佐思汽研發(fā)布《2024-2025年汽車激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》。
2025年初,比亞迪智駕天神之眼、長安汽車天樞智駕等掀起全民智駕浪潮,智能駕駛的平權(quán)化趨勢(shì)愈發(fā)明顯,激光雷達(dá)已下沉到搭載10-15萬車型(如銀河E8、鉑智3X、零跑B10),甚至10萬車型 (長安某車型,將搭載)。
此外,高端車型如蔚來ET9(3顆LiDAR)、尊界S800(4顆LiDAR)、新款問界M9(4顆LiDAR)加碼安全冗余,還有極氪千里浩瀚H9將配置5顆激光雷達(dá),今年Q4將上市的廣汽集團(tuán)L3級(jí)智駕G1000,配置4顆激光雷達(dá),升級(jí)采用高性能激光雷達(dá)或配置更多激光雷達(dá),成為L3/L4進(jìn)階必須。
除了車型搭載的一上一下趨勢(shì),也伴隨著性能提升、成本下降的一升一降,這也促進(jìn)激光雷達(dá)在更多場(chǎng)景中的應(yīng)用,如人形機(jī)器人、機(jī)器狗、低空經(jīng)濟(jì)、物流、港口、農(nóng)業(yè)等。激光雷達(dá)在車載和非車載領(lǐng)域正迎來爆發(fā)。
一、車載激光雷達(dá)裝機(jī)量2024年突破150萬顆,滲透率攀升至6.0%
按佐思汽研的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2024年激光雷達(dá)裝機(jī)量猛增至152.9萬顆,同比增長245.4%;滲透率2024年快速躍升至6.0%。搭載激光雷達(dá)的車型越來越受市場(chǎng)歡迎。
2022-2024年車載激光雷達(dá)裝配量及裝配率
來源:佐思汽研
市場(chǎng)集中度方面,車載激光雷達(dá)的TOP4包括有速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、華為、圖達(dá)通,2024年這四家的合計(jì)市場(chǎng)份額超過99%,主導(dǎo)車載激光雷達(dá)市場(chǎng)。其他乘用車激光雷達(dá)供應(yīng)商包括Luminar、Valeo、大疆覽沃、探維科技等,也正在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車。
2024年車載激光雷達(dá)裝機(jī)量及供應(yīng)商占比
(注:數(shù)據(jù)見報(bào)告)
二、芯片化、數(shù)字化等促進(jìn)性能持續(xù)向上、成本不斷向下
激光雷達(dá)芯片化是工程化上對(duì)外形設(shè)計(jì)(車頂)、小型化內(nèi)置(前風(fēng)擋玻璃后、保險(xiǎn)杠、車燈融合設(shè)計(jì))以及提升安全冗余,對(duì)環(huán)境進(jìn)行更為細(xì)膩感知的內(nèi)在要求,精簡發(fā)射、掃描、接收系統(tǒng)組件,有利于進(jìn)一步降本。同時(shí),還有數(shù)字化架構(gòu)上的設(shè)計(jì),通過算力上移等實(shí)現(xiàn)車端的更快響應(yīng),提升行車安全如AEB的優(yōu)化等。
盡管芯片化趨勢(shì)明確,但技術(shù)瓶頸仍存:SPAD芯片技術(shù)仍由索尼、安森美等國際廠商主導(dǎo);硅光OPA的掃描精度需進(jìn)一步提升。未來,國內(nèi)廠商需在材料(如InGaAs探測(cè)器)、工藝(如3D堆疊)等領(lǐng)域加速突破,以實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。
舉例來看,Aeva的Atlas Ultra激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)步得益于定制硅片,包括 Aeva CoreVision? 激光雷達(dá)芯片模塊和 Aeva X1? 片上系統(tǒng)處理器,其中Aeva 的第四代芯片上激光雷達(dá)模塊CoreVision,按照嚴(yán)格的汽車標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),集成了所有關(guān)鍵的激光雷達(dá)元件,包括發(fā)射器、探測(cè)器和光學(xué)處理接口芯片。它基于 Aeva 公司的專有硅光子技術(shù),用硅光子技術(shù)取代了復(fù)雜的光纖組件,從而確保了質(zhì)量,并能夠以可承受的成本實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
此外,F(xiàn)MCW 激光雷達(dá)片上系統(tǒng)處理器Aeva X1可無縫集成數(shù)據(jù)采集、將點(diǎn)云處理、掃描系統(tǒng)和應(yīng)用軟件集成到單個(gè)混合信號(hào)處理芯片中。
速騰聚創(chuàng)通過芯片化設(shè)計(jì)重構(gòu)激光雷達(dá)架構(gòu),將分立器件集成至芯片,顯著降低裝配成本。例如其MX產(chǎn)品采用ASIC芯片替代FPGA,成本降至200美元以下,并實(shí)現(xiàn)15萬-20萬元車型的普及。
同時(shí),MX搭載RoboSense專業(yè)自研SoC芯片:M-Core,運(yùn)算處理能力強(qiáng)大,集成多閾值TDC(時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化器),使弱回波檢測(cè)能力提升4倍,相當(dāng)于距離分辨能力提升32倍。速騰聚創(chuàng)已實(shí)現(xiàn)掃描的芯片化,數(shù)據(jù)處理的集成化以及收發(fā)芯片的迭代化。
禾賽科技發(fā)布的AT512型激光雷達(dá),通過芯片化控制實(shí)現(xiàn)400米探測(cè)距離,同時(shí)通過VCSEL和單光子探測(cè)器集成,提升光路效率。
2025年1月,禾賽科技推出"全球最高線數(shù)"的首款 1440 線超遠(yuǎn)距激光雷達(dá),搭載禾賽科技Gen4自研芯片,采用了更前沿的高效感光和超高并行處理技術(shù),為智能汽車提供前所未有的細(xì)膩感知,可輸出圖像級(jí)點(diǎn)云,精準(zhǔn)捕捉路面微小坑洼、行人及車輛細(xì)節(jié)。
禾賽科技第4代芯片特點(diǎn)包括①采用 3D 堆疊技術(shù),可單板集成 512 個(gè)通道。②內(nèi)部嵌入 256 核智能點(diǎn)云解析引擎(IPE),8 核 APU,實(shí)現(xiàn)每秒 246 億次采樣。③探測(cè)器靈敏度提升130% ,單點(diǎn)測(cè)距功耗降低 85%。④支持全固態(tài)電子掃描、光子抗干擾、智能光學(xué)變焦等智能功能。
禾賽科技第四代芯片賦能的點(diǎn)云效果
圖片來源:禾賽科技
數(shù)字化,也是激光雷達(dá)行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。數(shù)字化激光雷達(dá),是用數(shù)字方法檢測(cè)和處理光子信息,省去了“模擬-數(shù)字” 轉(zhuǎn)換過程,保留了更多的檢測(cè)信息,提升了分辨率、精度、集成度以及感知融合能力,并在系統(tǒng)層面帶來了更多增益。
數(shù)字化激光雷達(dá)采用了能以“單光子”形態(tài)檢測(cè)激光的單光子雪崩二極管器件(SPAD),其輸出的數(shù)字信號(hào)可徑直進(jìn)入處理環(huán)節(jié),無需借助一系列傳輸器件;同時(shí),信號(hào)的處理、儲(chǔ)存、乃至激光器件的控制,均可憑借算法集成到芯片上進(jìn)行,在提高運(yùn)算效率的同時(shí),降低對(duì)物理零部件的依賴。
目前,SPAD芯片玩家包括索尼、 國內(nèi)入局廠商如識(shí)光芯科、阜時(shí)科技、靈明光子等。采用SPAD數(shù)字化架構(gòu)的企業(yè)包括Ouster、一徑科技、速騰聚創(chuàng)等,比如ZVISION EZ6采用SPAD芯片價(jià)格,成本較前代降低20%-30%,適合于前向長距(乘用車/智慧交通)。
EM4作為速騰聚創(chuàng)全新數(shù)字化架構(gòu)EM平臺(tái)的首款產(chǎn)品,搭載SPAD-SoC芯片和940nm VCSEL芯片,是全球首款1080線的激光雷達(dá),可精確識(shí)別遠(yuǎn)處的輪胎、錐桶、紙盒等遠(yuǎn)處小物體,提升智駕系統(tǒng)安全上限,最高可讓智駕系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間增加70%,系統(tǒng)決策更從容,背后是支持當(dāng)前智能汽車的車載以太網(wǎng)系統(tǒng)直接接入EM4。速騰聚創(chuàng)數(shù)字化激光雷達(dá),將在汽車、機(jī)器人與無人機(jī)市場(chǎng)加速滲透和普及。
算法與架構(gòu)創(chuàng)新上,以192線激光雷達(dá)萬集科技WLR-760為例,其采用VCSEL+SPAD方案設(shè)計(jì),并結(jié)合了萬集自研轉(zhuǎn)鏡FOC矢量控制算法,與萬集自研多通道VCSEL驅(qū)動(dòng),在實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能大幅提升的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化繁為簡。相較于傳統(tǒng)方案,器件種類降低60%以上,器件數(shù)量降低80%以上,生產(chǎn)工序較傳統(tǒng)方案減少30%。
在信息處理上,出現(xiàn)算力上移的趨勢(shì),比如一徑SPAD產(chǎn)品架構(gòu)僅保留光電前端,直接向域控傳輸原始信號(hào),EZ-Key算法套件部署至域控端,LiDAR算力上移至域控制器。這樣做的好處是實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)光電前端的模塊化,且該模塊的功耗也可以降至最低,同時(shí)LiDAR數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,海量corner case原始數(shù)據(jù)可以被利用來迭代升級(jí)激光點(diǎn)云的算法。
其中,EZ-Key套件既可部署在激光雷達(dá)本體,也可靈活的集成到客戶端的域控,功能涵蓋臟污檢測(cè)、雨/霧/塵/尾氣檢測(cè)、拉絲算法、鬼影去除算法、膨脹點(diǎn)抑制算法,能夠有效的解決各類場(chǎng)景下虛假點(diǎn)云對(duì)于點(diǎn)云質(zhì)量的影響。
隨著激光雷達(dá)點(diǎn)云的高質(zhì)量逐漸逼近相機(jī)像素,激光雷達(dá)的可變焦能力又與相機(jī)的變焦鏡頭一樣,可以根據(jù)不同的駕駛場(chǎng)景和需求,動(dòng)態(tài)地調(diào)整這些參數(shù),可以對(duì)視場(chǎng)中心區(qū)域有更好的識(shí)別效果,更小的分辨率看的更加清楚。例如,在高速行駛時(shí)可以將焦距調(diào)遠(yuǎn),提前發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處的障礙物和危險(xiǎn);在城市擁堵路況下,可以將焦距調(diào)近,更精準(zhǔn)地感知周圍車輛和行人的細(xì)節(jié),可變焦LiDAR已部署到部分量產(chǎn)車型中,如昊鉑GT等。
在降本方面,企業(yè)可以通過設(shè)計(jì)比如芯片化及數(shù)字化架構(gòu)設(shè)計(jì),提升系統(tǒng)集成度,通過生產(chǎn)工藝的提升加上引入高度自動(dòng)化設(shè)備(可以降低激光雷達(dá)成本構(gòu)成中約20%的人工調(diào)試成本),此外系統(tǒng)集成化會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵供應(yīng)商的數(shù)量減少,利于提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性,加快大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)能力,進(jìn)一步降低激光雷達(dá)的制造成本。
規(guī)模效應(yīng)會(huì)帶來邊際成本的下降。禾賽科技計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)120萬至150萬臺(tái)激光雷達(dá)的交付,其中ADAS領(lǐng)域占比預(yù)計(jì)超過80%。速騰聚創(chuàng)2025年計(jì)劃ADAS領(lǐng)域通過MX系列(售價(jià)低于200美元)進(jìn)一步滲透中低價(jià)車型市場(chǎng),并加速布局新興市場(chǎng)領(lǐng)域,如機(jī)器人、工業(yè)等。
三、激光雷達(dá)加速在人形機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用滲透
在非車載領(lǐng)域,激光雷達(dá)正廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、機(jī)器人、無人機(jī)、測(cè)控測(cè)距、港口、物流、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。2024年12月,禾賽科技面向機(jī)器人市場(chǎng)單月交付激光雷達(dá)已超2萬臺(tái)。
禾賽科技表示,2025年激光雷達(dá)出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)120萬臺(tái)至150萬臺(tái),其中機(jī)器人領(lǐng)域激光雷達(dá)預(yù)計(jì)將達(dá)20萬臺(tái),覆蓋移動(dòng)機(jī)器人、配送機(jī)器人、清潔機(jī)器人等場(chǎng)景。其全新產(chǎn)線將于2025年第三季度正式投產(chǎn)。預(yù)計(jì)2025年底,年產(chǎn)能將高達(dá)200萬臺(tái)。禾賽科技的XT系列正為宇樹科技的機(jī)器人提供3D感知技術(shù),并應(yīng)用于寶馬自動(dòng)工廠駕駛系統(tǒng)(AFW)等場(chǎng)景。
此外,速騰聚創(chuàng)2025年初正式發(fā)布機(jī)器人平臺(tái)公司戰(zhàn)略,明確“機(jī)器人技術(shù)平臺(tái)公司”定位,為AI機(jī)器人行業(yè)提供增量零部件及解決方案。適用于機(jī)器人的E1R、Airy等激光雷達(dá)產(chǎn)品,以及全新機(jī)器人視覺品類Active Camera、靈巧手Papert 2.0等,正加速落地AI機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。
圖達(dá)通同樣積極深耕機(jī)器人市場(chǎng),其產(chǎn)品已廣泛進(jìn)入到機(jī)器狗、物流機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等大應(yīng)用場(chǎng)景,公司在機(jī)器人領(lǐng)域的出貨量持續(xù)增長。
最后,我們來看一下其他激光雷達(dá)企業(yè)在推進(jìn)非車載領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用情況。