激光雷達(dá)，2 年前對(duì)消費(fèi)者來說還是一個(gè)非常陌生的詞匯，而如今當(dāng)你走上街頭，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)來往的車輛中時(shí)不時(shí)就有一輛頂上帶著個(gè)極具科技感的新型傳感器。從工業(yè)場景、到限定區(qū)域內(nèi)的無人車、再到現(xiàn)在的量產(chǎn)乘用車，激光雷達(dá)是如何一步一步從“高精尖”的小眾市場走入大眾消費(fèi)者的視野呢？

這一切都得益于激光雷達(dá)成本的快速下降。

時(shí)間倒回并不遙遠(yuǎn)的2016年，車載激光雷達(dá)有大花盆那么大，貴的激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)7萬美元，折合人民幣近50萬，是真正能在三線城市買套房的價(jià)格了。而如今禾賽最新發(fā)布的超薄激光雷達(dá)，比兩根手指還薄；而遠(yuǎn)距激光雷達(dá)的價(jià)格，也在7年間迅速降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)，來到了幾千元的區(qū)間，成為了一項(xiàng)消費(fèi)級(jí)的“黑科技”。

傳統(tǒng)的激光雷達(dá)像是“大花盆”

隨著價(jià)格平民化，原本就相較其他傳感器來說更具性能優(yōu)勢的激光雷達(dá)也迎來了前所未有的廣闊市場，僅 2023 年上海車展，就有 40 款車型搭載了激光雷達(dá)。而隨著輔助駕駛功能的逐漸完善和落地，激光雷達(dá)越來越成為增強(qiáng)汽車主動(dòng)安全的必備傳感器。

讓我們復(fù)盤一下，這幾年激光雷達(dá)的小型化、親民化究竟是如何實(shí)現(xiàn)的？

芯片化設(shè)計(jì) 降本第一利器

像手機(jī)、電腦一樣，激光雷達(dá)也屬于電子器件。一束激光，一發(fā)一收，激光雷達(dá)因此感知到了空間中的一個(gè)點(diǎn)。為了更加細(xì)致地“描繪”周圍環(huán)境，激光雷達(dá)需要每秒感知上百萬個(gè)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的激光雷達(dá)采用的是分立式設(shè)計(jì)，即上百個(gè)激光器和接收器和處理器都需要“分別獨(dú)立”地堆疊到一起，導(dǎo)致不僅結(jié)構(gòu)龐大，而且零部件多，對(duì)精度要求高，非常難以裝配。這樣的激光雷達(dá)不僅大，而且貴，要保證高質(zhì)高效的生產(chǎn)都很難，這些關(guān)鍵詞一度成為激光雷達(dá)難以撕下的“標(biāo)簽”。

扭轉(zhuǎn)激光雷達(dá)“貴”的局面，最關(guān)鍵的技術(shù)就是芯片化。

芯片又叫集成電路，顧名思義就是把原本多個(gè)離散的電子器件集成到尺寸很小的半導(dǎo)體介質(zhì)的晶圓上。

對(duì)于激光雷達(dá)而言，芯片化就是把原本數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)龐大的激光器控制電路、信號(hào)采集轉(zhuǎn)化電路、波形處理電路等數(shù)百個(gè)電子元器件逐步集成到幾片小巧的芯片上，繼而通過芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)于上百個(gè)激光發(fā)射/接收通道的高質(zhì)量控制和運(yùn)算。

芯片化設(shè)計(jì)使激光雷達(dá)元器件數(shù)量大幅減少，簡化的結(jié)構(gòu)帶來了顯著的成本降低，與 2016 年相比，2023 年激光雷達(dá)的單線收發(fā)成本僅有原來的 1/20。

不僅如此，芯片化激光雷達(dá)由于結(jié)構(gòu)簡化、零部件少，因此裝配步驟更少、光學(xué)校準(zhǔn)更具整體性，具備自動(dòng)化生產(chǎn)的優(yōu)勢，由此帶來了生產(chǎn)效率成倍提高，生產(chǎn)成本大幅下降。

芯片化大大簡化了激光雷達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和零部件數(shù)量

禾賽從 2017 年開始就布局自主研發(fā)激光雷達(dá)專用芯片（ASIC），比起通用芯片，專用芯片可以更好地把禾賽深耕多年而積累的激光雷達(dá)技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成最佳的產(chǎn)品性能。每一代芯片研發(fā)，都逐漸向著更高集成度演進(jìn)，為市場推出更高性能、更低成本、更優(yōu)可靠性的激光雷達(dá)產(chǎn)品。

禾賽自研芯片演進(jìn)路線

芯片化的設(shè)計(jì)使得激光雷達(dá)駛上了“摩爾定律”的道路*。

事實(shí)上，相比 2014 年市場上的一個(gè)經(jīng)典款車載激光雷達(dá)，2021 年禾賽發(fā)布的 AT128 點(diǎn)頻已經(jīng)提升了 15 倍。

隨著集成度和芯片制程的提升，無論是提升性能還是進(jìn)一步降本，激光雷達(dá)都將迎來巨大的空間。

產(chǎn)品平臺(tái)化 加速走向大規(guī)模量產(chǎn)

隨著應(yīng)用場景的不斷拓展，禾賽產(chǎn)品線也從開始的單一產(chǎn)品，發(fā)展到現(xiàn)在的 6 大產(chǎn)品線、10 余款標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。產(chǎn)品線如何合理管理、迭代、開發(fā)，考驗(yàn)著一個(gè)公司的產(chǎn)品體系建設(shè)智慧。

如果產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初，每個(gè)產(chǎn)品都從零開始設(shè)計(jì)，那么會(huì)導(dǎo)致不同產(chǎn)品之間的技術(shù)共享率低，物料復(fù)用率低，生產(chǎn)制造方式迥異。這樣每開發(fā)一款新品，都要配套完整的研發(fā)資源、采購體系、生產(chǎn)體系，勢必不利于成本控制。

如何讓技術(shù)、物料和產(chǎn)線共享起來呢？

答案是模塊化設(shè)計(jì)、平臺(tái)化設(shè)計(jì)，這也是禾賽降本的“秘訣”之一。

模塊化設(shè)計(jì)可以簡單理解為“搭樂高”，就是將激光雷達(dá)“解構(gòu)”成不同的功能模塊，不同子模塊可以獨(dú)立迭代升級(jí)，然后再組合成完整的產(chǎn)品。

芯片就是模塊化設(shè)計(jì)的最佳實(shí)現(xiàn)方式，將各個(gè)功能模塊做成高度集成的芯片，新產(chǎn)品可以隨著每一代芯片的升級(jí)而受益。比如隨著禾賽芯片從 V1.0 向 V4.0 演進(jìn)，新一代產(chǎn)品將搭載最新芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的測距能力和分辨率。

另外，同一個(gè)收發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)也可以與不同掃描方式相結(jié)合，開發(fā)出新的激光雷達(dá)產(chǎn)品：比如 AT128 的收發(fā)芯片，與一個(gè) 360° 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)組合，就能得到一個(gè)全新的、高度集成化的 360° 旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)，面向?qū)π阅芎鸵曇靶枨蟾叩?L4 級(jí)自動(dòng)駕駛應(yīng)用。

激光雷達(dá)收發(fā)架構(gòu)可以與不同掃描方式組合

平臺(tái)化設(shè)計(jì)又被業(yè)內(nèi)稱為“套娃”，就是基于同一個(gè)產(chǎn)品架構(gòu)，衍生和開發(fā)出滿足不同需求的產(chǎn)品。這樣可以做到最大化共享技術(shù)成果、共享物料供應(yīng)鏈、共享制造生產(chǎn)線。

禾賽很早就引入了平臺(tái)化思路，比如 Pandar 系列在同一架構(gòu)下可以實(shí)現(xiàn) 40 線、64 線以及 128 線產(chǎn)品，XT 系列在發(fā)布之時(shí)就有 16 和 32 線，同一系列可以做到尺寸和接口一致，方便客戶無縫切換。

禾賽激光雷達(dá)產(chǎn)品矩陣一覽

除了各個(gè)系列內(nèi)部的平臺(tái)化，跨系列模塊交叉復(fù)用的比例也很高，比如 AT 和 ET 產(chǎn)品系列，70% 的零部件和元器件是可以共享的，從而大大降低了供應(yīng)鏈管理成本。

本質(zhì)上，禾賽認(rèn)為平臺(tái)化意味著更極致的核心技術(shù)、通用技術(shù)沉淀，畢竟只有每一塊“樂高”都足夠高質(zhì)量，才能“搭建”出極具競爭力的產(chǎn)品。

自建自動(dòng)化工廠在制造中創(chuàng)新降本

如果說芯片化是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)端對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化降本，那么自建自動(dòng)化產(chǎn)線則是從產(chǎn)品制造端對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)行降本。

首先是激光雷達(dá)的生產(chǎn)方式從昂貴低效的手工生產(chǎn)演進(jìn)到經(jīng)濟(jì)高效的自動(dòng)化生產(chǎn)。

隨著集成化芯片化程度的提高，激光雷達(dá)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)越來越簡潔，校準(zhǔn)、裝配、測試，每個(gè)流程都引入了高度自動(dòng)化的機(jī)器產(chǎn)線，再加上禾賽開發(fā)流程中很重要一點(diǎn)是讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就具備面向生產(chǎn)的能力，激光雷達(dá)的生產(chǎn)由“耗時(shí)耗力”真正轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆r(shí)省力”。同時(shí)，自動(dòng)化生產(chǎn)提高了制程穩(wěn)定性，減少質(zhì)量問題，從而降低了產(chǎn)品的運(yùn)營成本。

禾賽自動(dòng)化產(chǎn)線自動(dòng)化率達(dá)到 90% 以上

更重要的是，禾賽通過自建工廠，保證了從源頭上把控各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，及時(shí)優(yōu)化、改善生產(chǎn)流程，保證產(chǎn)品高質(zhì)量和大規(guī)模交付。結(jié)合先進(jìn)的智能制造技術(shù)，禾賽工廠實(shí)現(xiàn)了 100 多道生產(chǎn)工序的自動(dòng)化，產(chǎn)線整體自動(dòng)化率達(dá)到 90% 以上，生產(chǎn)一臺(tái)激光雷達(dá)僅需 45 秒，效率比傳統(tǒng)方式提高了上百倍。

禾賽麥克斯韋智造中心

本質(zhì)上，芯片化和自建工廠是禾賽垂直整合的不同方向，通過增加產(chǎn)業(yè)鏈參與度，極致優(yōu)化價(jià)值鏈上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，給消費(fèi)者交出更好的產(chǎn)品。

結(jié)語

與禾賽努力降本讓激光雷達(dá)價(jià)格逐漸“親民”，同時(shí)發(fā)生的還有廣大用戶的選擇。

激光雷達(dá)由于具有直接、穩(wěn)定、精確測量的優(yōu)點(diǎn)，在高級(jí)輔助駕駛應(yīng)用中，可以直接感知夜間暗光場景、炫光場景、以及一些視覺算法無法識(shí)別的情況，越來越多的人意識(shí)到激光雷達(dá)在行車安全中扮演著不可或缺的作用。

我們欣喜地看到搭載激光雷達(dá)的車型數(shù)量是呈放量性增長的，激光雷達(dá)這個(gè)功能件從高端車型配置也在逐漸前裝到更多普惠車型。規(guī)?；瘞砹烁诱颉⒘夹缘墓┬柩h(huán)，推動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)完善，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)了新一輪的降本空間。

搭載禾賽激光雷達(dá)的部分車型

自成立以來，禾賽已經(jīng)累計(jì)完成交付 13.5 萬臺(tái)激光雷達(dá)，進(jìn)一步穩(wěn)固全球市場的領(lǐng)先地位。同時(shí)，禾賽具備強(qiáng)大的規(guī)?；当灸芰?，未來將不斷推出更具性價(jià)比的高性能激光雷達(dá)。

“賦能機(jī)器人，讓人類生活更加高效舒適”是禾賽的使命，讓激光雷達(dá)價(jià)格逐漸“親民”毫無疑問是使命達(dá)成的必經(jīng)之路，不難想象我們將看到更多激光雷達(dá)走進(jìn)人們的日常生活。

*摩爾定律：成本不變的前提下，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍。
責(zé)任編輯：彭菁