Luminar預計汽車(chē)激光雷達在2023年會(huì )普及

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

1 激光雷達是挽救生命的重要技術(shù) 

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

據統計，每年無(wú)數的人因為交通事故失去生命，每年車(chē)禍的死亡人數達到130萬(wàn)，受傷人數達到5千萬(wàn)。這會(huì )轉化成為一些令人震驚的數據：每10年你的車(chē)會(huì )發(fā)生碰撞事故，而每100人中，就有1人會(huì )在車(chē)禍中喪生。

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

高級駕駛輔助系統（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，涉及保護車(chē)內的駕駛員和乘客，以及車(chē)外的行人。

但是現有的ADAS還存在不足，例如往往搭載在勻速駕駛的車(chē)輛上，看到有行人在車(chē)前的情況下也會(huì )出現很多的故障。因此如果車(chē)輛是在高速行駛過(guò)程中，90%的情況下帶有ADAS的車(chē)輛在碰到行人的時(shí)候，自動(dòng)緊急制動(dòng)會(huì )出現故障。激光雷達技術(shù)是使車(chē)輛能夠清晰地感知周?chē)h(huán)境的一項關(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，激光雷達技術(shù)可以達到厘米級的精度，車(chē)速最高可達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技術(shù)停滯在研發(fā)階段？

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

在這一想法指引下，Luminar的激光雷達技術(shù)已有一些成功的應用案例，沃爾沃、極星以及中國上汽的車(chē)輛已有車(chē)型在車(chē)頂線(xiàn)集成了其產(chǎn)品。預計全球20多個(gè)成熟的量產(chǎn)車(chē)型里將會(huì )使用Luminar激光雷達，例如最近Luminar和奔馳轎車(chē)的車(chē)型開(kāi)展了合作。

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

實(shí)現這樣的愿景有四個(gè)步驟：

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

第二步，從高端車(chē)型開(kāi)始，推出并賦能道路上最安全和先進(jìn)的汽車(chē)和卡車(chē)。包括沃爾沃EX車(chē)型以及奔馳的S級車(chē)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，預計在未來(lái)的數月和數年內，更多車(chē)型會(huì )使用Luminar技術(shù)并推進(jìn)量產(chǎn)。

第三步，推出并實(shí)現主流車(chē)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)的升級實(shí)現盈利。因此從消費者總體擁有成本角度，希望能夠實(shí)現近零的成本，使消費者免費使用這個(gè)技術(shù)。因為車(chē)的安全性能應該是人的最基本權利，而不僅僅是面向豪華車(chē)型。

怎樣實(shí)現近零成本？關(guān)鍵在于Luminar所推出的軟件服務(wù)以及保險業(yè)務(wù)：通過(guò)增強車(chē)輛的安全性能，來(lái)降低人們的保險成本?，F在全球汽車(chē)保費達到1萬(wàn)億美元，隨著(zhù)激光雷達技術(shù)使車(chē)輛的安全性大幅提升之后，會(huì )降低人們的保費開(kāi)支。

3 為了量產(chǎn)，Luminar有何技術(shù)舉措？   

激光雷達在十多年前就已出現，但是商用化緩慢，主要挑戰是價(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的？

首先，Luminar從一開(kāi)始就知道需要開(kāi)發(fā)全新的激光雷達，才能夠保證實(shí)現行業(yè)愿景。人們所看到的研發(fā)車(chē)輛，價(jià)值十萬(wàn)美元的車(chē)頂架、后備箱里裝滿(mǎn)了傳感器和超級計算機，這是不可行的。因此從一開(kāi)始就要保證自己的激光雷達不僅停留在研發(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(chē)制造商合作伙伴將率先實(shí)現安全駕駛，能夠在自動(dòng)駕駛的時(shí)候，真正地實(shí)現脫眼、脫手，相當于達到自動(dòng)駕駛L3或L4級。

Luminar執行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik稱(chēng)，Luminar是一家“激光雷達的全棧式公司”，意味著(zhù)首先有芯片能力，這是激光雷達系統當中重要的組件，這些是高度專(zhuān)業(yè)化的芯片，主要包括三部分，高性能的激光、高度敏感的探測器、以及混合信號。這三個(gè)能力全部可以?xún)炔刻峁?。雷達的傳感器可以產(chǎn)生3D的數據，稱(chēng)為點(diǎn)云，這是通過(guò)高度專(zhuān)業(yè)化的半導體組合來(lái)提供的。這屬于系統架構，它能夠產(chǎn)生非常高的性能，這個(gè)架構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則的感知算法。為了保證全面的自動(dòng)駕駛能力，車(chē)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，即哨兵（Sentinel^TM）。

Luminar執行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik 

4 技術(shù)路線(xiàn)圖：每代性能翻倍，平臺化

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

①I(mǎi)ris，已進(jìn)入量產(chǎn)階段

②Iris+，樣品階段

③下一代技術(shù)，處于設計階段。

2020年、2021年Luminar開(kāi)發(fā)了Iris產(chǎn)品，2022年推向市場(chǎng)，可見(jiàn)設計耗時(shí)2年多。但最新一代的Iris+設計只用了11個(gè)月。下一代產(chǎn)品正在設計中，“這款產(chǎn)品將會(huì )改變整個(gè)游戲規則?！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(chēng)業(yè)內第一個(gè)能夠實(shí)現徹底整合的產(chǎn)品，也是第一個(gè)能夠推動(dòng)高速無(wú)人駕駛的激光雷達產(chǎn)品，同時(shí)也是第一個(gè)在全球市場(chǎng)鋪開(kāi)的車(chē)規級3D激光雷達。2022年年底，Luminar和上汽進(jìn)行了相關(guān)合作，率先在中國進(jìn)行了產(chǎn)品的落地。

Iris+是為規模和高性能而打造，在測距和分辨率等指標上比Iris的性能翻了一番：在小物體測距性能大幅度改善，這進(jìn)一步推動(dòng)了真正的高速自動(dòng)駕駛，能達到L3級的自動(dòng)駕駛。另外，Iris+的體積也減少了20%，這種纖薄的設計對于車(chē)輛的集成非常重要的，因為它使激光雷達與汽車(chē)設計語(yǔ)言無(wú)縫整合，業(yè)界稱(chēng)之為視覺(jué)品牌語(yǔ)言?！癐ris+已有最大的訂單量?！盩aner Ozcelik稱(chēng)。

如何保證產(chǎn)品能夠快速地規?；?，而且能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的要求？關(guān)鍵是平臺化。平臺能推動(dòng)快速地開(kāi)發(fā)，保證在滿(mǎn)足客戶(hù)需求的同時(shí)，又不需要全面定制化。平臺化同時(shí)也可以保證跨越幾代產(chǎn)品，重復利用研發(fā)資源。因為平臺化的設計，Iris家族贏(yíng)得了8個(gè)頂級OEM的設計，橫跨20多個(gè)車(chē)型。

5 下一代設計理念：近零的擁有成本

下一代產(chǎn)品的靈魂在于可以推動(dòng)激光雷達技術(shù)跨車(chē)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)?！耙驗槊織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(kāi)拓新的商業(yè)模式：今年2月，其宣布了保險產(chǎn)品。預計未來(lái)通過(guò)該保險服務(wù)，可以把激光雷達技術(shù)推廣到所有的車(chē)輛上。

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

6 相比中國本土廠(chǎng)商的優(yōu)勢

Taner Ozcelik稱(chēng)，首先是1550nm波長(cháng)相比905nm具有突出的技術(shù)優(yōu)勢。Luminar使用的是1550nm技術(shù)，中國起碼有兩家競爭對手用的是905nm技術(shù)。

從客戶(hù)的角度看，中國客戶(hù)的需求可以概括為三點(diǎn)：成本，開(kāi)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，這就為擴產(chǎn)以及通過(guò)擴產(chǎn)控制成本奠定了基礎。接下來(lái)要推出保險產(chǎn)品，也可以使產(chǎn)品的成本進(jìn)一步下降。通過(guò)產(chǎn)品本身設計，我們也進(jìn)一步地控制成本。另外，Austin Russell強調，并不是所有的激光雷達都是一回事。Luminar永遠不會(huì )在成本上競爭，更強調的是技術(shù)，因為技術(shù)才能夠挽救人的生命，在安全性以及量產(chǎn)和規模上競爭。

以產(chǎn)品開(kāi)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(kāi)發(fā)速度上取得很大的進(jìn)展。

提到技術(shù)性能，就會(huì )強調探測的及時(shí)性和速度，這要取決于所探測的目標點(diǎn)數。在這個(gè)方面，Luminar能夠探測的距離更遠，速度更快。Luminar的優(yōu)勢還來(lái)自于這兩個(gè)方面。①有自己內部設計和制造半導體的能力，一些競爭對手的半導體需要外購。②自己設計的技術(shù)架構。而這個(gè)架構就是公司的創(chuàng )始人Austin Russell所參與開(kāi)發(fā)的，這個(gè)架構堪稱(chēng)“優(yōu)雅”，體現在靈活的掃描類(lèi)型上。 

7 1550nm相比905nm的優(yōu)勢

905nm技術(shù)關(guān)注的是短程以及機器人應用。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。

905nm與1550nm的主要區別在于架構。所有的905nm需要陣列，探測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(zhù)成本，例如一個(gè)優(yōu)質(zhì)的905nm探測器需要約100個(gè)探測器形成的陣列。而Luminar的1550nm架構只使用幾個(gè)探測器，通常是一兩個(gè)，即使Luminar所使用的銦鎵砷半導體材料，可能在晶圓上稍微貴一些，但是晶圓的用量是數量級的減少。因此，對于1550nm方案，成本不高，約是1位數美元。而905nm的技術(shù)給人們一種高價(jià)的錯覺(jué)。再有，905nm的測距達不到1550nm的測距。

此外，1550nm還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是對眼睛非常安全。因為905nm更靠近700nm的可見(jiàn)范圍，1500nm是700nm波長(cháng)的1倍之多，意味著(zhù)更善于拒絕日光所產(chǎn)生的環(huán)境光線(xiàn)干擾。

激光雷達一個(gè)非常重要的性能指標是能看得有多遠、多清楚。探測距離最大化可以直接轉化為安全駕駛最高的車(chē)速。Luminar的1550nm技術(shù)可真正實(shí)現高速自動(dòng)駕駛，車(chē)速最高可達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)上大多數有競爭力的激光雷達基本上集中在低速公路（最高車(chē)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在在路上看到的很多自動(dòng)駕駛車(chē)輛的行駛速度非常慢，盡管這項技術(shù)的開(kāi)發(fā)已有10年。

8 預期每年營(yíng)收翻倍的增長(cháng)來(lái)源？

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

Luminar首席財務(wù)官 Tom Fennimore

公司有信心從今年開(kāi)始到接下來(lái)幾年當中，每年收入翻一番。這是因為全球會(huì )有二十多個(gè)車(chē)型裝載有Luminar的激光雷達的技術(shù)，保證了從現在開(kāi)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(xiàn)的新廠(chǎng)能夠提供，未來(lái)很多產(chǎn)能也會(huì )在中國的新工廠(chǎng)進(jìn)行。預計2026年、2027年收入可以達到10億美元，有75%的業(yè)務(wù)量已經(jīng)可以達到這個(gè)水平。到2030年，希望收入會(huì )達到50億美元。

9 中國市場(chǎng)有哪些特點(diǎn)？

Luminar中國區負責人陳鈺博士稱(chēng)，中國的汽車(chē)市場(chǎng)的規模最大，而且中國本土品牌在新能源車(chē)的發(fā)展上是非常突出的，例如純電動(dòng)汽車(chē)，本土品牌占據八成以上的市場(chǎng)。根據2022年的數字，約350萬(wàn)純電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)是中國本土品牌。另外，在中國本土品牌當中，1/3市場(chǎng)份額已經(jīng)屬于中高端的車(chē)型，售價(jià)在25萬(wàn)以上。

Luminar中國區負責人陳鈺博士

此外，中國的客戶(hù)也非常鐘愛(ài)最新、最前沿的科技，所以，可以看到電動(dòng)化、智能化方面，中國是全球市場(chǎng)的領(lǐng)導者，這一發(fā)展方向和趨勢也已經(jīng)上升到國家未來(lái)的發(fā)展戰略。另外，中國的市場(chǎng)和客戶(hù)非常講究性?xún)r(jià)比，要想取得成功，性?xún)r(jià)比必須做到極致。

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

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

因此，Luminar未來(lái)在中國必須要加速布局。在去年4、5月的新冠疫情期間，Luminar成立了路安達科技（上海）有限公司，現在已形成了小規模的銷(xiāo)售、業(yè)務(wù)拓展、工程技術(shù)的本地團隊。去年10月，成功支持了上汽飛凡R7汽車(chē)的量產(chǎn)。未來(lái)Luminar也會(huì )在中國實(shí)現激光雷達的本地化生產(chǎn)。

Luminar在中國的業(yè)務(wù)有兩部分：①Luminar在全球的客戶(hù)。②中國本土客戶(hù)，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(chē)展，Luminar已安排會(huì )見(jiàn)約20家中國本土的汽車(chē)客戶(hù)。

作為全球規模的工業(yè)化生產(chǎn)的一部分，Luminar在中國本地化生產(chǎn)選擇的合作伙伴是TPK公司，TPK是一家向蘋(píng)果以及特斯拉等公司提供先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品的全球供應商。Luminar激光雷達的生產(chǎn)立足中國，服務(wù)中國。期待中國市場(chǎng)指數級的增長(cháng)，并計劃將其作為與TPK合作的新工廠(chǎng)產(chǎn)能的一部分。在中國為了擴產(chǎn)，Luminar也會(huì )做出數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。激光雷達涉及到硬件、軟件及精密測試，甚至激光雷達上車(chē)的測試，Luminar將加速發(fā)展這方面的能力。