Luminar預(yù)計(jì)汽車激光雷達(dá)在2023年會(huì)普及

近日上海車展之際，汽車激光雷達(dá)技術(shù)的開路先鋒——Luminar公司稱，激光雷達(dá)技術(shù)在2023年將可以實(shí)現(xiàn)全面普及。這意味著到2030年世界上主要的汽車OEM都可以使用激光雷達(dá)技術(shù)，不僅是主流車型中的高端車型，最終甚至到低端車型。這項(xiàng)技術(shù)的落地在汽車業(yè)可謂有史以來(lái)最快的技術(shù)采用曲線之一。

1 激光雷達(dá)是挽救生命的重要技術(shù) 

為何激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展會(huì)如此之快？Luminar創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Austin Russell稱因其是挽救生命的技術(shù)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年無(wú)數(shù)的人因?yàn)榻煌ㄊ鹿适ド磕贶嚨湹乃劳鋈藬?shù)達(dá)到130萬(wàn)，受傷人數(shù)達(dá)到5千萬(wàn)。這會(huì)轉(zhuǎn)化成為一些令人震驚的數(shù)據(jù)：每10年你的車會(huì)發(fā)生碰撞事故，而每100人中，就有1人會(huì)在車禍中喪生。

Luminar創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Austin Russell

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛可以減少事故的發(fā)生，Luminar成立的宗旨就是為了解決這一問(wèn)題，涉及保護(hù)車內(nèi)的駕駛員和乘客，以及車外的行人。

但是現(xiàn)有的ADAS還存在不足，例如往往搭載在勻速駕駛的車輛上，看到有行人在車前的情況下也會(huì)出現(xiàn)很多的故障。因此如果車輛是在高速行駛過(guò)程中，90%的情況下帶有ADAS的車輛在碰到行人的時(shí)候，自動(dòng)緊急制動(dòng)會(huì)出現(xiàn)故障。激光雷達(dá)技術(shù)是使車輛能夠清晰地感知周圍環(huán)境的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

Luminar已經(jīng)可以提供端到端的自動(dòng)駕駛解決方案，激光雷達(dá)技術(shù)可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，車速最高可達(dá)130公里/小時(shí)，而且可以保證全天候的城市自動(dòng)駕駛。 

2 為何大部分激光雷達(dá)技術(shù)停滯在研發(fā)階段？

盡管很多公司看到了激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，希望在無(wú)人駕駛的出租車上采用激光雷達(dá)技術(shù)，但挑戰(zhàn)不僅來(lái)自于缺乏傳統(tǒng)激光雷達(dá)硬件性能以及車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，也來(lái)自于軟件本身，即如果試圖取代司機(jī)所帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)。為此Luminar把激光雷達(dá)的愿景定義為加強(qiáng)駕駛員的輔助功能，而不是替代駕駛員的職責(zé)。

在這一想法指引下，Luminar的激光雷達(dá)技術(shù)已有一些成功的應(yīng)用案例，沃爾沃、極星以及中國(guó)上汽的車輛已有車型在車頂線集成了其產(chǎn)品。預(yù)計(jì)全球20多個(gè)成熟的量產(chǎn)車型里將會(huì)使用Luminar激光雷達(dá)，例如最近Luminar和奔馳轎車的車型開展了合作。

但是激光雷達(dá)不會(huì)僅限用于高端車，Luminar規(guī)劃了一百年愿景：在未來(lái)一百年中，Luminar要拯救1億人的生命，節(jié)約一百兆小時(shí)的駕駛時(shí)間。這主要靠推動(dòng)車輛在道路及高速公路上的自動(dòng)駕駛的性能。

實(shí)現(xiàn)這樣的愿景有四個(gè)步驟：

第一步，創(chuàng)造出優(yōu)秀的用于量產(chǎn)汽車和卡車的激光雷達(dá)。

第二步，從高端車型開始，推出并賦能道路上最安全和先進(jìn)的汽車和卡車。包括沃爾沃EX車型以及奔馳的S級(jí)車型。已在上汽飛凡R7使用，今年年底在沃爾沃的EX90上會(huì)安裝，預(yù)計(jì)在未來(lái)的數(shù)月和數(shù)年內(nèi)，更多車型會(huì)使用Luminar技術(shù)并推進(jìn)量產(chǎn)。

第三步，推出并實(shí)現(xiàn)主流車型的主動(dòng)安全技術(shù)（Proactive SafetyTM ）和高速公路自主駕駛技術(shù)。

第四步，讓先進(jìn)的安全技術(shù)為所有人所用，同時(shí)通過(guò)自主駕駛、軟件和服務(wù)的升級(jí)實(shí)現(xiàn)盈利。因此從消費(fèi)者總體擁有成本角度，希望能夠?qū)崿F(xiàn)近零的成本，使消費(fèi)者免費(fèi)使用這個(gè)技術(shù)。因?yàn)檐嚨陌踩阅軕?yīng)該是人的最基本權(quán)利，而不僅僅是面向豪華車型。

怎樣實(shí)現(xiàn)近零成本？關(guān)鍵在于Luminar所推出的軟件服務(wù)以及保險(xiǎn)業(yè)務(wù)：通過(guò)增強(qiáng)車輛的安全性能，來(lái)降低人們的保險(xiǎn)成本。現(xiàn)在全球汽車保費(fèi)達(dá)到1萬(wàn)億美元，隨著激光雷達(dá)技術(shù)使車輛的安全性大幅提升之后，會(huì)降低人們的保費(fèi)開支。

3 為了量產(chǎn)，Luminar有何技術(shù)舉措？   

激光雷達(dá)在十多年前就已出現(xiàn)，但是商用化緩慢，主要挑戰(zhàn)是價(jià)格高，此外，還有體積較大、性能不夠等，Luminar是如何迎接這些挑戰(zhàn)的？

首先，Luminar從一開始就知道需要開發(fā)全新的激光雷達(dá)，才能夠保證實(shí)現(xiàn)行業(yè)愿景。人們所看到的研發(fā)車輛，價(jià)值十萬(wàn)美元的車頂架、后備箱里裝滿了傳感器和超級(jí)計(jì)算機(jī)，這是不可行的。因此從一開始就要保證自己的激光雷達(dá)不僅停留在研發(fā)階段，而能夠進(jìn)入量產(chǎn)階段。

第二，Luminar的硬件要集成軟件和解決方案，這樣才能夠最終推動(dòng)安全性能以及自動(dòng)駕駛。只有這樣，才能讓汽車制造商合作伙伴將率先實(shí)現(xiàn)安全駕駛，能夠在自動(dòng)駕駛的時(shí)候，真正地實(shí)現(xiàn)脫眼、脫手，相當(dāng)于達(dá)到自動(dòng)駕駛L3或L4級(jí)。

Luminar執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik稱，Luminar是一家“激光雷達(dá)的全棧式公司”，意味著首先有芯片能力，這是激光雷達(dá)系統(tǒng)當(dāng)中重要的組件，這些是高度專業(yè)化的芯片，主要包括三部分，高性能的激光、高度敏感的探測(cè)器、以及混合信號(hào)。這三個(gè)能力全部可以內(nèi)部提供。雷達(dá)的傳感器可以產(chǎn)生3D的數(shù)據(jù)，稱為點(diǎn)云，這是通過(guò)高度專業(yè)化的半導(dǎo)體組合來(lái)提供的。這屬于系統(tǒng)架構(gòu)，它能夠產(chǎn)生非常高的性能，這個(gè)架構(gòu)也帶有大量嵌入式處理能力。除此之外，Luminar還可以提供世界級(jí)的感知堆棧，這是行業(yè)優(yōu)秀的軟件，該感知堆棧組合使用了完美的人工智能以及基于幾何規(guī)則的感知算法。為了保證全面的自動(dòng)駕駛能力，車輛也需要高清的地圖，為此Luminar也在進(jìn)行投資，集成在自動(dòng)全棧的軟件平臺(tái)，即哨兵（Sentinel^TM）。

Luminar執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik 

4 技術(shù)路線圖：每代性能翻倍，平臺(tái)化

激光雷達(dá)傳感器是Luminar產(chǎn)品和服務(wù)棧的基礎(chǔ)。公司現(xiàn)在有三個(gè)產(chǎn)品，處于不同的階段。

①Iris，已進(jìn)入量產(chǎn)階段

②Iris+，樣品階段

③下一代技術(shù)，處于設(shè)計(jì)階段。

2020年、2021年Luminar開發(fā)了Iris產(chǎn)品，2022年推向市場(chǎng)，可見設(shè)計(jì)耗時(shí)2年多。但最新一代的Iris+設(shè)計(jì)只用了11個(gè)月。下一代產(chǎn)品正在設(shè)計(jì)中，“這款產(chǎn)品將會(huì)改變整個(gè)游戲規(guī)則?！盩aner Ozcelik透露。Luminar的產(chǎn)品特點(diǎn)是新品比前代的性能起碼翻一番。

Iris堪稱業(yè)內(nèi)第一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)徹底整合的產(chǎn)品，也是第一個(gè)能夠推動(dòng)高速無(wú)人駕駛的激光雷達(dá)產(chǎn)品，同時(shí)也是第一個(gè)在全球市場(chǎng)鋪開的車規(guī)級(jí)3D激光雷達(dá)。2022年年底，Luminar和上汽進(jìn)行了相關(guān)合作，率先在中國(guó)進(jìn)行了產(chǎn)品的落地。

Iris+是為規(guī)模和高性能而打造，在測(cè)距和分辨率等指標(biāo)上比Iris的性能翻了一番：在小物體測(cè)距性能大幅度改善，這進(jìn)一步推動(dòng)了真正的高速自動(dòng)駕駛，能達(dá)到L3級(jí)的自動(dòng)駕駛。另外，Iris+的體積也減少了20%，這種纖薄的設(shè)計(jì)對(duì)于車輛的集成非常重要的，因?yàn)樗辜す饫走_(dá)與汽車設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)縫整合，業(yè)界稱之為視覺品牌語(yǔ)言?！癐ris+已有最大的訂單量?！盩aner Ozcelik稱。

如何保證產(chǎn)品能夠快速地規(guī)?；夷軌驖M足客戶的要求？關(guān)鍵是平臺(tái)化。平臺(tái)能推動(dòng)快速地開發(fā)，保證在滿足客戶需求的同時(shí)，又不需要全面定制化。平臺(tái)化同時(shí)也可以保證跨越幾代產(chǎn)品，重復(fù)利用研發(fā)資源。因?yàn)槠脚_(tái)化的設(shè)計(jì)，Iris家族贏得了8個(gè)頂級(jí)OEM的設(shè)計(jì)，橫跨20多個(gè)車型。

5 下一代設(shè)計(jì)理念：近零的擁有成本

下一代產(chǎn)品的靈魂在于可以推動(dòng)激光雷達(dá)技術(shù)跨車型的全面的落地，使之成為全球性的產(chǎn)品。

為了做到這一點(diǎn)，Luminar正在通過(guò)降低成本和提高性能來(lái)推動(dòng)價(jià)值，此外還可大幅減少體積。下一代產(chǎn)品可以進(jìn)一步靠近激光雷達(dá)技術(shù)近零的擁有成本，使它成為人人可以使用的技術(shù)?！耙?yàn)槊織l人命都非常重要，不管他的收入背景?！癆ustin Russell指出。

為此，Luminar也積極開拓新的商業(yè)模式：今年2月，其宣布了保險(xiǎn)產(chǎn)品。預(yù)計(jì)未來(lái)通過(guò)該保險(xiǎn)服務(wù)，可以把激光雷達(dá)技術(shù)推廣到所有的車輛上。

預(yù)計(jì)激光雷達(dá)技術(shù)在2023年將可以實(shí)現(xiàn)全面普及，這就意味著到2030年世界上主要的汽車OEM都可以使用激光雷達(dá)技術(shù)，不僅是主流車型中的高端車型，最終甚至到低端車型。這個(gè)技術(shù)的落地在汽車行業(yè)可以說(shuō)是有史以來(lái)最快的技術(shù)采用曲線之一。

6 相比中國(guó)本土廠商的優(yōu)勢(shì)

Taner Ozcelik稱，首先是1550nm波長(zhǎng)相比905nm具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。Luminar使用的是1550nm技術(shù)，中國(guó)起碼有兩家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手用的是905nm技術(shù)。

從客戶的角度看，中國(guó)客戶的需求可以概括為三點(diǎn)：成本，開發(fā)速度，創(chuàng)新。Luminar在這三方面都取得了進(jìn)步。

在成本上，Luminar一直在控制成本，例如目前已經(jīng)拿到最大的訂單量，這就為擴(kuò)產(chǎn)以及通過(guò)擴(kuò)產(chǎn)控制成本奠定了基礎(chǔ)。接下來(lái)要推出保險(xiǎn)產(chǎn)品，也可以使產(chǎn)品的成本進(jìn)一步下降。通過(guò)產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)，我們也進(jìn)一步地控制成本。另外，Austin Russell強(qiáng)調(diào)，并不是所有的激光雷達(dá)都是一回事。Luminar永遠(yuǎn)不會(huì)在成本上競(jìng)爭(zhēng)，更強(qiáng)調(diào)的是技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)才能夠挽救人的生命，在安全性以及量產(chǎn)和規(guī)模上競(jìng)爭(zhēng)。

以產(chǎn)品開發(fā)以及上市的速度為例，新的Iris+相較于Hydra，速度快了3倍。相比Iris，Iris+快了2倍。因此Luminar在開發(fā)速度上取得很大的進(jìn)展。

提到技術(shù)性能，就會(huì)強(qiáng)調(diào)探測(cè)的及時(shí)性和速度，這要取決于所探測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)數(shù)。在這個(gè)方面，Luminar能夠探測(cè)的距離更遠(yuǎn)，速度更快。Luminar的優(yōu)勢(shì)還來(lái)自于這兩個(gè)方面。①有自己內(nèi)部設(shè)計(jì)和制造半導(dǎo)體的能力，一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的半導(dǎo)體需要外購(gòu)。②自己設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)。而這個(gè)架構(gòu)就是公司的創(chuàng)始人Austin Russell所參與開發(fā)的，這個(gè)架構(gòu)堪稱“優(yōu)雅”，體現(xiàn)在靈活的掃描類型上。 

7 1550nm相比905nm的優(yōu)勢(shì)

905nm技術(shù)關(guān)注的是短程以及機(jī)器人應(yīng)用。在自動(dòng)駕駛方面，從性能和成本角度，1550nm技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。

905nm與1550nm的主要區(qū)別在于架構(gòu)。所有的905nm需要陣列，探測(cè)器本身就是一些陣列集群在一起所形成的，例如硅的光電倍增器。陣列就意味著成本，例如一個(gè)優(yōu)質(zhì)的905nm探測(cè)器需要約100個(gè)探測(cè)器形成的陣列。而Luminar的1550nm架構(gòu)只使用幾個(gè)探測(cè)器，通常是一兩個(gè)，即使Luminar所使用的銦鎵砷半導(dǎo)體材料，可能在晶圓上稍微貴一些，但是晶圓的用量是數(shù)量級(jí)的減少。因此，對(duì)于1550nm方案，成本不高，約是1位數(shù)美元。而905nm的技術(shù)給人們一種高價(jià)的錯(cuò)覺。再有，905nm的測(cè)距達(dá)不到1550nm的測(cè)距。

此外，1550nm還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是對(duì)眼睛非常安全。因?yàn)?05nm更靠近700nm的可見范圍，1500nm是700nm波長(zhǎng)的1倍之多，意味著更善于拒絕日光所產(chǎn)生的環(huán)境光線干擾。

激光雷達(dá)一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)是能看得有多遠(yuǎn)、多清楚。探測(cè)距離最大化可以直接轉(zhuǎn)化為安全駕駛最高的車速。Luminar的1550nm技術(shù)可真正實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)駕駛，車速最高可達(dá)130公里/小時(shí)，而且可以保證在各種天氣條件下的全速城市自動(dòng)駕駛。目前，市場(chǎng)上大多數(shù)有競(jìng)爭(zhēng)力的激光雷達(dá)基本上集中在低速公路（最高車速60公里/小時(shí)，解決一些交通阻塞的問(wèn)題）以及城市自動(dòng)駕駛（最高50公里/小時(shí)），這些方案往往使用的是905nm的技術(shù)。這就是為什么人們現(xiàn)在在路上看到的很多自動(dòng)駕駛車輛的行駛速度非常慢，盡管這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)已有10年。

8 預(yù)期每年?duì)I收翻倍的增長(zhǎng)來(lái)源？

Luminar首席財(cái)務(wù)官 Tom Fennimore解釋道，以今年為例，收入以及利潤(rùn)的決定主要有幾個(gè)因素，一是墨西哥的新工廠上線；Luminar宣布與TPK建立合作伙伴關(guān)系，將建立并運(yùn)營(yíng)一個(gè)新的高產(chǎn)能工廠，以滿足亞洲市場(chǎng)對(duì)Luminar快速增長(zhǎng)的需求，初始產(chǎn)能將為每年60萬(wàn)臺(tái)傳感器。今年年底會(huì)推出更多的應(yīng)用項(xiàng)目，如用于沃爾沃。隨著項(xiàng)目的推出，有助于毛利上漲，同時(shí)一些非重復(fù)性啟動(dòng)的成本會(huì)消失，這樣在年底時(shí)，Luminar的利潤(rùn)會(huì)轉(zhuǎn)為正值。

Luminar首席財(cái)務(wù)官 Tom Fennimore

公司有信心從今年開始到接下來(lái)幾年當(dāng)中，每年收入翻一番。這是因?yàn)槿驎?huì)有二十多個(gè)車型裝載有Luminar的激光雷達(dá)的技術(shù)，保證了從現(xiàn)在開始到接下來(lái)的一段時(shí)間的收入。Luminar的產(chǎn)能不僅僅是墨西哥上線的新廠能夠提供，未來(lái)很多產(chǎn)能也會(huì)在中國(guó)的新工廠進(jìn)行。預(yù)計(jì)2026年、2027年收入可以達(dá)到10億美元，有75%的業(yè)務(wù)量已經(jīng)可以達(dá)到這個(gè)水平。到2030年，希望收入會(huì)達(dá)到50億美元。

9 中國(guó)市場(chǎng)有哪些特點(diǎn)？

Luminar中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人陳鈺博士稱，中國(guó)的汽車市場(chǎng)的規(guī)模最大，而且中國(guó)本土品牌在新能源車的發(fā)展上是非常突出的，例如純電動(dòng)汽車，本土品牌占據(jù)八成以上的市場(chǎng)。根據(jù)2022年的數(shù)字，約350萬(wàn)純電動(dòng)汽車已經(jīng)是中國(guó)本土品牌。另外，在中國(guó)本土品牌當(dāng)中，1/3市場(chǎng)份額已經(jīng)屬于中高端的車型，售價(jià)在25萬(wàn)以上。

Luminar中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人陳鈺博士

此外，中國(guó)的客戶也非常鐘愛最新、最前沿的科技，所以，可以看到電動(dòng)化、智能化方面，中國(guó)是全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，這一發(fā)展方向和趨勢(shì)也已經(jīng)上升到國(guó)家未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略。另外，中國(guó)的市場(chǎng)和客戶非常講究性價(jià)比，要想取得成功，性價(jià)比必須做到極致。

第二，速度。中國(guó)開發(fā)一個(gè)新的車型、產(chǎn)品用兩三年，甚至有的加速到一兩年。作為跨國(guó)企業(yè)能否跟得上中國(guó)的研發(fā)速度，這也是極大的挑戰(zhàn)。

第三，要全方位地賦能。價(jià)值鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)論銷售、研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量，以及供應(yīng)鏈。

因此，Luminar未來(lái)在中國(guó)必須要加速布局。在去年4、5月的新冠疫情期間，Luminar成立了路安達(dá)科技（上海）有限公司，現(xiàn)在已形成了小規(guī)模的銷售、業(yè)務(wù)拓展、工程技術(shù)的本地團(tuán)隊(duì)。去年10月，成功支持了上汽飛凡R7汽車的量產(chǎn)。未來(lái)Luminar也會(huì)在中國(guó)實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的本地化生產(chǎn)。

Luminar在中國(guó)的業(yè)務(wù)有兩部分：①Luminar在全球的客戶。②中國(guó)本土客戶，Luminar已與億咖通、小馬智行、上汽飛凡建立了合作伙伴關(guān)系。這次上海車展，Luminar已安排會(huì)見約20家中國(guó)本土的汽車客戶。

作為全球規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)的一部分，Luminar在中國(guó)本地化生產(chǎn)選擇的合作伙伴是TPK公司，TPK是一家向蘋果以及特斯拉等公司提供先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品的全球供應(yīng)商。Luminar激光雷達(dá)的生產(chǎn)立足中國(guó)，服務(wù)中國(guó)。期待中國(guó)市場(chǎng)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，并計(jì)劃將其作為與TPK合作的新工廠產(chǎn)能的一部分。在中國(guó)為了擴(kuò)產(chǎn)，Luminar也會(huì)做出數(shù)十億元人民幣的投資。

此外，在華研發(fā)、工程技術(shù)能力是必不可少的。激光雷達(dá)涉及到硬件、軟件及精密測(cè)試，甚至激光雷達(dá)上車的測(cè)試，Luminar將加速發(fā)展這方面的能力。