汽车激光雷达市场：IDTechEx研究数百家技术供应商的战场

技术咨询公司IDTechEx的分析师正在跟踪一百多家开发3D激光雷达模块的公司。截止到2019年11月，统计数字为107 ，并且大多数公司将其业务定位为汽车第2层供应商。激光雷达市场非常活跃，一些参与者在推出汽车级产品方面取得了出色的进展。法国汽车一级供应商法雷奥（Valeo）的法雷奥Scala®产品已经在奥迪A8量产车中使用。这是具有很少（x4）激光源的机械旋转激光雷达。

3D激光雷达重量级人物和后起之秀

激光雷达（Lidar）是一项传感器技术，可使无人驾驶汽车看到世界，做出决策和导航。3D激光雷达系统扫描光束以创建环境的虚拟模型。车辆对反射的光信号进行测量和处理，以检测，识别并决定如何与物体互动或避开物体。大多数汽车制造商认为3D激光雷达对于自动驾驶汽车的安全运行至关重要，并已与激光雷达技术供应商合作。特斯拉   是埃隆·马斯克（Elon Musk）最大股东的公司，但拒绝激光雷达是一个明显的例外。

最著名的公司是Velodyne，这是美国公司Velodyne，该公司于2005年凭借其标志性的HDL-64旋转式机械激光雷达（自动驾驶汽车用激光雷达）进入激光雷达市场。Velodyne随后推出了Puck™产品线，其中包括适用于不同行业的紧凑型机械激光雷达。Velodyne朝着微激光雷达阵列（MLA）技术迈进，以在汽车激光雷达市场上保持稳固的地位，而激光雷达市场已经超越了已建立的旋转机械技术。Velodyne的首个MLA产品Velarray™于2017年发布，其次是VelaDome™于2019年发布。VelaDome™专为近距离操作而设计，而Velarray™提供远距离物体检测。用于汽车的新的非旋转技术采用128通道VCSEL光源。它基于905nm ToF。它具有APD检测器。扫描机构尚未公开，并且受到严格保护，但我们认为它是一种机电机构。Velodyne最近推出了一款 100美元的  小型激光雷达（Velabit），分别提供60度和10度水平和垂直FoV。激光雷达以10-20Hz旋转，据称可以反射100m @ 80％。这是向汽车以外的市场开放。

成立于2007年的加拿大LeddarTech公司是该市场的另一个大牌。尽管LeddarTech提供激光雷达模块，但该公司的核心技术是LeddarEngine™片上系统（SOC）和软件，这是其长期技术战略的重点。SoC是为ToF激光雷达而设计的，可以在主模式或从模式下驱动（如果系统中存在另一个时钟主设备，例如MEMS激光雷达）。该SoC将采用25nm技术制造。该公司最近推出了Leddar™Pixell 3D闪光灯激光雷达模块，该模块针对城市环境中的接近检测和盲点覆盖进行了优化，这巩固了公司在自动驾驶共享市场领域的地位。

Quanergy是一家成立于2012年的加利福尼亚州新兴企业，通过开发用于汽车行业的全球首个光学相控阵（OPA）3D激光雷达而声名fa起。在 每个月都有新参与者进入汽车激光雷达市场之际，该公司在2016 年的估值  为10亿美元。但是，近年来，由于在汽车行业面临的挑战和延误，Quanergy已将注意力转移到非汽车市场。一个重要的问题是，Quanergy是否在其OPA系统中做出了正确的技术选择。905nm的选择带来了使用完善的光源和检测器的好处，但是SiNx OPA平台的速度可能很慢，并且会带来严重的热量管理问题。缺乏铸造生态系统也可能促使Quandary承担太多任务。

这个市场上最耀眼的年轻明星是以色列创新公司Innoviz，该公司成立于2016年，旨在开发和商业化基于MEMS反射镜转向的3D激光雷达。它的投资者包括麦格纳国际。在过去的三年中，Innoviz积累了令人印象深刻的  2.52亿美元，  并与BMW签订了一份合同，为宝马量产车在2021年提供InnovizOne™产品。InnovizOne™被定位为基于MEMS的汽车级激光雷达模块。现在的问题是，它是否最终将获得商业采用。

它可能也在现场指出了一个新玩家：Livox。它们是由中国著名无人机制造商大疆创新（DJI）建立的。他们似乎遵循与DJI相同的策略：提供诱人的价格以驱逐其他人并迫使行业合并。鉴于当今有如此众多的参与者和技术，并且大多数产品太昂贵，并且只能保证未来的成本降低，所以这是一种诱人的策略。激光雷达也是ToF工作于905nm。他们的Mid-40激光雷达具有38.4deg FoV，0.05-0.1角分辨率和  260m  范围@ 80％反射率，价格在550- 750美元左右。它使用旋转棱镜。这里有趣的一点是，由于无人机业务，DJI在电机设计方面拥有出色的专业知识和能力，而这通常是成本和可靠性的瓶颈。他们已经收到了  5,000  单位的订单，最后我们检查了他们是否已完成  24k  / 7的13k小时可靠性测试。

专利战：竞争激烈的侵权案件

IDTechEx进行了一项专利分析，确定101个开发汽车激光雷达技术的研发团队拥有至少一项相关专利或专利申请。但是，当一百多家公司声称提供独特的3D激光雷达技术时，就不可避免地会遭到专利侵权的投诉。

在2019年，LeddarTech报告成功地针对加拿大同行竞争对手Phantom Intelligence捍卫了其72项激光雷达技术专利之一。虽然和解的细节是保密的，但侵权案件导致Phantom Intelligence成为LeddarTech的客户。最近在  2019年8月，Velodyne向两个中国竞争对手RoboSense和Hesai提起了专利侵权诉讼。Velodyne的投诉与他们流行的Puck™产品线有关。美国专利（US7969558）涵盖了“全景”激光雷达架构，该架构在由电动机旋转的壳体内包括多个激光二极管和光电探测器。RoboSense和Hesai都提供类似的旋转机械激光雷达，这两个竞争对手已将其进口到美国并在美国境内分销  。

第一次商业伤亡–还会有更多伤亡？

随着汽车激光雷达市场竞争的加剧，一些初创企业将无法生存。Oryx Vision是第一个备受瞩目的伤亡者： 尽管获得  了6700万美元  的融资，以色列3D激光雷达业务于2019年8月关闭  。Oryx Vision公开表示，汽车行业的延误是决定终止运营的重要因素。但是，我们认为，Oryx Vision专利中概述的异常且复杂的激光雷达架构是主要原因。Oryx Vision将其不寻常的激光雷达设计描述为“相干闪光”技术，其工作波长为10微米，这是普通且经济高效的激光器无法产生的。

量产之路：汽车一级供应商进入游戏

成功与全球汽车制造商签订合同的激光雷达公司会怎样？大型汽车OEM倾向于通过可信赖的1级合作伙伴为其自动生产车辆获得激光雷达技术。汽车行业的总体趋势是，第2层供应商开发了新的激光雷达技术，而第1层供应商对这些产品进行了优化以实现大批量生产。例如，法雷奥Scala®技术最初是由Ibeo Automotive Systems GmbH开发的。法雷奥将Ibeo的激光雷达开发成为奥迪量产的传感器。同样，Innoviz与加拿大一级供应商麦格纳（Magna）合作，麦格纳（Magna）将向宝马提供汽车级激光雷达模块。

作为单独的说明，Ibeo现在正在使用SPAD检测器开发905nm ToF激光雷达，该雷达需要多次测量才能形成图像，但会发出数字信号。他们的设计包括一个VCSEL阵列和一个SPAD阵列（12800像素和发射器）。它们具有三个ASIC，使它们能够控制系统并在VCSEL上生成特定模式，而无需刷新整个场景。这使他们能够将射程提高到  250m 即使系统架构和组件类似于闪光灯激光雷达。IC的放置和组装也相对简单，可以实现高度自动化。通常，这使它们处于降低成本的良好路径上，这可能意味着可以通过多个激光雷达来弥补扫描机制的不足。他们正在与投资者ZF Friedrichshafen AG合作。

但是，少数一级供应商和汽车原始设备制造商开发了自己的激光雷达技术。IDTechEx采访了德国一级供应商美国大陆航空，以其在高级驾驶员辅助系统（ADAS）方面的专业知识为基础，开发HFL110 3D Flash LIDAR™产品的进展。美国大陆航空希望在未来十年的下半年加速在汽车市场中采用3D激光雷达。

激光雷达业务前景能否巩固？

根据IDTechEx开发的市场模型，成功的激光雷达技术不可能在未来十年内出现。理想的3D激光雷达技术取决于车辆的类型，自动驾驶水平以及典型的工作条件。根据IDTechEx计算的市场预测，全球3+级自动驾驶汽车的3D激光雷达市场将增长至  54亿美元 到2030年，MEMS激光雷达将在这段时间内成为最大的细分市场，尤其是由于其就绪程度。这并不是说MEMS并非没有挑战，包括需要平衡尺寸，谐振频率和反射镜角度，当然还有汽车级可靠性。要对100多个激光雷达技术供应商进行全面分析，请访问新的IDTechEx报告，标题为“ 2020-2030年激光雷达”