一、什么是激光雷達(dá)?

　　各個車企都在強(qiáng)調(diào)激光雷達(dá)，那我們首先要弄懂，什么是激光雷達(dá)?

　　LIDAR——激光雷達(dá)，是一種傳感器，被譽(yù)為“機(jī)器人的眼睛”，是一種集激光、GPS定位和慣性測量裝置為一體的重要傳感器，簡單地說，就是一種通過發(fā)射激光并檢測返回所需時間的方法來測量距離，原理類似于雷達(dá)，只是使用激光代替無線電波?？梢哉f，激光雷達(dá)是幫助汽車實現(xiàn)高階智能輔助駕駛功能的重要硬件配置之一。

　　二、激光雷達(dá)的工作原理是怎樣的?

　　接下來，我們講講激光雷達(dá)的工作原理是怎么樣的。

　　首先，我們需要明確，激光雷達(dá)并不是獨立運作的，一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時候，會對外發(fā)射激光，在遇到物體后，激光折射回來被CMOS傳感器接收，從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看，只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時間就可以測出障礙物的距離，再結(jié)合實時GPS、慣性導(dǎo)航信息與計算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度，系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。

　　緊接著，一個激光雷達(dá)如果能在同一個空間內(nèi)，按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光，就能得到多條基于障礙物的反射信號。再配合時間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，這些信息配合x，y，z坐標(biāo)，就會成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號，再基于軟件算法組合起來，系統(tǒng)就可以得到線、面、體等各種相關(guān)參數(shù)，以此建立三維點云圖，繪制出環(huán)境地圖，就能變成汽車的“眼睛”。

　　三、激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈

　　1)發(fā)射芯片：905nm EEL芯片歐司朗一家獨大局面難以改變，但VCSEL通過多結(jié)工藝補(bǔ)齊功率短板后，因為其低成本、低溫漂特性將逐步實現(xiàn)對EEL的替換，國產(chǎn)芯片長光華芯、縱慧芯光迎來發(fā)展機(jī)遇。

　　2)接收端：905nm路線由于要提升探測距離，預(yù)計SiPM和SPAD將成為大趨勢，1550nm將繼續(xù)使用APD，相關(guān)產(chǎn)品門檻較高，目前主要被索尼、濱松、安森美所壟斷，1550nm的芯思杰和905nm的南京芯視界、靈明光子有望率先突破。

　　3)校準(zhǔn)端：半導(dǎo)體激光器由于諧振腔較小，光斑質(zhì)量較差，為了達(dá)到激光雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)需要快慢軸準(zhǔn)直進(jìn)行光學(xué)校準(zhǔn)，線光源方案還需要勻化，單激光雷達(dá)價值量上百元。

　　4)TEC：由于歐司朗解決了EEL的溫漂，VCSEL天然具有低溫漂特性，因此激光雷達(dá)不再需要TEC。

　　5)掃描端：轉(zhuǎn)鏡主要壁壘在時序控制，MEMS工藝有較高難度，希景科技最先實現(xiàn)量產(chǎn)。

　　四、國產(chǎn)替代下的星辰大海

　　激光雷達(dá)的國產(chǎn)化，不僅是為了實現(xiàn)國產(chǎn)替代，技術(shù)自主，以防西方國家卡脖子，還有一個重要因素是降低成本。

　　物美價廉是一個繞不開的話題，然而，激光雷達(dá)價格卻不低，在汽車上安裝單個激光雷達(dá)設(shè)備的成本約為10,000美元。

　　激光雷達(dá)，成本昂貴一直是其揮之不去的陰影，特別是更高級的激光雷達(dá)方案，最大的受制因素主要還是成本;激光雷達(dá)被業(yè)界認(rèn)為是一種昂貴的技術(shù)，特斯拉直言不諱地批評激光雷達(dá)成本高昂。

　　激光雷達(dá)制造企業(yè)一直在尋求降低成本，隨著技術(shù)的發(fā)展，它們的理想逐漸成為現(xiàn)實。第二代智能可變焦激光雷達(dá)，不僅性能優(yōu)越，成本相對于第一代也下降了三分之二，而且體積較小。據(jù)業(yè)界預(yù)測，到 2025 年，國外先進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)的平均價格可能會達(dá)到每個大約 700 美元。

　　激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)，目前的發(fā)展脈絡(luò)是，技術(shù)水平一天比一天成熟，國產(chǎn)化漸行漸近。激光雷達(dá)的國產(chǎn)化，經(jīng)歷了這樣幾個階段，先是國外企業(yè)的天下，后來，國內(nèi)企業(yè)起步，加碼，現(xiàn)在，主導(dǎo)權(quán)漸漸向國內(nèi)企業(yè)靠攏。

　　近年來興起自動駕駛浪潮，使本土激光雷達(dá)廠商逐步入局，國產(chǎn)工業(yè)級激光雷達(dá)產(chǎn)品已漸成氣候，在國內(nèi)智能電動車上，本土激光雷達(dá)公司已陸續(xù)登場。

　　據(jù)資料，目前國產(chǎn)雷達(dá)企業(yè)應(yīng)該有二三十家，如速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北科天繪、鐳神智能等，還有大疆、華為等電子硬件巨頭及傳統(tǒng)汽車零部件巨頭。

　　目前，禾賽、大疆、速騰聚創(chuàng)等中國廠商推出的激光雷達(dá)產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，打破了美國等發(fā)達(dá)國家在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。還有炬光科技、大族激光、光庫科技、洛微科技、禾賽科技、中際旭創(chuàng)、空維激光、巨星科技等企業(yè)也重視激光雷達(dá)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)，利用光模塊領(lǐng)域積累的技術(shù)、工藝和制造經(jīng)驗推進(jìn)激光雷達(dá)的創(chuàng)新。

　　目前可分為兩個流派，一類研發(fā)機(jī)械式激光雷達(dá)，另一類則直接鎖定固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品。在高速自動駕駛領(lǐng)域，禾賽市場占有率較高;而在低速自動駕駛領(lǐng)域，速騰聚創(chuàng)則是主要廠家。

　　如果從整個產(chǎn)業(yè)鏈的上下游來看，我國已培育了一批有實力的企業(yè)，形成基本完整的產(chǎn)業(yè)鏈。國產(chǎn)雷達(dá)企業(yè)經(jīng)過多年的堅持投入和經(jīng)驗積累，在各自的細(xì)分市場深度耕耘，呈現(xiàn)出百花齊放的市場格局。

　　量產(chǎn)，是成熟的一個重要指標(biāo)，隨著進(jìn)入量產(chǎn)，價格也在大幅下降，大疆在2020年8月就宣布實現(xiàn)了車用自動駕駛激光雷達(dá)量產(chǎn)供應(yīng)，并且價格降到千元級別;而華為，2016年進(jìn)行激光雷達(dá)的技術(shù)預(yù)研，2017年做原型驗證，2020年實現(xiàn)量產(chǎn)。

　　和進(jìn)口雷達(dá)相比，國內(nèi)企業(yè)在供貨及時性、功能定制化、服務(wù)配合度及渠道合理性等方面都有優(yōu)勢。

　　進(jìn)口激光雷達(dá)采購成本較高，因此，國產(chǎn)激光雷達(dá)低成本化，是其占領(lǐng)市場的抓手，也是國產(chǎn)替代的重要動力，當(dāng)然，成本下降空間、量產(chǎn)成熟度等諸多現(xiàn)實問題仍然擺在國內(nèi)企業(yè)面前，依然需要面對很多挑戰(zhàn)。

　　激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)自誕生以來，呈現(xiàn)出了技術(shù)水平高的突出特點。激光雷達(dá)技術(shù)作為近年來高熱度的新興技術(shù)，其實有很大的技術(shù)壁壘。技術(shù)，不僅對于想入場的企業(yè)是挑戰(zhàn)，就是對于浸潤其中多年的企業(yè)，也是挑戰(zhàn)。

　　目前，對國產(chǎn)替代來說，由于激光雷達(dá)芯片，特別是信號處理所需的元器件主要依賴進(jìn)口，這在一定程度上抬高了國內(nèi)激光雷達(dá)的生產(chǎn)成本，不過，大家都知道，芯片是我國的卡脖子工程，正在全力以赴攻關(guān)中。

　　國產(chǎn)雷達(dá)企業(yè)，除了其本身的技術(shù)因素外，還需要培養(yǎng)綜合能力，包括技術(shù)研發(fā)體系、穩(wěn)定的供應(yīng)鏈與量產(chǎn)能力，尤其是售后質(zhì)保能力。

　　在《中國制造2025》的契機(jī)下，國內(nèi)廠商近年來奮起直追，取得了許多突破性的進(jìn)展。目前，國產(chǎn)化正處于機(jī)遇和挑戰(zhàn)格外分明的時期，是激光雷達(dá)進(jìn)口替代打基礎(chǔ)階段。

　　四、落地應(yīng)用才是硬道理

　　毫不夸張地說，激光雷達(dá)應(yīng)用迎來上升期，主營業(yè)務(wù)主要來自四大市場，分別是工業(yè)自動化、智能基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)器人和汽車。

　　在自動駕駛領(lǐng)域勢頭很強(qiáng)，車載激光雷達(dá)市場將受益于高級別自動駕駛滲透，維持高速增長。諸多車企采用了激光雷達(dá)方案，邁出了通向L3級、L4級水平自動駕駛的第一步。

　　2022年正成為 L2向L3/L4跨越窗口期，激光雷達(dá)作為自動駕駛技術(shù)的核心關(guān)鍵傳感器，近年在相關(guān)領(lǐng)域扮演著愈來愈重要的角色，預(yù)計2023年起，車載激光雷達(dá)賽道將進(jìn)入持續(xù)高速成長期。

　　證券研報顯示，2022年中國乘用車激光雷達(dá)安裝量將超8萬顆，預(yù)計我國乘用車領(lǐng)域激光雷達(dá)市場空間在2025年將達(dá)到261億元，到2030年將達(dá)到980億元。車載激光雷達(dá)進(jìn)入需求爆發(fā)期，市場前景十分廣闊。

　　無人化是近年來的趨勢，而無人化離不開智慧的眼睛——導(dǎo)航系統(tǒng)。激光導(dǎo)航在技術(shù)和產(chǎn)品落地上都相對成熟，并且測距精準(zhǔn)，在多數(shù)環(huán)境下都能穩(wěn)定運行，尤其在漆黑的夜里也能保持精準(zhǔn)探知，是目前最穩(wěn)定，最主流的定位導(dǎo)航方式?？傊瑥膽?yīng)用上說，激光導(dǎo)航原理簡單，技術(shù)成熟。

　　無人化，已深入到建筑、采礦、排險、服務(wù)、農(nóng)業(yè)、太空探測以及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域，激光雷達(dá)已成為該環(huán)境下常用的導(dǎo)航手段。

　　從2019年開始，越來越多的國產(chǎn)雷達(dá)在客戶的實際項目中應(yīng)用起來，而不是只在車間進(jìn)行樣機(jī)測試。2019年，對于國產(chǎn)激光雷達(dá)企業(yè)而言，是一個至關(guān)重要的分水嶺，市場應(yīng)用逐漸進(jìn)入到實際的項目案例中，拓展更為廣闊的應(yīng)用場景和范圍，尋求多元化市場，成為企業(yè)共同的選擇。

　　激光雷達(dá)應(yīng)用逐步廣泛，無人駕駛行業(yè)、服務(wù)機(jī)器人行業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、智能交通、智慧城市領(lǐng)域都有其應(yīng)用，激光雷達(dá)與無人機(jī)配合，還可繪制海洋、冰蓋和森林的地圖。

　　無人化是智慧物流最重要特征，智慧物流的運輸和配送環(huán)節(jié)，將會大量應(yīng)用無人化技術(shù)——移動物流機(jī)器人和無人快遞車，其主要核心元件就是激光雷達(dá)。

　　在智慧物流領(lǐng)域，激光雷達(dá)應(yīng)用范圍也是與日俱增，不管是從搬運到倉儲還是到物流，激光雷達(dá)都能夠全面覆蓋，并推廣到智能港口，智能交通，智慧安防，智慧服務(wù)、城市智慧治理等領(lǐng)域。

　　在港口等物流場景，激光雷達(dá)能保證貨物抓取的準(zhǔn)確性，降低人員操作難度。在交通方面，激光雷達(dá)可以助力高速收費站口檢測，保障通行車輛符合要求。在安防方面，激光雷達(dá)可以成為各種安全監(jiān)控設(shè)備的眼睛。

　　在工業(yè)制造領(lǐng)域，激光雷達(dá)價值在不斷凸顯，在生產(chǎn)線上，其能釋放物料監(jiān)視作用，保障自動化運行。

　　激光雷達(dá)(激光探測及測距)是一項光學(xué)遙感技術(shù)，正日益成為替代傳統(tǒng)測量技術(shù)(如攝影測量)的具有成本效益的新技術(shù)。近年來激光雷達(dá)與無人機(jī)常常以組合拳的姿態(tài)出現(xiàn)在各種應(yīng)用領(lǐng)域，往往產(chǎn)生1+1>2的效應(yīng)。

　　激光雷達(dá)其技術(shù)路線都在不斷完善之中，沒有一種通用的激光雷達(dá)架構(gòu)能夠滿足所有不同應(yīng)用的需求，許多不同的應(yīng)用都有不同的外形體積、視場、距離分辨率、功耗以及成本要求。

　　激光雷達(dá)有其優(yōu)勢，但怎樣把優(yōu)勢以最大化發(fā)揮出來，需要技術(shù)的支持，智能可變焦激光雷達(dá)，可以構(gòu)造出三維立體圖像，完美解決視線逆光、不規(guī)則物體的識別難等極端場景。隨著技術(shù)的發(fā)展，激光雷達(dá)將會在許多我們意想不到的應(yīng)用領(lǐng)域施展手腳，給我們帶來更多別樣的驚喜。

　　在今天成本為王的年代，高價雷達(dá)從來不是主流市場的選擇，尤其在L3自動駕駛的應(yīng)用上，國外雷達(dá)高成本依然是其落地最大障礙，國產(chǎn)雷達(dá)實現(xiàn)進(jìn)口替代勢在必行。

　　激光雷達(dá)一直以來都是新興技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的代表，技術(shù)成熟與否，關(guān)系到落地應(yīng)用，量產(chǎn)推廣。技術(shù)成熟不只是可用，還要符合經(jīng)濟(jì)成本、適應(yīng)不同場景，以及足夠安全。

　　經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)積累，激光雷達(dá)新產(chǎn)品不斷落地，隨著技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用也日益廣闊。應(yīng)用場景也在不斷增加，有些產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷歐美主要市場。

　　當(dāng)然，激光雷達(dá)企業(yè)還面臨如下風(fēng)險：需求量存在不確定性、采用者量產(chǎn)規(guī)?；枰^長的爬坡時間、作為供應(yīng)商，激光雷達(dá)要產(chǎn)生實際收入還需要更長的時間。

　　在激光雷達(dá)領(lǐng)域已有多年積累的國內(nèi)企業(yè)都將在各自的細(xì)分市場深度耕耘，但要想占領(lǐng)更多的市場份額，就要結(jié)合自身的技術(shù)積累，深挖核心技術(shù)，在研發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性上下功夫。