激光雷达：新一轮洗牌下的发力

近来，激光雷达行业事情很多，鼻祖德国Ibeo宣告破产，Velodyne和Ouster股价跌幅均超过90%；迫不得已之下，Velodyne和Ouster宣布合并，激光雷达赛道迎来新一轮洗牌，更突显激光雷达生意确实难做！

不过，在中国却是另一番景象：激光雷达企业融资、新品发布，特别是纯固态激光雷达“撞车”之声不绝于耳。这让我们不得不问：在这一细分赛道，他们究竟有什么解决自动驾驶安全问题的破解大法？

如何补缺国内企业短板？

激光雷达老牌企业Ouster与Velodyne合并说明，在经济遇冷时点的烧钱无异于“自焚”。

国外传统主机厂自动驾驶研发很早，在激光雷达使用方面有很多积累，也推出了相应的量产车型，但出于安全性、舒适性等方面的考虑，开发周期非常长，最早七年，现在至少也要四到五年。在德国主机厂有限，激光雷达硬件企业上车节奏难以把握。持续烧钱、等待窗口长，加上企业目标市场不尽相同，没有推出相应的产品，这些都是海外激光雷达行业面临窘境的原因所在。

反观国内，汽车智能化发展速度越来越快，相比德国汽车产业持续性的做事方法，国内对于新事物的理解和投入节奏形成了鲜明对比。近年来，更有融合东西方特色的“跨国”企业做得风生水起。

2017年成立的亮道智能翌年即开始“中德布局”，建立了亮道德国，走出一条与众不同的出海之路。亮道智能德国CEO冀旸博士称之为“德国的桥头堡”，其成立之初定位有三：发掘德国优质汽车资源，包括经验丰富的工程师和创新科技；搭建国际化激光雷达研发和商务团队，以本地化团队支撑德国业务；通过德国市场，包括主机厂和Tier1，在欧洲建立亮道的市场。

“在与德国客户接触中，我们发现，中德背景的企业是非常稀缺的资源，就像是桥头堡。”冀旸博士说。

成立几个月后，亮道德国成为了大众集团供应商，虽然初始项目不大，却颇具里程碑意义。其第一个项目是测评保时捷大灯灯罩对激光雷达光学的影响，并以此打开了德国主机厂的大门，也看到了激光雷达作为新型传感器未来的巨大发展潜力。

通过与大众集团紧密合作，德国团队用亮道自研的真值系统采集不同驾驶场景，建设了场景库。通过合作，亮道更加了解客户的真实需求，并在大规模驾驶场景采集中发现，侧向补盲方面还缺少一款合适的激光雷达，遂从2019年开始在欧洲布局硬件研发。

直到现在，亮道在欧洲场景库的采集还在继续，包括高速、城区、通畅、拥堵、雨雪天、白天和黑夜，积攒了非常多有意义的驾驶场景，以分析客户及市场需求，支持亮道场景库建设。

稀缺性特色融入中德合作朋友圈

在德国，亮道并非以销售为主，而是以技术为主导的技术创新企业。德国的强项之一在于汽车技术标准的影响力和很强的预研能力，更着眼于两年、三年、五年甚至十年后技术的重要革新。因此，亮道在德国努力与Bosch、AVL、CARIAD、dSPACE、Fraunhofer等大型企业合作研发前瞻技术。

“这对一家中国企业来说不是一件容易的事情，”冀旸博士说。首先，技术上需要得到认可，前瞻项目都与德国政府未来的科学技术发展方向相关，由政府主导，不同头部企业组成研发联盟去申请项目。在亮道负责核心任务的不同项目中，包括开发激光雷达感知算法和测试验证方法。

凭借技术实力和中德背景，亮道积攒了众多合作伙伴，建立了自己的朋友圈。至今为止，亮道成功申请开发的预研项目都是通过此前与主机厂的合作拿到的。在此基础上，亮道成功申请了多个大型政府项目，每个项目预算都在1亿人民币以上。

经过两三年软件、硬件技术、商务人才的精心准备，2021年欧洲疫情逐渐常态化之际，亮道开始进入了收获季，并实现了几个里程碑：

·与宝马、Magna建立了合作关系，亮道在国内既做相应的数据合规采集和处理，在德国又有完整的工具链服务于德国主机厂的测试验证，提供本地化解决方案；

·与德国政府持续合作，开始智慧城市项目尝试。亮道在车路协同方面与德国城市合作，将国内具有前瞻性的路侧感知方案布局在智慧城市发展项目；

·亮道德国团队持续扩大，成为中资企业在欧洲独树一帜的标杆后，积累了大量人才库，成为今后可持续发展的重要储备。

·经过多年探索，形成了亮道德国三个业务板块：量产合作项目；车路协同的智慧城市；在慕尼黑建立硬件开发实验室，进行硬件前瞻研发。

激光雷达量产项目并不好做，亮道在德国是怎么做的呢？冀旸博士表示：“中德两地市场需求不同，针对德国数据合规要求，需要打造自动化工具链，其核心基础同样适用于国内量产项目。”在数据采集车搭建、车辆标定、数据采集规划与管理方面，整个过程都要分别符合国内和欧洲两地的数据安全标准。亮道工具链经过德国和国内量产项目的成功验证，建立了“亮道数据工厂”，既可以服务欧洲客户，又可以服务国内客户。

“在任何一个国家扎根，都离不开和当地文化与社会的融合，亮道智能在技术、商务领域搭建起了强大的朋友圈。中德背景的稀缺性使许多不同岗位的人都团结到了亮道周围。”过去近四年，一步一个脚印走过来，亮道的中德发展由小到大，由两个人到一个团队，由没有产品到打开德国市场，由没有人认识到现在牢牢扎根德国。

为什么是纯固态？

2022年，亮道智能的脚步可谓紧锣密鼓，开发进展顺利，并取得了一系列阶段性成果：

·今年5月，发布了国内首款纯固态侧向补盲激光雷达LDSatellite™；

·侧向补盲激光雷达核心元器件SPAD（单光子雪崩二极管）芯片成功通过AEC-Q100认证；

·自有工厂全自动化生产产线积极建设中，计划2023年第一季度投产验证；

亮道智能对于激光雷达市场和应用的态度可见一斑。

纯固态侧向补盲激光雷达LDSatellite™

纯固态激光雷达是目前最前沿的技术，但在开发和成本控制方面存在着各种挑战。亮道智能为什么在这个节点推出补盲激光雷达呢？是不是意味着激光雷达量产上车阶段已经到来？

亮道智能CEO剧学铭博士解释说，三年前行业就开始探讨固态技术，也有公司提出用OPA方式做纯固态，“虽然Flash路线跟OPA有一些差异，但它更适合完成工程化，实现量产突破。”

从上游看，亮道智能用SPAD芯片做相关的一些测试尝试最早可追溯到2019年，当时拿到了配合激光雷达的SPAD早期的实验DEMO件。亮道最早是基于Tier1的硬件做激光雷达的开发，包括感知功能的测试验证和数据闭环。2020年亮道开始硬件搭建，致力于固态Flash技术的上车应用。

大视场小尺寸为侧向补盲而生

此时此刻，之所以用Flash技术做补盲，剧学铭博士这样解释，因为之前是前向为主，如法雷奥Scala在奥迪A8上车，现在不管什么技术路线，已有更多高线束前向激光雷达在国内车型落地。逻辑上讲，补盲肯定出现在前向之后，而用Flash技术做补盲具有一些优势。他认为，基于SPAD组合更适合中近距离激光雷达的产品定义，兼顾高性能、可靠性和低成本，同时实现非常好的功能。

虽然车上也有摄像头和毫米波雷达，已覆盖目前的L2+以上前向感知，但大量测试表明，“侧向只基于摄像头可靠性与安全冗余不足，特别在一些横向快速切入、强光照摄像头致盲等情况下，而毫米波也有某些目标识别反应不过来的场景，所以补盲是一个刚需。”剧学铭认为。

据介绍，LDSatellite™ 具有120°×75°超大视场角，组合方案可360°近场感知车辆周围环境的减速带、马路边沿、宠物、锥桶、孩童等低矮目标，精准探测奇形车位、路障栏杆、路牌等高处物体，能够赋予车辆无盲区近场信息感知能力，大幅提升车辆行泊安全。

LDSatellite™ 的核心元器件是可靠性及使用寿命已通过AEC-Q100认证的SPAD芯片。其测试标准和条件极为严苛，包括功能与性能加速环境应力测试、加速寿命模拟测试、可靠性测试、密封性测试等七大类40多项。这意味着LDSatellite™产品已经进入车规验证阶段。

在保证近场高感知性能的同时，LDSatellite™ 高度集成，纤巧轻量，外露窗口仅48mm×88mm，大小与信用卡相当。它支持多种集成方案，可根据客户整车开发需求灵活嵌入车身、前保险杠两侧、左右翼子板、车顶两侧、后保险杠等位置，如卫星般环绕车身，兼顾功能实现与外观审美。

 LDSatellite™ 高度集成，纤巧轻量

LDSatellite™ 实现的补盲+前向组合探测使近场环境尽在掌握，解决了大部分激光雷达集中于前向长距检测垂直视场角不足、障碍物检测仍存在一定近场盲区、难以应对影响安全驾驶的近场复杂多变障碍物等问题。该产品的上车可有效补强前向主雷达的探测不足，例如在行人横穿马路时精准探知左右两侧靠近的行人，保障出行安全。

图：LDSatellite™补盲激光雷达与前向主雷达组合感知

LDSatellite™最显著的优势在于，其超大视场角赋予车辆近场低矮物体的超强感知能力，哪怕一个篮球突然滚落至车前盲区，也能清晰捕获其行动轨迹。

多维度对比孰优孰劣？

首先看，在传感器融合方面，摄像头、激光雷达和毫米波之间关系如何？剧学铭博士认为，要实现自动驾驶，安全非常重要，所以感知要多加冗余，这是比较长期的趋势。对比4D毫米波雷达和激光雷达的分辨率、距离和使用场景，“这是两个不同定义的传感器，要根据客户到底做什么功能或什么价格的车型，以及感知预留成本来选择。这是一个综合决策的结果。”他说。

其次，固态激光雷达的技术组合非常多，比如被视为机械式向纯固态进军必经之路的MEMS激光雷达，它采用固定发射单元和微振镜，毕竟有运动部件，所以是半固态。而Flash激光雷达是真正意义上的纯固态激光雷达，所以被Ibeo、Ouster、大陆集团等采用；半固态激光雷达阵营厂商速腾、禾赛等也在加大Flash的研究和投入。随着技术的成熟，纯固态在规模化、成本、可靠性上都有明显优势，将成为激光雷达远期最主流的技术形态。

第三是成本，Flash激光雷达跟传统激光雷达比也有优势。在结构上，Flash激光雷达内部器件更标准化，包括发射、接收、驱动芯片和光学模组，大多采用半导体工艺制造。规模化生产的芯片价格比较低，随着芯片价格下降，更适合在车上大规模部署，甚至可以下探到15万的车型，“甚至可以在一辆车上装两颗、四颗甚至更多颗，”剧学铭博士说。

亮道智能产品战略总监王石峰表示：“纯固态激光雷达也面临一些技术挑战，壁垒还是比较高的。”首先要有各种各样场景足够的数据积累，产品定义才有可能符合市场要求，这来自于测试验证和算法开发能力的长期积累；从硬件看，补盲或Flash激光雷达涉及核心光学，像SPAD芯片及驱动或控制逻辑，也是主要难点。传统SPAD和VCSEL半导体厂商并不理解产品的应用场景和控制逻辑，需要激光雷达厂商长期摸索来定义一款符合最终功能需求的产品。当然，因为Flash没有任何运动部件，所以过车规相对容易。

 纯固态激光雷达结构

他认为，跟MEMS激光雷达对比，如果是近距离补盲，Flash是一个优解。MEMS做补盲需要足够大的视场角，镜面设计必然更复杂，运动部件也会带来疲劳耐久度的挑战，纯固态没有这些底层技术瓶颈。

在主机厂特别关注的成本方面，尤其是批量化生产，Flash固态激光雷达结构非常趋近于摄像头，只是多了一个激光发射单元，所以有助于在批量化生产过程中降低成本。另外，SPAD芯片也是采用和摄像头相同的CMOS工艺，Flash固态激光雷达也会遵循摄像头的发展路径，性能不像传统MEMS或机械的线性逐步提升，而是基于底层半导体性能的成倍或指数级提升。

激光雷达是一个系统工程，软硬件双管齐下，才能发挥真正作用。亮道团队最擅长的就是感知算法开发。依托多年激光雷达测试验证经验，亮道智能自研满足功能安全的激光雷达感知算法，可以高效处理激光雷达点云数据，高精度识别汽车、卡车、货车、自行车和行人等不同类别交通参与者，探测车道线、路牌标识、隧道、高速出入口等静态目标物，提高激光雷达系统感知的可靠性、检测率和准确度。

亮道智能感知算法可横向兼容多种主流激光雷达硬件产品技术，适配不同主机厂差异化开发需求，实现基于主流算力平台的算法集成，提供软硬一体化的激光雷达系统量产解决方案。

终局量产交付

事实上，大家关注产品发布，更关注上车量产。对激光雷达来说，发布只是一次正式对外亮相，能否量产才是真正较量。亮道智能自始至终关注量产交付的最终实现。

目前，亮道智能自有杭州智能工厂已在积极部署中，全自动化智能产线正在紧锣密鼓地建设，首期产线设计产能50万台/年，全自动化产线计划在2023年第一季度进入投产验证。

剧学铭博士认为，激光雷达的大规模产业化已进入车载量产阶段，一些国内车型已经前装激光雷达，“更大规模上量应该在2024年往后，通过感知功能的开发迭代和积累，更好的功能实现将出现在2025年。”他说。

对于行业终局他这样判断：“激光雷达未来上车的趋势是主逻辑，不会发生改变。我们将基于未来的功能开发相应的产品，满足高可靠性、高性价比要求。”

他认为，未来激光雷达的标准化程度会逐步提升，不是说某个技术路线一家独大，有可能会存在2到3个主流技术路线，针对某一个方向实现相应的标准化，比如Flash会向类似摄像头的方向发展，由核心模组厂商提供更高的价值。

剧学铭博士最后强调：“亮道在德国和中国都在‘坚持做有价值的事情，直至成功’。我们会做调整，会做改变，但是我们的初心一直是坚持做有价值的事情，直至成功。”