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微机电激光雷达竞争智能驱动热下的预安装大规模生产

随着汽车智能革命的出现,激光雷达技术得到了极大的应用。高水平自主驾驶的发展催生了对激光雷达的巨大需求。

激光雷达可以使用激光测量距离,并生成关于车辆周围环境的三维数据。激光雷达不同于相机,它直接对物体进行三维成像,不会被阴影等平面图像所欺骗。与毫米波雷达相比,激光雷达具有更高的空间分辨率,可以生成更详细的物体立体图像,进而可以探测到更小的物体。此外,激光雷达可以与其他传感硬件提供更好的冗余,提供更好的安全性和更丰富的传感信息。

由于激光雷达的优点,它被认为是自动驾驶领域中的关键和必要的传感器。据市场研究咨询公司Yole称,从2019年到2025年,激光雷达的整体市场将以19%的复合年增长率(CAGR)增长,到2025年,市场规模将达到38亿美元。其中,汽车行业使用的激光雷达市场预计未来五年将快速增长,复合年增长率上升至100%以上,市场规模增至17亿美元,将成为激光雷达发展的主要动力。Yole预测,到2025年,3.2%的私家车将采用激光雷达技术。

2019-2025年激光雷达市场应用预测(来源:Yole)

激光雷达市场的蓬勃发展,这几年吸引了大量玩家的关注和参与,每个公司的技术路线都不一样。在中国,何塞科技主要以机械激光雷达为主,速腾聚创逐渐转向固态激光雷达。现在,两家公司已经开始布局多条技术路线,伊一科技是MEMS固态激光雷达技术路线的坚定实践者。殊途同归,都希望加速自主驾驶技术的商业化,推动汽车的智能化转型。

激光雷达趋向固态化 MEMS技术将成主流

激光雷达根据是否有机械转动部件可以分为机械激光雷达和固态激光雷达。在机械激光雷达领域,法雷奥是最古老的。早在2017年,法雷奥就成为全球第一家开始大规模生产汽车用激光雷达的公司,第一代SCALA被奥迪A8高端车等车型采用。

但机械式激光雷达体积大、重量重,生产效率低、成本高,旋转部件容易磨损甚至失效,使用寿命短;相比之下,固态激光雷达依靠电子元件来控制激光发射角度,没有机械旋转部件,因此它的尺寸更小,在机械振动、冲击和寿命方面远远优于机械激光雷达。

格氏汽车研究所认为,目前机械激光雷达和固态激光雷达并存,并且由于机械激光雷达技术相对成熟,其市场应用在未来将继续保持一定的市场份额。然而,随着时间的推移,激光雷达技术将朝着高性能、低成本、高可靠性和适合超大规模批量生产的方向发展。固态激光雷达在上述方面无疑具有固有优势,其中高性能Flash和MEMS技术路线是未来的主要发展方向。

激光雷达行业发展趋势(来源:格氏汽车研究所)

但Flash技术要走向成熟还有很长的路要走,MEMS激光雷达被认为是一条容易落地的商业化激光雷达技术路线。因此,包括易基科技创始人兼首席执行官石拓在内的业内人士认为,未来五到十年,微机电激光雷达将成为市场的主流产品,占据超过一半的市场份额。

微机电系统被称为微机电系统,指的是微机电系统。由于微机电系统使得激光雷达的小型化、轻量化和大规模制造成为可能,近年来,国内外涌现出一批竞相开发微机电系统激光雷达的企业,其中就有一些机械激光雷达的优秀技术路线,如法雷奥,计划在第三代激光雷达产品中转向微机电系统技术,预计2022年左右开始量产;也有一些企业从一开始就针对MEMS激光雷达,比如国内单向技术。

易经科技成立于2017年,是中国早期开发车载固态微机电激光雷达的团队。在此次上海车展上,易景科技发布了最新的固态激光雷达产品:ML-Xs,并首次公开披露了其技术参数和优势。据悉,ML-Xs采用MEMS微振镜+1550nm光纤激光器,采用自主研发的接收和ASIC芯片。ML-Xs的视角可达120 25,可提供高达200米的探测距离和0.1的角分辨率。

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图为ML-Xs(图片来源:一径科技)

据一径科技联合创始人&产品副总裁李云翔介绍,本次推出的ML-Xs新品是一款前向长距MEMS激光雷达,兼顾高速前向远距和中/低速大角度应用场景,未来将主要面向L2及以上的智能驾驶,服务于乘用车、Robotaxi等诸多智能驾驶应用,为自动驾驶车辆的安全出行保驾护航。

图左为一径科技联合创始人&产品副总裁李云翔(图片来源:一径科技)

除了最新发布的ML-Xs,一径科技还同时展出了面向短距补盲应用的明星产品ML-30s。据悉,ML-30s能提供140°x70°的超大视场角,可以大幅增加车辆的视野范围,提供宽视场角高分辨率的 3D 感知覆盖,将车身周边盲区的危险系数降到最低。另外,这款产品自2020年起已经实现批量化交付,为无人高速物流、末端配送、Robotaxi和机器人领域提供灵活、高分辨率及车规可靠的盲区覆盖解决方案,是该细分产品方向市占率较高的一款固态激光雷达产品。

上述两大系列产品可以各自满足不同应用场景的需求,同时还可以进行灵活组合应用。兼顾盲区中短距场景和远距高速场景,是一径科技激光雷达产品方案的一大特色。

另外,一径科技的产品还有另一大特点,即面向前装量产,一方面,其可靠性能够满足汽车行业的应用需求,能够抵抗汽车在运行当中的振动冲击带来的影响,满足EMC和耐久性等车规要求。另一方面,产品设计从规模量产可行性角度出发,不要求高精密的光学装调,就能实现高度自动化的装调和封装,极大的提高了组装的良率和效率;并在实际生产过程中,针对装配流程及工艺、标定方法等环节进行了多次迭代和自动化改造,以实现激光雷达规模化量产的目标,进而在成本和产品一致性上也颇具竞争力。

激光雷达或迎上车元年 前装量产分秒必争

2020年底以来,多家车企宣布携手激光雷达供应商,相继公布了量产上车时间表,且都指向2021年,这表明,激光雷达或在2021年迎来上车元年。

在2020年12月22日的蔚来内部分享会上,该公司宣布将用国产供应商图达通(Innovusion)的激光雷达;而在2021年开年第一天,新造车势力中的另一位重磅玩家小鹏也不甘示弱,官宣将在2021年推出的全新量产车型上使用Livox生产的定制版车规级激光雷达。

除了国内自主新能源品牌,国际一线汽车制造商也陆续宣布将在量产新车上搭载激光雷达,例如奔驰将于2021年上市的全新S级就将搭载法雷奥的第二代激光雷达产品Scala 2;此外,丰田雷克萨斯也宣布将于2021年发布配备电装3D激光雷达的LS车型;沃尔沃在其2022年投入量产的全新车型中也将搭载Luminar激光雷达感知技术……

在车企的密集布局下,激光雷达进入每一辆车已经成为大势所趋,其前装量产似乎也成为推动L3+自动驾驶布局的重要一环。作为智能网联电动汽车新增零部件,激光雷达量产上车的时代已经开启。而此时激光雷达玩家们比拼的就是成本优势、规模优势,也就是量产能力。

李云翔在接受盖世汽车采访时指出,车规级激光雷达能否实现大规模量产落地关乎企业生存。“在产品性能方面,现在激光雷达厂商的产品各有差异,而可规模量产性则是下一阶段影响激光雷达是否能商业化交付最重要的因素。”李云翔说道,“生产10个激光雷达和生产1千个、1万个激光雷达是不可比拟的。批量生产需要考量过程能力指数、OEE(总体设备效率)、一次通过率、直通率等指标来保证产品的一致性。这是决定能不能规模化量产、能不能保证供应的重要因素。”

为了实现批量化、高效率生产,并降低成本,一径科技在常熟自建的国产化MEMS激光雷达生产线早在2019年就已进入试生产,该产线占地5000平米,一期规划产能为5万台/每年,可满足 2020 年到 2022 年三年的产能需求,而2022年后会进一步提高工厂的自动化效率,实现更大的产能。另外,以常熟为中心,一径科技已经完成IATF-16949质量体系搭建。

一径科技常熟工厂外观图(图片来源:一径科技)

一径科技常熟工厂内部图(图片来源:一径科技)

机会永远是留给有准备的人,因其高质量的产品性能及稳定的量产能力,一径科技目前已经与多家企业建立了商业合作关系。据悉,在物流配送方面,一径科技已经与京东物流达成战略合作;在Robotaxi方面,一径科技也已获得国外顶级ADAS解决方案提供商的青睐,未来业务会在全球进行布局。

李云翔在采访中预计,从今年开始,激光雷达特别是固态激光雷达市场会起来,主机厂普遍的上车时间点会在2022年年底或2023年。“这肯定是一个稳步攀升的过程,虽然不会是全部车型都上,但会从几万、十万、几十万这样的量开始,目前来看30万元以上的车型机会最大。”

不过,尽管激光雷达市场潜力巨大,但并不是所有的玩家都有可能走到最后,随着商业化大幕的不断拉开,各玩家之间的技术和资金实力差别不断显然,那些表现不甚突出的企业被市场所淘汰是迟早的事,只有能实现规模商业化、量产装车的产品才不会被大浪淘去。一径科技深谙这一点,并正朝着这个方向稳扎稳打、大步向前。

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