這是“汽車人參考”第293篇原創文章
“推動智慧電動汽車向前進”
當前應用於L2級別乘用車的超聲波雷達探測距離小，毫米波雷達角分辨力弱、對行人探測效果不佳，攝像頭受光照影響大，且依賴深度學習。而鐳射雷達兼具了測距遠、角解析度優、環境光照影響小的優點，但同時又是我國汽車領域“被卡脖子”的核心技術。
禾賽科技是國內鐳射雷達的龍頭，有百度和博世的背書，汽車人參考結合其425頁招股書，對當前鐳射雷達的市場、應用場景、技術路線、戰略、產品、商業等一條故事線有更清晰的認識，全文共計2632個字，與讀者分享。
四大應用場景，五年高於60%的CAGR
據預測，2025年全球鐳射雷達的市場規模達135。4億美元，較2019年可實現64。5%的年均複合增長率。
主要受益於以下四個應用場景的增長：
第一，無人駕駛領域（市場佔比25。8%）
針對L4/L5級別的運送乘客Robotaxi和運送貨物Robotruck，由於駕駛責任完全歸屬汽車本身，對鐳射雷達探測效能要求最高，同時車輛所有者為運營公司，對鐳射雷達價格及與車身整合度要求較低。
據預測，2025年全球Robotaxi和Robotruck的L4/L5無人駕駛汽車，數量為53。5萬輛，對應的鐳射雷達市場規模35億美元（假設一輛車一套，單價為6542美元），2019年至2025年的年均複合增長率達80。9%。
第二，高級別自動駕駛ADAS（市場佔比34%）
針對L2/L3級別的自動駕駛乘用車，直接面向用戶，因此，鐳射雷達與車身融為一體的美觀性要求和價格敏感度都較高。
據預測，2025年全球乘用車新車L3滲透率6%，即每年近600萬輛新車將搭載鐳射雷達，對應的市場規模為46。1億美元（單價768美元），2019年至2025年複合增長率達83。7%。
第三，服務機器人（市場佔比5%）
非汽車應用的服務機器人，包括了無人配送、清掃、倉儲、巡檢，移動速度慢、場景複雜度低，對鐳射雷達的效能要求適中，但對價格比較敏感。
據預測，2025年鐳射雷達在該細分市場規模為7億美元，2019年至2025年的複合增長率為57。9%。
第四，車聯網（市場佔比33%）
在智慧城市和測繪領域，使用鐳射雷達完成高精地圖資料採集，或安裝在路端用於實時交通監控，該領域對鐳射雷達的車規化和整合度要求較低，但對其感知演算法要求更高。
據預測，至2025年，鐳射雷達在該領域的市場規模為45億美元，2019年至2025年複合增長率為48。48%。
中國市場（佔全球31%）
據預測，至2025年，中國鐳射雷達市場規模43。1億美元，較2019年實現63。1%的年均複合增長率。
技術路線，ToF固態化，FMCW開始受到關注
按照測距方式，當前車載鐳射雷達分為ToF和FMCW兩種方式。
ToF，基於飛行時間測距，是目前車載主流方案，如汽車人參考預測，發射端從邊發射鐳射器EEL發展為平面化的垂直腔面發射鐳射器VCSEL。
而接收端會從APD線性雪崩二極體發展為採用CMOS工藝的單光子探測器。
收發模組逐步從“點對點”、“線對線”向“面陣對面陣”的方向發展，面陣的發射鐳射器搭配面陣的探測器，再加鏡頭組，構成固態鐳射雷達。
從機械式（整體旋轉）、半固態式（收發模組靜止，掃描器運動，分為微振鏡和轉鏡），最終走向固態式（沒有機械運動部件，分為光學相控陣OPA和電子掃描）的。
連續波調頻FMCW鐳射雷達，則是另外一個發展分支。FMCW基於相干測距，可直接測量速度資訊，可抗環境光和其他鐳射雷達的干擾。
總結起來，鐳射雷達整體朝著高效能、低成本、高整合、高可靠方向發展。
ToF的收發器件面陣化和核心模組晶片化是兩個大趨勢，同時FMCW鐳射雷達技術方案開始受到市場關注，目前僅有美國的Aeva公司選擇FMCW路線。
市場策略“三步走”
禾賽進入鐳射雷達市場採取三步策略：
第一步，以高產品效能的機械旋轉鐳射雷達，入手無人駕駛市場。該市場客戶多為頭部科技公司，對成本敏感度低、效能要求高，可根據客戶反饋和技術迭代，加深對系統理解，積累開發經驗，形成技術護城河，同時實現較高毛利率的銷售收入、佔領市場份額、積累品牌口碑。
第二步，根據產品累計的需求，自研晶片，增加產品整合度和降低成本，進軍客戶分散、效能要求低、成本敏感度高的服務機器人市場，以及開發週期漫長、對整合度、可靠性、成本、規模化生產要求嚴苛的ADAS乘用車市場。
第三步，研發感知演算法、即時定位與高精地圖構建、感知資料管理平臺，進軍車聯網市場。
禾賽科技的產品
基於以上策略，禾賽科技的產品如下：
（鐳射雷達核心技術邏輯框圖）
第一，核心零部件；
禾賽基於ToF測距原理的機械式產品和半固態微振鏡產品已經成熟；半固態的轉振鏡的產品部分成熟；而固態的電子掃描方案、以及基於FMCW測距原理的方案還在開發中。
第二，晶片；
禾賽自研的發射端驅動晶片（替代TI）和接收端模擬前端晶片（替代ADI）已經量產，接收端的模擬數字轉換晶片（替代TI）已進入開發後期。
禾賽的晶片集中在收發端，在整合度、測距精準度、測遠能力、功耗、編碼抗干擾、成本上相比於德州儀器TI和亞諾德ADI均有最佳化。
同時也大力佈局線陣式SoC晶片，集成了光電探測器、前端電路、波形數字化、波形演算法處理、鐳射脈衝控制等功能模組，目的是為了取代FPGA（Xilinx賽靈思，Intel英特爾）的主控單元。
第三，演算法；
一是感知演算法，用於障礙物檢測、識別、跟蹤與可行駛區域劃分，感知100米距離內的機動車、非機動車、行人。
二是與攝像頭的融合演算法，包括時間同步與空間標定方案、資料級前融合感知方案與物件級後融合感知方案。
三是即時定位與高精度地圖構建演算法，結合GNSS慣導，半自動化的地圖語義元素識別與生產，實現L4的釐米級即時定位，高精度地圖的生產與低成本更新。
下圖為禾賽鐳射雷達的技術路線：
V1。0：機械式，發射端EEL鐳射器，配合多通道驅動晶片、接收端採用APD多通道模擬前端晶片，均是自研；
V1。5：微振鏡式，發射端升級為VCSEL鐳射器，接收端升級為SiPM單光子探測器；
V2。0：轉鏡式，發射端採用VCSEL線陣，接收端升級為SPAD陣列，同時整合
線陣式SoC級別晶片；
V3。0：固態式，發射端與接收端採用面陣，SoC晶片改為了面陣式，可以通道（畫素）從百個升級到上萬個通道（畫素）。
價格“貴得離譜”
從禾賽科技的招股書中可以看到，其銷量從2017年的126套增長到2019年的2890套。
如果結合其營業收入，可以計算出2017年、2018年、2019年和2020年前三季度，鐳射雷達的單價分別為11。38萬元、10。42萬元、11。36萬元、8。94萬元，而且銷售均價降幅並不大。
汽車人參考認為，這個價格比較接近於當前L4以上的無人駕駛Robotaxi和Robotruck市場。
這麼高的售價應用到乘用車ADAS市場，相信會讓目前大多數的車企望而卻步，回到文章開頭，若2025年針對於乘用車ADAS的單價可以降低到768美元，應該是另外一番景象。
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