FLASH通過高密度的激光源陣列，在短時間內(nèi)直接發(fā)射區(qū)域激光，再以高靈敏度的接收器，來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制；OPA則通過多個光源組成陣列，通過控制各光源發(fā)光時間差，形成特定方向上的主光束，實現(xiàn)對不同方向的掃描。

相較機械式和半固態(tài)，固態(tài)激光雷達的精度能夠達到毫米級，由于取消機械結(jié)構(gòu)，雷達的體積進一步縮小，不僅降低了成本，也延長了使用壽命，更容易滿足車載應(yīng)用的實際需求。

圖片來源：人人都愛物聯(lián)網(wǎng)

楊永成認為，測距是激光雷達相較攝像頭視覺方案最大的優(yōu)勢所在?！叭搜郾旧韺y距不敏感，攝像頭想測距，得用算法算半天，而且在特殊情況下還會失靈。激光雷達能直接帶來準確的測距，固態(tài)激光雷達更是如此?！?

在許多企業(yè)看來，OPA是車載激光雷達最完善的使用方案，但技術(shù)壁壘也相應(yīng)最高。OPA陣列密度越高，能量越集中，因而要求陣列單元尺寸在波長的一半以內(nèi)，由于激光雷達的工作波長均在1μm左右，所以陣列單元的尺寸必須不大于500nm。這也意味其對加工精度有著極高的要求。

與一般激光雷達相比，車規(guī)級激光雷達需滿足更嚴苛的質(zhì)量標準，使用環(huán)境在-40-105℃的溫度范圍內(nèi)，而消費級和工規(guī)級一般在100℃以下；車規(guī)級的使用壽命需達到15年，而消費級和工規(guī)級一般在10年以下。對于高精度要求的固態(tài)雷達而言，達成以上標準無疑更具挑戰(zhàn)。

除此之外，激光雷達同時涉及光、電等領(lǐng)域；由于OPA需要芯片支撐，還包括集成電路材料學(xué)；同時因為其本質(zhì)是通信，又關(guān)系到軟件協(xié)議。楊永成在接受采訪時表示，激光雷達尤其是固態(tài)雷達，是集中度非常高的行業(yè)，需要匯聚大量行業(yè)相關(guān)人才共同開放，這也使車載固態(tài)雷達的規(guī)?；瘧?yīng)用難度陡增。

目前，從事固態(tài)激光雷達研發(fā)的公司包括力策科技和洛微科技等，但由于車載激光雷達的高門檻，至今未能實現(xiàn)規(guī)?；囕d應(yīng)用。

2022年世界人工智能大會上展示的激光雷達 圖片來源：視覺中國

同時，半固態(tài)和固態(tài)激光雷達仍有其局限性。國盛證券研報認為，半固態(tài)和固態(tài)只能做到 120°的水平視場掃描；而機械式能夠達到360°掃描，且視場范圍內(nèi)測距能力的均勻性也更有優(yōu)勢。

由于機械式技術(shù)相對成熟，成立時間較早的Velodyne、法雷奧、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)等行業(yè)先行者多應(yīng)用此類方案，但與此同時，這些主流供應(yīng)商也不忘逐漸向半固態(tài)和固態(tài)的技術(shù)路線過渡。如法雷奧、速騰聚創(chuàng)等公司均在近一兩年推出半固態(tài)產(chǎn)品。

而行業(yè)中的后起之秀，如Luminar、華為、大疆旗下的覽沃科技（Livox）等，則更傾向于直接進行半固態(tài)、固態(tài)方案的研發(fā)，以期實現(xiàn)“彎道超車”。目前，Luminar的方案已應(yīng)用到蔚來ES7、飛凡R7等新車型上；Livox首度搭載于小鵬P5；華為憑借Huawei INSIDE整體解決方案，將激光雷達集成于北汽極狐、長安阿維塔等品牌旗下車型。

《全球汽車激光雷達市場預(yù)測》指出，目前機械式激光雷達仍然占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，2021年出貨量達到1.69萬顆，市場規(guī)模為12億美元，占據(jù)整個市場的98.3%。不過，2021年機械式的市場份額為94%，相較2020年略微下降了1個百分點。這些下降的市場份額正是被半固態(tài)、固態(tài)不斷占據(jù)，也表明了行業(yè)的技術(shù)趨勢所在。

在機械式占據(jù)主流的同時，（半）固態(tài)激光雷達的份額也在不斷提升 圖片來源：ICV

據(jù)ICV預(yù)測，到2026年，汽車激光雷達的市場規(guī)模將達到212億美元，機械和（半）固態(tài)激光雷達的數(shù)量將分別增加到570萬顆和120萬顆，分別占93.4%和6.6%。

崛起的中國力量

目前，全球激光雷達市場呈現(xiàn)百花齊放的競爭格局。由于起步較早，以機械式汽車激光雷達為主的歐美發(fā)達國家企業(yè)，仍占據(jù)全球市場的70%。不過作為全球最大的汽車市場，由中國產(chǎn)業(yè)鏈孵化的激光雷達企業(yè)正在快速崛起。

當下，中國已匯聚一批具有一定市場規(guī)模的激光雷達企業(yè)。Yole披露的數(shù)據(jù)顯示，自2018年以來，全球范圍內(nèi)ADAS前裝定點數(shù)量約有55個，其中來自中國的激光雷達公司占到一半，禾賽科技以27%反超法雷奧排名全球第一，速騰聚創(chuàng)以16%的數(shù)量排名中國第二、全球第三。

該機構(gòu)預(yù)計，2022年將有超過20萬顆的激光雷達交付上車，出貨量前五名占全球總量的84%，其中來自中國將達到三家，依次為禾賽科技、速騰聚創(chuàng)和華為。

2022年，中國激光雷達企業(yè)前裝定點數(shù)量將占全球一半 圖片來源：Yole

值得一提的是，中國激光雷達產(chǎn)業(yè)的擴張并不局限于激光雷達公司本身，而是朝著完整生態(tài)系統(tǒng)的方向發(fā)展。Yole高級技術(shù)和市場分析師Pierrick Boulay表示：“中國有幾家企業(yè)專門盯上了提供組件、設(shè)計和軟件的蛋糕。"

目前，除中游的速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、覽沃科技、賽瞳科技、圖達通、鐳神智能、華為等激光雷達公司外，用于組建激光雷達的激光器、探測器、芯片、掃描模塊和其他部件等板塊，均有大量中國企業(yè)入局：如面向激光器的炬光科技、瑞科激光、創(chuàng)鑫激光；面向探測器的阜時科技、光特科技、宇稱電子；面向芯片的芯視界、安路科技、圣邦等，形成了規(guī)模龐大的上游產(chǎn)業(yè)鏈。

而位于下游的除乘用車制造商外，還包括物流、智能基礎(chǔ)設(shè)施、Robotaxi和配送機器人等多個應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域在中國的密集發(fā)展，也為激光雷達產(chǎn)業(yè)營造出強大而多樣的需求。

更重要的是，相較依賴于外部制造的海外激光雷達公司，諸如速騰聚創(chuàng)、禾賽科技等中國汽車頭部企業(yè)，已經(jīng)發(fā)展了自身的制造能力，Yole認為，中國激光雷達企業(yè)將在實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)方面擁有更多控制權(quán)。

中國激光雷達公司的崛起，也直接影響到海外品牌的市場份額及生產(chǎn)環(huán)境。2019年末，激光雷達Velodyne決定裁掉中國辦公室，并將在華銷售模式從直銷模式恢復(fù)到“代理模式”，基本放棄中國市場。分析人士認為，Velodyne的退出表明，面對技術(shù)、質(zhì)量上升、成本更低的中國對手，海外品牌優(yōu)勢不再，在競爭中已經(jīng)難以為繼。

國信證券研報預(yù)測，到2025年，中國乘用車激光雷達市場規(guī)模將達到241億元，是2021年的18倍以上，占全球規(guī)模的45%。從需求量及滲透率角度，2025年國內(nèi)乘用車激光雷達需求量預(yù)計達到948萬顆，是去年的73倍，滲透率則由去年的0.2%增至2025年的14.7%。在市場的熱烈需求下，隨著產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)的不斷健全完善，中國激光雷達有望占據(jù)更高的份額，并在汽車產(chǎn)業(yè)的智能化、自動化轉(zhuǎn)型中進一步確立主導(dǎo)地位。

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