Luminar預計汽車激光雷達在2023年會普及

近日上海車展之際，汽車激光雷達技術的開路先鋒——Luminar公司稱，激光雷達技術在2023年將可以實現(xiàn)全面普及。這意味著到2030年世界上主要的汽車OEM都可以使用激光雷達技術，不僅是主流車型中的高端車型，最終甚至到低端車型。這項技術的落地在汽車業(yè)可謂有史以來最快的技術采用曲線之一。

1 激光雷達是挽救生命的重要技術 

為何激光雷達技術發(fā)展會如此之快？Luminar創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Austin Russell稱因其是挽救生命的技術。

據(jù)統(tǒng)計，每年無數(shù)的人因為交通事故失去生命，每年車禍的死亡人數(shù)達到130萬，受傷人數(shù)達到5千萬。這會轉(zhuǎn)化成為一些令人震驚的數(shù)據(jù)：每10年你的車會發(fā)生碰撞事故，而每100人中，就有1人會在車禍中喪生。

Luminar創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Austin Russell

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛可以減少事故的發(fā)生，Luminar成立的宗旨就是為了解決這一問題，涉及保護車內(nèi)的駕駛員和乘客，以及車外的行人。

但是現(xiàn)有的ADAS還存在不足，例如往往搭載在勻速駕駛的車輛上，看到有行人在車前的情況下也會出現(xiàn)很多的故障。因此如果車輛是在高速行駛過程中，90%的情況下帶有ADAS的車輛在碰到行人的時候，自動緊急制動會出現(xiàn)故障。激光雷達技術是使車輛能夠清晰地感知周圍環(huán)境的一項關鍵技術。

Luminar已經(jīng)可以提供端到端的自動駕駛解決方案，激光雷達技術可以達到厘米級的精度，車速最高可達130公里/小時，而且可以保證全天候的城市自動駕駛。 

2 為何大部分激光雷達技術停滯在研發(fā)階段？

盡管很多公司看到了激光雷達的優(yōu)勢，希望在無人駕駛的出租車上采用激光雷達技術，但挑戰(zhàn)不僅來自于缺乏傳統(tǒng)激光雷達硬件性能以及車規(guī)級產(chǎn)品，也來自于軟件本身，即如果試圖取代司機所帶來的巨大挑戰(zhàn)。為此Luminar把激光雷達的愿景定義為加強駕駛員的輔助功能，而不是替代駕駛員的職責。

在這一想法指引下，Luminar的激光雷達技術已有一些成功的應用案例，沃爾沃、極星以及中國上汽的車輛已有車型在車頂線集成了其產(chǎn)品。預計全球20多個成熟的量產(chǎn)車型里將會使用Luminar激光雷達，例如最近Luminar和奔馳轎車的車型開展了合作。

但是激光雷達不會僅限用于高端車，Luminar規(guī)劃了一百年愿景：在未來一百年中，Luminar要拯救1億人的生命，節(jié)約一百兆小時的駕駛時間。這主要靠推動車輛在道路及高速公路上的自動駕駛的性能。

實現(xiàn)這樣的愿景有四個步驟：

第一步，創(chuàng)造出優(yōu)秀的用于量產(chǎn)汽車和卡車的激光雷達。

第二步，從高端車型開始，推出并賦能道路上最安全和先進的汽車和卡車。包括沃爾沃EX車型以及奔馳的S級車型。已在上汽飛凡R7使用，今年年底在沃爾沃的EX90上會安裝，預計在未來的數(shù)月和數(shù)年內(nèi)，更多車型會使用Luminar技術并推進量產(chǎn)。

第三步，推出并實現(xiàn)主流車型的主動安全技術（Proactive SafetyTM ）和高速公路自主駕駛技術。

第四步，讓先進的安全技術為所有人所用，同時通過自主駕駛、軟件和服務的升級實現(xiàn)盈利。因此從消費者總體擁有成本角度，希望能夠?qū)崿F(xiàn)近零的成本，使消費者免費使用這個技術。因為車的安全性能應該是人的最基本權利，而不僅僅是面向豪華車型。

怎樣實現(xiàn)近零成本？關鍵在于Luminar所推出的軟件服務以及保險業(yè)務：通過增強車輛的安全性能，來降低人們的保險成本?，F(xiàn)在全球汽車保費達到1萬億美元，隨著激光雷達技術使車輛的安全性大幅提升之后，會降低人們的保費開支。

3 為了量產(chǎn)，Luminar有何技術舉措？   

激光雷達在十多年前就已出現(xiàn)，但是商用化緩慢，主要挑戰(zhàn)是價格高，此外，還有體積較大、性能不夠等，Luminar是如何迎接這些挑戰(zhàn)的？

首先，Luminar從一開始就知道需要開發(fā)全新的激光雷達，才能夠保證實現(xiàn)行業(yè)愿景。人們所看到的研發(fā)車輛，價值十萬美元的車頂架、后備箱里裝滿了傳感器和超級計算機，這是不可行的。因此從一開始就要保證自己的激光雷達不僅停留在研發(fā)階段，而能夠進入量產(chǎn)階段。

第二，Luminar的硬件要集成軟件和解決方案，這樣才能夠最終推動安全性能以及自動駕駛。只有這樣，才能讓汽車制造商合作伙伴將率先實現(xiàn)安全駕駛，能夠在自動駕駛的時候，真正地實現(xiàn)脫眼、脫手，相當于達到自動駕駛L3或L4級。

Luminar執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik稱，Luminar是一家“激光雷達的全棧式公司”，意味著首先有芯片能力，這是激光雷達系統(tǒng)當中重要的組件，這些是高度專業(yè)化的芯片，主要包括三部分，高性能的激光、高度敏感的探測器、以及混合信號。這三個能力全部可以內(nèi)部提供。雷達的傳感器可以產(chǎn)生3D的數(shù)據(jù)，稱為點云，這是通過高度專業(yè)化的半導體組合來提供的。這屬于系統(tǒng)架構，它能夠產(chǎn)生非常高的性能，這個架構也帶有大量嵌入式處理能力。除此之外，Luminar還可以提供世界級的感知堆棧，這是行業(yè)優(yōu)秀的軟件，該感知堆棧組合使用了完美的人工智能以及基于幾何規(guī)則的感知算法。為了保證全面的自動駕駛能力，車輛也需要高清的地圖，為此Luminar也在進行投資，集成在自動全棧的軟件平臺，即哨兵（Sentinel^TM）。

Luminar執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Taner Ozcelik 

4 技術路線圖：每代性能翻倍，平臺化

激光雷達傳感器是Luminar產(chǎn)品和服務棧的基礎。公司現(xiàn)在有三個產(chǎn)品，處于不同的階段。

①Iris，已進入量產(chǎn)階段

②Iris+，樣品階段

③下一代技術，處于設計階段。

2020年、2021年Luminar開發(fā)了Iris產(chǎn)品，2022年推向市場，可見設計耗時2年多。但最新一代的Iris+設計只用了11個月。下一代產(chǎn)品正在設計中，“這款產(chǎn)品將會改變整個游戲規(guī)則?！盩aner Ozcelik透露。Luminar的產(chǎn)品特點是新品比前代的性能起碼翻一番。

Iris堪稱業(yè)內(nèi)第一個能夠?qū)崿F(xiàn)徹底整合的產(chǎn)品，也是第一個能夠推動高速無人駕駛的激光雷達產(chǎn)品，同時也是第一個在全球市場鋪開的車規(guī)級3D激光雷達。2022年年底，Luminar和上汽進行了相關合作，率先在中國進行了產(chǎn)品的落地。

Iris+是為規(guī)模和高性能而打造，在測距和分辨率等指標上比Iris的性能翻了一番：在小物體測距性能大幅度改善，這進一步推動了真正的高速自動駕駛，能達到L3級的自動駕駛。另外，Iris+的體積也減少了20%，這種纖薄的設計對于車輛的集成非常重要的，因為它使激光雷達與汽車設計語言無縫整合，業(yè)界稱之為視覺品牌語言?！癐ris+已有最大的訂單量?！盩aner Ozcelik稱。

如何保證產(chǎn)品能夠快速地規(guī)?；?，而且能夠滿足客戶的要求？關鍵是平臺化。平臺能推動快速地開發(fā)，保證在滿足客戶需求的同時，又不需要全面定制化。平臺化同時也可以保證跨越幾代產(chǎn)品，重復利用研發(fā)資源。因為平臺化的設計，Iris家族贏得了8個頂級OEM的設計，橫跨20多個車型。

5 下一代設計理念：近零的擁有成本

下一代產(chǎn)品的靈魂在于可以推動激光雷達技術跨車型的全面的落地，使之成為全球性的產(chǎn)品。

為了做到這一點，Luminar正在通過降低成本和提高性能來推動價值，此外還可大幅減少體積。下一代產(chǎn)品可以進一步靠近激光雷達技術近零的擁有成本，使它成為人人可以使用的技術?！耙驗槊織l人命都非常重要，不管他的收入背景?！癆ustin Russell指出。

為此，Luminar也積極開拓新的商業(yè)模式：今年2月，其宣布了保險產(chǎn)品。預計未來通過該保險服務，可以把激光雷達技術推廣到所有的車輛上。

預計激光雷達技術在2023年將可以實現(xiàn)全面普及，這就意味著到2030年世界上主要的汽車OEM都可以使用激光雷達技術，不僅是主流車型中的高端車型，最終甚至到低端車型。這個技術的落地在汽車行業(yè)可以說是有史以來最快的技術采用曲線之一。

6 相比中國本土廠商的優(yōu)勢

Taner Ozcelik稱，首先是1550nm波長相比905nm具有突出的技術優(yōu)勢。Luminar使用的是1550nm技術，中國起碼有兩家競爭對手用的是905nm技術。

從客戶的角度看，中國客戶的需求可以概括為三點：成本，開發(fā)速度，創(chuàng)新。Luminar在這三方面都取得了進步。

在成本上，Luminar一直在控制成本，例如目前已經(jīng)拿到最大的訂單量，這就為擴產(chǎn)以及通過擴產(chǎn)控制成本奠定了基礎。接下來要推出保險產(chǎn)品，也可以使產(chǎn)品的成本進一步下降。通過產(chǎn)品本身設計，我們也進一步地控制成本。另外，Austin Russell強調(diào)，并不是所有的激光雷達都是一回事。Luminar永遠不會在成本上競爭，更強調(diào)的是技術，因為技術才能夠挽救人的生命，在安全性以及量產(chǎn)和規(guī)模上競爭。

以產(chǎn)品開發(fā)以及上市的速度為例，新的Iris+相較于Hydra，速度快了3倍。相比Iris，Iris+快了2倍。因此Luminar在開發(fā)速度上取得很大的進展。

提到技術性能，就會強調(diào)探測的及時性和速度，這要取決于所探測的目標點數(shù)。在這個方面，Luminar能夠探測的距離更遠，速度更快。Luminar的優(yōu)勢還來自于這兩個方面。①有自己內(nèi)部設計和制造半導體的能力，一些競爭對手的半導體需要外購。②自己設計的技術架構。而這個架構就是公司的創(chuàng)始人Austin Russell所參與開發(fā)的，這個架構堪稱“優(yōu)雅”，體現(xiàn)在靈活的掃描類型上。 

7 1550nm相比905nm的優(yōu)勢

905nm技術關注的是短程以及機器人應用。在自動駕駛方面，從性能和成本角度，1550nm技術更有優(yōu)勢。

905nm與1550nm的主要區(qū)別在于架構。所有的905nm需要陣列，探測器本身就是一些陣列集群在一起所形成的，例如硅的光電倍增器。陣列就意味著成本，例如一個優(yōu)質(zhì)的905nm探測器需要約100個探測器形成的陣列。而Luminar的1550nm架構只使用幾個探測器，通常是一兩個，即使Luminar所使用的銦鎵砷半導體材料，可能在晶圓上稍微貴一些，但是晶圓的用量是數(shù)量級的減少。因此，對于1550nm方案，成本不高，約是1位數(shù)美元。而905nm的技術給人們一種高價的錯覺。再有，905nm的測距達不到1550nm的測距。

此外，1550nm還有一個優(yōu)點，就是對眼睛非常安全。因為905nm更靠近700nm的可見范圍，1500nm是700nm波長的1倍之多，意味著更善于拒絕日光所產(chǎn)生的環(huán)境光線干擾。

激光雷達一個非常重要的性能指標是能看得有多遠、多清楚。探測距離最大化可以直接轉(zhuǎn)化為安全駕駛最高的車速。Luminar的1550nm技術可真正實現(xiàn)高速自動駕駛，車速最高可達130公里/小時，而且可以保證在各種天氣條件下的全速城市自動駕駛。目前，市場上大多數(shù)有競爭力的激光雷達基本上集中在低速公路（最高車速60公里/小時，解決一些交通阻塞的問題）以及城市自動駕駛（最高50公里/小時），這些方案往往使用的是905nm的技術。這就是為什么人們現(xiàn)在在路上看到的很多自動駕駛車輛的行駛速度非常慢，盡管這項技術的開發(fā)已有10年。

8 預期每年營收翻倍的增長來源？

Luminar首席財務官 Tom Fennimore解釋道，以今年為例，收入以及利潤的決定主要有幾個因素，一是墨西哥的新工廠上線；Luminar宣布與TPK建立合作伙伴關系，將建立并運營一個新的高產(chǎn)能工廠，以滿足亞洲市場對Luminar快速增長的需求，初始產(chǎn)能將為每年60萬臺傳感器。今年年底會推出更多的應用項目，如用于沃爾沃。隨著項目的推出，有助于毛利上漲，同時一些非重復性啟動的成本會消失，這樣在年底時，Luminar的利潤會轉(zhuǎn)為正值。

Luminar首席財務官 Tom Fennimore

公司有信心從今年開始到接下來幾年當中，每年收入翻一番。這是因為全球會有二十多個車型裝載有Luminar的激光雷達的技術，保證了從現(xiàn)在開始到接下來的一段時間的收入。Luminar的產(chǎn)能不僅僅是墨西哥上線的新廠能夠提供，未來很多產(chǎn)能也會在中國的新工廠進行。預計2026年、2027年收入可以達到10億美元，有75%的業(yè)務量已經(jīng)可以達到這個水平。到2030年，希望收入會達到50億美元。

9 中國市場有哪些特點？

Luminar中國區(qū)負責人陳鈺博士稱，中國的汽車市場的規(guī)模最大，而且中國本土品牌在新能源車的發(fā)展上是非常突出的，例如純電動汽車，本土品牌占據(jù)八成以上的市場。根據(jù)2022年的數(shù)字，約350萬純電動汽車已經(jīng)是中國本土品牌。另外，在中國本土品牌當中，1/3市場份額已經(jīng)屬于中高端的車型，售價在25萬以上。

Luminar中國區(qū)負責人陳鈺博士

此外，中國的客戶也非常鐘愛最新、最前沿的科技，所以，可以看到電動化、智能化方面，中國是全球市場的領導者，這一發(fā)展方向和趨勢也已經(jīng)上升到國家未來的發(fā)展戰(zhàn)略。另外，中國的市場和客戶非常講究性價比，要想取得成功，性價比必須做到極致。

第二，速度。中國開發(fā)一個新的車型、產(chǎn)品用兩三年，甚至有的加速到一兩年。作為跨國企業(yè)能否跟得上中國的研發(fā)速度，這也是極大的挑戰(zhàn)。

第三，要全方位地賦能。價值鏈的每一個環(huán)節(jié)，無論銷售、研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量，以及供應鏈。

因此，Luminar未來在中國必須要加速布局。在去年4、5月的新冠疫情期間，Luminar成立了路安達科技（上海）有限公司，現(xiàn)在已形成了小規(guī)模的銷售、業(yè)務拓展、工程技術的本地團隊。去年10月，成功支持了上汽飛凡R7汽車的量產(chǎn)。未來Luminar也會在中國實現(xiàn)激光雷達的本地化生產(chǎn)。

Luminar在中國的業(yè)務有兩部分：①Luminar在全球的客戶。②中國本土客戶，Luminar已與億咖通、小馬智行、上汽飛凡建立了合作伙伴關系。這次上海車展，Luminar已安排會見約20家中國本土的汽車客戶。

作為全球規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)的一部分，Luminar在中國本地化生產(chǎn)選擇的合作伙伴是TPK公司，TPK是一家向蘋果以及特斯拉等公司提供先進技術及產(chǎn)品的全球供應商。Luminar激光雷達的生產(chǎn)立足中國，服務中國。期待中國市場指數(shù)級的增長，并計劃將其作為與TPK合作的新工廠產(chǎn)能的一部分。在中國為了擴產(chǎn)，Luminar也會做出數(shù)十億元人民幣的投資。

此外，在華研發(fā)、工程技術能力是必不可少的。激光雷達涉及到硬件、軟件及精密測試，甚至激光雷達上車的測試，Luminar將加速發(fā)展這方面的能力。