激光雷達：智能汽車背后的暗戰？

墻外開花墻里香，有時候市場的深度會帶來后發優勢。文丨BT財經 行者激光雷達行業正出現巨變。近日，激光雷達上市公司Quanergy Systems公告顯示，紐約證券交易所監管人員已決定啟動對該公司的退市程序，因其連續30天交易市值不滿足交易所規定的1500萬美元的下限。無獨有偶，下半年以來，數個曾經風靡資本市場的國外激光雷達企業均被曝出經營困難。10月，被譽為激光雷達鼻祖的Ibeo公司宣告破產，11月后Velodyne、Luminar、Ouster等頭部公司紛紛傳出裁員與虧損擴大的消息。值得注意的是，Velodyne一直被認為是激光雷達領域絕對的龍頭。Velodyne在2020年上市后，股價曾于當年底達到最高峰22.82美元/股。但2021年下半年開始，該公司股價開始持續滑坡。目前，Velodyne的股價已經跌至不足1美元，今年內累計跌幅約79.1%。與國外市場“寒冬”不同，國內市場的賽道則愈加火熱。一個星期內，禾賽、速騰聚創、亮道智能相繼公布了自己固態補盲激光雷達產品的新進展，不得不說激光雷達行業確實變天了。中國的激光雷達企業為何能在逆境中實現逆襲？墻外開花墻內香2016年因“油耗門”事件引咎辭職的三菱汽車原社長相川哲郎，并沒有想到自己作為三菱長期汽車研發的負責人，曾推動的一個不起眼技術，現在卻成為主導全球自動駕駛產業發展的關鍵。1991年，剛剛上任負責三菱汽車研發的相川哲郎，就接到了一個重要的任務。被稱作三菱汽車崛起之基的鉆石（debonair）車型，公司決定開始進行第3代的研發。畢竟這款車第2代跟第1代之間上市相隔了22年，而準備研發第3代的時候，與第2代之間的時間也超過了27年。雖然由于鉆石（debonair）車型第2代過于成功，讓很多日本高端企業家都將這款車作為了自己的座駕，但60年代上市的車型，畢竟很多技術已經跟不上時代。而注重科技實力研發的相川哲郎被賦予重任，一個重要的原因就在于三菱汽車當時的高層，希望這款頂配車型將集成世界上最好的汽車技術，打造三菱汽車不可磨滅的名片。相川哲郎不負眾望，一年后上市的第三代鉆石（debonair）車型，成長為和豐田皇冠、日產公爵等日本國產頂級豪車對標的三菱旗艦車型，配置上也體現了作為旗艦的豪華水準。尤其值得稱道的是，第三代鉆石（debonair）車型配備了一個激光雷達，可以顯示跟車距離，并在距離過近時發出預警。這其實是有據可查的激光雷達在汽車領域首個應用。雖然毫米波雷達由于在惡劣天氣可靠性更高，而且可以同時探測距離和速度，在后續廠商追逐相應功能實現的時候被積極采用，成功取代了第1代汽車車載激光雷達的地位。但ACC（自適應巡航功能）是由于激光雷達才出現的，這是一個不爭的事實。“激光雷達到現在實際上已經成為自動駕駛必須使用的核心探測器件”，一家在激光雷達領域創業三年公司的負責人王賽認為，三菱最早在汽車上使用激光雷達“炫技的成分更多”。2004年，美國軍方為了解決伊拉克路邊炸彈問題舉辦的第一屆DARPA無人駕駛挑戰賽，在美國莫哈維沙漠地區舉行。這次沒人能完成賽事，卻推動真正意義上有實用價值的激光雷達在汽車上布局。當時參賽的一家名為Velodyne音響設備公司老板霍爾，敏銳的意識到了激光雷達的巨大潛力以及當時單線固定視線激光雷達的局限性。比賽結束后霍爾著手發明了一臺64線機械旋轉式激光雷達，一改之前激光雷達僅掃描單一固定視線的思路，通過360度旋轉掃描得到的點陣，還原周遭環境的三維信息。從此，激光雷達開始走入汽車輔助駕駛領域，Velodyne公司也成為激光雷達當之無愧的“老大”。甚至2009年谷歌第一輛自動駕駛原型車，用的也是Velodyne的激光雷達。然而，誰都沒想到，激光雷達在海外卻一直不溫不火，反而近三年內在國內成為資本和市場的焦點。據天眼查數據顯示，2021年我國激光雷達企業共發生66起融資事件，融資總額超過56億元，數量與金額均刷新歷年紀錄。王賽的公司也是去年拿到了一大筆投資。對于資本的蜂擁而入，他認為最重要的是當下中國領先世界迎來激光雷達普及的關鍵節點，原因是中國很快將迎來L3級別的自動駕駛普及高潮。“根據IDC的數據，2022Q1中國L2級自動駕駛乘用車新車滲透率達23.2%，較2021年一季度的7.5%大幅提升。根據工信部《智能網聯汽車技術路線圖（2.0版）》指引，國內2025年L2級和L3級新車要達到50%，到2030年要超過70%，且L4占比20%。”在他看來深圳剛剛推出的關于城市測試道路L3級別自動駕駛放開的地方法規和出行建議，就是拉響了國內城市L3級別自動駕駛的號角。而對于為什么說L3級別以上自動駕駛的出現必然推動激光雷達的普及，他認為隨著自動駕駛能力的提升，相應高精度傳感器在汽車上的數量就必然增加。“根據麥肯錫一個報告，自動駕駛從L2到L4/L5級，車載傳感器的數量將從約8個上升到超過24個，其中激光雷達搭載數量將從0上升至最少4-6顆。”某種程度上，他表示攝像頭和毫米波雷達的組合，對靜態車輛或障礙物的識別會有問題（如特斯拉曾撞上白色貨車的可能原因），這方面激光雷達的效果是最好的。“相比攝像頭等傳感器，激光雷達探測距離可在200~300m+，分辨率更高，在夜晚、雨天等能見度較低的環境下性能更優，可顯著提升自動駕駛系統的可靠性。”這其實正是王賽在三年之前毅然舍棄研究所的事業編，押上全部身家準備下海一搏，在激光雷達行業分一杯羹的底氣。問題是，進入激光雷達這個賽道三年，他發現這個看起來特別新的產業，現在內卷極其嚴重，技術投入和對市場的爭取成為各家國內大佬和創業企業紛紛押注的重點。而且經過這幾年的發展和龐大市場需求的推動，在這個領域國產企業份額逐漸追上，而且有了領先發展的趨勢。據Yoel Development數據，2021年全球車載激光雷達市場中，法雷奧（產品線數較低）市場份額位列首位為28%；自主廠商中速騰聚創份額最大達10%，覽沃（大疆）、圖達通、華為、禾賽的份額分別為7%/3%/3%/3%。關鍵，由于自主廠商與下游主機廠深度合作，競爭優勢逐步凸顯，已進入量產爆發期。例如速騰聚創拿到40余款量產車型的定點訂單；禾賽科技最新產品AT128拿到數百萬臺車的訂單。因此，為滿足量產需求，各家企業紛紛升級產品線、建設生產基地，全面加強激光雷達產能建設。再加上為了搶占各家車企裝車的資源，國內企業競爭日益激烈。“激光雷達的裝機價每年下降將近20~25%，這對于一個新興產業來說是無法想象的。”王賽覺得，正是龐大的市場需求催生了競爭的激烈，而競爭的激烈，又讓所有參與的企業必須重視技術突破，降低成本推動自己市場份額的上升，“這雖然是一個良性循環，但大家卷的可以”。這意味著，誰都沒想到這個曾經美國人一直領先甚至獨家開創出的產業，現在卻最終在中國打成了一鍋粥。成本，還是成本在王賽看來，現在中國企業份額相加已經超過海外巨頭，甚至有越來越領先的趨勢，背后就跟激烈競爭的市場局面脫不開關系。“很多行業都是一樣，中國企業進入掌握核心技術必然會大幅降低價格沖擊市場，激光雷達市場也是一樣”，王賽表示在2016年獲得百度與福特1.5億美元投資、估值超20億美元之后，激光雷達的曾經領軍者Velodyne公司開始愈發沉寂，甚至份額都被法國企業取代。原因也很簡單，這家美國公司骨子里還是走著壟斷思維，認為機械式激光雷達技術自己獨步天下，別人只能花高價購買產品，所以這家公司將64線掃描的激光雷達價格定在了8萬美元，而且還不斷漲價。關鍵由于是機械式的激光雷達，所以這家公司激光雷達設備的體積還比較龐大，對于很多汽車廠商的研發來說并不友好，但他們并沒有關注到這一點。這給了后來居上中國公司機會。禾賽科技和另一家速騰聚創的崛起，也恰恰是因為對他們技術的模仿和爭取市場的行為，尤其是禾塞科技針對原價8萬美元的美國產品，通過自身研發和產業鏈迭代把價格降到50%左右，徹底占領了市場。王賽就是在2019年CES（國際消費電子展）上看到國內企業禾賽發布Pandar 40P產品，售價居然只有4萬美元，贏得了大批量海外客戶的訂單，就知道激光雷達市場的機會來了。在這次消費展上，禾賽科技贏得了阿波羅的訂單。原因除了價格的優勢以外，還有就是傲慢的Velodyne公司并不關注激光雷達的質量，他們認為這還是小眾的玩具離普及期相當遠，所以手工作坊式的生產帶來產品質量問題，讓這家公司的激光雷達大批量裝車難以實現。百度相關的研發人員曾表示，收到過這家公司寄來金標也就是水平最好的產品，但因為簡單測試就發現一些問題，由于之前提供的很多版本產品錯誤率和故障率太高，使得百度阿波羅不敢使用這家美國公司的雷達。而百度的阿波羅事實上是全球第一大無人駕駛技術嵌入平臺，很多車企跟他簽有協議，所以百度阿波羅指定的許多配件就會被國際大型車企采購。這在禾塞科技取代美國企業成為百度阿波羅供應商后，間接推動了禾賽的產品迅速進入到大型車企的備件名單。另外一家核心國產激光雷達廠商速騰聚創，早在2018年10月的北京車展上就對外表示，國外有的產品他們都有，而且最少便宜1倍。這些變化，逼的Velodyne 產品2020年開始從80000美元腰斬降價至40000美元，這是該產品發布3年來首次降價。但價格戰美國公司根本跟不上。聽到消息之后，中國企業馬上跟進。此后中國中國激光雷達產品價格一直比Velodyne產品低500-1000美元左右。這成為壓倒駱駝的最后一根稻草。關鍵這些中國公司的服務更好，國內主流自動駕駛系統系統提供商文遠知行COO張力在接受媒體訪問時曾表示，一些國產雷達雖然問題多一些，但如果硬件有問題，1-2天就能換上新的，“Velodyne中國只有二十幾個人，純粹是做銷售和市場的，技術支持都沒有。產品有問題就要發到美國去修。一來一回耽誤半年的時間。”正是這些價格加服務的優勢，再疊加中國高速發展的激光雷達需求，從此激光雷達裝車市場就進入中國企業時代。戰略錯誤和技術迭代“Velodyne公司被市場淘汰有兩方面的原因，既有創始人對海外市場的戰略誤判，又有對于技術頑固的堅持”，一家知名商業咨詢公司負責人李雨晨表示，Velodyne公司激光雷達的成敗歷史，完全可以做成MBA的負面教材。他進一步介紹，從2019年開始Velodyne公司在中國原本人數不多的員工又經過一輪裁減，而且不光中國，所有新興國家的分部都遭到了裁員。“原因居然是老板霍爾判斷歐美將是自動駕駛首先落地的市場，決心集中精力維護在這些市場的優勢地位”。根據媒體披露出的霍爾在董事會相應發言可以看出，這個激光雷達商用第一人認為在Waymo等高級別自動駕駛公司的小規模需求被滿足之后，真正打開激光雷達市場空間的是車企的批量采購；而能率先把激光雷達放到量產車型上的會是歐美或日韓車企。“實際上正是這個看好傳統車企自動化技術發展的決策，讓這家公司從高峰到低谷只用了不到三年”，李雨晨認為有時候戰略出錯誤，怎么彌補可能都會有問題。而這個戰略決策已被認定是美國高科技企業做出最可怕的誤判。霍爾到現在還不改口，依然認為自動駕駛應該是谷歌方案在海外的汽車廠商率先實現，李雨晨覺得，他并沒有想到百度阿波羅卻因為便宜和開放，“比谷歌方案在海外汽車廠商的接受度還要高，甚至合作落地簽約數量成為全球第一大自動駕駛平臺”。當下，中國已經成為自動駕駛和激光雷達應用最活躍的市場，而且從金額到市場份額、增速方面都遙遙領先其他國家。尤其是造車新勢力選擇和國產廠商合作，例如蔚來+圖達通，小鵬+速騰聚創，理想+禾賽科技等，緊密的合作進一步加速行業發展。按照華西證券的測算，L3和L4&L5級別自動駕駛在全球乘用車中的滲透率將于2025達到8%和1%的規模，2030年達40%和20%的規模，徹底成為主流。而根據現有數據推算，乘用車用激光雷達市場規模將在2025和2030年達217億元與1122億元，其中國內市場規模為155億元和630億元的規模。這種程度上激光雷達也應該得中國市場得天下才對。李雨晨還認為，另一個激光雷達企業在國內現在占據主流、國產替代已經完成全產業鏈布局的關鍵，是中國制定的新車載雷達的標準。“這些標準絕對不是應對機械式的雷達，反而是固態或者半固態的混合雷達。”這也成為Velodyne公司最終失去中國這個主要市場的另一個重要原因。一直以來霍爾就認為機械式掃描是激光雷達唯一可靠的解決辦法，他并沒有在這個上面花費太多迭代的研發投入，反而把精力放到了對于專利維權和訴訟上。2019年8月，Velodyne公司在加州起訴禾賽和速騰專利侵權。禾賽此后分別在德國和中國起訴Velodyne專利侵權。紛爭結果是，Velodyne和禾賽在第二年年中達成全球和解，雙方承諾2030之前不在機械旋轉式激光雷達領域對對方提起任何訴訟，Velodyne的專利屆時也將過期。禾賽為和解付出的代價包括一次性支付1.6億元人民幣專利和解費，2020-2030年連續十年支付專利許可費。這種技術壟斷性也倒逼中國企業拋棄了機械式雷達的方案，轉而尋求更加先進的電子激光雷達布局和技術模式。“某種程度上，正是海外巨頭的施壓讓中國企業走了一條跟國外公司不太一樣的技術路線，也實現了跨越式的技術發展”，李雨晨表示目前中國國內激光雷達的主流，已經轉移到半固態和固態激光雷達上。其實在掃描方式上，激光雷達以機械式—混合固態—固態的技術路線逐次演進。Velodyne緊抱不放的機械式激光雷達在三者之中技術最成熟，兼具360°水平視場角和測距能力遠的優勢，但因成本較高、裝配困難、機械零部件壽命不長等缺陷，一直難以達到自動駕駛汽車量產的要求。而國內現在主流的混合固態激光雷達，在現有技術和工藝水平下更能滿足量產車型對雷達穩定性和壽命的要求，其中MEMS微振鏡方案具備可靠性高、分辨率高等優勢，是當前最為主流的激光雷達量產方案。相對前兩者，大家都在研發的固態激光雷達取消了全部運動部件，具有體積小、量產成本低的特點，但技術尚未成熟，現有的產品功率較低，還滿足不了實際上路的技術需要。當然，從長期來看，固態方案是車載激光雷達的最終發展方向，在可量產性、性能、成本方面均具備優勢。Velodyne公司也許看到這個方向，倔強的霍爾最終低下了頭，2020年下半年他們也推出了固態激光雷達的產品，售價甚至定在了100美元一顆。但單個雷達功率太小，如果完全實現自動駕駛L3級別的能力，整車要部署超過20顆的激光雷達，這對于中心算法和供電系統都是個不小的考驗，因此產品應用還遠未達到需求。然而這個時候霍爾想在領著公司進軍半固態雷達的市場，卻發現中國企業和法國企業對他筑起了一面專利墻。一步錯步步錯。裝車之戰演變成芯片之戰最新的消息顯示，特斯拉宣布將取消所有雷達，全部用8顆攝像頭來解決自動駕駛的數據搜集問題。固然特斯拉這么做顯示的非常狂妄，而且是在技術還沒有完全實現，甚至很多軟件功能要到明年年中才能最終解決的背景下，提前宣布消息有提振股價的思維在里面；但特斯拉能這么做的底氣就在于全球擁有特斯拉車輛的數量，以及每輛車每日產生海量的數據，可以幫助系統去了解視覺，解決自動駕駛數據采集問題的算法關鍵。從這個角度說自動駕駛的實現，是跟數據與算法相關，而數據獲取部件尤其是激光雷達的技術迭代和發展，也跟裝車的數量密切相關。所以現在激光雷達廠商，尤其是國內的這些創業企業，都不約而同進入爭奪汽車品牌的大戰之中。而2021年10月，小鵬P5作為全球首款量產激光雷達智能汽車正式下線交付，徹底拉開了這場大戰的帷幕。“不論是傳統還是新勢力，只要汽車廠商有智能汽車設計新車型的消息，各家激光雷達廠商的高管就會蜂擁而至，拉關系、打友誼牌、提供從開發階段到試車全部雷達備件免費試用，甚至技術人員駐場也是常態”，作為服務國內一家造車新勢力的戰略咨詢公司老板，李雨晨對這些激光雷達廠商最近兩年的動向非常關注。在他看來，這樣的打成一鍋粥的狀態很正常，“所有人都清楚，只要車型研發成功，激光雷達裝車之后隨著車輛的銷售變成一門長久的生意，而一個車型的成功必然會引發同一品牌甚至不同品牌其他車型研發的跟進，從而打開整個市場。”站在汽車廠商來說，這種買方市場必然感到非常爽。“汽車廠商關注激光雷達，其實就兩個部分，一個是性能一個是價格，在性能盡可能滿足條件的背景下，價格還要限制到最低，這其實是汽車廠商最需要解決的痛點。”而這兩點也成為當下國內激光雷達產業企業，正在努力研發和產品設計的方向。李雨晨表示，激光雷達的成本主要包含研發成本、BOM成本及生產成本，“研發成本與生產成本可隨量產規模的擴大顯著分攤；真正對價格影響最大的是生產成本，尤其是芯片。”目前希望雷達廠商有一些的主控芯片還需要外采，而且需要多個芯片的共同努力，在算法調度之下完成所有的工作。因此，李雨晨表示芯片集成設計能力將成為整機廠核心競爭壁壘。“廠商基本上都開始自己設計芯片，只有自己設計才能將將整個系統簡化為幾顆芯片，裝配工藝完全可以自動化；同時大幅降低物料及調試成本。”在這種背景下，芯片化是重要的降本途徑，也是實現激光雷達高性能、高可靠性的關鍵效技術。在他看來，激光雷達主控芯片將從FPGA向高集成度的ASIC/SoC方案發展。據禾賽科技招股書，其自研多通道發射芯片使得發射端驅動電路成本降低70%，自研多通道模擬前端芯片使得接收端模擬電路成本降低約80%。這就是一個例子。當下，智能汽車是最有可能引領全球產業發展的行業，而激光雷達作為智能汽車感知系統的核心，已經成為中國真正在新10年發展的殺手锏，在其中市場的作用和技術的突破都有相應的加成。真正能引發這一切恰恰是整個產業對于技術迭代的需求。某種程度上正是由于我們擁有一個龐大的國內市場和相應的海量需求，才激發出一個超越全球發展水平的產業。版權所有，禁止私自轉載！如涉及侵權，請聯系刪除。