2021年全國兩會于3月4日正式拉開帷幕，如何化解科技領域的“卡脖子”難題，將成為全國兩會代表委員關注的話題之一。

《科技日報》曾在2018年梳理過總共35項“卡脖子”技術，其中“激光雷達”與半導體核心設備“光刻機”、芯片、核心算法等共同出現(xiàn)在這份名單之中，位列第10項。

從產業(yè)應用及市場占有率來看，美國Velodyne在無人駕駛激光雷達領域深耕了10多年時間，占據(jù)了近80%的市場份額。尤其在2017年前，Velodyne幾乎是市場上唯一的高線數(shù)激光雷達廠商。

不過，近年來，激光雷達行業(yè)涌現(xiàn)出一批包括禾賽科技、華為、大疆、速騰聚創(chuàng)等中國公司，這些公司面向的市場以及技術積累各有不同。其中，成立于2014年的禾賽科技已成長為國內激光雷達頭部企業(yè)，后者也是全球無人駕駛領域銷售金額最高的激光雷達供應商之一。目前正在科創(chuàng)板IPO，有望成為國內激光雷達行業(yè)第一股。

針對激光雷達行業(yè)現(xiàn)狀，以及國內各激光雷達廠商背后的技術路線、產品布局等，記者進行了深入采訪。

應用：場景多樣，從“天上”到“地面”

激光雷達的應用場景較多。就在近日，全國政協(xié)委員、國家衛(wèi)星氣象中心衛(wèi)星氣象研究所所長、國家大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星工程應用系統(tǒng)副總師張興贏在接受采訪時透露，我國將在今年7月發(fā)射全球首顆主動激光雷達二氧化碳探測衛(wèi)星。

上述激光雷達的作用主要用于氣體檢測。張興贏稱，這顆大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星最大的特點是搭載主動激光雷達載荷，從天上往下發(fā)射一束激光雷達，可以獲取全球大氣二氧化碳、云和氣溶膠的垂直分布信息。

此外，激光雷達還可用于測繪。據(jù)了解，1971年阿波羅15號載人登月任務使用激光雷達對月球表面進行測繪。 在2020年全國兩會期間，全國政協(xié)委員、成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室常務副主任許強呼吁：盡快在我國推動實施“激光雷達計劃”，加強地質災害防治。

與上述應用場景相比，目前激光雷達更大、更具前景的應用領域則是無人駕駛。

2000年至2010年早期，高線數(shù)激光雷達開始用于無人駕駛的避障和導航，彼時其市場主要是國外廠商。典型的應用案例是，2010年Ibeo與法國Tier 1公司Valeo（法雷奧）開始合作開發(fā)面向量產車的激光雷達產品SCALA，這是最早量產的車規(guī)級激光雷達。

從2016年開始，國內激光雷達廠商逐步入局，行業(yè)的技術方案呈現(xiàn)多樣化的特點，并且國內激光雷達廠商在部分技術研發(fā)上，呈現(xiàn)趕超國外廠商的趨勢。

2019年至今，激光雷達行業(yè)開始迎來上市潮，一批境外激光雷達公司通過借殼方式爭相上市，而國內公司禾賽科技也在申報科創(chuàng)板，激光雷達這一細分行業(yè)正逐漸被外界所熟知。

技術：多路線，各有各的覆蓋產品

值得注意的是，無人駕駛市場對激光雷達需求的技術路線不盡相同。

激光雷達按照技術架構劃分可分為：機械式、半固態(tài)式以及固態(tài)式。機械式指在垂直方向上排布多束激光器、通過電機帶動光電結構360度旋轉，其特點在于具有高分辨率、高測距等，“機械式是過去幾年市場比較成熟的技術，這個市場的主要收入也都來自于機械式”，一位業(yè)內人士表示。

記者獲悉，國外機械式激光雷達的代表企業(yè)是Velodyne，后者在2005年推出的64線激光雷達在第二屆 DARPA挑戰(zhàn)賽中得到廣泛關注，此后Velodyne在高線數(shù)激光雷達市場深耕多年。

而在國內市場，禾賽科技亦推出多款機械式激光雷達，其中公司于2020年9月推出Pandar128激光雷達，該款產品的點頻（激光雷達性能的主要參數(shù)指標之一）為 Pandar64的三倍，然而重量和體積的增加均不超過10%，這是當前市場性能和集成度領先的旗艦級激光雷達。

但機械式激光雷達也非技術完美。

國金證券發(fā)布研報指出，為實現(xiàn)高頻準確轉動，其機械結構復雜，平均失效時間僅1000-3000小時，與車規(guī)要求的最低13000小時差距明顯，難以實現(xiàn)前裝量產；激光器堆疊需要人工操作，早期高線數(shù)機械式激光雷達成本高企成為最大痛點。

在成本方面，Velodyne2014年推出的HDL-64售價為75000美元，2019年推出的HDL-32售價為29000美元；禾賽科技2017年激光雷達銷售均價為11.38萬元，但2020年1至9月，其激光雷達銷售單價已降低至8.94萬元。

總體來看，后期隨著系統(tǒng)通道數(shù)目、集成度提高及規(guī)?；a，行業(yè)ASP顯著降低。

記者了解到，由于當前行業(yè)尚沒有“完美”的方案，因此主機廠需進行取舍，由此也有廠商選擇研發(fā)用于以轉鏡或者振鏡為掃描原理的半固態(tài)激光雷達產品。

中金公司在其發(fā)布的研報中認為，轉鏡方案是當前最接近同時滿足：1，可過ISO26262安全認證并過車規(guī)；2，成本可控；3，性能滿足需求門檻；4，可批量穩(wěn)定供貨，這四大條件方案。

據(jù)了解，國內廠商中，華為、大疆亦依托轉鏡方案推出各自的產品，并將在北極狐、小鵬等搭載。而禾賽科技也有在半固態(tài)方案進行布局，公司2019年1月推出的PandarGT ，即是應用于高級輔助駕駛的半固態(tài)式激光雷達。

而固態(tài)式激光雷達是指無任何機械運動部件的激光雷達類型，雖然該技術方案被部分業(yè)界專家認為是激光雷達最終的主流形態(tài)。但目前技術尚不成熟，“固態(tài)式不會是一兩年內就會成熟的產品，并且固態(tài)式成熟后，半固態(tài)或機械式也不會被淘汰，這幾個路線各有各的覆蓋范圍和特性”，上述業(yè)內人士認為。

趨勢：芯片化，布局競爭正式開啟

自激光雷達產業(yè)誕生以來，就呈現(xiàn)出技術水平高的特點：從激光器發(fā)明之初的單點激光雷達到后來的單線掃描激光雷達，再到多線掃描激光雷達、固態(tài)式激光雷達等。而目前行業(yè)正在經歷芯片化的發(fā)展趨勢。

記者了解到，基于飛行時間（ToF）測距是激光雷達當前技術的主流，大部分ToF激光雷達產品采用分立器件，但分立器件存在零部件多、生產成本高、可靠性低等問題。而芯片化架構的激光雷達可將數(shù)百個分立器件集成于一顆芯片，實現(xiàn)收發(fā)單元陣列化、核心模塊芯片化，即SoC。此架構的優(yōu)勢在于：降低物料、人力安裝成本、提升可靠性。

目前國外廠商Luminar、Innoviz、Ouster、Aeva、Quanergy等都在布局芯片化技術，其中Ouster從創(chuàng)立開始就選擇數(shù)字化的芯片方案。有觀點認為，該方案架構先進，但產品的整體性能非常依賴芯片架構和器件的成熟度，其當前的產品性能和成本尚不具備優(yōu)勢。

國內廠商中禾賽科技則走在芯片化布局前列。

據(jù)了解，禾賽科技于2020年10月發(fā)布基于芯片架構的中距旋轉式激光雷達PandarXT，該款產品用于對成本較為敏感的低速服務型機器人應用領域。該款產品的優(yōu)勢也較為明顯：自研多通道發(fā)射芯片使得發(fā)射端驅動電路成本降低約 70%，自研多通道模擬前端芯片使得接收端模擬電路成本降低約80%。

另外禾賽科技在其招股書中透露，其基于微振鏡架構的低成本方案以及基于轉鏡方案的PandarST將搭載公司自研的V1.0 多通道激光驅動芯片以及多通道模擬前端芯片，截至招股書披露，相關產品處于樣機迭代及OEM洽談階段。

此次公司申報科創(chuàng)板的募投項目之一也用于專屬芯片的研發(fā)。

值得注意的是，除了自研SOC芯片外，亦有部分廠商選擇研發(fā)固態(tài)式激光雷達芯片—OPA芯片。 國金證券發(fā)布研報指出，OPA產業(yè)鏈培育不足，零部件大部分需要自研、制造工藝要求高，對激光雷達廠商而言難度較大。

目前國內廠商力策科技已成功自研OPA芯片，但目前未有車企合作消息。另外揚州群發(fā)換熱器有限公司也有OPA芯片的研發(fā)，公司于2020年12月初樣品測試數(shù)據(jù)符合設計要求。

總體來看，國金證券在研報中指出，目前，激光雷達市場還處于百花齊放的階段，技術路線繁多，即將迎來規(guī)模放量。激光雷達廠商需要各領域業(yè)務共同推進，在布局創(chuàng)新技術及上游核心器件的同時，需要加快推進芯片架構研究及工廠規(guī)?；a，與車企積極接洽，提供創(chuàng)新型、定制化、高性價比的產品。