文|車百智庫
激光雷達被馬斯克嫌棄,是業內共知的事情。
“用激光雷達的都是傻子,就像是人身上長了一堆闌尾。”在2019年“Autonomy Day”發布會上馬斯克一桿子打翻了一船人。隨后,馬斯克又再下判斷,“那些依賴激光雷達的人注定失敗”。
純視覺感知方案是特斯拉一貫堅持的技術路線,2021年,特斯拉變得更加激進,當年5月宣布拿掉北美市場新生產的Model 3/Y上的毫米波雷達,在行業內引發了不少爭議,最近,特斯拉再次揮刀砍掉了最后一顆雷達,馬斯克終于走在了他理想的道路上。
然而,作為特斯拉忠實粉絲的蔚來、小鵬和理想卻對激光雷達頻頻示好。2021年,小鵬作為“第一個吃螃蟹的人”,小鵬P5率先裝載了兩顆激光雷達。隨后眾多車企紛紛跟隨,開啟了“激光雷達上車”之路。與之伴隨的是一批中國雷達企業逐漸嶄露頭角,從全球范圍內,投資、制造都開始向中國傾斜。大部分老牌雷達公司都沒有想到:上車的第一站會是中國。
從2004年到現在短短的十幾年里,激光雷達經歷了各種曲折、輝煌、失落以及在中國落地,這與中美兩國國情有關,與交通道路情況有關,最重要的還是與技術和商業邏輯、適時地選擇風口有關。車百智庫將在本文主要嘗試回答以下三個問題:
1.在美遇冷,在中“上車”,激光雷達在國內外發展差別為何如此之大?
2.激光雷達“上車潮”是如何在國內興起的?
3.國內激光雷達企業還面臨哪些機遇和挑戰?
被國外市場嫌棄:巨頭倒閉
2004年,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)發起了一場無人駕駛挑戰賽(DARPA Grand Challenge),這就是激光雷達的起點。
比賽共有三屆,在2004到2007年間,共有近20支隊伍完成比賽,其中便有激光雷達相關技術的應用。在背后提供技術支持的就是著名雷達公司Velodyne公司以及創始人大衛·霍爾。
2009 年,Velodyne公司開始正式售賣日后聞名天下的機械旋轉式激光雷達鼻祖 HDL-64E。其核心概念是 “光飛行的時間”(Time of Flight,簡稱 ToF):激光器發射一束激光,激光碰到障礙物,反射回彈,光速是已知的,那么記錄下光一去一回的時間,便可算出發射器與障礙物的距離。如果發射器發射的激光束足夠多、足夠密集,這些點匯在一起,就形成了一張圖像,這種圖像被稱為 “點云” 圖。
DARPA 挑戰賽帶來的更大變化是拉開了高級別自動駕駛商業化的序幕。在眾多觀看DARPA 挑戰賽中還有一名鼎鼎大名的觀眾,那就是谷歌創始人拉里·佩奇,之后他邀請了代表斯坦福參賽的斯坦福 AI 實驗室教授塞巴斯蒂安·特龍(Sebastian Thrun)加入谷歌,成立自動駕駛部門。
此后幾年,Cruise、Zoox、Argo、Nuro……一大批美國自動駕駛創業公司在硅谷誕生。谷歌的自動駕駛部門也在2016年底正式成為獨立的商業主體,也就是后來外界熟知的Waymo。后來,Waymo一度市值暴漲到 1750 億美元,相當于 1/4 個谷歌。
在相接近的時間,中國部分科研機構與公司也開始著手自動駕駛技術的研發。2011年,國防科技大學首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗;2013年,百度基于比亞迪秦改造的首輛自動駕駛汽車在烏鎮大會上亮相。
感知、規劃和控制——這是自動駕駛系統的三大部分,用人開車來比喻,即眼能看路,腦子知道怎么開,手腳會操控車。激光雷達解決的是其中的 “感知” 問題,是高級別自動駕駛車輛的 “眼睛”。
車企希望通過激光雷達的測距功能來讓汽車獲得“望遠”能力,即使在雨雪天氣也能夠“看得清”。激光雷達主要分為機械式、半固態、純固態三種,也是激光雷達發展的三個階段。一直以來雷達被看作自動駕駛領域L3級以上的主要零部件,其主要作用是測距,同時還不受雨雪等天氣的影響,主要用來彌補攝像頭“車眼”的不足。
當然也有人認為,“車眼”本身就可以完成智能輔助駕駛。以特斯拉為例,特斯拉接連去掉雷達的原因是:成本太高。當前,一枚高性能激光雷達價格可達上萬元,便宜的也要3000元,而一枚高清車載攝像頭模組的價格僅400元,特斯拉自研的FSD芯片估算成本也才200美元。
作為美國最老牌的激光雷達公司,Velodyne的雷達始終未曾登上特斯拉的車。在今年二季度財報會上,Velodyne首席執行官Ted Tewksbury表示:“第二季度,我們發現工業和機器人、智能基礎設施和自動駕駛汽車這三個目標市場都形成了強勁的客戶吸引力。”其主要客戶包括全球移動機器人領域領導者波士頓動力(Boston Dynamics)、 芬蘭赫爾辛基的交通安全改善項目等,并沒有出現車企的影子。事實上,這與 Velodyne早期的一個決策和市場判斷有關。
時間回到2015年, 不少激光雷達公司已經看到了自己的另一大客戶群是車企。
車企認為,需要獲得自動駕駛能力以趕上智能化潮流。不同于在有嚴格資質許可下通過非商業化的路測直接做高級別自動駕駛,車企主導的是另一種漸進式自動駕駛路線:即從 L2、L3 的輔助駕駛起步,把有這些功能的車先賣出去,再借助用戶開車過程中產生的大量真實數據優化系統,提升自動駕駛能力。這種方式雖然進展緩慢,對于量產卻是大有好處。
但 Velodyne 在2019 年做出判斷:中國車企不是激光雷達嘗鮮者,同時 Velodyne選擇撤出中國。隨后發生的兩件事都打了Velodyne的臉:
其一,中國汽車市場自 2015 年前后誕生了蔚來、小鵬、理想等造車新勢力,其中的高端品牌也希望通過搭載激光雷達凸顯智能、科技屬性,并與堅持不用雷達的特斯拉形成差異。
其二,業內普遍認為:固態、混合固態技術是下一代雷達的未來。當原本被甩在身后的對手在混合固態路線上換道包抄時, Velodyne 卻沒能持續拿出領先的產品。
這兩件事也Velodyne徹底陷入了被動。這意味著,Velodyne錯過了離它最近的一次量產降低成本的機會,只能依靠資本和二級市場供應高額的研發支出。近日,Velodyne不得不與另一家激光雷達上市公司Ouster合并,以求生存。
機會當然不會等待任何一人,在隨后的競爭中,優勢來到了幾個中國企業這邊。
被蔚小理們追捧:上車元年
在中國,激光雷達受到的完全是“禮遇”,與在美的公司倒閉、抱團求生形成了鮮明的對比。激光雷達量產上車,在國內已成為一件水到渠成的事。
據車百智庫統計,全球范圍內已量產/計劃2022年量產的激光雷達車型有 21 款車型,中國公司有16款。其中小鵬P5上搭載量2個激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達;理想L9在車頂部安裝有一個含128個激光器的激光雷達,蔚來ET7車型上,則搭載了一顆最遠探測距離可達500 m的激光雷達,在蔚來汽車的自動駕駛系統中,優先級最高的是激光雷達和11個攝像頭。
種種跡象表明,中國企業正在走向激光雷達的最前沿。今年8月,Yole Intelligence發布的《2022年汽車與工業領域激光雷達應用報告》顯示,全球車載激光雷達領域,禾賽科技總營收第一,速騰聚創排名第二,其次是Velodyne和Outster。從這個排名上來看,依靠國內新能源汽車市場的廣闊,禾賽科技與速騰聚創確實已經建立起屬于自己的優勢。
促使激光雷達上車的拐點,是城市導航輔助駕駛(NOA)的落地。
車企規劃一個硬件上車時,都有相應的功能定義。從各車企公布的智能駕駛的功能來看,城市NOA才是激光雷達的主要使用場景。激光雷達也是伴隨城市NOA的落地才獲得上車的機會。其主要原因在于,車主在城市用車頻率更高,因此相較于高速導航輔助,城市場景的導航輔助價值更高。不過,城市場景道路復雜、車輛密集,頻繁出現突發情況。
安全性成為更高優先級的問題,特斯拉的幾次“幽靈剎車”事件無疑也在告訴行業:多傳感器融合方案的安全性更高。當更多車企想要走“重感知、輕地圖”的單體智能駕駛路線之時,激光雷達的重要程度,再次被隱隱拔高了。
近日,禾賽科技和速騰聚創2個“資深玩家”,如同說好了一般,先后發布了自家的激光雷達。8月,速騰聚創發布全固態補盲激光雷達RS-LiDAR-E1;11月,禾賽科技正式發布面向ADAS前裝量產車的純固態激光雷達FT120。這是禾賽科技繼廣受好評的遠距離混合固態激光雷達AT 128大規模量產之后,又一次突破。
對于車企來講,更重要的問題是如何用好激光雷達,據《晚點Latepost》報道,目前的主流方案中,正在向“圖像前融合”轉變,也就是在點云和圖像數據被獨立標定前先做前端融合,再到算法層做識別。這也意味著,激光雷達在駕駛中與芯片、智能化等聯系更為緊密,也更加難以“割舍”。
2020 年以來,車企中忽然產生了一陣對雷達公司的投資熱:比亞迪投了速騰,蔚來投了圖達通,小鵬投了一徑,小米投了禾賽。據車百智庫了解,更多中國車企正在考慮投資激光雷達公司,尤其是估值相對低的一批二線公司。此舉被認為是車企在提前布局供應,防止雷達企業中出現“超頭”導致價格過高。
最終問題:成本
成本——這個問題不僅困擾車企,也困擾雷達公司。
為什么激光雷達公司的壞消息不斷?困住它們的無非兩個詞:成本、上車。
Velodyne是以機械式激光雷達起家,這種雷達精度相對較高但體積大,價格也更為昂貴。據鈦媒體消息,在2007年Velodyne剛剛推出 HDL-64E時,其價格高達8萬美元,相當于一輛普通轎車的價格,且直到2014年其價格仍然維持在如此高位。
如今,機械雷達因為其壽命短、價格高已經被大多數整車廠所放棄,主要用于自動駕駛領域,而在整車廠上車主要是以MEMS和轉鏡方案為主流的固態激光雷達,對于車載前裝部件來說,不只是價格更低,并且也更容易達到車規級的標準。同時,可以集成到車身內部的MEMS激光雷達,相比需要放在車頂上的機械式激光雷達來說,可以使得整車更加的美觀。
從市場價格來看,固態激光雷達成本問題依舊是其發展的主要限制因素。據報道,速騰聚創125線固態激光雷達RS-LiDAR-M1 Simple在2020年1月發售時單價為1898美元,而禾賽AT128雷達的目前售價也在700美元左右。相比之下,一枚高清車載攝像頭模組的價格僅400元。
過于懸殊的價格也讓眾多車廠望而卻步,其中也包括特斯拉。測距始終是導航輔助駕駛不可忽視的能力之一,峰瑞資本合伙人楊永成曾對媒體如是說:“如果激光雷達變得更便宜,廠家自然會向用戶和市場妥協。”
目前,國內幾家頭部雷達企業已經和車企綁定開啟量產,速騰聚創綁定主機廠,已經收獲了近50個車型的定點。禾賽科技也獲得了理想、長安、集度、高合、路特斯等多家車企多款車型總計數百萬臺的量產定點。其中,禾賽科技旗下AT128雷達已經在2022年9月交付過萬,禾賽也因此成為全球首家月交付過萬的車載激光雷達公司。
對于激光雷達來說,亟需解決成本問題。成本的降低很大程度上依賴于量產,但也只有將成本打下來,才能獲得車企的認可。
這是一個中國激光雷達的好時候,無論是技術還是市場,中國企業都正在世界前沿?!昂M饫走_企業起步偏早,但因關鍵技術問題沒解決導致遲遲無法量產,財務報表不好看,因此出現各種問題?!敝胁┞撝菐焯仄笇<覐埾璺Q,“Velodyne早期賣得很貴,但當車企給他們訂單的時候卻遲遲不能交付,現在他們已經從中國市場退出來了?,F在激光雷達關鍵技術都是中國企業在攻克?!?/p>
目前正是我國新能源車企業彎道超車的重要時刻。如果能夠解決好成本問題,雷達將成為中國彎道超車的一個重要優勢。
【參考文獻】
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[5]《合并、退市、倒閉,激光雷達的寒冬大逃殺》韓敬嫻,鈦媒體
[6]《激光雷達的熱鬧與喧囂》鐘聲,紅色星際
[7]《偌大的特斯拉,容不下一顆小雷達?》熊宇翔,遠川汽車評論