重打脸马斯克 特斯拉拥抱LiDAR阵营 内幕曝光

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过去特斯拉执行长马斯克曾嘲笑LiDAR技术,不过这回却被市场发现,特斯拉已经悄悄测试光达技术的应用,尽管自驾车用感测技术百花齐放,但光达的应用显然成为新潮流

现代科技日新月异,曾经许多只能在科幻电影里看到的事物,如今都正一一实现在生活当中,其中,不需人类操作就可自动驾驶的汽车,也正走在快速发展的轨道上。根据研究机构IDC《全球自动驾驶汽车预测报告(2020-2024)》指出,二○至二四年L1到L5等级的自动驾驶汽车年复合成长率将达十八.三%。

产业趋势确立,庞大的商机早已吸引许多业者抢进自驾领域,不只品牌车厂特斯拉、奥迪、宾士、BMW、福特等积极研发,包括苹果、谷歌等科技厂旗下自驾车业务也都如火如荼地发展。自驾车的执行,主要仰赖先进驾驶辅助系统(ADAS),目前不论较高阶传统燃油车或电动车,都已将ADAS列为标准配备;而随着自动驾驶等级越高,因牵涉道路与用路人安全,因此对于即时侦测路况、辨识障碍物、防范碰撞前车、防止车道偏移等能力等都需要有更高强度的要求。

特斯拉技术大转弯

有着「自驾车之眼」之称的光达(LiDAR),则成为自驾车发展成功与否的重要关键。近期,在光达市场中投下一颗震撼弹的,无疑是外媒报导指出,特斯拉正悄悄在Model Y车种上装置光达大厂Luminar的光达感测器,并进行自驾车测试,此消息引发整个产业界的高度关注。

这是因为特斯拉执行长伊隆.马斯克(Elon Musk)一直都是立体摄影镜头拥护者,且认为镜头是自驾车的唯一解方,因此他曾大力抨击光达,认为「任何依靠光达的人都注定会失败」,变相打脸光达的坚定支持者Google。也因此市场普遍认为,若作为自驾车龙头指标的特斯拉真的转向拥抱光达技术,不排除会吸引更多车厂导入,并带来更大的光达商机。

美国光达领导厂商之一的Velodyne执行长Anand Gopalan日前受访表示,马斯克对光达技术的认知还停留在五到六年前,因为高速行驶的车辆单靠一种感测元件显然是不安全的。未来的自驾车更需要镜头、雷达、光达等多项感测器相辅相成,在当前的自驾发展中,包括毫米波雷达、超音波雷达、镜头等感测器确实已普遍应用在车体上,而光达究竟什么优势,何以成为目前自驾车发展的重中之重?

光达是一种主动式光学感测器,其侦测距离的原理其实跟雷达相同,只不过雷达用的是电磁波,光达则顾名思义是透过雷射光束(常见的有紫外光、可见光及红外光),两者都是发射一时序的电磁波或光波,当波段前进碰到物体后反射回感测器,这中间的时间差,就可以计算出彼此之间的距离。而在车用光达中常用的距离量测技术就是耳熟能详的ToF(Time Of Flight,飞行时间)技术。

进一步来看,在目前盛行的感测器中,镜头虽可清楚辨识物体大小、颜色等特征,但却易受光线、天气影响,而雷达虽在夜间仍可正常运作,但在材质侦测方面仍有限制,加上许多汽车会安装测速雷达或通讯天线,其发射的电磁波容易造成雷达误判;反观光达,由于其发射的雷射光因波长较短、能量较集中,故拥有更好的解析度,能更高精度地测得距离、辨识物体外型,可深测高达二○○公尺左右的距离,并能实现厘米等级的测量精准度,此外,因不受环境光线、亮度所影响,可以不分昼夜地感测周遭障碍物形状、距离等资讯,建立周遭3D地理资讯模型。

高量测距离、高精度、高辨识度等优点于一身,光达因而成为实现Level 3以上自动驾驶必备的感测元件,根据市场研究机构Yole Developpemen预估,全球光达元件市场将在二二年达十六亿美元规模,并于三二年大增至三一五亿美元,而当中最大的成长动能来源就是自驾车应用。然而,光达也并非毫无缺点,当中最为人诟病的就是价格太过昂贵及体积庞大两大问题。

传统光达因采用机械式旋转,透过三六○度旋转发射头,将速度更快、发射更准的雷射光从线变成面,并在竖直方向上排列多束雷射光,形成多个面,达到动态3D扫瞄并动态接收讯息目的,但不论是光学系统或机械旋转系统都所费不赀,早期一台至少要七.五万美元,且体积庞大,只能安装在车顶上。

高精准度、高量测距离优势

为满足市场对成本更低、可靠性更高、体积更小、易于嵌入车身内部的需求,近来不少厂商积极往固态光达及混合固态光达领域发展,包括光学相控阵列(Optical Phased Array; OPA)、 闪光(Flash)光达、微机电(MEMS)光达等,都陆续有业者提出解决方案。固态式顾名思义就是较少的机械结构,趋向固态化、小型化、低成本化,其中,MEMS光达又被视为是下一个最有潜力的技术。

MEMS光达与机械式同为透过光线转动达到大范围扫瞄的目的,但由于MEMS光达改良为以内部镜面微动」 改变光线射出的角度达成扫瞄效果,以达到体积小、低成本、低耗损等优点。而光学相控阵列光达同样被看好具有发展潜力,其是借由光相位矩阵改变雷射光发出角度,以实现广角扫描功能,因无需使用旋转、移动元件,可更大幅度缩小体积、降低售价

佳凌可望大幅受惠光达商机

回顾几年前,光达仍被认为是一种只有高阶自驾车款才能负担得起的昂贵技术,如今情况已大大改变,美国另一光达领导厂商Luminar已开发出价格介于五○○到一○○○美元之间的低价光达感测器;而在去年年初的CES展上,Velodyne也发表了新产品Velabit,此款光达量程可达一○○公尺,视场角水平六○度、垂直十度,重点是尺寸比一副扑克牌还小,且量产目标价在一○○美元以下。

随着光达售价逐渐靠近甜蜜点,自驾车也可望加速发展,也因为商机大,近几年有越来越多新创光达公司纷纷成立,Velodyne、Luminar抢先上市后,Aeva、Innoviz、Ouster、Aeye等光达业者也紧跟在后陆续进入资本市场获取资金,而中国光达业者也来势汹汹,不止禾赛科技、速腾聚创、大疆北醒光子等新创公司崛起,华为也积极抢进,并已获得北汽、长安等中国车厂采用。全球光达业者粗估已超过八○家,随着竞争逐渐白热化,百家争鸣的状况也正面临到汰弱留强的整并阶段。

反观国内,法人指出,台厂在ADAS等车用电子供应链有成功的经验,有助于抢进未来自驾系统商机,其中光学镜头厂佳凌,算是少数投入光达布局的领先者。佳凌近年聚焦高阶的自动驾驶及无人车应用光达镜头,并陆续切入全球前十大车载镜头模组厂及Tier 1厂,其中最大客户即是Velodyne,且佳凌也是Velodyne最主要的镜头供应商,另外像是Innoviz、Quanergy等大厂也都名列客户名单上。预期未来随着光达成本逐步下降,将带动L3等级以上的自驾车渗透率快速拉升,可望再带动佳凌的营运更上一层楼。

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先探投资周刊2146期