0
| 本文作者： 大壯旅 | 2020-05-27 15:33 |
雷鋒網(wǎng)新智駕按：圖片來(lái)自于福布斯
雷鋒網(wǎng)按，十多年前，DARPA 的自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)賽在莫哈維沙漠鳴鑼開(kāi)打，吸引各路英豪匯聚一堂。當(dāng)時(shí)，他們的目標(biāo)很明確，即讓車輛穿越沙漠中的各種未知地形與障礙，而且要盡可能快。不過(guò)最關(guān)鍵的是，參賽車輛不能配人類駕駛員。
此次挑戰(zhàn)賽催化了商業(yè)自動(dòng)駕駛項(xiàng)目的發(fā)展，十多年后，我們也在技術(shù)上取得了重大進(jìn)步。不過(guò)，整個(gè)行業(yè)離真正的全自動(dòng)駕駛還有距離，大家也從此前的烏托邦式狂熱中冷靜了下來(lái)。眼下，管理好投資者預(yù)期、現(xiàn)金流、運(yùn)營(yíng)并完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與顧客培養(yǎng)才是各家公司需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。
在自動(dòng)駕駛行業(yè)的變遷中，感知系統(tǒng)成了一大贏家，LiDAR 也開(kāi)始扮演越來(lái)越重要的角色。有了它，車輛就有了高分辨率 3D 感知能力，這是攝像頭和雷達(dá)等 2D 傳感器力所不能及的。業(yè)內(nèi)大多數(shù)研究者相信，LiDAR 對(duì)避障、定位和導(dǎo)航至關(guān)重要，而在 DARPA 自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)賽中異軍突起的 Velodyne（原來(lái)是音箱制造商）則成了 LiDAR 領(lǐng)軍廠商。
20 年前，隨著通訊、數(shù)據(jù)、視頻與高速網(wǎng)絡(luò)的勃興，光學(xué)技術(shù)逐漸成了支柱科技之一。隨后，遠(yuǎn)程通訊技術(shù)領(lǐng)域的大量投資也逐步轉(zhuǎn)化成了醫(yī)藥、工業(yè)傳感與材料處理領(lǐng)域的生產(chǎn)力。與其類似，光學(xué)產(chǎn)業(yè)也因?yàn)檐囕d“視覺(jué)”技術(shù)光明的前景迎來(lái)了第二春。在這之中，LiDAR 這個(gè)原本用在國(guó)防產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)也開(kāi)始主流化，未來(lái)甚至?xí)袷謾C(jī)上的攝像頭一樣普及。
由于在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，LiDAR 已經(jīng)吸引了 15 億美元的投資。無(wú)論是 OEM 商、一級(jí)供應(yīng)商還是科技巨頭，都愿意為 LiDAR 慷慨解囊。
縱觀整個(gè)行業(yè)，靠車載 LiDAR 起家的公司已經(jīng)超過(guò) 80 家。不過(guò)，由于自動(dòng)駕駛革命進(jìn)程的放緩，許多公司開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向其他行業(yè)，比如安全、航空地圖、無(wú)人機(jī)和工業(yè)自動(dòng)化等。這樣遍地開(kāi)花的場(chǎng)景與 20 年前迎來(lái)爆發(fā)期的通訊產(chǎn)業(yè)何其相似，但我們又很清楚的知道，這 80 多家公司不可能都靠一己之力笑到最后。LiDAR 產(chǎn)業(yè)的蛋糕雖大，但也不夠這么多公司來(lái)瓜分，投資者口袋里也沒(méi)有那么多銀彈來(lái)支撐 LiDAR 公司們完成下一個(gè)階段的產(chǎn)業(yè)化。未來(lái)能主宰 ADAS 與自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的 LiDAR 公司不會(huì)超過(guò) 10 家。
那么，在如此殘酷的競(jìng)爭(zhēng)中，公司們?cè)撊绾蝿裾f(shuō)投資者乖乖掏錢呢？恐怕它們得從波長(zhǎng)（4），LiDAR 類型（3），激光類型（3），探測(cè)器類型（4）和掃描方式（6）幾個(gè)角度入手，而這些角度相互組合能產(chǎn)生 864 種可能。如果再算上 3D 點(diǎn)云的處理方式和基于事件的 LiDAR 這種新技術(shù)，組合方式就更多了。雖然這 864 種可能無(wú)法一一應(yīng)驗(yàn)，但至少有一半的路徑能走通，這也是風(fēng)投公司選擇廣撒網(wǎng)的原因（比如 Velodyne、Quanergy、Innoviz、Luminar 和 Ouster 等公司）。當(dāng)然，投了大量初創(chuàng)公司的它們，未來(lái)也得找到保護(hù)或者說(shuō)讓自己先期投資回本的好方案。
作為在光學(xué)產(chǎn)業(yè)浸淫多年，經(jīng)歷過(guò)通信與自動(dòng)駕駛兩大行業(yè)崛起的著名投資人，John Dexheimer 還專門對(duì)它們做了對(duì)比。“許多人認(rèn)為車載 LiDAR 的上升曲線會(huì)與當(dāng)年的光網(wǎng)通信相似，畢竟這兩大行業(yè)都有中大型公司提前占位，而且風(fēng)投們都非常舍得砸錢。不過(guò)，兩者的差異也非常清晰：直接經(jīng)濟(jì)效益是通信產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)器，但從短期來(lái)看自動(dòng)駕駛與 ADAS 并不是驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)，畢竟終端用戶的需求還沒(méi)有培養(yǎng)起來(lái)。”
除此之外，通信行業(yè)里產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)完整且嚴(yán)密，LiDAR 卻還是狂野西部。非常關(guān)注車載 LiDAR 標(biāo)準(zhǔn)制定的 John Dexheimer 就發(fā)問(wèn)道，“跨越了路測(cè)和地理圍欄后，汽車行業(yè)里哪個(gè)實(shí)體能拿出更加明確的驗(yàn)收測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以推動(dòng) LiDAR 量產(chǎn)呢？”
未來(lái)，LiDAR 市場(chǎng)走向成熟肯定會(huì)伴隨大規(guī)模洗牌，那些資金雄厚、執(zhí)行堅(jiān)決且顧客多多的廠商肯定能生存下來(lái)。除此之外，處于弱勢(shì)的小廠會(huì)投向哪些巨頭懷抱也相當(dāng)有看頭。
下面，我們就先來(lái)總結(jié)一下，成功的 LiDAR 公司應(yīng)該具有哪些品質(zhì)：
1）圍繞自家產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件堆棧；
2）與 OEM 商、出行提供商與自動(dòng)駕駛公司良好的關(guān)系；
3）系統(tǒng)性能符合城市及高速自動(dòng)駕駛的要求；
4）超一流的團(tuán)隊(duì)；
5）融資能力強(qiáng)（至少 1 億美元以上）；
6）車規(guī)級(jí)別的制造與可靠性；
7）可靠的供應(yīng)鏈及量產(chǎn)能力；
8）成本與收益控制能力；
9）在其他市場(chǎng)占據(jù)一定份額。
一般來(lái)說(shuō)，有穩(wěn)定靠山的 LiDAR 項(xiàng)目存活幾率很大，但它們并非完全免疫。最近，因?yàn)?Cruise 宣布裁員 8%，Strobe（已被 Cruise 收購(gòu)）的 LiDAR 研發(fā)就受到了影響。簡(jiǎn)言之，充足的資金確實(shí)重要，但其他因素也能起到?jīng)Q定作用，也許 Cruise 也有未來(lái)放棄 LiDAR 的計(jì)劃，或者說(shuō)它們覺(jué)得自研 LiDAR 有些得不償失？
對(duì)一級(jí)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)（博世、法雷奧、采埃孚、安波福和大陸等），LiDAR 肯定是個(gè)新的商業(yè)機(jī)遇，畢竟一級(jí)供應(yīng)商原本就一直在為 OEM 商供應(yīng) ADAS 和自動(dòng)駕駛關(guān)鍵部件。未來(lái)如果更進(jìn)一步，它們就能包圓了整個(gè)傳感器融合系統(tǒng)，把攝像頭、雷達(dá)和 LiDAR 打包賣出去。當(dāng)然，出于供應(yīng)鏈、成本、設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化和系統(tǒng)整合等方面的考慮，類似 Cruise、Waymo、Aurora 和 Argo 等公司都選擇了自研 LiDAR 的方式。
在老練的一級(jí)供應(yīng)商、OEM 商及科技巨頭強(qiáng)大的攻勢(shì)面前，獨(dú)立 LiDAR 供應(yīng)商當(dāng)然會(huì)感覺(jué)壓力山大，因?yàn)槌嗽谛阅芎统杀旧先〉媚雺簝?yōu)勢(shì)，它們還得管理好融資與現(xiàn)金流才有勝算。除了殺出重圍的那幾家公司，其它公司恐怕只能選擇轉(zhuǎn)戰(zhàn)其他市場(chǎng)或者等巨頭收購(gòu)。當(dāng)然，它們也有可能破產(chǎn)出局。
經(jīng)歷過(guò)互聯(lián)網(wǎng)泡沫且在知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場(chǎng)有 40 多年經(jīng)驗(yàn)的 Martin Pichinson 就表示：“眼下許多自動(dòng)駕駛公司的路徑已經(jīng)有了當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)泡沫的影子。現(xiàn)在我們必須在服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行深入挖掘，包括 AI、機(jī)器人、健康、物聯(lián)網(wǎng)等。經(jīng)過(guò)幾十年的培養(yǎng)，人類已經(jīng)習(xí)慣于擁抱新技術(shù)，因此整個(gè)轉(zhuǎn)變期戰(zhàn)線不會(huì)拉得太長(zhǎng)，只要產(chǎn)品好，很快就能轉(zhuǎn)化為收入。”
原始 LiDAR 數(shù)據(jù)的處理及后續(xù)與 AI 和軟件堆棧的整合恐怕未來(lái)會(huì)成為 LiDAR 市場(chǎng)走向成熟的最關(guān)鍵助推器。在這個(gè)階段，以下幾個(gè) LiDAR 關(guān)鍵功能值得關(guān)注：
1. LiDAR 物理學(xué)，主要是帶線性探測(cè)器的 ToF，帶光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的 ToF 和 FMCW：這些選項(xiàng)中的每一個(gè)都需要不同的軟件和信號(hào)處理算法，并集成到感知和傳感器融合堆棧中。 此外，在這三類中使用的激光器和探測(cè)器的類型有很大不同，并且會(huì)影響供應(yīng)鏈，成本和量產(chǎn)。
2. 工作波段（8XX-9XX nm, 14XX-15XX nm）：會(huì)影響校準(zhǔn)與熱管理，還有供應(yīng)鏈、可制造型和成本等方面。
3. 視場(chǎng)覆蓋（快閃 vs 掃描）：快閃與掃描兩種形式會(huì)影響信號(hào)處理、后處理堆棧以及硬件整合。至于特定的掃描機(jī)制，無(wú)論是機(jī)械式、固態(tài)或微機(jī)電（MEMS），都不會(huì)對(duì)基本層面造成影響，
舉例來(lái)說(shuō)，一家專攻 1550nm，帶有線性模式檢測(cè)器和快閃 ToF LiDAR 的公司不太可能會(huì)收購(gòu)另一家造 905nm 光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器和機(jī)械掃描 LiDAR 的公司。畢竟在這樣的系統(tǒng)之間進(jìn)行硬件和軟件的集成并不簡(jiǎn)單，也不會(huì)有任何增值作用（除了提供第二套獨(dú)立系統(tǒng)來(lái)完成其產(chǎn)品套件外）。他們更有可能尋求在供應(yīng)鏈中獲取特定功能，例如激光器，探測(cè)器或掃描技術(shù)，以圍繞競(jìng)爭(zhēng)差異化和降低材料成本的特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多垂直整合。
雷鋒網(wǎng)按：圖片來(lái)自于福布斯
表 1 對(duì)使用 3 種主要 LiDAR 物理方法的 75 家公司分了分陣營(yíng)。在我看來(lái)，行業(yè)的洗牌與成熟將首先在這里進(jìn)行，預(yù)測(cè)如下：
? 類公司可能會(huì)最先開(kāi)始洗牌，畢竟這一陣營(yíng)的公司太多了（50 家），而且至少有 5 家頭部公司。洗牌完成后，那些實(shí)力不夠強(qiáng)的將面臨收購(gòu)或破產(chǎn)。值得注意的是，? 類公司算是車載 LiDAR 領(lǐng)域的開(kāi)拓者，但由于這個(gè)波段的激光會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生傷害，因此其分辨率和探測(cè)距離都有一定限制。除此之外，在激光器與探測(cè)器的設(shè)計(jì)上，其垂直整合度也最低。
? FMCW LiDAR 公司目前使用 15XX nm 波長(zhǎng)（主要是由于為電信行業(yè)開(kāi)發(fā)了相干激光器）。不過(guò)，這些激光器在自由空間應(yīng)用時(shí)制造和控制起來(lái)卻沒(méi)那么容易，因?yàn)樗枰蟮陌l(fā)射功率才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測(cè)。與其他 LiDAR 不同，F(xiàn)MCW 提供深度和軸向速度信息，從而減少了圖像分割和目標(biāo)識(shí)別的處理時(shí)間（并為決策和控制留出了更多時(shí)間）。其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于光峰值功率低，這種類型的 LiDAR 擁有使用光學(xué)相控陣和液晶元表面進(jìn)行純固態(tài)掃描的可能性。（當(dāng)然，這兩者都需要重大的材料科學(xué)創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)）。率先采用 FMCW 方案的 Blackmore 最近被 Aurora 收入囊中，不過(guò)業(yè)內(nèi)還有其他獨(dú)立公司在探索這一領(lǐng)。不幸的是，其中只有少數(shù)幾個(gè)擁有繼續(xù)下去所需的銀彈，未來(lái)它們很可能會(huì)被收購(gòu)或直接售賣知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）。這里的關(guān)鍵 IP 是傳輸波形部署以及隨后的相干混合及數(shù)據(jù)處理。這種類型的 LiDAR 對(duì)實(shí)現(xiàn)高速路自動(dòng)駕駛至關(guān)重要。
? 14XX / 15XX nm 的 LiDAR 對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)更加安全，因此它也天然擁有更高的性能。這類公司在線性模式 APD 或 PIN 的長(zhǎng)距離探測(cè)下表現(xiàn)出了出色的性能。不過(guò)，在激光峰值功率方面仍然具有挑戰(zhàn)性，而且要使用許多昂貴的光纖激光器，難以大批量生產(chǎn)。這些公司中，Luminar 最為出挑，它們最近宣布與沃爾沃建立合作伙伴關(guān)系，預(yù)計(jì)將在 2022 年實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車的部署。這并不是一個(gè)參與公司眾多的陣營(yíng)，因此大洗牌的可能性尚不清楚，畢竟該解決方案需要昂貴的光纖激光器才能達(dá)到高性能，而且公司必須不差錢。
? 此陣營(yíng)之所以令人著迷，是因?yàn)樗兄Z用 CMOS 的成本實(shí)現(xiàn) SPAD 的性能。與 ? 一樣，這個(gè)陣營(yíng)里公司也不多，該領(lǐng)域未來(lái)可能會(huì)有兼并發(fā)生。
? 此陣營(yíng)的優(yōu)勢(shì)在于它無(wú)需掃描，并提供類似相機(jī)的點(diǎn)云。同時(shí)，與攝像頭融合變得更加容易，且消除了圖像滯后的問(wèn)題。不過(guò)，點(diǎn)亮大量像素需要更高的激光功率，從而限制了它的應(yīng)用舉例，例如自動(dòng)泊車，角分辨率或視野覆蓋范圍較差的長(zhǎng)距離應(yīng)用等。目前，我們尚不清楚此類 LiDAR 是否會(huì)在自動(dòng)駕駛汽車部署中發(fā)揮重要作用。 因此，此處的行業(yè)發(fā)展方向有些模糊，它們最終更有可能轉(zhuǎn)向非汽車應(yīng)用。
雖然全自動(dòng)駕駛的落地可能要花更長(zhǎng)時(shí)間，但這個(gè)行業(yè)并不全是令人沮喪的消息，風(fēng)投和創(chuàng)業(yè)者們依然有大展身手的機(jī)會(huì)。下面，我就給大家一些好建議：
1）最讓人感到驚訝的是，表1中的 ? 陣營(yíng)并沒(méi)有吸引任何創(chuàng)業(yè)者的興趣或風(fēng)投/企業(yè)資金。 FMCW LiDAR 在 8XX-9XX nm 的波長(zhǎng)下有一并解決 ToF 系統(tǒng)受限、人眼安全及性能的潛力。這是因?yàn)橄到y(tǒng)可以使用本地振蕩器，因而以更高的 SNR 進(jìn)行操作。在相同的激光能量下，它們可以獲得更高的探測(cè)能力。同時(shí)，抗干擾和基于多普勒的瞬時(shí)速度感應(yīng)（類似于 1550 nm FMCW）也是其重要優(yōu)勢(shì)。由于系統(tǒng)可以使用成本較低的硅探測(cè)器，GaAs 激光器和 VCSEL，因此高性能實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本也較低。此外，SiN 光子學(xué)還為將來(lái)的固態(tài)掃描提供了新的途徑。簡(jiǎn)言之，? 陣營(yíng)不但具有 ? 陣營(yíng)的所有優(yōu)點(diǎn)，成本還有優(yōu)勢(shì)。棘手的問(wèn)題是，盡管在設(shè)計(jì)角度來(lái)看這一方案不難實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)實(shí)中卻不存在這一波長(zhǎng)下的相干激光器。想成大事，必須得招點(diǎn)激光器設(shè)計(jì)大牛。
2）LiDAR 產(chǎn)生的用于避障的數(shù)據(jù)通常有 90％ 以上是無(wú)用的。收集，存儲(chǔ)和分析所有這些數(shù)據(jù)會(huì)帶來(lái)巨大的功耗，存儲(chǔ)和延遲問(wèn)題，導(dǎo)致我們無(wú)法在需要的地方投入分辨率和激光資源。因此，基于事件的 LiDAR 是另一個(gè)值得撒錢的投資機(jī)會(huì)。眼下，投資人已經(jīng)開(kāi)始為基于事件的攝像頭砸錢了，未來(lái)想必也會(huì)復(fù)制到 LiDAR 市場(chǎng)。當(dāng)然，在掃描模式下，快速掃描的創(chuàng)新勢(shì)在必行。
3）最近，索尼發(fā)布了一款低成本相機(jī)芯片，該芯片在陣列中的每個(gè)像素上都實(shí)現(xiàn)了 AI 處理功能，從而實(shí)現(xiàn)了高速邊緣 AI 處理。這大大減少了必須傳輸?shù)胶筇幚矶褩Ｖ械脑紨?shù)據(jù)量，并改善了延遲，功耗和成本方面的指標(biāo)。因此，對(duì)實(shí)現(xiàn)了類似數(shù)據(jù)“減肥”的 LiDAR 系統(tǒng)進(jìn)行投資可能是一個(gè)重大機(jī)遇。當(dāng)然，它也要與基于事件的 LiDAR 有著良好的集成能力。
4）固態(tài)掃描確實(shí)可以使芯片級(jí) LiDAR 成為現(xiàn)實(shí)。除了消除對(duì)活動(dòng)部件的依賴（在移動(dòng)的汽車中同樣如此！），固態(tài)掃描還將積極影響成本，量產(chǎn)以及與底盤兼容的 LiDAR（對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車消費(fèi)者的所有權(quán)至關(guān)重要）。它還可以在手機(jī)，AR / VR 和游戲等其他應(yīng)用中應(yīng)用LiDAR。盡管沒(méi)有解決復(fù)雜材料工程規(guī)模化的問(wèn)題，但該領(lǐng)域已經(jīng)有一些投資出現(xiàn)。
除了汽車市場(chǎng)的廣闊機(jī)遇，向非自動(dòng)駕駛應(yīng)用過(guò)渡也是可以考慮的方向，例如安全、人員監(jiān)控、采礦、建筑、工廠和倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化、機(jī)器人與農(nóng)業(yè)等。城市空中交通（UAM）和無(wú)人駕駛飛機(jī)未來(lái)可能也會(huì)成為發(fā)展方向，盡管其落地時(shí)間還不明朗。總的來(lái)說(shuō)，如今所有的 LiDAR 公司都在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行積極布局。
作為車載 LiDAR 領(lǐng)域中的早期獨(dú)角獸之一，Quanergy 最近就從其現(xiàn)有投資者那里拿到了新一輪融資。
“與僅專注于交通市場(chǎng)的 LiDAR 公司不同，Quanergy 一直強(qiáng)調(diào)其技術(shù)在多個(gè)行業(yè)中的發(fā)展。”Kevin J. Kennedy 博士說(shuō)道。“有了這筆新資金，我們就能加深對(duì)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)的投資，并有能力證明 LiDAR 在更廣泛市場(chǎng)應(yīng)用中的價(jià)值。”
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見(jiàn)轉(zhuǎn)載須知。
