激光雷達(dá)：成功“破圈”，駛?cè)肓慨a(chǎn)快車道

25億美元市場規(guī)模，2家全球頭部上市，國內(nèi)3家明星企業(yè)接連完成新一輪融資，2020年激光雷達(dá)賽道持續(xù)發(fā)力，新技術(shù)、新產(chǎn)品陸續(xù)亮相，創(chuàng)投熱度在理性中回歸。

自動駕駛、機(jī)器人場景的放量應(yīng)用，為激光雷達(dá)注入新一輪活力。2020年新老玩家的同場競技中，激光雷達(dá)行業(yè)主要呈現(xiàn)出哪些特征？技術(shù)上又有什么新趨勢？資本重點(diǎn)考量創(chuàng)業(yè)公司的哪些能力呢？

青桐資本一直持續(xù)關(guān)注技術(shù)賽道，基于多年一線項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，撰文前，我們先后對30+行業(yè)相關(guān)創(chuàng)始人、投資機(jī)構(gòu)進(jìn)行訪談，以期通過觀點(diǎn)碰撞，達(dá)到多視角觀察。經(jīng)受訪者許可，我們將其中一期訪談內(nèi)容整理成文《國科光芯劉敬偉：硅光激光雷達(dá)有何發(fā)展前景？｜青桐對話》，希望對從業(yè)者有所啟發(fā)和收獲。

本文，我們將從2部分切入：第一，4大視角，直擊2020年激光雷達(dá)行業(yè)的新特征；第二，抽絲剝繭分析資本對創(chuàng)業(yè)公司的考量重點(diǎn)，包括技術(shù)維度的2大新趨勢、量產(chǎn)層面的4大細(xì)分能力。

激光雷達(dá)市場回暖

激光雷達(dá)作為先進(jìn)探測市場的重要組成部分，行業(yè)發(fā)展與應(yīng)用場景深度綁定，其中，3個時間點(diǎn)很關(guān)鍵。2016年，自動駕駛火熱，激光雷達(dá)市場一路走俏，受到資本青睞；2018年，自動駕駛熱度到達(dá)巔峰后下降，激光雷達(dá)隨之波動；2020年，疫情下機(jī)器人需求上升，激光雷達(dá)開始回暖，資本趨于理性。

據(jù)MarketsandMarkets數(shù)據(jù)，2020年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模預(yù)計將近25億美元，2016-2020年均復(fù)合增長率為15%。另據(jù)國聯(lián)證券預(yù)測，2020年國內(nèi)市場規(guī)模將達(dá)10.2億元。

2020年1-11月投融資事件數(shù)量，雖未有上升，共10起，但3家明星企業(yè)，禾賽、速騰、鐳神均完成新一輪融資，其中，禾賽科技C輪融資額達(dá)1.73億美元。縱觀2016-2020年，融資事件數(shù)量于2018年達(dá)到峰值，共27起，隨后開始下降。主要受自動駕駛商業(yè)化落地周期長，投資更理性的影響。

從資本構(gòu)成看，主要呈2大特點(diǎn)：1）行業(yè)發(fā)展早期，自動駕駛風(fēng)頭正勁，多是汽車相關(guān)資本布局，清研資本2年間8次出手，北汽2次投資速騰聚創(chuàng)。2）2019年起，美元、頭部人民幣基金增多，市場趨于理性，技術(shù)方案是關(guān)注重點(diǎn)，如IDG投資北醒光子、光速中國投資禾賽科技等。

再看二級市場，2020年2家頭部公司上市，同樣為行業(yè)帶來利好。9月，激光雷達(dá)龍頭公司Velodyne借殼上市；12月，頭部Luminar通過SPAC合并登陸納斯達(dá)克。

激光雷達(dá)，即激光探測和測距，主要通過測量激光發(fā)出、收到回波的時間差，確定目標(biāo)方位、距離、形狀。廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、無人駕駛、移動設(shè)備、軍事、3D打印等領(lǐng)域。

激光雷達(dá)玩家群雄逐鹿，據(jù)青桐資本統(tǒng)計，國內(nèi)目前共46家入局。其中不乏速騰、禾賽、鐳神等明星企業(yè)，但目前市場集中度不高，有技術(shù)優(yōu)勢的創(chuàng)業(yè)公司依舊有機(jī)會跑出。那么在這個理性發(fā)展階段，2020年激光雷達(dá)賽道有何發(fā)展新特征呢？

2020年行業(yè)4大發(fā)展特征

伴隨著自動駕駛行業(yè)信心重振，機(jī)器人場景持續(xù)放量，2020年國內(nèi)激光雷達(dá)市場開始回暖?？v觀今年行業(yè)發(fā)展，主要呈現(xiàn)以下4大特征：

1.技術(shù)熱點(diǎn)：硅光、FMCW、OPA

激光雷達(dá)的技術(shù)路徑眾多，各廠商都在探索不同技術(shù)方案。激光雷達(dá)，按照結(jié)構(gòu)不同，如圖所示，分為3種：機(jī)械式激光雷達(dá)、混合固態(tài)激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)。其中，固態(tài)激光雷達(dá)是目前行業(yè)公認(rèn)的發(fā)展方向，具有體積小、成本低的優(yōu)勢。

具體到固態(tài)激光雷達(dá)整體實(shí)現(xiàn)方案，相控陣OPA是近年行業(yè)熱點(diǎn)，F(xiàn)MCW與之深度結(jié)合，在遠(yuǎn)距離探測、抗干擾上優(yōu)勢明顯，據(jù)智東西研究，將逐步成為很多廠商在測繪方案上的首選。

芯片技術(shù)路徑上，硅光也是行業(yè)“熱詞”，其主要將光芯片、探測器芯片集成于同一硅基襯底。硅光的價值之一，在于大幅降低固態(tài)激光雷達(dá)成本。來自松禾資本數(shù)據(jù)，若光芯片大小設(shè)計為600平方毫米，基于硅光的OPA固態(tài)激光雷達(dá)，預(yù)計成本可控制在40美元以內(nèi)。另據(jù)國科光芯數(shù)據(jù)，采用硅光可將昂貴的相干探測技術(shù)簡單化，附加成本很低。

2.成本：實(shí)現(xiàn)突破，迎來千元級產(chǎn)品

成本是激光雷達(dá)最大痛點(diǎn)，影響其量產(chǎn)。早在2007年，Velodyne就推出64線機(jī)械式激光雷達(dá)，售價高達(dá)8萬美元，主要因?yàn)闄C(jī)械式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密光學(xué)元件多，成本高昂。

歷經(jīng)13年，激光雷達(dá)技術(shù)、價格不斷迭代，2020年國內(nèi)迎來千元級產(chǎn)品。1月，大疆覽沃發(fā)售的Horizon、Tele-15兩款產(chǎn)品，售價分別僅6499元、8999元。成本的降低，無疑將帶動激光雷達(dá)的放量應(yīng)用。

疫情期間，也出現(xiàn)一個特殊現(xiàn)象，部分激光雷達(dá)價格上漲，這是由于上游供應(yīng)鏈價格上漲、供貨周期變長導(dǎo)致。據(jù)鐳神智能官方數(shù)據(jù)，因供應(yīng)鏈減產(chǎn)，2020年3月其全線激光雷達(dá)產(chǎn)品價格上調(diào)20%。

3.場景：機(jī)器人領(lǐng)域成新增量

作為一種硬科技，應(yīng)用場景是激光雷達(dá)發(fā)展的重要“堡壘”。激光雷達(dá)的應(yīng)用，涵蓋機(jī)器人、無人駕駛、移動設(shè)備、軍事、3D打印等領(lǐng)域。其中，機(jī)器人、自動駕駛，是目前最廣泛的應(yīng)用場景。

1）機(jī)器人：疫情下催化激光雷達(dá)“走紅”

機(jī)器人需求爆發(fā)，是2020年激光雷達(dá)應(yīng)用場景的一大亮點(diǎn)。那么機(jī)器人為何裝載激光雷達(dá)？以應(yīng)用較早的AGV為例，其主要出于2方面考慮：1）需要避障功能。AGV多采用磁軌導(dǎo)航技術(shù)，無法自主避障，激光雷達(dá)可解決該短板。2）導(dǎo)航視覺方案需優(yōu)化。激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，不用額外安裝反光板，定位精度、路徑柔性高。今年，激光雷達(dá)在工業(yè)領(lǐng)域持續(xù)放量，據(jù)中國移動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，預(yù)計2020年AGV市場規(guī)模將較上年增長20%。

同時，激光雷達(dá)在C端應(yīng)用場景需求一路走高。其中，掃地機(jī)器人銷量暴增，據(jù)京東數(shù)據(jù)，1-9月掃地機(jī)器人銷量同比增長91%?？莆炙?、小米、美的、云鯨等激光導(dǎo)航式掃地機(jī)，主流都采用EAI激光雷達(dá)方案。在手持終端場景，今年iPhone 12 Pro系列、iPad Pro都配備了激光雷達(dá)掃描儀。

2）自動駕駛重振旗鼓，陸續(xù)規(guī)模量產(chǎn)

安全是自動駕駛的“第一要義”，作為高級自動駕駛傳感器的主力擔(dān)當(dāng)，激光雷達(dá)方案安全性更高，據(jù)ElecFans，可達(dá)99.99999%，攝像頭、毫米波雷達(dá)等傳感器僅保證99%。

自動駕駛場景，目前處于回歸理性時期，多數(shù)在研發(fā)測試階段。據(jù)智能車聯(lián)數(shù)據(jù)，截止2020年6月，北京已向13家企業(yè)共77輛自動駕駛汽車發(fā)放測試臨時號牌。青桐資本與業(yè)內(nèi)創(chuàng)始人、投資人交流認(rèn)為，預(yù)計未來5年將基本實(shí)現(xiàn)落地。來自摩根大通數(shù)據(jù)，2025年中國自動駕駛市場規(guī)模預(yù)計超71億美元，5年間年均增長率將達(dá)33%。

另外，激光雷達(dá)技術(shù)在自動駕駛領(lǐng)域歷經(jīng)了從機(jī)械式到固態(tài)的演進(jìn)。目前，陸續(xù)開啟規(guī)模前裝量產(chǎn)，6家乘用車企先后宣布在量產(chǎn)車搭載激光雷達(dá)方案。2018年，奧迪A8搭載法雷奧4線SCALA激光雷達(dá)，2020年小鵬稱其2021年新款車型將搭載激光雷達(dá)。

4.玩家：科技巨頭跨界入場，競爭白熱化

激光雷達(dá)玩家，國內(nèi)目前共46家入局。其中，3家明星企業(yè)入局較早，融資進(jìn)入中后期，包括速騰、禾賽、鐳神；另外也有初創(chuàng)公司專注前瞻技術(shù)，如北醒、北科天繪、國科光芯等。以采用FMCW技術(shù)的公司為例，目前僅3家，據(jù)公司官方數(shù)據(jù)，洛微已初步完成樣品；光勺計劃今年第4季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這些企業(yè)都屬于激光雷達(dá)領(lǐng)域的“原住民”，其在技術(shù)路徑、掃描方式、探測方式、應(yīng)用場景上的方案詳見下圖。

另外，今年華為、大疆兩大科技巨頭“跨界”入場，也加速了行業(yè)競爭。2020年華為、大疆覽沃先后發(fā)布采用旋轉(zhuǎn)掃描架構(gòu)的混合固態(tài)激光雷達(dá)，12月21日，華為正式發(fā)布車規(guī)級96線中長距激光雷達(dá)。

縱觀國內(nèi)激光雷達(dá)市場，本土企業(yè)在成本上有優(yōu)勢，國外玩家仍面臨“水土不服”的問題。2019年Velodyne宣布退出中國市場，其產(chǎn)品售價高昂，從3999-70萬美元不等，相對國內(nèi)品牌缺乏價格優(yōu)勢。

激光雷達(dá)新老玩家“同場競技”，技術(shù)、量產(chǎn)是行業(yè)公認(rèn)的2大競爭力。那么，2020年技術(shù)上主要呈現(xiàn)什么新趨勢？量產(chǎn)上投資機(jī)構(gòu)主要關(guān)注哪些能力呢？

激光雷達(dá)創(chuàng)投新風(fēng)向

2020年市場趨于理性，資本出手時重點(diǎn)會從哪些方面考量？青桐資本與賽道相關(guān)創(chuàng)始人、投資人交流后認(rèn)為，根據(jù)標(biāo)的發(fā)展階段不同，有2大方向：1）初創(chuàng)公司，主要看前沿技術(shù)；2）發(fā)展到一定階段的公司，主要看量產(chǎn)。

1.初創(chuàng)公司考量點(diǎn)：技術(shù)路徑

所謂前沿技術(shù)，主要看其在探測距離、探測精度的性能是否提升，能否解決成本痛點(diǎn)。激光雷達(dá)技術(shù)方案眾多，各家都在探索驗(yàn)證階段。其中，硅光、FMCW作為新技術(shù)趨勢，近年受到創(chuàng)投廣泛關(guān)注。

1）硅光：IC到PIC的演進(jìn)

硅光方案，將復(fù)雜的光學(xué)器件，集成在一顆硅光芯片，采用CMOS工藝加工。運(yùn)用該技術(shù)的激光雷達(dá)，具有2大優(yōu)勢：體積小、成本低。據(jù)國科光芯數(shù)據(jù)，目前技術(shù)可將整個模組的IC部分也集成在硅光芯片，或分開兩片加工，用Flip Chip、BSI、TSVs等成熟工藝貼合，實(shí)現(xiàn)小型化、成本最小化。

硅光方案的配合，也可解決其它技術(shù)路徑本身的困境。早期OPA發(fā)展中，陣列數(shù)較小，旁瓣、發(fā)散角、掃描角度等問題嚴(yán)重，結(jié)合硅光，陣列數(shù)增加，以上問題可大幅改善。

在激光雷達(dá)領(lǐng)域，硅光尚處于萌發(fā)階段。但其并非新生技術(shù)，1985年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出，目前廣泛運(yùn)用于光通信領(lǐng)域。全球在激光雷達(dá)應(yīng)用硅光的玩家較少，國外有Analog Photonics、Voyant Photonics、Scantinel Photonics等；國內(nèi)僅2家，國科光芯、洛微科技。其中，國科光芯于2019年完成新一代硅基光學(xué)OPA固態(tài)激光雷達(dá)芯片流片；2020年洛微推出基于硅光OPA的200線純固態(tài)成像級激光雷達(dá)。

材料、工藝、光源集成這3大要素，是目前全球硅光技術(shù)普遍面臨的難點(diǎn)。但國內(nèi)整個行業(yè)、入局企業(yè)也在逐步攻克這些世界性難題。陸續(xù)打通硅光工藝平臺，各地建設(shè)硅光Fab平臺，如中科院微電子所、中國電科38所等，為硅光激光雷達(dá)量產(chǎn)打好基礎(chǔ)。

2）FMCW：測距技術(shù)的“冉冉新星”

激光雷達(dá)的測距方案，主要有2種：FMCW、ToF。其中，ToF是主流方案；FMCW近年受到創(chuàng)投矚目。其又稱調(diào)頻連續(xù)波，主要通過在掃頻周期內(nèi)，發(fā)射頻率變化的連續(xù)波，利用頻率差、多普勒效應(yīng)，確定物體位置、測量物體速度。

業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，F(xiàn)MCW有4大優(yōu)勢：探測距離遠(yuǎn)、靈敏度高、成本低、功耗低。據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院，F(xiàn)MCW的靈敏度超ToF十倍，功耗比其低1000倍。

在激光雷達(dá)具體應(yīng)用上，F(xiàn)MCW目前還處于試水階段。主要因其技術(shù)門檻高，對系統(tǒng)集成、信號處理算法方面要求嚴(yán)格。全球采用該技術(shù)的玩家不多，自動駕駛領(lǐng)域有Analog Photonics，消費(fèi)領(lǐng)域AEVA、Point Cloud等公司入局。國內(nèi)現(xiàn)在也僅3家，分別為國科光芯、洛微科技、光勺科技。

技術(shù)的前沿，使FMCW創(chuàng)業(yè)公司獲得全球巨頭青睞。2018年寶馬、豐田投資Blackmore，2019年光學(xué)巨頭蔡司獨(dú)家投資Bridger Photonics。

2.一定階段企業(yè)考量點(diǎn)：量產(chǎn)能力

激光雷達(dá)賽道百家爭鳴，產(chǎn)品譜系日益豐富。量產(chǎn)，成為投資機(jī)構(gòu)對發(fā)展到一定階段企業(yè)的考量重點(diǎn)，主要可細(xì)分為4個維度：

第一，應(yīng)用場景能否起量。據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，L3以上自動駕駛方案必備激光雷達(dá)，按整車裝配2-4個，單車成本800-1600元，市場滲透率20%估算，國內(nèi)激光雷達(dá)市場規(guī)模將超150億元。

第二，價格、產(chǎn)能能否支持規(guī)?；＿@要求產(chǎn)品內(nèi)部模塊在設(shè)計時，需考慮適應(yīng)量產(chǎn)的模塊，減少人工介入環(huán)節(jié)，并在后期大批量生產(chǎn)的供應(yīng)鏈上，做好儲備。

第三，能否通過車規(guī)級測試。激光雷達(dá)產(chǎn)品達(dá)到車規(guī)級，需通過3個標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，進(jìn)行車規(guī)振動、沖擊、溫度循環(huán)等試驗(yàn)。目前，國外僅法雷奧SCALA是唯一量產(chǎn)的車規(guī)級激光雷達(dá)；2020年11月，鐳神智能CH32混合固態(tài)激光雷達(dá)，在國內(nèi)率先通過車規(guī)級認(rèn)證。

第四，有綁定的大客戶。激光雷達(dá)產(chǎn)品性能，離不開客戶需求，大車廠在性能、價格、車規(guī)、可靠性、質(zhì)量等層面都有明確指標(biāo)，可使激光雷達(dá)研發(fā)企業(yè)少走彎路，并有持續(xù)訂單。

總結(jié)

2020年，隨著掃地機(jī)器人持續(xù)起量，激光雷達(dá)逐漸從自動駕駛的“神壇“，走向更大眾化應(yīng)用場景，需求快速攀升；同時，部分車型自動駕駛方案落地，也為該賽道帶來進(jìn)一步利好。據(jù)Velodyne，到2022年其市場規(guī)模將超120億美元。

歷經(jīng)13年發(fā)展，激光雷達(dá)賽道加速洗牌。眾多留存玩家中，既有在行業(yè)“摸爬滾打”多年的實(shí)力玩家，也不乏具備前沿技術(shù)優(yōu)勢的初創(chuàng)公司、“來勢洶洶”的科技巨頭。

激光雷達(dá)技術(shù)路線百家爭鳴，目前尚未有明確的技術(shù)方案勝出。我們注意到，傳統(tǒng)機(jī)械式、半固態(tài)激光雷達(dá)，在成本、三維點(diǎn)云技術(shù)等方面遇到瓶頸；全固態(tài)激光雷達(dá)，在消費(fèi)級、車規(guī)級場景持續(xù)推進(jìn)，但也面臨著分立式、集成式2種技術(shù)路徑的思考。

從整體行業(yè)發(fā)展趨勢來看，主要有2大亮點(diǎn)：第一，采用OPA、相干探測的技術(shù)方案，正逐步被客戶認(rèn)可，并獲得資本關(guān)注。這2種技術(shù)并非新概念，2020年其技術(shù)突破取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。第二，硅光CMOS技術(shù)，目前海內(nèi)外多家廠商正積極研究、突破。硅光現(xiàn)階段向光傳感場景延伸，除了考驗(yàn)廠商在光子集成技術(shù)方面的積累，更注重對材料體系、集成工藝、流片工藝、封裝工藝等全流程的把控能力。作為芯片級的集成方案，硅光在未來超低成本、超高可靠性的全固態(tài)激光雷達(dá)方案中，也將占據(jù)重要環(huán)節(jié)。