先行者要么破产,要么合并、抱团!中国激光雷达有多厉害?

聊聊科技事 2023-07-14
3732 字丨阅读本文需 9 分钟

2022年是激光雷达行业量产交付元年,但考虑到2022年国内疫情影响,部分搭载激光雷达的车型延迟发布,导致行业整体上量节奏波动。2023年,随着消费有望重启,搭载激光雷达新车型的进一步发布,以及新产品补盲激光雷达等有望放量等因素驱动下,机构预计激光雷达行业将迎来从1到N的突破。

目前,我国激光雷达厂商受益于国内新能源车产业蓬勃发展,以及自身出色的量产交付能力成为全球市场主要参与者。2022年中国厂商ADAS激光雷达出货量占比合计预计已接近60%。据测算,2022年我国乘用车搭载的激光雷达出货量达到16万颗,到2023年预计出货量将达到64万颗,到2027年预计有望突破1300万颗,对应2023-2027年CAGR为143%。市场规模方面,国内乘用车载激光雷达出货金额有望由2022年的8亿元增长至2027年的298亿元,对应CAGR为106%。

激光雷达开启生死竞速

将视角转到 2023 年的上海车展。在本次 9 个整车馆内搭载激光雷达的车型至少达到 38 款,国产激光雷达的前装占比实力碾压国外玩家,这与年初涌现的欧美寒潮形成鲜明对比。在激光雷达走向规模化量产的关键拐点,为何倒下的却是拥有顶尖技术的欧美玩家?

时间调回至 2005 年,Velodyne 首次将 64 线激光雷达应用于 DARPA 挑战赛,这场为自动驾驶而生的国际赛事将 Velodyne 推向舞台中央。两年后,由 Velodyne 公司发明研制的车载激光雷达正式登场,各项性能表现在当时冠绝全场。起初,一台由 Velodyne 研制生产的激光雷达定价为 75000 美金。坊间有传闻,马斯克曾向 Velodyne 创始人 David Hall 申请过激光雷达上车测试,但由于被要求全款预付且排队等候而愤怒离场,并当下决定此生与激光雷达彻底绝缘。

特斯拉的嗤之以鼻并没有遮盖 Velodyne 的锋芒。此后 10 年间,全球自动驾驶大热,Velodyne 凭借一骑绝尘的性能表现成为全球顶级供应商,产品几乎占据了全球各家科技巨头自动驾驶测试车的车顶,包括通用、福特、Uber、百度,以及国内一众自动驾驶公司。但在很长时间内,Velodyne 激光雷达的价格都保持“一线一万块”,这直接导致 2019 年前的自动驾驶车辆造价都高达一两百万元。致命的成本缺陷造成了 Velodyne 激光雷达无法面向量产,公司营收与成本之间的差距也在“价格战”中逐渐拉大,最终因现金流困境而走向穷途末路。

激光雷达不是军备竞赛,抛开成本去一味追求新技术、新概念并不可取。而在大西洋彼岸的中国市场,一个全新的故事正在上演。

在 Velodyne 激光雷达首秀的同年,激光雷达行业专家张珂殊归国创业,将积淀多年的技术经验充分打磨,在 2005 年正式创办北科天绘。彼时,自动驾驶还未在中国兴起,张珂殊带领团队将对激光雷达的技术热情投向测绘市场,并成功将公司自主研发的测绘型激光雷达推向全球。2014 年,智能汽车浪潮风起。中国激光雷达赛道开始嗅到汽车智能化风口的商机,陆续出现了禾赛科技、速腾聚创、Innovusion、亮道智能、一径科技、北醒光子等一众创新型激光雷达企业。同年,北科天绘开始研发导航避障型激光雷达,一边在测绘市场自我造血,一边在汽车领域里暗夜潜行。

在而后的几年间,国内厂商利用中国产业链成本优势以及相对便宜的劳动力快速降本、高频创新,迅速将激光雷达价格打下并推向量产车市场。2022 年,国内激光雷达成功迎来第一次上车潮。

在这一轮激光雷达市场爆发背后,是国产厂商的奋起直追,也是中国车企差异化布局的智能化战术。一方面,面对行业领袖特斯拉的视觉算法护城河,国内车企亟需用激光雷达上车来获取更高级别的自动驾驶能力;另一方面,中国汽车产业也更加迫切地想通过智能化变革,在国际赛道实现弯道超车。双向奔赴之下,中国成为激光雷达量产赛道的急行军,通过“一边上车、一边探索”的渐进式路径,将激光雷达推向规模化量产的新周期。

但与国内不同的是,老牌欧美车企对激光雷达上车更加审慎。大约在 8 年前,国外主机厂就已经开始布局激光雷达车型,但 SOP 时间大多都在 2026 年左右。北科天绘联合创始人& CEO 张智武表示,中国车企更加迫切地拥抱激光雷达,整体上车动作要领先欧美至少 3 年。

极致进取的野心背后,是机会,也是陷阱。中国激光雷达厂商是极度幸运的,又是无限焦虑。幸运的是一切恰逢时机,焦虑的是激光雷达上车路注定曲折难行。据业内人士透露,部分量产上车的激光雷达产品已经陆续出现了性能、成本以及交付等各方面的问题,主机厂也正在寻求更多元的供应商解决方案,以保证激光雷达规模化上车的可靠性。汽车市场足够大、时间验证周期也相对长,潜在挑战者随时有机会入场,而暂时领先的冠军也有可能翻车出局。

张智武认为,激光雷达的市场竞争格局将在 2026 年初见端倪,到时候国外激光雷达车型与国内智能汽车品牌开始正面交锋,市场才会真正交卷。市场格局终点未定,生死竞速才刚刚开始。

争做“产品力”与“成本力”的双料冠军

在追求性能表现的同时,将成本压到市场最低,是激光雷达玩家面临的另一重难题。激光雷达的成本力由四个维度构成,分别为技术路线选择、供应链管理、生产效率管理和量产能力管理。全方位做到最优,才能降低敏感的成本。

在技术路线选择上,905nm 具有百倍级的成本优势,一款 1550nm 激光器市场单价为千元级别,而 905nm 激光器市场单价则在十元以内,这也是大多数市场玩家拥抱 905nm 技术路线的关键所在。此外,905nm 激光器在国内有成熟的供应链体系。北科天绘在元器件的选择上更偏向国产化,并且要保证有三家以上的供应商可选。一方面,伴随技术资金和资源的不断投入,近几年国内上游厂商正在崛起,与海外龙头企业的性能差距逐渐缩小,同时兼具成本优势;另一方面,目前的国际形势下,依赖全球供应链的风险将变大,零部件本土化有利于保障产能和交期。

曾有行业专家发表观点,激光雷达短期竞争壁垒在制造,中长期竞争壁垒在芯片。在真正“卡脖子”的关键芯片上,北科天绘一直坚持自产自研。早在 2009 年,世界上还没有一家激光雷达厂家想到要做芯片,北科天绘成为第一个「吃螃蟹」的公司,成功研发出五款具有自主知识产权的芯片,这五类芯片(光电信号处理芯片、高速高精度鉴时逻辑芯片、时间计量芯片、光电信号峰值采样芯片、激光焦平面信号处理芯片)对激光雷达产品性能放大以及成本缩减贡献卓越。

全世界的激光雷达企业都是在做排列组合题,无非是选择好发光器件、接收器件、扫描方式、测量方式之后,再进行组装。激光雷达的核心技术体现在对光电信号的有效处理,这也是我们坚持自主研发光电信号处理芯片的价值所在。据了解,由北科天绘自研的光电信号处理芯片主要以 200kΩ的倍数放大及调理高性能信号,以实现用 905nm 激光发射器件获得更远的距离探测,该款芯片成功使 CK128 突破 200m 以上的探测距离。

此外,五大芯片技术还使激光雷达的电路极其简单,北科天绘 CK128 仅由两块电路板、一个光电模组、一个光学模组构成,手工组装一台设备只要 5 分钟的时间。

在激光雷达敏感的成本面前,北科天绘铸建了一条全方位极致的降本路径:一是通过自产自研,在高价值芯片的市场溢价面前实现自主可控;二是通过打造国产替代的供应链,实现性能与成本之间的最佳平衡;三是通过五大芯片技术简化产品结构和工艺,提升生产效率从而降低成本。而随着激光雷达规模化上车,激光雷达公司能否完成稳定的量产交付,正在成为车企考量供应商的另一重要维度。

面向量产交付,北科天绘采取的优先策略是与 Tier1 深度绑定并优势互补。2021 年 6 月,北科天绘与国内某头部 Tier1 达成合作,背靠 Tier1 本身的供应链能力、庞大的生产团队以及成熟的量产经验,将北科天绘的技术能力发挥到极致。此外,北科天绘的自建工厂也正在合肥加速落地。

一切才刚刚开始。可以肯定的是,面向激光雷达大潮,北科天绘已经做好了全方位的准备。

激光雷达被限制出口

近期商务部和科技部公布的《中国禁止出口和限制出口技术目录》将激光雷达技术放在聚光灯,让业界认识到了中国的激光雷达技术已居于全球领先地位。据统计数据显示全球自动驾驶行业的激光雷达有五成份额被中国厂商占领,其中禾赛科技居于全球第一,仅它一家就占据全球激光雷达市场的27%份额,凸显出中国的激光雷达所取得的领先优势。

早期自动驾驶行业所采用的激光雷达大多采用美国企业的产品,如Velodyne公司等,当时的激光雷达信号处理能力弱,由于技术的局限当时的激光雷达需要高速旋转以不断扫描周围环境并采集数据,导致激光雷达的体积较大,而且可靠性较低。

中国的激光雷达企业迅速研发了激光雷达处理芯片、收发激光芯片的面阵等关键技术部件,由此中国的激光雷达企业从一开始就拥有了对美国这些先发者的技术优势,而且中国的激光雷达企业在研发出高集成度的关键部件后,激光雷达的价格迅速下降,同时拥有技术和价格优势的中国激光雷达企业迅速击败了美国企业。

随着中国的激光雷达企业的快速崛起,如今美国几家先行者都已陷入困境,Fast Radius申请破产,Quanergy Systems申请破产保护,Velodyne和Ouster选择合并,试图抱团取暖继续生存下去。

中国的激光雷达企业迅速崛起,在于中国的这些企业从一开始就重视技术创新,它们发现原来美国企业提供的激光雷达技术落后、处理数据能力太弱,因此一开始就强调核心技术研发,迅速拿出了数据处理能力强大的芯片,以技术优势反超美国企业。

中国的激光雷达企业能迅速崛起,还在于中国芯片行业的崛起,如今的中国芯片产业已具有从设计到制造一条龙的能力,由此国内的激光雷达企业可以迅速开发出相应的芯片并交给国内的芯片制造企业生产并验证,高效的产业链让中国企业更快拿出了高集成度的激光雷达。

相比之下,美国的激光雷达企业一开始拥有先发优势,但是由于当时它们获得的利润丰厚,过于自大,在全球汽车企业对激光雷达迅速增长之后,美国的相关企业却无法拿出足够的产能,而且价格昂贵,中国的企业正是看到了其中的机会而迅速反超。

中国的激光雷达企业从芯片到算法都属于自主研发,完全没有受制于海外技术,由于拥有的这诸多技术优势,因此国产激光雷达技术这次被列入《中国禁止出口和限制出口技术目录》,当然中国只是限制激光雷达技术的出口,但是并不限制激光雷达这种产品的出口,通过这种方式确保中国的激光雷达持续保持技术领先优势。

文章来源: 柏铭科技,九方金融研究所,格隆汇

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