自动驾驶的未来全靠它！揭秘固态激光雷达创业江湖
3大派别40家公司暗战激光雷达。
智东西 文 | Origin
主流观点认为，激光雷达已经成为自动驾驶不可或缺的关键传感器。市场上，Velodyne 64线的激光雷达“一达难求”，加价到10万美金也有公司照收不误。然而，这个旋转的大花盆正在迎来有力的竞争们——那些想让激光雷达不用转动的公司，正在悄然掀起一场固态激光雷达的暗战。
一、三大技术路线同台竞技
目前市面上可见的车载激光雷达，基本都是机械式，其典型特征即为拥有机械部件，会旋转，比如Velodyne著名的大花盆HDL 64。当然也有混合固态激光雷达，即外面不转了，但里面仍有激光发射器进行旋转的种类。
而机械式的设计直接构成了当下激光雷达的几项不足：
1、光路调试、装配复杂，生产周期漫长，成本居高不下。
2、机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高，难以符合车规的严苛要求。
为了大幅度地降低激光雷达的成本，也为了减少活动部件提高可靠性，满足车规的要求，激光雷达的发展方向顺利成章地从机械式激光雷达转向了固态激光雷达，实现路径则是改革现有的需要手工装配的光路设计，以及减少或者取消移动部件。
由此，固态激光雷达目前大致形成了三种技术路线：MEMS、OPA与Flash。其中MEMS和OPA均为扫描式，而Flash为非扫描式。
1）MEMS
MEMS（Micro-Electro-Mechanical System），微机电系统，指代的是将机械机构进行微型化、电子化的设计，将原本体积较大的机械结构通过微电子工艺集成在硅基芯片上，进行大规模生产。
对于固态激光雷达来说，MEMS最大的价值在于：原本在机械式激光雷达为了实现扫描，必须使激光发射器转动。而MEMS微机电系统可以直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜，由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线，从而实现扫描。
这样一来，激光雷达本身不用再大幅度地进行旋转，可以有效降低整个系统在行车环境出现问题的几率。另外，主要部件运用芯片工艺生产之后，量产能力也得以大幅度提高，有利于降低激光雷达的成本，可以从上千乃至上万美元降低到数百美元。
2）OPA
OPA（optical phased array）光学相控阵技术。对军事有所了解的读者，应该会知道相控阵雷达，美海军宙斯盾舰上那一块蜂窝状的“板子”就是它。
而光学相控阵使用的即是原理相同的技术。OPA运用相干原理（类似的是两圈水波相互叠加后，有的方向会相互抵消，有的会相互增强），采用多个光源组成阵列，通过控制各光源发光时间差，合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制，主光束便可以实现对不同方向的扫描。
相对于MEMS，这一技术的电子化更加彻底，完全没有任何机械结构，自然也没有旋转。
3）Flash
Flash原本的意思为快闪。而Flash激光雷达的原理也是快闪，它不像MEMS或OPA的方案会去进行扫描，而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器，来完成对环境周围图像的绘制。
某种意义上，它有些类似于黑夜中的照相机，光源由自己主动发出。
二、收购，投资 Tier1齐齐斗法
根据其背景，车东西将这数十家提供激光雷达产品的公司分为三大派别：车企，汽车供应商，创业公司。他们以不同的特点切入对固态激光雷达的方向，也使其产品形态、技术方向带上了自身的特色。
汽车零部件供应商是固态激光雷达战争的操盘手。由于它们在汽车行业中的强势地位，激光雷达这一自动驾驶的重要部件仍然会大概率需要通过它们才能应用在自动驾驶汽车之上。因此，Tier1的在激光雷达领域的动作，往往受到更多的关注。
在激光雷达之前，Tier1们布局的更多是毫米波雷达，在信息颗粒度要求不是太高的辅助驾驶中，毫米波雷达使用较广泛。在这一领域，奥托立夫（Autoliv），博世（Bosch）、大陆（Continental）、德尔福（Delph）形成了”ABCD”四座大山掌握市场的局面，其中又以博世为强。
而当激光雷达开始兴起过后，在毫米波雷达市场上占据主动权的四大公司悉数入局，并且，他们瞄准的无一例外是固态激光雷达。原因上文已经作了解释——无论是满足车规要求还是降低成本上，固态激光雷达才是那个看上去正确的选择。
因为固态激光雷达技术太新，大部分Tier1对此并没有深厚的积累，因此他们切入这一领域的重要手段是投资或者并购，以资本拉拢拥有新技术的创业公司，或者直接买下一家公司的技术和团队。
就在10月7日，Autoliv刚刚收购了瑞典的激光雷达公司Fotonic，以及后者的35人技术团队。
大陆则是于去年3月买下了美国的3D Flash激光雷达公司Advanced Scientific Concepts。此前，大陆为许多车企的AEB功能提供激光雷达支持，但是性能有限，并不能满足自动驾驶的高要求。拥有Advanced Scientific Concepts后，大陆喊出了在2020年量产激光雷达的口号。
而德尔福则是用大量投资多方下注的形式，保持对多种技术方向的关注。德尔福最初于2015年参与投资了Quanergy——将相干光的技术路线叫得最响的初创公司。在今年9月12日，德尔福又同时宣布投资了Leddartech和Innoviz两家初创公司，前者走的同样是相干光技术路线，而后者则采用MEMS技术。
博世则稍微特殊一些，这家全球最大的Tier1不仅仅投资了TetraVue，而且旗下拥有自己的半导体工厂在MEMS方面颇有些积累。因此，博世除了押注TetraVue的Flash技术方向之外，自家也于2017年推出了基于MEMS的固态激光雷达。
当然，对固态激光雷达感兴趣的Tier1并不只有ABCD四家而已。在毫米波雷达上没有收获份额的采埃孚直接选择收购了Ibeo40%的股权来快速进入激光雷达领域。
而麦格纳也选择了投资Innoviz，来保证自己在激光雷达市场的存在。
法雷奥则是与Ibeo和Leddartech达成了合作，目标量产低成本的激光雷达。
三、新旧“创业公司”竞逐固态激光雷达
掀起最大风浪的是创业公司。或者更准确地说，专业的激光雷达设备商。因为其中有些公司，制造激光雷达的经验已经超过十年了。不过对于固态激光雷达来说，他们又是不折不扣的新公司。其中资格最老的车用激光雷达公司Velodyne，虽然在07年进入了车用激光雷达的市场，但是也是在2016年才开始了对固态激光雷达的研发。
就眼下而言，对Velodyne来说，研发固态激光雷达并没有那么急迫——因为其64线激光雷达独此一家，根本不愁卖。但是其高达7万美元的售价既是其成功的勋章，也潜藏着危险，因为没有哪家自动驾驶公司会愿意在量产车上配置如此昂贵的传感器。
如果不主动进行固态激光雷达的研发，那么被其他公司占先过后，Velodyne的价格就将成为劣势。因此Velodyne主动革自己的命，宣布正研究固态激光雷达。不得不说，也颇有些魄力。
首先，说起固态激光雷达，我们必须提到Quanergy，正是这家硅谷公司，炒热了固态激光雷达的概念。不过在此之前，他们的主力产品依然是2016年CES上，Quanergy展示了首款固态激光雷达S2，喊出要将激光雷达价格降至百美元级别的口号。随后关注度纷至沓来，固态激光雷达一时成为显学。
当然，固态激光雷达的研发并没有那么容易。Quanergy随后推出了S3，，而量产时间为今年秋季。
Innoviz，以色列公司，创始人是以色列情报技术部门出身。去年1月A轮融资700万美元，B轮融资6500万美元，背后站着德尔福、麦格纳。产品为innovizPro和InnovizOne。
9月底，Leddar Tech收获了来自欧司朗、德尔福、麦格纳等的1.1亿美元融资。2014年，Leddar Tech从加拿大光学所分离。加拿大除了在人工智能上颇具竞争力，其光学研究在全球也名列前茅。
而Leddartech除了提供完整的固态激光雷达Vu8，还提供用于计算点云数据的LeddarCore芯片。
德国企业Ibeo则是激光雷达市场的老江湖，其此前隶属于另一家激光雷达公司Sick，在09年独立出来。Ibeo是一家颇有“Tier1缘”的激光雷达公司。首先看上它的是法雷奥，2010年，法雷奥与Ibeo开始合作开发4线激光雷达ScaLa，而这枚激光雷达最显眼的应用是奥迪具备自动驾驶功能的新A8，使用了其4、8线激光雷达此前已经在车上已经使用。自动驾驶的技术热潮开始后，Ibeo引起了采埃孚的注意。2016年采埃孚收购了Ibeo40%的股权。
Oryx Vision则于8月刚刚获得了5000万美元的B轮融资，他们的固态激光雷达采用的探测方法与别家稍有不同。主流的激光雷达探测方案是将光线以粒子的形式来处理，而Oryx Vision则将激光处理为波，为此他们特制了纳米天线而不是现有的光电传感器来接收光波。
以波的形式处理光线意味着Oryx Vision的激光雷达可以根据多普勒效应检测到物体的实时速度。
除此之外，Oryx Vision还称，他们的方案比现有的激光雷达拥有更高的分辨率和更远的探测距离。
四、为主动权 车企悄然布局
传统意义上，整车厂的身份有些像是进行车辆组装的，零部件供应商尤其是Tier1，在这个过程中话语权很大，某些时候处于“零部件供应商提供什么，车企就用用什么”的状态，整车厂在其中稍显被动。
在自动驾驶兴起之时，整车厂们也看准了这一波机会，想要直接掌握激光雷达这一自动驾驶的关键零部件，提高自身在与Tier1对话时的话语权。
我们最熟悉的或许是福特联合百度对Velodyne的1.5亿美元投资。这笔投资使得福特在相当长一段时间内成为了Velodyne 64线激光雷达的独占整车厂。而在Velodyne开始研发固态激光雷达之后，这笔投资或将产生更大的价值。
而我们不太熟悉的是，FCA，菲亚特——克莱斯勒，也在今年9月参与了对Leddartech的投资。这家全球销量排名前五的车企虽然近来深受不良资产困扰，但对自动驾驶的投资一直没有放弃，此前，FCA先和谷歌Waymo合作，随后又加入英特尔的自动驾驶联盟。
而刚刚发生的新一轮车企收购激光雷达事件是，通用收购了初创企业Strobe。和通用收购Cruise一样，Strobe的11名员工也会加入通用工作。虽然通用并没有对外透露太多消息，但其对外宣称将把激光雷达的成本降低99%，大概率说明其方向也是固态激光雷达。
结语：激光雷达正走向固态化
尽管现今车载激光雷达的主流仍然是机械式激光雷达，但从长远而言，它终究难以满足自动驾驶普及提出的大规模、低成本、车规级需求。因此，固态激光雷达顺理成章地接过了这一棒，成为了车载激光雷达的下一个发展形态。
无论是车企，还是Tier1，又或者是初创公司，都有大量玩家在进行着布局。不过目前，MEMS、OPA、Flash三大技术方向还尚未定下结论，一众提供固态激光雷达的公司鹿死谁手也还未知。
业界认为，在2019年，三大技术方向的固态激光雷达将会集中涌现，届时激光雷达也将迎来真正的固态大潮。且让激光再飞一会儿。
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