激光雷達(dá)價(jià)格背后，是自動(dòng)駕駛各方之間的暗戰(zhàn)

激光雷達(dá)已經(jīng)成為自動(dòng)駕駛不可或缺的關(guān)鍵傳感器。市場(chǎng)上，Velodyne 64線的激光雷達(dá)“一達(dá)難求”，加價(jià)到10萬(wàn)美金也有公司照收不誤。然而，這個(gè)旋轉(zhuǎn)的大花盆正在迎來(lái)有力的競(jìng)爭(zhēng)們——那些想讓激光雷達(dá)不用轉(zhuǎn)動(dòng)的公司，正在悄然掀起一場(chǎng)固態(tài)激光雷達(dá)的暗戰(zhàn)。

目前市面上可見(jiàn)的車載激光雷達(dá)，基本都是機(jī)械式，其典型特征即為擁有機(jī)械部件，會(huì)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然也有混合固態(tài)激光雷達(dá)，即外面不轉(zhuǎn)了，但里面仍有激光發(fā)射器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的種類。

而機(jī)械式的設(shè)計(jì)直接構(gòu)成了當(dāng)下激光雷達(dá)的幾項(xiàng)不足：

1、光路調(diào)試、裝配復(fù)雜，生產(chǎn)周期漫長(zhǎng)，成本居高不下。

2、機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件在行車環(huán)境下的可靠性不高，難以符合車規(guī)的嚴(yán)苛要求。

為了大幅度地降低激光雷達(dá)的成本，也為了減少活動(dòng)部件提高可靠性，滿足車規(guī)的要求，激光雷達(dá)的發(fā)展方向順利成章地從機(jī)械式激光雷達(dá)轉(zhuǎn)向了固態(tài)激光雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)路徑則是改革現(xiàn)有的需要手工裝配的光路設(shè)計(jì)，以及減少或者取消移動(dòng)部件。

由此，固態(tài)激光雷達(dá)目前大致形成了三種技術(shù)路線：MEMS、OPA與Flash。其中MEMS和OPA均為掃描式，而Flash為非掃描式。

1）MEMS

MEMS（Micro-Electro-Mechanical System），微機(jī)電系統(tǒng)，指代的是將機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行微型化、電子化的設(shè)計(jì)，將原本體積較大的機(jī)械結(jié)構(gòu)通過(guò)微電子工藝集成在硅基芯片上，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

對(duì)于固態(tài)激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，MEMS最大的價(jià)值在于：原本在機(jī)械式激光雷達(dá)為了實(shí)現(xiàn)掃描，必須使激光發(fā)射器轉(zhuǎn)動(dòng)。而MEMS微機(jī)電系統(tǒng)可以直接在硅基芯片上集成體積十分精巧的微振鏡，由可以旋轉(zhuǎn)的微振鏡來(lái)反射激光器的光線，從而實(shí)現(xiàn)掃描。

這樣一來(lái)，激光雷達(dá)本身不用再大幅度地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以有效降低整個(gè)系統(tǒng)在行車環(huán)境出現(xiàn)問(wèn)題的幾率。另外，主要部件運(yùn)用芯片工藝生產(chǎn)之后，量產(chǎn)能力也得以大幅度提高，有利于降低激光雷達(dá)的成本，可以從上千乃至上萬(wàn)美元降低到數(shù)百美元。

2）OPA

OPA（optical phased array）光學(xué)相控陣技術(shù)。對(duì)軍事有所了解的讀者，應(yīng)該會(huì)知道相控陣?yán)走_(dá)，美海軍宙斯盾艦上那一塊蜂窩狀的“板子”就是它。

而光學(xué)相控陣使用的即是原理相同的技術(shù)。OPA運(yùn)用相干原理（類似的是兩圈水波相互疊加后，有的方向會(huì)相互抵消，有的會(huì)相互增強(qiáng)），采用多個(gè)光源組成陣列，通過(guò)控制各光源發(fā)光時(shí)間差，合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制，主光束便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向的掃描。

相對(duì)于MEMS，這一技術(shù)的電子化更加徹底，完全沒(méi)有任何機(jī)械結(jié)構(gòu)，自然也沒(méi)有旋轉(zhuǎn)。

3）Flash

Flash原本的意思為快閃。而Flash激光雷達(dá)的原理也是快閃，它不像MEMS或OPA的方案會(huì)去進(jìn)行掃描，而是短時(shí)間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)區(qū)域的激光，再以高度靈敏的接收器，來(lái)完成對(duì)環(huán)境周圍圖像的繪制。

為主動(dòng)權(quán) 車企悄然布局

傳統(tǒng)意義上，整車廠的身份有些像是進(jìn)行車輛組裝的，零部件供應(yīng)商尤其是Tier1，在這個(gè)過(guò)程中話語(yǔ)權(quán)很大，某些時(shí)候處于“零部件供應(yīng)商提供什么，車企就用用什么”的狀態(tài)，整車廠在其中稍顯被動(dòng)。

在自動(dòng)駕駛興起之時(shí)，整車廠們也看準(zhǔn)了這一波機(jī)會(huì)，想要直接掌握激光雷達(dá)這一自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵零部件，提高自身在與Tier1對(duì)話時(shí)的話語(yǔ)權(quán)。

我們最熟悉的或許是福特聯(lián)合百度對(duì)Velodyne的1.5億美元投資。這筆投資使得福特在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)成為了Velodyne 64線激光雷達(dá)的獨(dú)占整車廠。而在Velodyne開(kāi)始研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)之后，這筆投資或?qū)a(chǎn)生更大的價(jià)值。

而我們不太熟悉的是，F(xiàn)CA，菲亞特——克萊斯勒，也在今年9月參與了對(duì)Leddartech的投資。這家全球銷量排名前五的車企雖然近來(lái)深受不良資產(chǎn)困擾，但對(duì)自動(dòng)駕駛的投資一直沒(méi)有放棄，此前，F(xiàn)CA先和谷歌Waymo合作，隨后又加入英特爾的自動(dòng)駕駛聯(lián)盟。

而剛剛發(fā)生的新一輪車企收購(gòu)激光雷達(dá)事件是，通用收購(gòu)了初創(chuàng)企業(yè)Strobe。和通用收購(gòu)Cruise一樣，Strobe的11名員工也會(huì)加入通用工作。雖然通用并沒(méi)有對(duì)外透露太多消息，但其對(duì)外宣稱將把激光雷達(dá)的成本降低99%，大概率說(shuō)明其方向也是固態(tài)激光雷達(dá)。

盡管現(xiàn)今車載激光雷達(dá)的主流仍然是機(jī)械式激光雷達(dá)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，它終究難以滿足自動(dòng)駕駛普及提出的大規(guī)模、低成本、車規(guī)級(jí)需求。因此，固態(tài)激光雷達(dá)順理成章地接過(guò)了這一棒，成為了車載激光雷達(dá)的下一個(gè)發(fā)展形態(tài)。

無(wú)論是車企，還是Tier1，又或者是初創(chuàng)公司，都有大量玩家在進(jìn)行著布局。不過(guò)目前，MEMS、OPA、Flash三大技術(shù)方向還尚未定下結(jié)論，一眾提供固態(tài)激光雷達(dá)的公司鹿死誰(shuí)手也還未知。