雷射雷達,何去何從?
近日,Mobileye發表聲明:“在審查技術路線後,決定放棄下一代FMCW雷射雷達的研發。”
Mobileye的決定,一時引發熱議。
對於精簡雷射雷達業務,Mobileye將其歸納為三個原因:
- Mobileye基於新世代產品的視覺感知能力更強
- Mobileye內部開發的成像雷達的清晰度進一步提高
- 第三方供應商ToF雷射雷達的降本效果,優於預期
除了技術上的原因,雷射雷達市場的競爭處境、Mobileye近期表現不佳的業績,以及與英特爾之間的關係變化也值得回味。
表象背後,Mobileye放棄自研雷射雷達,更像是內外交困下的無奈選擇。
回顧過往,2021年8月,Waymo停止商業雷射雷達業務;2022年10月,Ibeo宣布破產;11月,兩大上市公司Velodyne和Ouster合併;12月Quanergy宣布破產;2023年9月,博世放棄開發自動駕駛雷射雷達...
雷射雷達「噩耗」不斷,似乎前景堪憂。
但從另一個角度來看,車載雷射雷達也正迎來前所未有的發展機會。
根據Yole Group最新發布的報告顯示,隨著自動駕駛技術的快速發展,NOA和AEB等功能的逐漸滲透,2023年全球汽車雷射雷達市場規模為5.38億美元,預計到2029年,全球汽車雷射雷達市場將成長至36.32億美元,2023年至2029年的年均複合成長率(CAGR)高達38%。
兩股風向背後,雷射雷達產業究竟在經歷什麼樣的變革?價格戰、行銷戰、流量戰硝煙四起,業者又該如何打破牢籠,找到自己的長期主義?戰局正酣的雷射雷達賽道,誰將拿到通往新時代的船票?
國產雷射雷達玩家,迅速崛起
雷射雷達(LiDAR)是一種利用雷射光束來計算物體到目標表面距離的感測器。其透過向目標發射雷射光束,再接收反射回來的訊號,測量雷射光束往返的時間差,計算出目標物體的距離、速度和位置資訊。雷射雷達探測具備精度高、抗干擾能力強、測量範圍廣、測量速度快等優勢。
隨著智慧駕駛產業越來越熱,雷射雷達技術和成本不斷迭代,正在成為自動駕駛和高級駕駛輔助系統的關鍵組成部分。
根據不完全統計,2023年國內有20 款以上新車型搭載雷射雷達上市;2024年後,寶馬、賓士、沃爾沃等外資品牌也將加入到雷射雷達上車潮。雷射雷達密集上車帶動了其出貨量的快速成長。高工智慧汽車研究院統計,2023年中國市場乘用車前裝雷射雷達合計出貨57.09 萬顆,年增341.19%;2024年全年交付預計到150-180萬顆,產業正加速成長。
市場潛力下,回頭看現在國內市場,雷射雷達作為智慧汽車的關鍵零件之一,正被消費者廣泛接受。
2022年,雷射雷達市場的主要玩家還是Innovusion(圖達通)、Valeo(法雷奧)、Hesai(禾賽科技)和RoboSense(速騰聚創)。
而僅僅一年之後,國外雷射雷達廠商逐漸式微,國內廠商快速崛起。
伴隨著激烈的市場競爭,部分海外雷射雷達廠商面臨衰退。 2022年,曾經的全球雷射雷達巨頭Velodyne和Ouster確認合併,Ibeo、Quanergy相繼宣布破產。而國內雷射雷達廠商在政策支援和市場需求雙重驅動下快速發展,代表企業包括禾賽科技、速騰科技、大疆覽沃等。
伴隨國內智慧駕駛產業快速發展,國內頭廠商加大佈局力度,產品性能與價格優勢逐漸凸顯,帶動國內車載雷射雷達在全球市佔率不斷攀升。
Yole Group發布的《2024車載雷射雷達》報告指出,車載雷射雷達的市場空間、供應商的市場份額都在改變。
2023年,中國廠商領先全球車載雷射雷達市場,禾賽科技、速騰聚創、圖達通、華為、覽沃(Livox)等中國的雷射雷達供應商合力拿下了全球84%的市場。
國產雷射雷達廠商於2016年前後開始入局,隨著雷射雷達的技術架構持續更新,從單點雷射掃描到多線激光,從複雜的機械式逐步向半固態、固態式演進。目前主流新能源車企與雷射雷達廠加速推進雷射雷達的商業化落地,雷射雷達技術也持續朝向晶片化、陣列化發展。
國內國外企業的進退節奏完全不同。在國外雷射雷達供應商式微的過程中,國內雷射雷達裝機滲透率持續提升。根據蓋世汽車研究院數據統計,今年前五個月國內雷射雷達供應商裝機量超44.5萬顆。速騰聚創以43%市佔率位居首位;華為技術佔22.8%的市佔率;禾賽科技市佔率18.7%;圖達通市佔率15.1%,排名第四。
不只在中國市場,外資雷射雷達企業已經無法在雷射雷達市場佔有有利地位。
最近兩年,國際供應商紛紛退出自研雷射雷達。 2023年,德國零件巨頭博世集團完全放棄了開發自動駕駛雷射雷達;大陸集團在2020年入股了美國加州的雷射雷達企業AEye,雙方合作開發長距離雷射雷達產品,在2023年年底雙方終止合作;採埃孚也已經退出雷射雷達市場,日本先鋒電子Pioneer也放棄了。
還有,老牌巨頭Velodyne曾撐起了北美Robotaxi 95%的雷射雷達供貨量,是國內外智駕供應商的首要選擇。但很快,國內雷射雷達廠商的迅猛超車,使「Velodyne們」很快就陷入到零和遊戲的不利局面。
一進一退間,海外大廠亂了節奏,敗下了陣。
目前尚在推進雷射雷達的國際大廠,只剩下法雷奧(Valeo)等少數的幾家。法雷奧憑藉其Scala 3 LiDAR,是非中系雷射雷達領域最好的供應商之一。
但法雷奧雷射雷達的銷售,也基本上在中國以外的市場。隨著中國雷射雷達市場的成長,法雷奧的市佔份額可能會持續降低。在海外,禾賽科技、速騰聚創、圖達通等已收穫市場份額,國外雷射雷達供應商在海外也不一定比國內企業更有競爭力。
這點從海外車企們的動作也能得到印證:比如速騰聚創,已進入了豐田的供應鏈體系,與旗下部分車型建立量產合作關係;禾賽科技也獲得了奧迪、通用、福特國際大品牌的一致認可,與旗下的中國合資主機廠達成雷射雷達量產定點合作,新合作車型將於2025年起陸續開啟大規模量產。
海外大廠在雷射雷達產業如履薄冰,吃到這一大波紅利的,是以禾賽科技、速騰聚創為代表的國內廠商。
禾賽科技以37%的市佔率繼續蟬聯第一,雖然比起2022年下滑了9個百分點,但是禾賽科技在自動駕駛計程車雷射雷達市場上,依然擁有高達73%的市佔率。 Cruise、Aurora、百度Apollo、滴滴、Pony.ai和AutoX等自動駕駛計程車領域的玩家都是禾賽科技的客戶。
禾賽科技最新財報顯示,2024年第二季實現營收4.6億元,年增4.2%。在交付量方面,禾賽科技的表現同樣令人矚目。二季度,該公司雷射雷達全球總交付量達到8.65萬台,較去年同期成長66.1%,其中ADAS產品交付量更是高達8.08萬台,較去年同期成長76.8%。
作為連續三年蟬聯全球市場份額第一的雷射雷達公司,禾賽科技已與19家國內外知名汽車廠商建立了量產定點合作關係,涵蓋了超過70個車型。禾賽的主力產品AT128長程雷射雷達已搭載多款乘用車型上市,累計交車量超過40萬台,市場認可度極高。此外,該公司還與國內電動車廠商簽署了採用下一代L3超高清超遠距離高性能雷射雷達的定點協議,進一步鞏固了其在高端市場的地位。
禾賽與中國前五的Robotaxi 公司都達成了獨家遠距離雷射雷達供應合作。禾賽在近幾個季度連續斬獲一批2025 年起發布的新車型量產定點,在手訂單鎖定2025、2026 年強勁增長。
在海外市場,禾賽已與四家全球頭部汽車廠商達成合作,包括與三家全球頭部國際汽車廠商在中國的合資公司達成雷射雷達量產定點合作。與國際頂級汽車品牌全球量產車型的合作進入向量產過渡的一個重要驗證階段。
禾賽科技也表示,目前雷射雷達已經滲透到15萬元以下的大眾消費市場。加之高階輔助駕駛功能在國內逐漸成熟,雷射雷達也持續向更廣的市場區間擴張。
憑藉著成本和規模良性循環的飛輪效應,禾賽本季在國內外市場業務均取得里程碑式進展。禾賽科技預計,2025年至2026年間,其ADAS市場訂單流將呈現爆發式成長,國內外交付量可望突破數百萬台大關。
另一邊,速騰聚創財報顯示,其2024年上半年營收為7.27億元,較上年同期的3.29億元成長121%。 2024年上半年雷射雷達總銷量約243,400台,接近2023年全年銷量,年增約415.7%。截至第二季度,雷射雷達歷史累計總銷量突破58萬台。
在定點車型數量上,截至2024年6月30日,速騰聚創已獲得22家汽車整車廠及一級供應商的80款車型的量產定點訂單,並為其中12家客戶的29款車型實現大規模量產落地。上半年,集團客戶合作定點數量井噴,新增17款車型量產定點訂單,同時向5款全新車型開啟大規模量產交付。
排名第三的廠商Seyond(圖通達),市佔率19%,比起2022年成長了4個百分點。有第三方數據顯示,2023年圖達通的雷射雷達出貨量超過了超15萬台。
根據資料顯示,2018年圖通達實現了首批產品的出貨,並獲得了蔚來資本領投的3,000萬美元A輪融資。隨後,蔚來也成為了圖達通的主要客戶。其車規量產超遠距離主視雷射雷達獵鷹(Falcon) 已作為蔚來NT2.0平台的Aquila超感系統標配量產交付,搭載於蔚來多款車型上。
值得一提的是,圖達通已於2023年8月10日通過中國證監會IPO備案,正準備赴美IPO,可望成為繼禾賽科技和速騰聚創之後的第三家中國雷射雷達上市公司。
此外,華為以6%的市佔率首次進入2023年全球車載雷射雷達市場前五名。而在2022年,Yole統計其市佔率時還約等於0。可見,在2023年,華為車載雷射雷達的出貨量及營收實現了同比數倍的成長。
資料顯示,早在2016年,華為就已經開始了研發雷射雷達產品,並於2018年開始進入汽車領域。 2020年12月21日,華為正式發表了車規級前裝量產雷射雷達。此後,華為的車載雷射雷達產品有進入問界、阿維塔、極狐、智界、哪吒等品牌的高階車型,不過整體的出貨量相對有限。直到2023年,華為和賽力斯力推的問界系列車型的銷量爆發,華為的車載雷射雷達產品出貨量也開始跟著爆發。
根據華為最新公佈的數據顯示,2024年上半年,鴻蒙智行全系累計交付了194,207輛,即半年時間實現了超越去年全年的交付量。這也意味著華為雷射雷達出貨量今年可望倍增。根據蓋世汽車研究院的數據,2024年第一季華為雷射雷達以4.18萬套裝機量佔據18.6%的市場份額,位居國內市場第二。
綜合來看,在目前全球的車載雷射雷達市場,不論是以市場銷售額份額還是出貨量來看,中國廠商都佔據主導地位。可以預見,手握大量車型定點的國內供應商將在未來很長一段時間保持「多點開花」的成長態勢。
然而,國內雷射雷達廠商規模持續擴大的背後,是「以量補價」的殘酷現實。特斯拉FSD帶領下的純視覺方案勢頭漸升,以及擺在中國國產雷射雷達廠商面前的難題不僅僅是技術路線,還有裹挾在價格戰裡的廝殺競爭。
從財報資訊能看到,雖然銷售量大幅成長,但禾賽科技和速騰聚創仍在持續虧損。
有觀點認為,隨著越來越多雷射雷達玩家開始以低成本作為銷售手段,以及可選擇供應商的增加,車企可能會進一步壓價,接下來的市場爭奪將進入真正白熱化階段。
更關鍵的是,部分車企也開始加入這場競賽。比亞迪董事長兼總裁王傳福曾公開表示:“我們還有很多技術會陸續投入應用,比如雷射雷達,如果市場行情3000元一顆,我們可能只需要900元的成本。”
第三方雷射雷達企業在接下來的時間內將承受巨大的壓力。對於尚未實現損益平衡的速騰聚創、禾賽科技們而言,這意味著在營收和獲利方面的嚴峻挑戰。
中國市場上,整車企業的價格戰曠日持久,現在還沒有停下來。能擺脫價格戰的車企不多,能置身價格戰以外的供應商更少。
禾賽科技CEO李一帆評論說,「你的客戶不賺錢的時候,他肯定也不太會允許供應商賺錢。他降成本壓力高於任何壓力的時候,天然會不斷讓供應商降價,我們也沒什麼選擇。
達通也表示,目前汽車產業對於自動駕駛域核心元件的降本需求愈演愈烈。合理降本是可以理解的,但一味追求低價會對產業造成損傷,並非產業良性發展的道路。
在需求端強烈的降本訴求下,科技升級成為可供選擇的另一條路。
今年4月,速騰聚創發表的新一代中長距雷射雷達MX,搭載了速騰聚創全自研專用SoC晶片M-Core,也沿用M平台同款二維MEMS掃描晶片,同時實現收發系統的晶片迭代升級,是其雷射雷達晶片化設計的集大成之作,首次將雷射雷達的價格打到了200美元以內,引領產業進入「千元機」時代。
晶片自研也是禾賽科技降本增效的核心競爭力。
2017年末,禾賽成立晶片部門,研發內容包括雷射驅動晶片、類比前端晶片、數位化晶片和SoC晶片。目前已完成V1.0、V1.5、V2.0、V3.0的雷射雷達晶片化架構,正開發V4.0 晶片,2026年將落地在下一代雷射雷達產品上。
圖達通也計劃將透過更高的晶片整合化、整機的模組模組化來降低成本。
此外,目前國內已逐步形成了完善的雷射雷達產業鏈,助推雷射雷達產業鏈國產化的同時也有望持續優化系統成本,進一步提高了產品的自主可控性和價格競爭力。
對於獲利的預期,速騰聚創曾表示實現收支平衡的時間點預計在2025年;禾賽科技也給出了樂觀的判斷,表示期待在今年第四季接近獲利。
整體來看,雷射雷達正處於關鍵時刻,一邊是生存與獲利,一邊是降本與規模化。不管是主機廠還是供應商都在經歷一場沒有硝煙的戰爭。誰勝誰負,預計未來幾年內見分曉。
雷射雷達技術趨勢解讀
在激烈的市場競爭背後,雷射雷達技術也持續演進,一直朝向遠距離、大範圍、高解析度、低成本的方向發展。
雷射雷達測距:ToF仍為主流,FMCW未來可期
依照測距方法,雷射雷達對物體的測距方式主要分為飛行時間(ToF)和調頻連續波(FMCW)兩種方式。
ToF探測方式是根據光源發射及返回的時間差來得到與目標物的距離信息,這種方式探測精度高,響應速度快,是目前市場應用最為廣泛和成熟的測距方式;FMCW探測方式是將發射雷射的光頻進行線性調製,得到發射及返回訊號的頻率差,從而間接獲得飛行時間來反轉與目標物的距離。
相較於ToF探測方式,FMCW探測方式具有抗干擾能力更強、信噪比高、解析度高等優勢,此外,該方式還可以直接測出「第四維度」速度訊息,且不需要額外計算。但目前FMCW技術成熟度較低,仍處於發展初期。
不過,隨著FMCW雷射雷達技術的成熟,未來一段時間內市場上可能會出現ToF和FMCW雷射雷達並存的情況,為自動駕駛技術的發展提供更全面的解決方案。
能看到,相對於毫米波雷達,FMCW雷射雷達有更高的點雲密度;相對於常規雷射雷達,FMCW雷射雷達每個點增加了速度資訊。從某種意義上說,FMCW雷射雷達結合了毫米波雷達和常規雷射雷達的優勢。
長期來看,隨著技術的不斷發展,FMCW雷射雷達正在成為ToF雷射雷達的替代方案,並被視為車載雷射雷達的終極形態。
Yole表示,大多數開發FMCW雷射雷達的公司最初都瞄準了工業或自動駕駛計程車的應用。預計FMCW雷射雷達在2028年才會上車,之後的佔比逐漸提高,但ToF還會在未來十年佔據主要的雷射雷達市場。
固態雷射雷達,最優選擇
依掃描方式的不同,雷射雷達可分為固態雷射雷達、混合固態雷射雷達、機械式雷射雷達。
其中,機械雷射雷達因為結構複雜、可靠性較差、壽命低於車規要求,目前用於車載領域較少;混合固態(轉鏡式、MEMS 振鏡)較為成熟,是當前和未來車載雷射雷達主流方案;固態Flash方案逐步產業化,在車用領域中佔比持續提升。目前純固態Flash雷達主要應用於補盲,尚未能兼顧FOV和遠距離測量。但長期來看,純固態雷射雷達因優化體積和耐久度,可望成為最優選擇。
Yole預計,混合固態雷射雷達(轉鏡式)佔比預計將從2023年的68%下降到2033年的56%;MEMS方案從2023的30%下降到2033年的7%;固態Flash方案迎來大發展,預計將從2023 年的2%大幅提升到2033年的33%。
發射端:VCSEL可望逐漸取代傳統EEL元件
雷射發射器是雷射雷達的核心系統。依結構分,雷射發射器主要分為邊發射雷射(EEL)和垂直腔面雷射(VCSEL),目前EEL是VSCEL市場佔比的兩倍。
具體來看,EEL優勢在於輸出功率及電光效率較高,缺點是光束品質較差,生產成本相對VCSEL較高;VCSEL優點包括體積小、易於整合、易於規模生產、成本低、可靠性較高等優勢,不足之處是輸出功率及電光效率較EEL低。
然而,近年來國內外廠商陸續推出多層級結高功率VCSEL,大幅提升了光功率密度,為長距雷射雷達應用提供了可能,高功率VCSEL開始取代部分傳統的EEL方案。此外,禾賽科技和速騰聚創開發的短程雷射雷達也是基於VCSEL雷射器,VCSEL在雷射雷達中的佔比有望追平甚至超過EEL的使用數量。
根據Yole預計,2033 年VCSEL的佔比預計從2023年的39%逐步提升到45%;EEL則小幅下降到43%。市場規模方面,2027年VCSEL預計達到39億美元,EEL預計74億美元。
經過多年發展,國內發射端VCSEL晶片已進入成熟量產階段,但接收端SPAD晶片主要由索尼、安森美等企業壟斷。因此,國內SPAD晶片企業,包括阜時科技、識光芯科、芯視界、靈明光子等,加速技術發展,已實現新的突破。
同時,「晶片化」也是業界認為的發射器和光電檢測器的變化趨勢,基於多結層的VCSEL陣列正在迅速改進,與SiPM(矽光電倍增管)或SPAD(單光子雪崩二極體)相結合,它們將能夠提供無移動部件的全固態雷射雷達。客製化開發VCSEL和SPAD探測器專用晶片能夠進一步實現「降本提效」。
905nm光源仍將占主導地位
目前主流的雷射雷達主要有905nm和1550nm兩種波長。 905nm優勢是基於GaAs材料體系,產業成熟,成本低;缺點是發射功率受到對人眼安全性限制,偵測距離較短。 1550nm優點是對視網膜更友好,可以發射更大功率,探測距離可以做到更遠。不足是其無法採用常規的矽吸收,而需要更昂貴的鋼砷(InGaAs)材質,成本更高。不過隨著905nm技術持續升級,1,550nm成本偏高,預計未來905nm雷射預計仍將占主導地位。
Yole預計,今年市場上90%的車用雷射雷達都會採用905nm波長產品,今後一段時間905nm的統治格局基本上不會有所變化。
雷射雷達,未來在哪?
雖然雷射雷達未來市場前景廣闊,但並非沒有爭議。
在技術路線方面,純視覺和雷射雷達二者如何選擇,在業界有不同觀點。
特斯拉是堅定的純視覺方案選擇者,但從目前速騰聚創和禾賽科技這兩家雷射雷達頭部企來拿到的定點成績來看,雷射雷達的市場規模仍然在高速增長。
頭部玩家的成長,以及激進的目標,是整個市場大環境對車載雷射雷達態度的映射。
有觀點表示,特斯拉早期捨棄雷射雷達的部分原因是當時雷射雷達過於昂貴。例如十年前,Velodyne的一顆雷射雷達售價會超過10萬美元。
禾賽科技CEO李一帆也公開表示,特斯拉並非不喜歡雷射雷達,只是限於當下成本的原因,不得不「口是心非」說雷射雷達是偽需求,如果雷射雷達的成本降低到比較低的闕值,特斯拉可能會重拾雷射雷達。
自動駕駛技術方案需要對每種技術路線的優缺點做仔細權衡,面對目前自動駕駛視覺方案的技術路線之爭,無論是哪一種方案,本質都是希望智駕將車開得更好。因此,多感測器融合方案或將是未來主流方向,對冗餘度的需求和對3D資訊日益增長的需求使雷射雷達越來越有吸引力。
在多感測器融合感知方案中,雷射雷達、攝影機、超音波雷達、毫米波雷達等不同感測器的優劣勢可進行互補,能夠進一步提升方案精度,顯著提升自動駕駛系統的可靠性,有效彌補純視覺方案的不足。
預計隨著雷射雷達降本&技術成熟度的提升,融合方案有望成為未來市場主流。
如今,留在「牌桌」上的都是具備量產能力的雷射雷達廠商,在漫長的資本寒冬洗牌之後,市場格局日益趨於穩定。隨著AIGC、具身智慧等浪潮襲來,車載雷射雷達市場仍在野蠻生長,但其應用範圍也早已超過了智慧汽車的範疇,雷射雷達企業開始在車載智駕領域之外尋找市場機會,機器人、Robotaxi成了當下的新方向。
身為業界的頭部代表企業,速騰聚創和禾賽科技也都有了更為清晰的新發力點,速騰聚創更偏向具身智能概念的機器人業務;禾賽科技則將業務聚焦點錨向了Robotaxi,已經被包括百度Apollo在內的中國排名前5的Robotaxi公司選為供應商。
長遠來看,雷射雷達的應用和想像空間遠大於汽車產業的需求。
在這個過程中,產業廠商都在尋找自己的位置與角色,必然需要經過充分競爭之後,才能區分出真正的企業實力與技術成色。
而那些優勢不明顯的公司,終將逐漸淹沒在時代的洪流之中。
【文章參考】
- Yole Group:Automotive LiDAR deployment ramps up in 2024
- Yole Group:車載雷射雷達2024
- 禾賽科技、速騰聚創財報
- 經濟觀察:雷射雷達遭車企棄用,速騰聚創、禾賽科技們“奪命狂奔”
- 放蕩汽車官:雷射雷達,冰火兩重天
- IT時報:成本無法阻止無人駕駛,明年雷射雷達預計將降至千元以內 (半導體產業觀察)