新的万亿赛道——激光雷达
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汽车产业在2020处在一个蜕变的节点,以锂电池为代表的新能源 正在颠覆着汽车的动力系统,特斯拉年内涨幅超10倍,比亚迪 超4倍,新势力蔚来、小鹏、理想也都是数倍增长,力度超过了10年前,那时候新能源汽车刚刚进入大众的视野,伴随着大量争议,10年后的现在,几乎没人再怀疑汽车电动化这一不可逆转的大趋势。而汽车的智能化也在这10年间慢慢地改变着汽车的决策系统,各类传感器相继加入:视觉传感器、超声波雷达、毫米波雷达,为车辆提供了各类主被动安全功能,并朝着自动驾驶的方向前进。除了上述几个大家熟知的传感器外,还有一个特殊的存在--车载激光雷达(Lidar),它充满着争议,智能化走在前列的特斯拉拒绝使用它,其中一个原因是造价昂贵,马斯克试图使用多相机冗余来解决所有自动驾驶的问题,但几乎除了特斯拉之外的所有主机厂、自动驾驶厂商都站在了对立面,谷歌 的Waymo、百度 的Apollo、戴姆勒、宝马、本田、沃尔沃等,激光雷达的3D测距是目前自动驾驶无法拒绝的功能。在汽车视觉AI能够匹敌人眼之前,激光雷达可以非常便利、直接地获得车辆周围地3D数据,进而进行驾驶决策。虽然驾驶者仅使用两只眼睛就可以安全驾驶车辆,看起来,自动驾驶的终极方案就是马斯克的纯视觉方案,但姑且不论最终结果如何,回到现实,目前的AI水平、芯片 算力都不足以支持纯视觉方案达到完全自动驾驶,更现实的做法还是靠多类传感器做冗余,以减少单一传感器在擅长领域之外的失职。2020年初,突如其来的新冠大流行席卷全球,世界经济蒙上阴影,作为国民经济支柱的汽车产业扛起了经济复苏的大旗,国内全行业产销量先降后升,基本完成了与去年相同的数据,事实上,国内汽车行业自2017年达到创纪录的2900万辆产销后,进入了长达3年的调整期,新能源汽车也在这一时期经历了资本寒冬,今年全行业的靓丽数据,加上新能源汽车相关个股爆发式的上涨,宣告着新一轮增长周期的开始,国内汽车行业有望在2025年实现产销3000万辆,新能源汽车有望突破500万辆。你方唱罢我登场,在新能源的故事即将告一段落的时候,汽车智能化的相关消息频出,各个主机厂推出的新车型、概念车型无一不以智能化作为宣传的重点,如果哪辆车没有主被动安全、没有语音交互、没有远程控制、没有辅助驾驶、没有OTA升级,那跟‘四个轮子+两个沙发’就真的没有区别了。以特斯拉为代表的造车新势力,国内的蔚来、小鹏,相比较传统的汽车厂商,在汽车智能化领域显得更为大胆、激进,他们没有传统造车厂商的包袱,一出生就直接研发电动汽车,全新设计的车机平台、动力控制系统、更开放的设计思路,都为汽车智能化提供了更有利的条件,这也是为什么他们在资本市场更受追捧的原因,在目前汽车行业‘电动化+智能化’>’电动化’>’传统造车’。2020年最后一个季度,美国资本市场迎来了几位新面孔,Velodyne、Luminar、Aeva、Innoviz,他们都以SPAC的方式登录资本市场,SPAC也被称为「空白支票公司」,是美股市场一种借壳上市的方式,该方式可以在一定程度上缩短公司ipo的时间,如此集中地‘走捷径’的四家公司竟然来自一个行业--‘激光雷达’,这背后更像是某种力量的助推,昭示着行业即将迎来黎明。而国内该行业的领先者--禾赛科技也在2020年9月开始了ipo进程,但今年终止了上市A股上市公司层面,唯一的车载激光雷达厂商万集科技 ,于去年6月发布公告,拟通过定增方式募资不超过9亿元,用于自动驾驶汽车用低成本、小型化激光雷达和智能网联设备的研发和产业落地。万集科技=金溢科技 +禾赛科技以车载激光雷达为例,原来晶体只在车厂精准加工时使用,每个车厂车床就那么几个,其他厂子也差不多,这也是晶体厂家就算强如福晶这种世界级龙头市值也才几十亿的原因,没办法,市场就这么大。而将来无人驾驶的铺开,每辆车都将配备激光雷达,都会用到晶体,什么概念呢,原来晶体是铲子,现在是土,这个绝对是量级的增长。市场将大幅扩大,必将迎来一片新天地,福晶科技 ,在激光雷达大潮下也有广阔市场前景。2020年12月22日,美股Velodyne(VLDR)收盘上涨22.97%、Luminar(LAZR)上涨27.26%、Aeva(IPV)上涨14.18%,这一轮集体上涨得益于一则媒体放出的消息,苹果 公司正在研发一款带有激光雷达的汽车,甚至可能明年第四季度面世,该时间比预期提前了两年。无独有偶,华为在同一天发布了其全球首款车规级96线激光雷达,并计划推动年产能10万套,全新高端电动车品牌ARCFOX的极狐HBT车型将率先搭载。而就在上个月,小鹏汽车创始人宣布了下一代自动驾驶架构将包括激光雷达技术,并将在12月22日宣布激光雷达量产车进展。蔚来搭载华为激光雷达的路测照片也被媒体曝光,并将于明年1月的NIO Day上公布该款新车型的更多信息。无论哪款车型会率先挂载激光雷达面世,2021年似乎注定成为激光雷达参与汽车量产的元年。从商业逻辑角度,一款价格以万元计的设备,目前想要大范围上车几乎不可能,对于20万以下的车型其成本占比过大,自动驾驶还不算强需求,消费者很少愿意买单。但是,当一颗激光雷达放在30万、40万、甚至上百万的车上时,增加的成本就可以忽略了,所以,激光雷达的上车之路大概率会从高端车型起步,慢慢的向一般车型渗透,而进度的快慢取决于激光雷达成本的降低速度。从技术角度,增加的激光雷达作为自动驾驶的冗余传感器,一定要与现存的视觉传感器、毫米波雷达、超声波雷达有互补效应,否则无用徒增成本,即便装在百万级的车上也毫无理由。简单对比下几个传感器的特点:视觉传感器工作在可见光波段(波长400~800nm),被动接收视野内的可见光,进行物体识别,其原理最接近于人眼,数据以网格像素点为单位,能区分二维坐标,不能测距、不能测速,软肋在于外界光线不好时或者目标外形不清晰。毫米波雷达工作在毫米波频段(波长1~10mm),主动发射探测毫米波并接收,利用多普勒效应测速精度较高、利用多元阵列测向精度一般、测距精度一般,数据以多通路信号处理为基础,全局搜索计算,对动态物体敏感,静态物体容易淹没在背景中。激光雷达工作在红外波段(波长905nm、1550nm),主动发射激光波束并接收,以像素点为单位进行单点测距,形成外界环境的3维立体点云,测向、测距精度极高,无法测速,面对雨雪雾天、光滑表面性能下降。可以看出,三类传感器的优缺点迥异,在自动驾驶要面临的几乎无法穷尽的corner case里,总会找到各自的用武之地,几乎可以肯定的,多传感器冗余将是自动驾驶保证安全的必由之路。虽然激光雷达距离大规模上车还有很长的路要走,但趋势的关键是从0到1,而当前的状态就是黎明破晓,新赛道的发令枪已经响起。