1月22日，在2024哪吒汽車價值鏈大會上，哪吒汽車與3家供應商聯合發布技術，實現合作升級；其中，規劃今年面世的新車型將配裝禾賽科技128線超高清激光雷達AT128，應用于高階智駕系統NETA PILOT。
這是激光雷達行業“苦盡甘來”的一個縮影。在前不久落幕的2024國際消費電子展上，與汽車相關的技術及解決方案大放異彩，速騰聚創、禾賽科技、圖達通、一徑科技等中國激光雷達供應商同臺競技。
技術領先的產品、系統化的解決方案、不斷推高的交付量和市場保有量，從某種程度上證明了在汽車智能化發展的背景下，激光雷達作為新興感知元器件已走通從技術研發到產業化的完整通路。也正因如此，更多問題被擺上臺面:隨著自動駕駛滲透率的進一步提高，整車對激光雷達的需求呈現哪些新特點？激光雷達接下來的迭代升級將按照怎樣的邏輯推進？
更短波長、更遠測距、全局高清
“在超長距激光雷達方面，我們認為940nm波長的激光器方案會超越1550nm成為主流。以速騰聚創M3為代表，其測距能力達到300m10％反射率、角分辨率0.05°×0.05°。這表明二維掃描＋VCSEL(垂直腔面發射激光器，激光雷達發射端)＋SIPM(單光子探測器陣列組成的硅光電倍增管，激光雷達接收端)的新一代技術方案，在性能、成本、尺寸、功耗等表現上均優于目前的1550nm激光雷達產品。”速騰聚創(RoboSense)相關負責人告訴《中國汽車報》記者，“在中長距激光雷達方面，目前相關產品已大規模應用在智能駕駛車輛上，技術升級迭代的主要方向是降本增效——降低智駕方案成本、讓更大范圍的車型可以采用，同時升級激光雷達性能以獲得更強的感知能力。”據介紹，速騰聚創通過平臺化與模塊化設計，以及元器件的Pin-to-Pin升級實現了性能優化。比如，從M1升級到M2，測距能力提升25％，出點數提升100％，水平角分辨率提升100％，但產品尺寸、接口等規格不變，以便讓現有智駕車型“無縫升級”激光雷達，二次開發成本很低。
記者了解到，以905nm波長為基礎、更高清分辨率為特點的性能提升，幾乎成為了所有激光雷達廠商的共識。“905nm的線路毫無疑問是超越現有1550nm方案、代表未來發展方向的。以我們最新發布的AT512為例，無論測距、點頻、分辨率，綜合性能全面超越1550nm方案，并且功耗和體積明顯更小，打破了行業對于905nm測距能力有限的固有認知。”禾賽科技相關負責人介紹道，“AT512擁有512線，配裝第四代自研芯片，采用3D堆疊、光噪抑制等最新技術，在測距、點頻、全局分辨率等核心參數上均大幅領先。其中，測距能力達到300m10％反射率，最遠測距400m；每秒輸出約1230萬的超高點頻，總像素分辨率是市場上其他主流激光雷達的10倍，兼具120°×25.6°(V)的視場角。此外，不同于行業中以局部高清分辨率作為亮點，AT512做到了全局高清分辨率，達到了2400×512的像素點，全局均勻的0.05°×0.05°角分辨率。”他告訴記者，綜合性能更強，意味著激光雷達擁有更遠的測距能力、更高的點頻和全局高清分辨率，能夠幫助車輛在更遠處發現潛在危機，為系統決策提供更多的反應時間，從而提高行車安全性及舒適性。
成組上車提升自動駕駛安全性
激光雷達性能指標的優化升級是整車需求推動的結果，為新一代車型提供了更多應用、更多布置的可能性，進一步推動了自動駕駛感知方案的進步。
圖達通全球市場負責人袁星認為:“‘1＋2’的組合，即高性能前向主視激光雷達搭配側視激光雷達，將構成未來激光雷達完整的感知體系。從2024 CES來看，行業涌現出部分高性能激光雷達新產品。它們的產品參數與圖達通‘獵鷹’(Falcon)相近，這也是對我們深耕超遠距高精度激光雷達方向正確性的一種肯定。而此次行業高性能圖像級超遠距激光雷達集中爆發，在一定程度上印證了我們的前瞻性。”
速騰聚創相關負責人告訴記者，針對車載領域，他們按照應用需求和測距能力將產品分為短距補盲激光雷達、中長距主激光雷達、超長距主激光雷達3類。具體來看，短距補盲激光雷達主要應用于提升近場感知能力，如速騰聚創E1，可提升城區與高速智駕體驗，L2～L4自動駕駛都能廣泛使用；中長距主激光雷達則作為前向激光雷達，如速騰聚創M1 Plus和M2，主要滿足200m范圍障礙物感知，是目前高階智駕車型的標配傳感器；超長距主激光雷達由于擁有超遠測距能力與超高分辨率，將成為L3＋自動駕駛系統最核心的主傳感器，如速騰聚創最新發布的M3。他表示:“后續隨著E1定點車型發布上市，純固態的補盲激光雷達將開始量產交付。在量產方案中，配裝‘1個主激光雷達＋2個補盲激光雷達’的車型會更多在市場上出現。”
“面向ADAS前裝量產需求，禾賽科技目前形成了比較豐富的產品矩陣，包括超高清遠距激光雷達AT系列、艙內超薄遠距激光雷達ET25和純固態近距補盲激光雷達FT120，為自動駕駛系統提供全面的感知能力，助力整車企業打造更安全的駕乘體驗。”禾賽科技相關負責人這樣闡述公司的產品布局思路。
平臺化發展成為行業趨同選擇
為應對逐漸清晰的感知方案需求，激光雷達主流廠商幾乎都選擇了產品平臺化與自研芯片的道路。除性能指標優化升級外，這應該算是激光雷達行業又一明顯的發展趨勢。
“通過與車企的交流溝通，在大量項目的實踐過程中，我們認識到作為新興的感知硬件，激光雷達擁有巨大發展潛力的同時，也存在較高的使用門檻。”袁星告訴記者，“在產品平臺化規劃下，通用性設計部分可高效成熟復用，從而降低研發成本、提高生產效率；同時，還能滿足不同客戶的需求，又可快速推出新品種以順應市場的變化。基于此，我們將產品梳理發展成為獵鷹、靈雀兩大平臺，為客戶提供適合自身整體系統需求的不同硬件產品；同時，通過自研軟件平臺OmniVidi，幫助有意愿的車企挖掘激光雷達的能力上限，實現更多的場景應用；幫助新的市場參與者快速理解激光雷達的性能，方便更多的開發者上手使用。”
“平臺化架構最大的特點是成熟、穩定、可靠、無縫切換。以AT512產品為例，它沿用了AT系列成熟的平臺化架構設計，可靠性和量產能力均經過市場驗證，與AT128統一的點云模式以及更小的尺寸，讓硬件切換升級更加高效。”禾賽科技相關負責人介紹道。
速騰聚創相關負責人表示，該公司在2022年11月舉行的科技日上就發布了激光雷達平臺化技術，目前已形成芯片驅動的三大產品平臺:M平臺、E平臺(補盲激光雷達，無掃描結構純固態)和R平臺(機器人領域，一維掃描)。在他看來，平臺化的最大優勢是可以通過最低限度的技術升級，實現最大限度的性能提升，如從M1到M1 Plus、M1 Plus到M2就是通過Pin-to-Pin升級關鍵器件，實現性能優化，3款產品之間保持點云掃描形態、數據接口、尺寸造型等規格不變，可靠性測試驗證、產線都可以承襲，產品成本逐代下降，幫助車企大幅縮短車型升級項目開發周期，二次開發成本約為零，實現激光雷達的無縫升級。
自研芯片追求性能和成本更優
如果說平臺化發展意味著激光雷達企業助力車企實現更便捷、更充分應用傳感器的目標，那么自研芯片則對應了它們對性能與成本的極致追求。
“2024 CES上，多家激光雷達廠商強調了自身的芯片能力。這進一步印證了禾賽科技從2017年就成立芯片團隊，重視激光雷達芯片研發的戰略精準性。芯片研發并非一朝一夕之功，需要多年積累，建立在每一代的商業化驗證基礎之上。我們在這方面已有先發優勢，目前完成了從V1.0、V2.0(配裝第二代芯片的AT128已交付超20萬臺，賦能多款車型)，到V3.0(配裝第三代芯片的FT120開始量產交付)、V4.0(AT512的發布)的激光雷達芯片化架構。”禾賽科技相關負責人表示，“芯片化技術和規模效應均能有效降低成本。一方面，禾賽科技堅持自研芯片技術，通過不斷垂直整合，將數百個元器件集成到幾顆厘米級芯片上，大幅減少了內部元器件的數量，提升了收發模塊的集成度，從而提高激光雷達產品的可靠性、穩定性，同時降低成本，將激光雷達推上了‘摩爾定律’的軌道；另一方面，規模效應也會進一步降低成本。我們是最早提出并開始自建產線的激光雷達企業，保證了產品的快速迭代和大規模交付，禾賽科技自成立以來已累計交付超30萬臺激光雷達。”
“芯片化與規模化的耦合，毫無疑問能夠實現更好地增效降本。速騰聚創堅定地推進芯片驅動激光雷達硬件的發展模式，從2017年二維MEMS掃描芯片項目立項至今，已完成激光雷達激光掃描、發射、接收和處理模擬信號模塊的芯片自研，相比通用的信號處理芯片，自研芯片具有更多功能和更快輸出，讓激光雷達獲得了更強的性能表現。比如，目前二維MEMS掃描芯片在M1～M2上大規模量產交付，940nm VCSEL激光發射芯片與3D堆疊的SPAD SoC接收在E1上就緒并即將量產交付，其他芯片已經或即將部署在量產產品上。”速騰聚創相關負責人認為，“當產品交付量增長到一定規模，將完全抵銷芯片的前期研發成本，并使產品整體成本下降，轉換為成本優勢。此外，激光雷達的系統軟件能力，同樣是競爭力的重要組成部分。我們擁有行業領先的HyperVision感知軟件系統及基于此打造Reference解決方案產品，可以加速車企智駕系統的部署、測試驗證、量產落地等全鏈條關鍵項目。”
智駕市場爆發帶動出貨量激增
“隨著智能電動汽車的普及，擁有高階輔助駕駛功能的車型激光雷達選裝率也在逐漸攀升。去年年底，工業和信息化部、公安部、住房和城鄉建設部、交通運輸部四部委聯合發布了《關于開展智能網聯汽車準入和上路通行試點工作的通知》。新政進一步帶動自動駕駛行業的發展，激光雷達的出貨量需求將隨之增加，也對激光雷達廠商的交付能力及產品質量提出了更高的要求。”禾賽科技相關負責人告訴記者，“我們深知產品質量的重要性，因此在公司成立之初，就決定自建工廠。這一戰略決策確保了產品在實現大規模量產的同時，始終保持高質量標準。這也是禾賽科技贏得市場領先地位的關鍵所在。預計2024年，我們的激光雷達交付量將超過50萬臺。”
“目前，激光雷達已成為高級智能駕駛車型必備的傳感器。我們認為，2023年被稱為‘智駕元年’有3個關鍵性標志。一是來自需求端，小鵬、問界等品牌的高階智駕車型銷量占比超過了70％，消費者開始用‘真金白銀’投票，高階智駕功能成為拉動汽車銷量增長的核心賣點之一；二是來自供給端，車企開始認可高階智駕對車型銷售的重要性，幾乎所有車企都在大力研發相關的技術和產品，市場競爭日趨激烈；三是來自市場端，以前高階智駕車型的售價都在40萬元左右級別，現在已下探到20萬元級別，這意味著高階智駕將在銷量規模占比較大的20萬元級別車型中迅速普及。比如，2024年1月，比亞迪宣布旗下30萬元以上車型將標配高階智駕系統，20萬元以上車型可以選裝。這些趨勢都堅定了我們關于‘2024年激光雷達市場規模將加速增長’的判斷，2023年交付25.6萬臺激光雷達只是需求爆發的開始。”速騰聚創相關負責人告訴記者。
打造綜合能力提上議事日程
速騰聚創相關負責人介紹稱:“除M2外，我們還有更多面向L2＋自動駕駛前裝量產市場的產品正在準備，將為市場繼續擴大提供有力的支撐。速騰聚創通過石巖、紅花嶺和與立騰合資的智能工廠進行生產，僅自有工廠便能達到60萬臺左右的設計年產能，加上立騰合資工廠，設計年產能可以超過100萬臺。未來，將在現有規模的基礎上進一步擴大產能并可快速完成擴產，以高質量的交付贏得客戶與消費者的信賴和認可。”
“我們認為，2022～2024年是激光雷達的上車驗證期；2024～2026年則是‘覺醒期’，行業會真正認識和理解激光雷達的作用、性能需求。從行業整體來看，今年僅僅在國內市場就可實現百萬臺交付的突破；高性能激光雷達將成為L3自動駕駛汽車的標配。從感知角度而言，在面對強光、逆光、黑夜、未經算法訓練的物體等難以可靠識別障礙物的場景中，通過高性能激光雷達的融入，實現感知冗余的量級跨越顯得尤為必要。”袁星介紹稱，“圖達通采用輕量化產線建設思路，提高場地面積利用率、規劃上線速度和資本利用率，能夠實現6到9個月內的產線高效落地。當前，圖達通擁有多個生產基地，具備超過30萬臺的年產能。在實際需求推動下，正同步新建多個生產基地，將形成圖達通激光雷達產業集群，迎來進一步的產能躍升，為行業交付更多優質的高性能激光雷達產品。”
“激光雷達是智能駕駛傳感器硬件的新興代表，企業能否高質、高量地完成汽車廠商的訂單任務，考驗的不單單是技術研發實力，更是高品質大規模量產交付能力、系統性的成本管控能力，以及經過市場驗證的產品可靠性等綜合實力。”禾賽科技相關負責人表示，“無論10萬臺還是30萬臺，交付只是一個開始，單純交付數量與用戶長時間持續使用之間存在巨大鴻溝。在過去的一年多時間里，我們的激光雷達在車主的實際使用場景中經歷了各種嚴苛考驗。2024年，禾賽科技同樣有信心憑借產品力和自有工廠穩定可靠的交付能力，獲得更多客戶的認可與信賴。”
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