华为们都在押注 激光雷达的胜算与焦虑

导读：面对这个价值180亿美元的市场，中外各路选手都在蓄势待发，今年能否成为破局之年呢？

近日，来自以色列的激光雷达供应商Innoviz成功曲线上市，完成了3.71亿万美元的募资。在去年12月，处在同一赛道的Luminar也用同样的手法登陆纳斯达克。尽管被寄予厚望的“中国激光雷达第一股”禾赛科技撤回IPO申请，业界对激光雷达的追捧却有增无减。

无论是小鹏、蔚来、百度等造车新势力，还是一汽、长城等传统大厂，无不争先恐后进行投入。将重心转移到汽车的华为更是亲自下场，誓用自己的产品改写市场格局。

面对这个价值180亿美元的市场，中外各路选手都在蓄势待发，今年能否成为破局之年呢？

脱离质疑

狂人马斯克一向对自动驾驶的技术选择颇为激进，唯独对“激光雷达”不感冒，“激光雷达是个愚蠢的解决方案，谁用谁倒霉（Lidar is a fool, Anyone relying on lidar is doomed）”的言论就出自他口中。

马斯克认为强大的主控芯片、摄像头、毫米波雷达和算法的组合就能搞定一切。不过，从事过激光雷达开发的投资人刘明（化名）认为另有原因：“在马斯克开发自驾之初，激光雷达的成本要达好几万美元，他自然不会选择了。”

作为行业鼻祖的Velodyne公司，其64线雷达最高可卖到70万美元一台，入门级的16线雷达也要卖8000美元。即使经过几次调价，主流激光雷达的价格已经下探至3000美元，还有一些国内厂商将价格做到1000多美元，但是与其他方案相比，其仍显价格过高。

比如，摄像头、超声波雷达、毫米波雷达平均成本分别为60美元、12美元、90美元，按当前1个前视摄像头+ 4个环视摄像头+12个超声波雷达+3个毫米波雷达的主流组合，总成本也就是700美元左右。

有趣的是，除了特斯拉外的厂商还是一致选择了激光雷达。因为与摄像头、毫米波雷达等方案相比，激光雷达具有高性能、高分辨率、高精度等非常明显的优点。

激光雷达以激光信号来探测目标，不但可以获得位置信息，还可以根据反射率来区分目标物质的不同材质。由于激光频率高，波长短，所以可以获得极高的角度、距离和速度信息。并且，利用多谱勒成像技术，激光雷达可以创建出目标清晰的3D图像，这是其无可比拟的优势。

摄像头也有不错的信息获取能力，但遇见较强的反光，或者以白色为基调的物体时，则可能会判断成云朵甚至认为没有障碍物。特斯拉的事故就说明了这个问题，即便还配备了毫米波雷达，但受限于感知距离较短，如果车速过快，系统也无法迅速响应。

理想汽车首席执行官李想曾表示：“摄像头+毫米波雷达的组合像青蛙的眼睛，对于动态物体判断还好，对于非标准的静态物体几乎无能。视觉在这个层面的进展几乎停滞，哪怕是动态，车辆以外的识别率也低于80%，千万别真当自动驾驶来使用。”

再不用说弱光和黑暗环境下，激光雷达的表现更远胜摄像头。因此，谷歌Waymo、国内的百度Apollo等都以激光雷达主导，搭配摄像头、毫米波雷达等元件一起来使用。业界也基本达成共识，不依靠激光雷达，实现有效的L2.5级以上自驾是非常困难的。

2020年的CES就成了激光雷达的狂欢节，来自全球30多家厂商的产品让汽车行业目眩神迷。无论是产品的核心性能指标（视场角、分辨率、测距范围）、还是关键的价格（1000美金成为分水岭），激光雷达都展示了能全面商用的实力。

到2020年末，华为也正式发布了车规级96线激光雷达产品，更是为这个市场又点了一把火。

条条大路通罗马

激光雷达的分类非常复杂，一个经常出现的分类是按线数（激光光束数量）来划分，因为线数的多少就决定着激光雷达的扫描精度，也划分了产品的具体档次。

根据线数的不同，激光雷达又具体分为2D、2.5D（1，4，8线）和3D（16，32，64线）三类产品。按照业内的认知，自动驾驶要3D，至少是16线以上，一般都是64线以上，最新要求100线以上。

64线激光雷达的价格非常“感人”，一般在上万美元左右。因此，华为推出的96线激光雷达号称要将价格降到200美元左右，无疑在市场上掀起了巨大的波澜。

如果按扫描结构划分，激光雷达又可以分为两大类：机械式和固态激光雷达。机械式的装配困难、扫描频率低；固态激光雷达有3种实现方式：MEMS、Flash和光学相控阵(optical phased array, OPA)。

最早期的产品就是机械式激光雷达，这也是技术最成熟的产品，目前主要应用于Robotaxi（自驾出租车）领域，属于市场主力。从商业化的角度来看，机械旋转式雷达成本高，体积大，且很难通过车规级验证，不适合自动驾驶汽车的前装量产。

将机械扫描系统进行革新，就出现了MEMS（微机电系统）激光雷达。其采用了MEMS微镜，把所有的机械部件集成到单个芯片上，利用半导体工艺生产，不需要机械式旋转电机，而是以电的方式来控制光束。由于微镜振动幅度很小，频率高，成本低，技术成熟，主流的方案都在向MEMS方向靠拢。

MEMS激光雷达也被称为半固态激光雷达，与之相对的则是全固态激光雷达。OPA激光雷达就是一种全固态激光雷达，由光电元件阵列组成，通过控制每个元件发射光的相位和振幅来控制光束，无需任何机械部件。

OPA激光雷达具有无惯性器件、精确稳定、方向可任意控制等优点，成为近年来研究的热点，液晶、集成波导光学相控阵等固态技术方法层出不穷。

因其体积大幅减少，装配时间也可控，可靠性高，但受到芯片成熟度不足等各种问题的牵制，离落地还有一段较长的路要走。

最前沿的是Flash激光雷达，虽暂时无法同时满足远近成像的要求，但随着单光子面阵探测技术的成熟，有望成为未来的激光雷达技术路线方向。

图 各种激光雷达比较（来自银河证券）

自动驾驶的巨大需求是激光雷达技术演进的动力和目标。按照目前全球主要汽车制造商的预估，1000美元以下是L4自动驾驶的激光雷达规模化采购的价格目标，而L2+、L3的价格目标在500美元以下。

为了解决成本问题，各家厂商正在固态激光雷达的三条技术路线上精耕细作，都希望将价格降低到几百美元，甚至100美元以下。

不过业内人士指出，激光雷达厂商要在未来的竞争中脱颖而出，技术路线并不是最重要的，能否商业化应用才是取胜关键，而这取决于其是否能平衡光源、接收、光路控制等方向的成本、量产进度以及其可靠性。

还有一点，每家汽车原始设备制造商（OEM）和汽车一级供应商均有着不同的要求（视场角、探测距离等参数，以及安装激光雷达的位置）。因此，这个市场不一定会形成一家独大的局面。

一步之遥

从2020年开始，多家车企就宣布了将激光雷达用在量产车型的计划。小鹏汽车宣布与大疆孵化的Livox览沃科技达成合作，2021年推出的新车将使用其定制版的车规级激光雷达；蔚来ET7将搭载Innovusion配套的激光雷达；长城的咖啡智能平台首款车型“摩卡”将搭载Ibeo配套的激光雷达；北汽集团旗下高端品牌ARCFOX则搭载了华为的解决方案。

一时间，2021年成为激光雷达规模商用元年的声音不绝于耳。不过，很多业内人士对此还是持保守的态度。

图 国内满足车规要求的部分激光雷达产品

激光雷达要想成为“车规”级产品，必须要同时满足“成本够低”、“可靠”以及“可量产”三个重要条件。

如果依照这些标准，业内人士并不认为现在的激光雷达能真正达到自动驾驶的要求，还存在着稳定性差、寿命短等诸多问题，即使勉强上车，后面难保不出现问题。

“从产业链来看，因为上游核心的一些电子元器件、技术支持不成熟，短期内很难有量产产品落地。”刘明告诉集微网，“现在比较成熟的还是机械扫描式的，但只能做自驾验证，没有上车的价值。不管是MEMS还是OPA，现在都不成熟。”

“MEMS振镜特别难做，国内现在有几家在做，都没有量产，国外虽然有批量出货，但是非常贵。”刘明补充道。

技术的不成熟也就使得产品成本很难降低。华为智能汽车解决方案BU总裁王军此前表示：“在成本方面，华为的96线激光雷达，暂时还做不到此前宣称的100美元，但是基本在几百美元左右。”

刘明认为华为现在的做法是“亏本挣吆喝”，强行降价以实现装车量产，期望由量产带来的规模效应反过来降低成本。这条路也是其他公司所推崇的，不过能否成功，还需要后续很多的努力。

即使过了技术关，激光雷达的可靠性、稳定性这些隐性指标也要达标，确保功能安全，这就还需要激光雷达公司拥有很高的品质管控能力和批量交付能力。华为应该具备这种能力，但是对很多初创公司，情况也就难说了。

“所以，2022年或许才是激光雷达全面商用之年，而整个行业也已经过了导入期和成长期，接下来将会面临全面的洗牌阶段。”刘明最后表示。