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激战2022,图达通冲击激光雷达量产交付之王

摘要:2022 年渐入尾声,激光雷达厂商的中场战事稍作休整。 复盘过去这一年,可谓是「旧王陨落、新王当立」

  2022 年渐入尾声,激光雷达厂商的中场战事稍作休整。 复盘过去这一年,可谓是「旧王陨落、新王当立」。

  先是行业先行者 Ibeo 宣告破产,接着鼎鼎有名的 Ouster 与 Velodyne 抱团取暖式进行合并,前不久,OPA 技术明星 Quanergy 又申请破产,向世人作别;一时间,曾经的王者们纷纷开始隐入尘烟。 然而在彼岸的中国,却是另外一番光景。

  图达通、禾赛科技、速腾聚创、亮道智能等新势力掀起一阵又一阵的发展高潮,从新技术到新产品,从扩张产能到量产交付,玩家们相互赶超,乐此不疲地奔赴在新赛程点上。

  图达通无疑是其中的佼佼者。

  「截止 11 月底,我们在蔚来这一个客户上的交付量达到 3.59 万颗。」

  在媒体沟通会上,图达通联合创始人兼 CEO 鲍君威一句轻描淡写,向外界掀开其 2022 硬核成绩单的一角。 01图达通,用高性能激光雷达重新定义 2022 时至今日,激光雷达元年之争可以休矣。 2021 年,鲍君威、李一帆、邱纯潮、剧学铭等人曾齐聚一堂,就何为元年展开激辩。

  鲍君威认为,元年的定义在于激光雷达上车量是否达到一定数目,而李一帆则坚持数目不是唯一评判标准,还需考虑用户体验等多因素,最终双方也未能达成意见一致。 而到了 2022 年,随着激光雷达搭载量猛增,几乎所有厂商都在用「开启元年」的字眼来形容期待已久的喜悦,元年之争就此烟消云散。 今年 2 月份,图达通第一台量产版激光雷达猎鹰(Falcon)在宁波产销正式下线。在 3 月 28 日,该雷达作为蔚来 ET7 自动驾驶超感系统的标配,开启量产交付。 蔚来智能硬件副总裁白剑表示,有了激光雷达的加持,蔚来汽车在跟车时加减速会更平顺;前方出现慢车时,自车的减速会更及时也会更舒适;被他车切入时,减速的时机以及舒适度也会更好。 而这背后原因在于猎鹰(Falcon)与众不同的技术路线——1550nm 激光雷达,由图达通在全球范围内首次实现大规模量产。 所谓 1550nm 指的是激光雷达发射器发射的波长,与业内传统的 905nm 激光雷达不同,其允许输出更高功率,能够实现更远的探测距离,以猎鹰(Falcon)为例,最远探测距离能达 500 米,10% 反射率下探测距离达 250 米。

  这项指标的重要性不言而喻,前视激光雷达的作用是探测到车辆前方的各种障碍物,只有「看得足够远」,提前为规划控制系统留足时间反应制动,才能保证行车驾驶的安全。 在高速公路上,由于车速较快,需要激光雷达拥有探测到前方两三百米距离的性能,在下雨天道路湿滑,对这一数字的要求更高,以便车辆应急刹车或换道。 而图达通超远的探测距离,足够应对高速道路上层出不穷的路障、抛洒物和复杂的路况。 激光雷达除了「看得远」,还要「看得清」,主要依据为分辨率的高低。鲍君威举例,如果前方 150 米处有一辆车,而激光雷达只能探测到车尾的几个点,那么则需要非常高的算力以及更深度的神经学习网络来「猜测」前方物体的形状,这给车企带来了极大的成本,也给用户造成了巨大的安全隐患。 相比之下,依托于 1550nm 路线,图达通的猎鹰(Falcon)产品可实现 0.06°H × 0.06°V 超高分辨率,而竞品大多只能做到 0.1°H × 0.2°V 的程度,同样是一个 1.8m 的行人站在 200 米处,猎鹰(Falcon)的探测点能够铺满其全身,而行业其他产品大多呈现稀疏分布。 值得一提的是,猎鹰(Falcon)还能策略性选择加密关键区域,而非全局铺满点,可根据需要随时让任意区域分辨率高起来。 高速公路上经常会出现异型物体,比如轮胎,鲍君威通过视频演示,在 180 米开外的区域,猎鹰(Falcon)不需十分高的分辨率也能「看清」物体,仅用两行探测点推远拉近,就能清楚将其识别到。搭载在 ET7 上,该功能被称作「定睛凝视」。 「大大减少了算法工程师的工作量,真正实现把「点」用在刀刃上。」 除了高性能,激光雷达还需有稳定的表现。图达通为此引入了一个叫做 POD 概念,即探测概率,一般为超过连续 100 帧发射的激光束数量(即理论点数量)与被探测到的激光束数量(即有效点数量)的比值。

  POD 代表了激光雷达最终能成功接受多少点数,越高就意味着点云越丰富,看得也就越准。

  猎鹰(Falcon)在 250m 处 10% 反射率物体的探测概率超过 90%。而一般的·企业仅能做到只有 50%,甚至 30%,差距之大不言而喻。 「只有把产品打磨好,下游整车厂甚至买车人、用车人才有信心、能力、定力去用激光雷达。」鲍君威十分坚定地说道。 02最低成本 500 美金?1550nm 路线渐成趋势 1550nm 激光雷达路线优势如此突出,为何却并未在市场上形成「主流」? 主要原因便是成本高、产业链不成熟。

  905nm 体系激光器发展较早,基于 GaAs 材料体系,最早的 LED(半导体发光二极管)、最早的半导体激光器都是基于 GaAs 开发的,可以说产业十分成熟,成本已经很低。

  而 1550nm 路线所使用的激光器种子光源材料为 InGaAsP(磷化铟砷化镓),需要基于 InP(磷化铟)体系开发,一方面其发展比 GaAs(砷化镓)要晚一些,另一方面 In 元素本身也更稀有,成本也更高。 举例来说,4 寸的 InP 晶圆基片成本比 6 寸 GaAs 晶圆基片还要贵 3 倍多,如果换算成单位面积成本,那么差距就更大了。如果再考虑光纤成本,1550nm 激光器成本就更高。 不过,1550nm 路线并非所有成本均高,由于高功率特性,一般来说,1550nm 路线的激光器较少,一般只需要一个光纤激光器(包含一个泵浦光源和一个种子光源),之后还可以对光纤中的激光进行分束,1 个激光器就能同时打出多个光点,例如图达通猎鹰(Falcon)采用 1 分 4 设计,1 个激光器可同时产生 4 条光束进行扫描。 而 905nm 路线的激光器则无法分束,需要的激光器数量更多,小到 5 个收发模组同时发光,5 个激光器同时发光进行扫描,大到采用 128 个 VCSEL 激光器来实现扫描。 从这部分来看,1550nm 路线在一定程度上缩小了与 905nm 路线的成本差距。当然,综合成本上来说,前者仍高出不少,这也是图达通在不断攻破的问题。 鲍君威表示,1550nm 激光器加上混合固态扫描的供应链基础已经成熟,但是实现性能要求的组件仍然不成熟,图达通凭借量产的领先地位,正在大力催熟中国相关产业链。 他分享了一个小故事:

  坐拥蔚来汽车的背书,图达通曾在后者的办公室中,成功举办公司的供应商大会。当时,产业链上的供应链企业掌舵者给足了面子,纷纷闻讯赶来,但对图达通做 1550nm 路线能否成功仍将信将疑,没有十分大的把握。 「开始做了几个月之后,他们发现我们是认真的,提的需求合理且能够实现,于是便深入参与进来。」鲍君威介绍,图达通在过程中也投入了技术、工程等巨大资源,帮助供应商分摊成本。 「回头看的话,跟我们第一批跑起来的供应商都没有损失,收回了足够多的研发成本。」 事实上,在图达通激光雷达厂商带动下,1550nm 激光器供应链网络正在趋于成熟,引发包括 Luminar、一径科技、镭神智能等选择 1550nm 技术路线。 而据 Luminar 拆解产品测算,1550nm 的机型最终成本甚至有可能会降到 500 美金以下。 「等价格到了这个位置,激光雷达还会衍生出更多场景应用。」鲍君威透露,图达通已经拿到了一些商用车定点客户,预计在未来短则一两年,长则两三年可以实现量产。 据了解,商用车刹车距离更长,且一天大部分时间都在开,对运行寿命、颠簸振动的要求越来越高。为此,图达通将针对性地做激光雷达性能提升。 与此同时,图达通还在探索和布局矿山、港口、车路协同等应用。「要实现这些需要扩产能,在龙头客户的带动下,做好量产准备。」 03量产交付,激光雷达的下一个门槛 「能否实现量产交付将成为行业新门槛。」鲍君威一针见血地说道。 自首台猎鹰(Falcon)正式下线后,今年 7 月份,图达通实现第 10000 台激光雷达下线,而到了 11 月份,这一数据被刷新到 50000 台。 而支撑这一切的,是图达通两座工厂:其一是与均胜电子共同开发的宁波工厂,其二是公司完全自建自营的苏州工厂。

  鲍君威介绍,得益于高度自动化与数字化产线的建设与性能提升,图达通在实现大批量生产的同时,也保障着更高的产品一致性与可靠性,带来生产效率的提升和生产成本的缩减。 具体来说,首先通过模块化的设计降低生产难度,该公司能够在 6-9 个月内建成一条产能十多万的生产线,并且可以稳定可靠的快速爬坡产能量产。 其次,通过明确分工,简化组装线的调教组装流程,更好利用好产业界各方面的资源。

  鲍君威分享,在 2021 年 1 月的 NiO Day 上,猎鹰(Falcon)刚公布时,图达通关于激光雷达的 A 样还没有做出来,为了提升节奏,公司投入大量资源,在 A 样导入可制造性设计,早验证早优化,一改传统供应的模式,最终仅用一年左右时间便实现产品下线。 需要注意的是,在和时间赛跑的过程中,图达通并未在性能和指标上面打折扣。防尘、防烟雾、振动、冲击、高低温循环……整个测试一套做下来就是两三个月,且每轮测试都用掉将近 300 个样件。「前两天我们自己做了一个推算,过去两年中样件做了几千个,这才使我们更快地实现量产。」 最后是产能。鲍君威介绍,以 12 月和 11 月份生产的交付量推算,图达通工厂一年已经实现了超过 25 万台的产能。 在此基础上,该公司还在进一步爬坡满足主要的几个客户需求。据了解,图达通已完成第一期工厂产能升级,2023 年年初开始还要继续投设第三条产线。 这一大手笔动作源于鲍君威对于行业的估计,他预测,今年中国激光雷达市场上车量可能会到 12 万台,明年可能会到四五十万台,后年甚至有可能冲击百万台。 「激光雷达行业竞争已经发展到了一个新的里程碑,技术不再是最主要的部分·,「谁能够继续量产,把规模扩大 5 倍、10 倍甚至上百倍,才是核心竞争力。」 与此同时,图达通还在扩充自己的产品线,进军今年大热的「补盲激光雷达」。「我们称之为侧视激光雷达,『补盲』的定义不够准确,仅仅 30 米的探测距离也远远不够。」 鲍君威透露,2023 年 1 月的 CES 展会上,将公布产品相关细节。 在智能驾驶各细分领域中,激光雷达应该是最具话题性的,从要不要用激光雷达到用什么激光雷达,再到用几颗激光雷达,各种讨论激活了这个新兴市场,也带动整个产业链起起伏伏地涌动,在这个过程中,「旧有生产力」倒下,新的一批势力崛起。 或许没人真正知道智能驾驶的终局是怎样,什么时候到来,但当下打磨好技术性能、不断降低产品成本、做好量产交付工作,却确定无疑地让我们离自动驾驶未来更近一步。图达通看起来已经准备好了。

内容来自:汽车之心
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