被马斯克嫌弃的激光雷达，为何突然“蹿红”？

1916年,爱因斯坦提出光的受激发射理论,人类对激光开始有了认知。

在此后的几十年,随着科技的进步以及时代的发展,人类对激光的认知逐步加深,这个曾经只作用在军事等方面的设施,开始出现在大众面前。

9月15晚,全球首款搭载激光雷达的量产智能汽车,小鹏P5正式上市,而这或许也意味着高阶智能安全性进入实际落地期,被提上了日程。

事实上,除了被运用在新能源汽车的自动驾驶外,今年激光雷达领域也是频发喜事。

8月,日本车灯大厂Koito加码投资美国激光雷达公司Cepton;无独有偶,国内固态激光雷达供应商“探维科技”,也在9月完成1亿元A轮融资。

这个曾经被淡忘的设施,为何让这么多品牌趋之若鹜。

“蹿红”的激光雷达 

经过近44年的技术进步,直至1960年,TH Maiman研发出了第一台激光发射器,这也拉开了激光被人类所用的序幕。

时隔一年,1961年,国内第一台激光发射器“小球照明红宝石”,在长春正式诞生。

1969年,美国第一次登月,在月球表面安装了后向反射器装置,从地球向该装置发射激光,人类测得了精确的地月距离,这也是激光首次被运用在其他用途。

九十年代末,随着人工智能的发展,自动驾驶概念也在飞速进步,从2005年开始,激光雷达被运用在汽车领域的实例越来越多,2004—2007年之间,由国外机构组织的DARPA无人驾驶车挑战赛,均运用到了激光雷达。

随后,以音响起家的Velodyne转型激光雷达制造商,自发明3D实时激光雷达以来,推出了多达64线激光雷达产品。

截止2005年,已有80多家激光雷达公司成立,其中,许多人都押注于新技术,刺激了激光雷达领域的高度技术多样性。

2010年,开始布局无人驾驶汽车的谷歌也选用了Velodyne提供的激光雷达。

此后的十几年里,随着激光雷达的前景被看好,激光雷达的重视程度增高,越来越多的企业开始了车载激光雷达的研发,国外涌现出一批诸如Velodyne LiDAR、Luminar、Ouster、法雷奥等头部激光雷达企业,国内也有禾赛科技、华为、大疆等“淘金”的玩家。

尽管,从激光雷达的运用上看,被应用的领域越来越广,军事、医疗、通讯、工业、航空等各个领域皆有所取,但从成熟程度以及增速上汽车领域最为迅速。

特别是在新能源汽车以及智能汽车大流行的背景下,研发自动驾驶的企业逐批涌现,这也加速了激光雷达的“蹿红”,包括百度、Uber、Cruise、文远知行、小马智行等等。

目前,整个激光雷达市场群雄逐鹿,据青桐资本统计,仅在2020年就有46家入局,其中不乏速腾、镭神等明星企业,不过,当前市场集中度不高,初创企业仍有机会跑出。

科技巨头跨界入场的“阳谋”

作为一种新型崛起的感知硬件,相比摄像头、毫米波雷达,激光雷达可以准确的感知周边环境的三维信息,探测精度在厘米级以内,这就极大的提升了设备对障碍物、周边环境的识别能力。

互联网时代的到来,以及生活方式的改变,特别是人们对智能硬件的要求增高,改变了人们对传统生活的认知,智慧城市、智慧物流等多种新概念被提出,加大了对激光雷达的应用。

据Yole预测,到2026年激光雷达市场规模将达到57亿美元,2020-2026年,年复合增长率将达到21%,细分市场里,智慧城市增速最快将达到35%;自动驾驶出租车和巴士增速为33%;智能物流为23%。

此外,自动驾驶、高级辅助驾驶能力,对周边环境及前方障碍物的预判、识别能力有着极大的要求,相比目前的主流探测设备,激光雷达普遍的有效探测距离更远,这就刚好契合了无人驾驶、智能驾驶的需求。

特别是由于大环境因素,近几年人们更倾向于私人出行,交通堵塞的减少也将导致从公共交通转向私人驾驶的趋势加速,对于激光雷达的开发更为关注,这对长远发展是有益的。

目前,汽车激光雷达市场增速达到111%,到2026年市场规模将突破23亿美元,占比近乎达到总市场规模的49%,其中,ADAS所用激光雷达将占到41%,激光雷达成为量产汽车标配,与纯视觉的路线之争已有胜负。

另一方面,新基建成为近年来国内投资、创业以及社会的绝对热点,智慧交通、车路协同作为不可或缺的一部分,吸引了更多人关注,这个时候就需要各类传感器,如激光雷达、摄像头提供环境信息。

作为智能交通终端传感器,激光雷达的性能决定了同样具备类似L4自动驾驶不可或缺的地位,在车路协同端有巨大的应用前景。

最后,市场趋于理性,技术方案成为关注重点,如IDG资本投资北醒光子、光速中国投资禾赛科技等主要都是看中企业背后的激光雷达技术方案,技术的不断成熟成为企业成批涌入的关键。

目前,固态激光雷达是行业公认的发展方向,经过不断优化,相比原始的设备形态,改良过的固态激光雷达体积有了明显的缩小,甚至XenomatiX的产品体积缩小了3倍,但消耗的能量仅为原来的二分之一,功能与效果增加了3倍。

更为关键的是,早期的机械式激光雷达价格动辄在几十万甚至是上百万,如今在固态化的产业链体系中,激光雷达的质量与价格开始趋于合理的范围,这也是大厂钟爱激光雷达的因素之一。

浪头上的潮流涌动

事实上,尽管行业玩家略显拥挤,但从行业集中度上而言,目前并不算高。

Ouster创始人、首席执行官Angus Pacala表示,“未来五年内,只有三到五家激光雷达公司会活下来。”似乎这句话有点危言耸听,却从侧面也反映出行业整合潮还在继续。

从Yole发布的最新数据来看,目前市场份额最高的Valeo也没有超过30%,而其他行业玩家仅有速腾聚创以10%居第二,其余玩家均为个位数的市占率,这表明市场格局仍然比较分散,不少玩家仍有机会。

激光雷达落地,特别是汽车激光雷达的落地,有着非凡的意义,对于国内激光雷达行业而言,步入量产阶段,标志着激光雷达技术的相对成熟。

一个很明显的标志是,早两年马斯克之所以不看好激光雷达,是因为那时价格偏高,会导致整车的成本上升,但以现阶段的趋势,激光雷达价格会越来越便宜。

目前,激光雷达的平均售价在5200元左右,随着技术逐渐成熟,成本降低,预计到2026年激光雷达的平均售价降至1042元,这也将大大提高激光雷达整体应用效率。

不过,纵观整个领域,国内激光雷达大规模落地、全场景应用,还受制于一些因素、难题。从客观角度来看,处理不利条件是激光雷达所必须面临的难点。

例如,uber在2018年发生的首例无人驾驶致死车祸中,其原因就在于无人车传感器已经探测到这位正在横穿马路的行人,但自动驾驶软件并没有在当下采取避让措施。

确保激光雷达在车辆中应有的地位,是决定其实现公平合理的处理应用场景的关键,从而有助于自动驾驶系统做出更快的决策,实现或保证车辆的安全运行。

另一方面,如同摄像头一样,最初基础硬件是主要区别,但随着行业的发展,软件和应用程序的差异化就变得至关重要,如何实现软件、以及应用程序上的差异化或是关键一环。

以汽车领域为例,这类领域更需要激光雷达具备深度传感,同时也能实现汽车众多传感器的智能融合,实现软件或应用程序上的差异化,能够用同样数量或更少的传感器完成更多的事情,实现“一瞬间”探测整个场景,提供不同视野、不同范围、不同分辨率和帧速率,更具灵活性。

最后,相对国外企业,国内激光雷达企业还需持续向上突破,特别是技术层面,在国内几家企业中,仅有速腾聚创主流MEMS式,像是禾赛、大疆等仍主要做机械式,不过,现在机械式正在式微,车企和投资人信心不足。

结语

经过100年的发展,激光雷达仍在不断演进,时代的“大浪淘沙”下,敦促着企业向着更高层面、更严规格转变,如今,激光雷达赛道格局依旧未定,众多存留玩家中,“前浪”与“后浪”还在不停角逐。

不过,能够预测到的是,随着技术与应用场景的改进,未来的某一天里激光雷达将更好地为人类所服务,这也将推动整个社会的利好发展。