最新一轮的汽车激光雷达竞争正在进行中。

本周，车辆规级MEMS激光雷达解决方案提供商宣布完成数亿元B轮融资，本轮融资由英特尔资本和创新工场分别领导B1轮和B两轮。距离公司上一轮7000万元。A 轮融资刚刚过去14个月。

根据计划，本轮融资将主要用于实现一径科技常熟工厂生产线的生产自动化和产能提升，增加产品和核心芯片的研发投资，加快长途等新产品的相应开发，进一步促进乘用车前装量生产。

目前，公司短距离补盲雷达ML-30s已于2020年实现量产导入，并成功获得相关龙头客户的定点订单，业务已全球布局。

另一家国内激光雷达龙头企业——和赛科技在科技创新板崩溃IPO之后，本月初，D轮融资再次宣布完成超过3亿美元，包括高淳风险投资、小米集团、美团和CPE。

从公司股东变更进展来看，6月1日公司原股东全部按照既定程序退出，海外上市VIE完成架构建设。按照美股Luminar最新市值(约80亿美元)，最后一轮投资者仍有很大的增值空间。

目前，激光雷达行业的投资者主要分为两类：一是小米、美团等相关产业链的战略投资，降低采购成本，为后续自动驾驶业务开发定制方案；二是对自动驾驶商业化带来的巨大市场机遇持乐观态度。

一、

近年来，由于激光雷达制造商、产业链上游核心部件供应商的快速进步、技术改进、零部件价格和生产线的下降，激光雷达的成本也在迅速下降。

从1000美元到现在的500美元甚至300美元都是现实。

一方面，由于下游客户需求的增加和上游供应链的产能供应，成本下降；另一方面，成本较低的大规模生产计划也在迅速进入大规模生产周期。

以新激光雷达公司奥瑞达为例VCSEL SPAD收发端技术路线Ordarray?一系列单光子面阵激光雷达已经完成了全套技术链路的验证，预计到2022年将逐步投入运行。

在客户适应成本方面，奥瑞达通过模块化设计重建发射、接收和信号处理模块的内部空间。只需更换硬件上的光学镜头，就可以准确获取不同视角和探测范围内的点云数据，大大降低客户的开发成本。

同时，由于全固态结构设计，整机内部完全没有机械旋转运动部件，大大降低了整机的尺寸和故障率，大大提高了产品的可靠性，这是前装车的关键因素。

在生产过程中，公司独立开发了机器视觉自动化装配方案，大大降低了繁琐的人工校准，缩短了装配时间，提高了良好率，确保了后续批量生产的稳定性。

在此之前，禾赛科技透露最新一轮融资将用于支持面向前装量产的混合固态激光雷达的大规模量产交付（已获多个OEM定点）。

今年3月，速腾聚创在中国的第一条汽车级固态激光雷达生产线正式完成，第二季度启动了定点项目的大规模生产和交付。第一个定点来自北美汽车公司。

再加上即将上市交付的小鹏P5.北汽极狐华为定制版配备了激光雷达，这意味着汽车激光雷达的竞争正进入第二个新阶段，寻求大规模生产突破。

另一方面，发射模块、接收模块和探测模式的各种组合也齐头并进，企业在视角、帧率和分辨率之间进行权衡。

一些业内人士表示，激光雷达没有一般的解决方案——成本、应用场景、技术要求（车辆级别）和车身集成设计是决定使用哪种激光雷达方案的因素之一。

例如，大陆集团已经开发了大规模生产的短距离研究FLASH在激光雷达的基础上，去年参与了激光雷达公司AEye，计划从2024年开始投产远距离激光雷达。

二、

一般来说，激光雷达包括四个部分：激光发射器、激光接收器、测距和扫描。由于不同组合的可能性，有业内人士甚至坦言，可以有上百种不同的激光雷达方案。

激光发射器包括905nm光源、1550nm光源等；激光接收器有PD、APD、SIMP、SPAD等等；测距方法主要是ToF、FMCW等等；扫描方法包括带电机的旋转式MEMS、OPA等，而Flash属于非扫描方法。

以ToF和FMCW为例，两种类型的ToF激光雷达可以通过多次测量来推断运动物体的速度，但是FMCW物体与激光雷达之间的径向速度和距离可在单次测量中检测到。

然而，FMCW不能一次测量垂直于视线的“横向速度”。换句话说，一个单一的FMCW测量可以检测到迎面而来的汽车等移动物体的相对速度，但不能检测到十字路口横穿物体的速度。

盖革模式ToF激光雷达的高分辨率意味着激光雷达数据可以像相机图像一样处理，可以通过精确的逐像素深度估计来改进。

径向速度测量在非常特殊的情况下非常有用，比如帮助区分两个行人向相反的方向移动或远离传感器。FMCW两个垂直于车辆行驶方向的行人的速度不能直接测量。

这意味着在现实世界中，ToF和FMCW激光雷达需要多次测量才能确定full velocity。因此，在选择不同的技术方案时，需要考虑完整感知组合的具体要求。

三、

物体表面的反射率也是影响激光雷达性能和可靠性的关键因素。如果不能准确接收不同反射率的光束，大多数激光雷达标称的探测距离指标只是纸质参数。

反射率是用激光能量的百分比来测量的——简单地说，激光雷达传输回激光雷达接收器的光子数量。反射率越低，返回的光子越少，就越难准确地检测到物体。

大多数激光雷达制造商都在尝试进一步的技术开发，可以检测200米以上反射率低于3%的物体表面，这是支持高速公路自动驾驶的安全基准。

比如车辆黑漆的反射率可以低于1%，最低光子的灵敏度(最好是个位数)可以检测到更暗、反射更少的物体。

非常暗的物质反射的能量非常少，这使得它们很难被探测到，尤其是在很远的距离。除了低反射率外，物体表面角度的差异也使物体更难检测。

另一个因素是背景噪音，也就是说，来自激光雷达波束以外的光源，如太阳或明亮的人工光，会影响反射光束，使激光雷达很难探测到真实物体的距离。

这意味着激光雷达加入传感器集成架构后，会导致各种传感器对前方道路状况和特殊物体的判断和信心问题。

四、

激光雷达方案的另一个关键选择是激光雷达波长，是905纳米(在近红外波长范围内)还是1550纳米(在短波红外波长范围内)，有的是850或940nm。

近红外波长用于检测车辆周围的物体。测距可在几厘米范围内，短波红外波长可更好地实现。

由于激光雷达的探测范围越大，系统检测物体的时间越长，做出相对安全合理的决策，并提出预测和响应。

这意味着随后的激光雷达也将类似于当前的毫米波雷达，不同的产品系列将出现在短距离和中长距离，并逐渐演变不同的激光雷达细分市场。

同时，波长选择不仅具体于应用，还包括人眼安全、天气和制造工艺等因素。

此前，许多文章指出，不同的波长可能对人眼的潜在危害有很大的不同。事实上，任何波长对人眼都是安全的，因为眼睛的安全不仅仅是波长。

所谓最大允许暴露量（MPE）这取决于各种因素的平衡，特别是波长、脉冲频率和激光束的能量。简单地说，能量越多，激光雷达的潜在探测范围就越大，但可能会造成眼睛损伤。

然而，与905纳米相比，1550纳米确实可以使用更高的激光束能量（约100倍），并确保人眼安全，这意味着你可以感知到更远的距离。

比如，Luminar250米测距产品采用1550纳米(比其他波段更容易实现远距离探测)，其激光功率是传统硅光电系统的40倍，不仅提高了信噪比，还将脉冲宽度降低到20纳秒以下。

五、

激光雷达的另一个重要因素是扫描，它通常被称为光束控制，主要是扫描和闪光控制（Flash，类似摄像头)。

将激光束和探测器快速移动到整个传感器视场(FOV)，这可以通过两种不同的方式完成：机械扫描和固态扫描。

机械扫描激光雷达是第一个投入自动驾驶测试验证的产品Velodyne但由于有移动部件，在严格的车辆规级验证条件下，很难通过。

直到法雷奥第一代混合固态汽车规级激光雷达的大规模生产，机械和固态之间的扫描方案才成为最快的着陆选择。

该方案是指发射和接收端固定，然后通过旋转多边形反射镜或楔形棱镜扫描激光束。点云的最终效果与机械旋转基本相同。

然而，该方案仍然具有机械结构，其稳定性和准确性是否能够经受住长期道路驾驶的考验实际上还不得而知（奥迪）A上车才三年)。

其中，固态扫描激光雷达被认为是未来几年的趋势，MEMS微振镜率先商业化(也有业内人士称之为混合固态)。

然而，一些业内人士指出，由于微振镜本身由非常小的悬臂梁固定和控制，该方案存在一定的可靠性风险。

事实上，MEMS传感器在汽车加速度计、陀螺仪等领域得到了非常成熟的应用，平均每辆车大约有24辆MEMS部件。

而微振镜是MEMS技术在特定领域的延伸已被德州仪器在投影显示领域商业化20多年。10年前全面研究了振动镜的可靠性，具有集成、稳定、可靠、成本低等优点。

另一种固态方案是光学相控阵，使用硅芯片而不是移动部件来改变激光束的方向。拆卸机械部件意味着激光雷达单元的设计更加紧凑，可以简化产品的复杂性和组装，通过成熟的半导体技术大大降低成本。

最后就是非扫描模式的闪光（FLASH）激光雷达，类似于摄像头，用激光照射一个区域比光学相控阵在制造上的挑战更小。

不过，种技术方案，需要在远距离目标探测所需的高角度分辨率和宽视场之间进行权衡，主要是受到目前探测器分辨率的限制。目前可见的解决方案来自核心部件的选择。

而上文中提到的VCSEL方案被认为是方向之一，这种可控的多光束扫描光源被称为可寻址VCSEL，相较于传统的FLASH方案，激光器的发射光峰值功率密度和信号信噪比均显著提高。

这意味着，在相同的功率下，基于可寻址VCSEL的激光雷达方案可以实现更远的探测距离。同时，借助SPAD（单光子雪崩二极管）阵列传感器，探测灵敏度大幅提升。

此前，苹果公司新款iPad Pro和iPhone 12配备的激光雷达就是采用VCSELs+SPADs方案，随着智能手机带动相关供应链产能释放，成本已经进入快速下降区间。

目前，这种方式已经进入量产阶段。比如，Ibeo公司与长城汽车的固态激光雷达量产合同，就是基于奥地利AMS公司生产的VCSEL激光器，用于高速公路L3级自动驾驶。

Lumentum公司是苹果激光雷达VCSELs组件的主要供应商之一，该公司最新表示，“我们预计2022年基于VCSEL方案的汽车级激光雷达将进入量产窗口期”。

AMS在三年前以现金收购VCSEL供应商Princeton Optronics公司100%股权，随后宣布与Ibeo、采埃孚合作推进基于VCSEL的固态激光雷达量产计划。

不过，挑战仍在，那就是能否在满足功能要求的前提下实现250米以外的目标物探测。ibeoNEXT的性能参数是在11.2度水平视场角实现260米探测，32度视场角仍在开发中。

这条路径，有点类似于摄像头从窄角到广角的技术演进；而另一种技术模式，类似毫米波雷达的多模态扫描。

近日，Sense Photonics公司对外宣布开发了一种新的系统，基于单一激光雷达传感器同时提供高分辨率的远程能力和具有更宽视场的中程能力。

这套方案通过结合其专有的VCSEL激光阵列，以及CMOS制造工艺的SPAD接收器，实现了多波段性能。扩散光束同时“照亮”整个视场，全局快门采集允许高分辨率点云并且咩有没有运动伪影。

事实上，激光雷达的市场想象空间，正是由于各种不同技术路线的争夺，最终谁能突围取决于许多因素，包括主机厂的功能技术需求、车辆设计、实际场景应用到性价比。

此外，还有从研发到制造、供应和售后支持，激光雷达制造商需要证明他们能够持续地向汽车客户供应可靠度、性价比高的产品（合理成本下的高性能）。

在高工智能汽车研究院看来，激光雷达技术创新的舞台将一直保持开放。比如，近年来摄像头和毫米波雷达同样进入新一轮硬件迭代升级周期。