激光雷達價格背后,是自動駕駛各方之間的暗戰(zhàn)

作者: 嶺緯科技發(fā)表時間:2021-04-02 13:23:07

激光雷達已經(jīng)成為自動駕駛不可或缺的關鍵傳感器。市場上,Velodyne 64線的激光雷達“一達難求”,加價到10萬美金也有公司照收不誤。然而,這個旋轉(zhuǎn)的大花盆正在迎來有力的競爭們——那些想讓激光雷達不用轉(zhuǎn)動的公司,正在悄然掀起一場固態(tài)激光雷達的暗戰(zhàn)。

目前市面上可見的車載激光雷達,基本都是機械式,其典型特征即為擁有機械部件,會旋轉(zhuǎn),當然也有混合固態(tài)激光雷達,即外面不轉(zhuǎn)了,但里面仍有激光發(fā)射器進行旋轉(zhuǎn)的種類。

而機械式的設計直接構(gòu)成了當下激光雷達的幾項不足:

1、光路調(diào)試、裝配復雜,生產(chǎn)周期漫長,成本居高不下。

2、機械旋轉(zhuǎn)部件在行車環(huán)境下的可靠性不高,難以符合車規(guī)的嚴苛要求。

為了大幅度地降低激光雷達的成本,也為了減少活動部件提高可靠性,滿足車規(guī)的要求,激光雷達的發(fā)展方向順利成章地從機械式激光雷達轉(zhuǎn)向了固態(tài)激光雷達,實現(xiàn)路徑則是改革現(xiàn)有的需要手工裝配的光路設計,以及減少或者取消移動部件。

由此,固態(tài)激光雷達目前大致形成了三種技術路線:MEMS、OPA與Flash。其中MEMS和OPA均為掃描式,而Flash為非掃描式。

1)MEMS

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),微機電系統(tǒng),指代的是將機械機構(gòu)進行微型化、電子化的設計,將原本體積較大的機械結(jié)構(gòu)通過微電子工藝集成在硅基芯片上,進行大規(guī)模生產(chǎn)。

對于固態(tài)激光雷達來說,MEMS最大的價值在于:原本在機械式激光雷達為了實現(xiàn)掃描,必須使激光發(fā)射器轉(zhuǎn)動。而MEMS微機電系統(tǒng)可以直接在硅基芯片上集成體積十分精巧的微振鏡,由可以旋轉(zhuǎn)的微振鏡來反射激光器的光線,從而實現(xiàn)掃描。

這樣一來,激光雷達本身不用再大幅度地進行旋轉(zhuǎn),可以有效降低整個系統(tǒng)在行車環(huán)境出現(xiàn)問題的幾率。另外,主要部件運用芯片工藝生產(chǎn)之后,量產(chǎn)能力也得以大幅度提高,有利于降低激光雷達的成本,可以從上千乃至上萬美元降低到數(shù)百美元。

2)OPA

OPA(optical phased array)光學相控陣技術。對軍事有所了解的讀者,應該會知道相控陣雷達,美海軍宙斯盾艦上那一塊蜂窩狀的“板子”就是它。

而光學相控陣使用的即是原理相同的技術。OPA運用相干原理(類似的是兩圈水波相互疊加后,有的方向會相互抵消,有的會相互增強),采用多個光源組成陣列,通過控制各光源發(fā)光時間差,合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制,主光束便可以實現(xiàn)對不同方向的掃描。

相對于MEMS,這一技術的電子化更加徹底,完全沒有任何機械結(jié)構(gòu),自然也沒有旋轉(zhuǎn)。

3)Flash

Flash原本的意思為快閃。而Flash激光雷達的原理也是快閃,它不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描,而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。

為主動權(quán) 車企悄然布局

傳統(tǒng)意義上,整車廠的身份有些像是進行車輛組裝的,零部件供應商尤其是Tier1,在這個過程中話語權(quán)很大,某些時候處于“零部件供應商提供什么,車企就用用什么”的狀態(tài),整車廠在其中稍顯被動。

在自動駕駛興起之時,整車廠們也看準了這一波機會,想要直接掌握激光雷達這一自動駕駛的關鍵零部件,提高自身在與Tier1對話時的話語權(quán)。

我們最熟悉的或許是福特聯(lián)合百度對Velodyne的1.5億美元投資。這筆投資使得福特在相當長一段時間內(nèi)成為了Velodyne 64線激光雷達的獨占整車廠。而在Velodyne開始研發(fā)固態(tài)激光雷達之后,這筆投資或?qū)a(chǎn)生更大的價值。

而我們不太熟悉的是,F(xiàn)CA,菲亞特——克萊斯勒,也在今年9月參與了對Leddartech的投資。這家全球銷量排名前五的車企雖然近來深受不良資產(chǎn)困擾,但對自動駕駛的投資一直沒有放棄,此前,F(xiàn)CA先和谷歌Waymo合作,隨后又加入英特爾的自動駕駛聯(lián)盟。

而剛剛發(fā)生的新一輪車企收購激光雷達事件是,通用收購了初創(chuàng)企業(yè)Strobe。和通用收購Cruise一樣,Strobe的11名員工也會加入通用工作。雖然通用并沒有對外透露太多消息,但其對外宣稱將把激光雷達的成本降低99%,大概率說明其方向也是固態(tài)激光雷達。

盡管現(xiàn)今車載激光雷達的主流仍然是機械式激光雷達,但從長遠而言,它終究難以滿足自動駕駛普及提出的大規(guī)模、低成本、車規(guī)級需求。因此,固態(tài)激光雷達順理成章地接過了這一棒,成為了車載激光雷達的下一個發(fā)展形態(tài)。

無論是車企,還是Tier1,又或者是初創(chuàng)公司,都有大量玩家在進行著布局。不過目前,MEMS、OPA、Flash三大技術方向還尚未定下結(jié)論,一眾提供固態(tài)激光雷達的公司鹿死誰手也還未知。