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调研｜激光雷达行业黄金赛道探讨及展望20210604

选对股买对时

中线波段的公社达人

2021-06-08 09:05:54

主要内容：
一、行业概况
1、激光雷达
激光雷达是激光测距系统，工作原理：激光雷达通过发射激光束探测目标，信号返回后做适当处理后，获得目标物距离及形状。激光雷达包含四个部分，发射系统、接收系统、信号处理系统、控制系统。当下激光雷达是比较火的概念，早期激光雷达很多领域已经有很多应用。激光雷达优点：非接触式、精度高，机械式能做到±2%，速度比较快，一秒转5-20圈，对环境要求没有那么高；缺点是成本非常高，受雾霾天气影响。
激光雷达出来前，很多传感器包括超声波、红外线、毫米波等传感器在车载已经应用。超声波雷达用在停车等，近距离效果非常好，价格10美金左右；红外线传感器用在夜视功能，100美金；摄像头，分辨率非常高，缺点算法要求很高，会受到光线的影响，抗干扰能力比较弱，成本几美金；华为做的毫米波雷达，成本2、300美金，用在变道辅助、测速等，优势不受天气影响、测距远，缺点是精度低，没办法做一些感知行人、道路指示等功能。激光雷达成本在千元美金以上，优势是抗干扰能力强、测距远、精度高，劣势在于受极端天气影响大。总体看，所有传感器各有优劣势，当下一些车企在做传感器方案时，都会把这些传感器做一些融合，除了激光雷达成本比较贵，其他传感器成本都是比较低的。
2、当下比较火的技术路线：机械旋转式、半固态、全固态。
1）机械式：机械旋转，国内禾赛、速腾，海外Velodyne。优点：扫描速度非常快，1秒转5-20圈，缺点稳定性较差，做到车规成本比较高，里面器件超过上千个。另外组装涉及人工，可靠性没法做到很高。单线束用在简单的避障、扫地机器人等；多线束高效、高精度，缺点成本高。机器人、无人驾驶用多线束。
2）半固态：MEMES（微振镜）、转镜（华为）、棱镜（大疆Livox）。（1）MEMS：方向炒得比较火。将原本体积较大的机械结构集成在硅基芯片上，用很小很小的可以旋转的微振镜反射激光器的光线，从而实现扫描。其他部件都是固定的，用微振镜扫动。优点：运动部件减少很多，只有一个镜子在振动，可靠性提升很多；成本降低很多，目前大家说能做到1000美金之内。缺点：探测角度有限，国内速腾是用多个MEMS拼在一起，每个镜子的拼接存在电镀调节，这个调节很难。目前大家说MEMS存在一定的寿命，我也这么认为。因为运动部件存在一定寿命，支撑这个镜子下面的轴也存在寿命。当下MEMS做的好的有Luminar（估值最高）、以色列的Innoviz，国内速腾；（2）转镜：转镜是一个轴在转动，带动镜子转动。全球第一个过车规的法雷奥SCALA是做转镜出身，华为在做转镜，据说禾赛也在做转镜，还有一些国外公司。目前来说，和振镜相比，步伐没有微振镜走的这么快，接下来一段时间可能超过微振镜，这个不好说。个人看法，现在振镜优于转镜。棱镜，棱镜优势点云密度更高，也能探测远距离，缺点是非重复式扫描，下游车厂接收程度可能有挑战，Livox成本能做到1000美金之内。
3）全固态：所有部件都是固定的，包括FLASH面振雷达、OPA相控阵雷达。（1）FLASH类似于一个照相机，尺寸可以做的很小、信息量很大。目前因为上下游产业链不成熟，测距没法做的很远。Ibeo在做，跟国内长城合作。（2）OPA，雷达都会集成在一个芯片上，通过控制光源发光时间差进行探测距离，优点是扫描速度非常快、精度非常高，成本非常低，据说未来几年能做到几十美金，尚处于实验室前期产品，美国Quanargy做了好几年，一直没有太大的突破。
机械式已经大批量使用，机器人、Robotaxi基本用的机械式；半固态讨论比较多的是微振镜、转镜；纯固态生态还不是很成熟，看5年后，FLASH比OPA好一些。
行业规模：2020年12亿美金，2032年达到178亿美金，18-32CAGR27%。
当下关注车企跟激光雷达企业的定点合作：本田和法雷奥合作，目前已经实现量产，第一批只做了100台，在日本当地做一些出租，没有售卖。其他的在3-5年会量产，长城和Ibeo、北汽和华为、大疆和小鹏、蔚来和图达通、Luminar和沃尔沃卡车、现代早期和Velodyne（现在转到法雷奥），未公开的，华为、速腾、禾赛在车企做一些推进。市场来说，两年内没有过百万台可能，两、三年后会进入一个爆发期。
3、知名公司情况：
1）Velodyne：激光雷达行业老大哥，国内激光雷达是分的他的市场。Velodyne83年成立于美国，早期做音箱起家，05年发明激光雷达，17年跟Tier奥托立夫达成合作。公司主要产品以机械式为主，车规这块没有太大进展，收入全部来自于机械式。截止2019年底，已经发售了超3万个激光雷达，销售额超5亿美金。客户情况，全球做自动驾驶、其他领域跟激光雷达相关的，都用过Velodyne产品，测绘领域也用到。融资情况，16年百度和福特投了1.5亿美金，2018年日本尼康投了2亿美金。
2）Lumianr：2012年成立，早期做车规级雷达。2017年跟丰田研究院战略合作，18年发布样品，同年跟奥迪签订合作协议。2020年拿下第一个量产订单——沃尔沃前装订单，跟Mobileye保持合作。全球Top车企中80%拿到了战略合作，像沃尔沃、丰田、戴姆勒奔驰、奥迪等。他们在乘用车、自动驾驶卡车都有布局，乘用车和沃尔沃、卡车和奔驰、robotaxi和丰田。17年融资3600万美金，大部分是丰田投的；18年沃尔沃投了，数额不小；19年完成1亿美金融资；去年戴姆勒卡车收购了一些他们的股权，去年上市。头部车企都是他们客户，当下特斯拉也在测他们产品。
3）Innoviz：16年成立，专注做MEMS激光雷达。18年发布样品，跟宝马达成L3量产合作目前看没有太大进展。17年完成B+轮融资，8200万美金，全球知名Tier1麦格纳、韩国三星等投资；19年完成5.7亿美金融资。主要客户是BMW，主要做微振镜这路线。

4）禾赛科技：13年在美国成立，14年迁到上海，禾赛发展路径和Velodyne很像，focus在机械式方向。17年12月份推出固态激光雷达，目前来说没有太多公开新闻。产品模式，先把机械式做到一定程度，然后再布局车规级。机械式销售额去年做到3个亿，客户反馈比较激进。19年完成5.73亿美金融资，博世等。客户跟Velodyne有很多重叠，Top的做Robotaxi的公司，国内自动驾驶公司文远等、国外Euro等都是禾赛的客户。
5）速腾聚创：14年成立，核心团队来自哈工大，研究生和博士生都是做这方面的研究。17年推出第一款机械式雷达，18年固态激光雷达对外展示。18年跟阿里、菜鸟达成合作，19年跟一汽达成合作，去年拿到两家定点合作。速腾是唯一一家既做激光雷达硬件，又做软件（算法）。基于硬件和算法，做了不同场景应用的解决方案，包括去年比较火的智慧城市，做了相应的解决方案。16年1月完成2000万融资，16年A+融资4000万，18年10月份融资3亿人民币，上汽、北汽、阿里领投。客户方面，配送机器人，阿里巴巴、京东都是客户；上汽、北汽是大客户；另外还有Robotaxi方面的客户。
二、问答环节
Q：长城和Ibeo合作用的FLASH方案，但您说FLAHS方案只有100米。这个为什么能量产呢，不是至少200米嘛？
A：FLASH是做短距的，因为原理或者供应链问题，没法做到很长。Ibeo和长城合作，不是用在主雷达，主盲雷达需要200米以上，长城主盲雷达目前看用的是毫米波雷达。
Q：转镜方案有哪些车企用？
A：北汽和华为用的转镜；本田和法雷奥也属于转镜，现代和法雷奥也属于转镜，包括奔驰和法雷奥也是转镜，这是过车规的转镜；华为也属于转镜；Livox属于棱镜；图达通属于类似一个多棱镜的感觉。
Q：大疆Livox和图达通的激光雷达雷达寿命？
A：Livox做这个方案挑战性比较大，据说内部在考虑这个方案的可行性。因为是非重复式扫描，会做算法匹配，客户做这个匹配难度比重复式扫描的难度高很多。过车规这块，寿命最少5万个小时以上。寿命是很重要因素，过车规还涉及高低温测试、湿热测试、振动测试、对人的安全测试等等。
Q：速腾是MEMS方案？
A：目前看，速腾是国内MEMS方案做的比较靠前的，目前没法给一个确定答案它是否过车规；第二梯队华为，个人觉得落后于速腾；再往后是禾赛、图达通等等。
Q：华为说要把激光雷达成本做到200美金。按照您的理解，这种半固态产品成本您估计能做到什么水平？
A：华为要把成本做到200美金，前提是量要过百万台。华为做半固态产品，他的供应链相对比较成熟的。成本方面，我觉得降低到500美金之内都是可以的，但前提是量做到多大来支撑这个成本。华为在上海车展跟北汽极狐有展出一款车型，他的雷达不是华为的，用的是速腾聚创的，华为的雷达还是比较初期的，没法拿出来用。华为是站在Tier1的角度和车厂合作，用哪家都无所谓。目前看，进度跟速腾差的有一段距离。
Q：做到200美金，MEMS是最有可能的？
A：短期看，振镜和MEMS都有可能，在3-5年之内，但一定是需要有一个量的支撑。车企关注四个因素，成本是最不关注的，第一个是关注性能、第二个是能否过车规、第三个关注量产能力、最后才是成本。
Q：转镜和棱镜能不能再详细解释一下在结构上的区别？
A：棱镜方案，是个多边形、不规则的镜子在做转动，是非重复式扫描。下游再做算法匹配的时候，难度确实是很大的。优点目前来看，在做的是Livox，好处在于点云密度会更高，因为是多面棱镜。缺点是，车厂做匹配的时候需要重新开发一套算法来支持这个硬件，对于公司的投入还是非常大的。
Q：MEMS各个方案未来的成本？
A：大方向看，未来MEMS、棱镜、转镜成本都差不多。MEMS、转镜、棱镜只是在光学方面做了一些微调。
Q：MEMS只有棱镜在转，本质上还是机械的？
A：机械式里面有一个轴，轴上面有一些发射器，还有一些电子部件。16线机械式激光雷达，是16个发射器、接收器，依次镶嵌在轴上面高速旋转，1秒转5-20圈，成本非常高。半固态，90%部件是固定的，核心部件还是在动的（转镜）。
Q：现在产业里面，MEMS方案的寿命能到多少？
A：现在过车规就卡在这里，转动跟产品寿命相关。转镜、振镜在动，下面有东西支撑他，就一定有寿命问题。目前最少要做到50000个小时。
Q：MEMS寿命多少小时？
A：5万个小时没问题，但是最终还要看车企买不买单，因为车上的环境跟其他不一样，环境更恶劣。现在做MEMS方案的激光雷达公司都在往这个方面努力。
Q：业内做的比较好的公司，德国Ibeo、以色列Innoviz怎么样？
A：2019年法雷奥的车规级雷达是Ibeo做的。17年正式发布Scale产品，18年装在奥迪A8上面。19年跟长城就固态激光雷达合作。Ibeo是一个Tier1（采埃孚持股40%），比其他激光雷达企业强很多，是固态激光雷达的鼻祖。
Q：各个技术路径的难点在哪些环节？从底层逻辑看，哪些公司能够胜出？
A：机械式不会做车规，不具备过车规的条件。聊一聊MEMS、转镜这一块，MEMS个人认为生态是相对比较成熟的，MEMS在其他领域都有应用。最大的挑战是，在过车规的时候，稳定性、寿命挑战难度是很大的。MEMS很小，只有5-8cm，拼接的时候如何做到零瑕疵，这个挑战比较大，因为MEMS镜头会用多个。MEMS下面的轴在做振动测试的时候也是个挑战。
Q：新材料部分？
A:用在车里面，环境是不可预测的，温度、湿度以及额外的环节都会影响。过车规会牵扯到高低温测试、湿度测试、振动测试、延误测试、碎石冲击测试等等，都会对传感器产生影响，过车规挑战会非常大。只要过了这些测试，车企都会接受。但是每个车企在底层之上有一些新的要，国内和国外车规又不一样，国外要求更高一些。
Q：固态的难点在哪？
A：FLASH距离做不远，激光器、上游供应链发展的原因。OPA问题更多，可以理解为一个芯片，上游供应看，什么都不成熟。
Q：华为在固态还有机会？

A：华为是半固态方案——转镜。转镜挑战在电机这块，华为每次都说自己在电机有多年的经验，就是想说自己在这一块没有问题。但是电机和振镜是一样的逻辑，也有寿命。
Q：车企关注点？
A：车企关注点方面，目前卡在性能和稳定性方面。激光雷达是个新技术，光从MEMS雷达这部分研究成果看，国内目前还是领先国外的，速腾把后面几家厂商甩的还蛮远的。
Q：激光雷达研发成本？
A：研发投入都高。投入资金是次要的，投入人力试错这是更重要的。华为上海车展激光雷达不是自己的，对外公开19年就在做，现在产品还不能拿出来给大家看，说明是不成熟的。
Q：需要几十亿？
A：用不了这么多。这个行业拿钱不一定是买的到，赛道不缺钱，缺人。速腾、禾赛是做的最早的两家，18年产品推出市场已经有3年多。首先是时间，其次是资金，几个亿左右。速腾、禾赛不缺钱。
Q：华为进展？
A:华为资金、人力是最强的。再给他3个季度时间，应该问题不大。试错的过程比别人快一些。
Q：激光雷达方案跟其他方案的区别？
A：每个传感器包括摄像头、超声波、毫米波、激光雷达，每个都有自己的优劣势，没有哪个说谁能取代谁。本田的车型全都用了，5个激光雷达、10个以上雷达、无数个摄像头。本田卖60、70万人民币，所有传感器成本加起来20万多，成本占到1/3。高成本在激光雷达这一块，激光雷达的好处，跟摄像头比，晚上摄像头用不了，激光雷达可以用；毫米波雷达不能感知，激光雷达可以3D建模。所以目前看，没有办法去掉哪个传感器，目前只有特斯拉不用激光雷达。
Q：毫米波雷达也在进化，包括3D、4D毫米波等。这个技术不断发展，会不会影响激光雷达本身技术的确定性。
A：特斯拉在美国早就用激光雷达做测试了，因为激光雷达成本贵太多了，这是最主要原因，用激光雷达的车都是大几十万、100万的。激光雷达信息是3D的，汽车能做一些预测，其他传感器做不了。跟摄像头比，前面是个白色卡车，摄像头识别出来是个云，而激光雷达能够预判，而且摄像头晚上用不了。
Q：摄像头有前融合和后融合的方案。激光雷达会否会出现同样情况，前期是模组厂商配套，后面买一些元器件配合算法自己做？
A：元器件就是四部分，接收、发射、处理、控制。车企直接买一个发射器、接收器等，这几个系统缺一不可，每个东西都很重要，每个东西都有，但拼在一起都不一定做的出来，需要很多试错，另外还需要软件配合。车企优势是把车企做好、卖好，其他更多是Tier1来做。
Q：车企筛选激光雷达标准，现在主机厂决定激光雷达给谁做，看哪些？现在有一些智能车马上要上市，实际落地程度？华为今年下半年是否能按照之前的进度把产品量产出来？
A：激光雷达跟车企是直接合作，直接对接。技术路线，车企一定有一个布局，甚至自己都在研发，包括丰田，下面有很多部门在做自动驾驶研发，丰田研究院专门做前瞻技术研发。车企更看重哪一个，自己团队在做哪一个会有到影响。目前不是车企选激光雷达厂商，是激光雷达厂商选车企。目前只有法雷奥过车规，今年年初现代和Velodyne出了问题，后来现代又在找法雷奥。其他没过车规的，都说自己能过车规。车企和激光雷达厂商合作，本田和法雷奥合作在16年就开始合作。激光雷达不单单卖一个标准品，还要考虑产品性能、软件等，是一个很长的过程。量产落地程度，目前还没有一家落地。国内最早说是小鹏下半年落地量产，我在这个行业怎么看这个问题？一台车也叫量产，没有大批量生产，而且现在都是高端车选配。
Q：实际上车进度？
A：如果极狐已经开始卖了，高端车有激光雷达，这就算落地。大方向，我认为近两年不会有太大量。激光雷达都没有过车规，怎么能量产？我的疑问在这里，所以量产我个人觉得不太乐观。
Q：华为进度？
A：华为19年在武汉投入上万人做激光雷达研发。目前看，进度已经是很快的，短短2年有样机出来，效率已经是赶超全球其他激光雷达的水平了。进度看，可能要等到今年年底、明年年初。跟同行了解到，他们内部有个节点，今年的目标把所有的Bug解决掉。产品在做个半年时间，如果产品做到很稳定性，产量做到1年10万台，那市场都是他的了。
Q：禾赛，前装没有人用他们的。具体卡在哪一块？
A：个人理解，跟公司文化有关。禾赛文化欧美化，在宣传上不会台激进。内部猜测肯定是在做MEMS方案，阶段可能是1年前的速腾。目前可能是样品阶段，到处找客户。但是因为他有很强积累，研发实力很强，效率不会很慢，到明年上半年可能也会有所突破。
Q：转型的过程也有失败的，比如Velodyne？
A：Velodyne车规产品没有突破，可能他们跟一些大的车企做一些秘密研发。我觉得这些公司肯定是在做一些秘密研发，他们05年就开始做激光雷达，现在没有太多新闻出来，18年一统江湖，占据80%-100%市场。这个行业人才太稀缺，看团队实力，激光雷达跟光学有关、信号控制系统相关，这些东西是通的。速腾做机械式算法，某种层面可以把框架移植到固态车规这块。还有人员也是可复制的，市场经验、客户需求也是可复制的。
Q：算法会不会成为速腾很大的优势？
A：大方向，汽车分三大系统，感知、控制、决策。速腾我说的算法是感知算法，没有算法，雷达看到的是一堆障碍物。算法是做一些数据积累、深度学习。速腾机械式产品就已经有算法了，算法是一个产品。从做机械式开始，速腾专门有团队在做这个，做了10年以上。机械式同行中，只有速腾在做这一块的自研。车规级方面，Innoviz、Luminar在做，大家意识到硬件成本在逐渐走低，算法需要数据积累。早期在做这个的话，优势会越来越大。车企更多是买你的硬件，车企算法会自己开发。像自动驾驶公司，肯定会做算法的，甚至感知算法都会自己做，不亚于激光雷达做的感知算法。
Q：每一家车厂都会做算法，由速腾来做这个的意义在哪呢？
A：速腾跟国内车企合作，算法会开放一部分。速腾做的算法是在一个层级上面，拿到这个算法可以在这个基础上开发一些自己想要的东西，车企会省去3-5年的成本，算法可以做二次开发、二次学习。因为硬件产品一定需要算法才能使用，没有算法的产品就是个废品。

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