LiDAR技术的过去、现在和未来

2017-10 摘自：半导体行业观察

      越来越多的汽车制造商和半导体厂商涉足智能驾驶和自动驾驶这一领域，随之而来的是，越来越多的资本开始关注LiDAR技术。

      LiDAR（激光雷达解决方案）技术采用了先进的计算机视觉和雷达传感器技术，是自动驾驶汽车在行驶过程中避免碰撞和安全行驶的重要组成部分之一。在此之前，该技术仅仅是光成像测距和检测的缩写。但是现在它已经成为下一代汽车技术的代名词了。主要通过向目标物体发射激光束和接收从目标对象上反射回来的激光束来测算目标的位置、速度等特征量，感知车辆周围环境，并形成精度高达厘米级的3D环境地图，为下一步的车辆操控建立决策依据。

      现在，随着大量资本的涌入和研发工作的不断进行，研发人员希望能够找出该技术更多的用途，使其成为无处不在的新技术。

LiDAR的过去

      统计机构CB Insights 表示，去年大概有10.49亿美元用于自动驾驶创业公司，涉及87笔交易，这一数字与2015年相比增长了91%。其中绝大多数资金用于投资LiDAR技术。

      Grand View Research 认为，全球车用激光雷达市场规模到 2024 年将增长至 2.232 亿美元。                         MarketsandMarkets 则更为乐观，它认为激光雷达在其他领域的应用会推动其市场价值暴增，2022 年即可达 52 亿美元，未来的五年内年复合增长率高达 25.8%。

      BIS Research 认为去年车用激光雷达市场规模仅为 6500 万美元，但未来十年内年复合增长率都将保持在两位数。Global Market Insights 则更关注激光雷达技术在其他领域的应用，称其市场规模有望从 2015 年的 3.655 亿美元升至 2023 年的 11 亿美元。

      以初创公司Luminar Technologies为例，该公司于今年四月份宣布共筹集了3600万美元的初期融资基金。这些基金主要来自于Canvas Ventures, GVA Capital和 1517 Fund 。但是，尤其令人瞩目的是，这家公司从成立之初的五年以来一直从事LiDAR技术的研究。

      这似乎意味着投资者非常热衷于投资LiDAR技术。2016年福特公司和百度公司共同投资1.5亿美元给Velodyne，目前Velodyne公司已经发展成为LiDAR技术领域的佼佼者。

      除此之外。LiDAR技术也是Uber和Waymo目前正在努力挣脱的技术专利。同时也是谷歌自动驾驶汽车的核心技术。

      随着硅谷周边智能汽车电子产业的发展，保时捷公司也在圣克拉克设立了一个办事处，用于研发相关的技术，目前该办事处大约有一百名员工。

      “可以说汽车是未来最终的一种设备，也硅谷的未来发展息息相关。”保时捷的执行董事Thilo Koslowski在一份声明中表示。

      根据目前的信息，尚不清楚保时捷是否会在硅谷从事激光雷达方面的技术研究。尽管如此，这家德国汽车制造商将会始终对智能驾驶和自动驾驶技术保持密切的关注，并在硅谷进行相关的研究。

      另外一个例子就是，总部位于加利福尼亚州的公司Quanergy Systems，主要从事雷达方面的研究，已经从戴姆勒三星等企业获得了超过一亿两千万美元的风险资金。

      “可以说，LiDAR技术可以为自动驾驶提供非常有力的传感器，但是从目前的发展情况来看，由于成本方面的考量，这种传感器并不能用于商业。”Quanergy Systems的CEO Louay Eldada谈到LiDAR时表示。

      之所以这家公司目前受到如此多的关注，主要是基于两方面的原因。一方面是可靠性，Quanergy Systems希望能够生产高可靠性的产品。另一方面则是成本，Quanergy Systems希望能够基于新模式工艺以低的成本在半导体晶圆工厂中进行生产。“我们是一家小公司。所做的工作只是完成内部的设计，产品的生产还是依赖于外包的半导体晶圆厂，例如台积电这样的公司工厂。”Louay Eldada表示。

      目前Quanergy Systems已经拥有大量的战略投资者，其中三星就是最大的投资者之一。据了解，三星目前正在研究用于智能手机的激光雷达，以及家电和其他产品方面的传感技术。

      在获得A轮3000万美元的融资之后，Quanergy Systems又在去年获得了9000万美元的资金。“越来越多的公司开始关注激光雷达技术。但是对于很多投资者来说，他们并不了解该技术。所以从目前的情况来看。Quanergy Systems并没有非常有力的竞争者。”

      据了解，Quanergy Systems公司成立于2012年，在此之前Louay Eldada已经在相关的技术方面花费了27年的时间进行深入的研究，并获得了哥伦比亚大学的博士学位。

 LiDAR的技术前景

      除了自动驾驶汽车市场之外，激光雷达技术也开始进入其他市场。另一家公司Cepton Technologies就曾在今年的英伟达GPU技术大会上展示了其广角激光雷达产品。据了解，该公司的激光雷达产品主要用于工业以及汽车应用。Cepton Technologies声称他们的技术可以探测超过200米之外的物体。

      但是这仅仅只是这一技术的开始。“目前该技术的首要目标是将整个世界3D数字化，就像谷歌地图的数据库一样，能够为自动驾驶提供大量的可用数据，同时这些数据能够应用于其他领域，例如机器人了以及相关技术。”Yole Developpement的Pierre Cambou表示。“实现自动驾驶只是一个次要目标。因为对于所有的汽车来说，无论能否自动驾驶，都需要使用者和大量的数据。”

      另一项在汽车安全领域值得关注的收购则是，Konica Minolta收购MOBOTIX。此外，英特尔以153亿美元收购Mobileye是另一例科技巨头在汽车电子领域的巨额投资。

      著名研究机构Gartner曾有这样一个论断：一个行业在陷入低谷即将破灭之前，必然会经过一个高速的膨胀爆发期。那么对于自动驾驶汽车行业来说是否也是这样？是否将很快迎来破灭？

      “我并不是研究机构Gartner的忠实粉丝。所以就我个人而言，我的理论框架更偏向于哈弗大学教授 Clayton Christensen的低谷理论。”Pierre Cambou表示。

      “从ADAS技术的应用来说，该技术主要用于降低汽车的事故率，在未来我们会看到这项技术会被大量采用，所以说这项技术并不会进入破灭期。但是对于自动驾驶汽车来说就是另一个概念了。目前来看，谷歌在这方面就做得非常出色。第一部自动驾驶汽车将会如何到来就如同第一部电影或者电视出现一样。我会迫不及待的想知道问题的答案。”

      从物联网的发展来看，目前这一行业正处于低谷期。自动驾驶技术会步物联网的后尘吗？

      “发展至今，谁能够明确一个非常准确的物流网的定义呢？”但是是否定的，对于绝大多数人来说，他们更加关注的是到2020年有500亿台设备能够连接到网络。可以说物联网吸引人的地方在于其提供了庞大的市场，而不是非常明确的技术。

      自动驾驶技术就完全是另一个概念。与物联网市场相比，自动驾驶技术不仅有非常明确的定义，也有着非常广阔的市场。“所以说我认为自动驾驶并不会像物联网一样进入低谷。”

      那么这项技术到底有多么庞大的前景呢？根据统计机构Yole的数据显示。自动驾驶技术，不仅为市场带来了一种新的应用场景，也为很多领域提供了尚未开发的市场。只是很多市场目前我们还没有发现而已。

      “ADAS颠覆了汽车市场吗？显然没有。自动驾驶技术呢，从我个人角度来说，答案是，是的。自动驾驶技术将会颠覆汽车市场。目前的很多汽车制造商都将会被重塑。一个很明显的例子就是英特尔收购了Mobileye。这样的科技巨头将会逐渐的颠覆汽车市场。就如同当年移动设备颠覆了传统的电脑市场一样。”

      在Cambou看来，人工智能也将会是自动驾驶汽车的关键技术之一。他认为每一个处理器制造商都会关注这项技术，因为这项技术也与视觉传感器有很大的关系。

全球车用激光雷达市场细分

      按应用类型划分：ADAS、AEB、自适应巡航控制（ACC）

      按车企类型划分：奥迪、宝马、凯迪拉克、福特、梅赛德斯-奔驰、特斯拉、沃尔沃

      截止至2025年前，各应用类型市场将呈现增长态势，随着激光雷达在消费者中的声名鹊起及同类产品间竞争加剧，未来会有越来越多的车企对该设备引起重视，并将其整合到旗下车辆内。此外，该技术目前还被用于无人机、城市规划及气象学。

      按地理划分：从地理上看，激光雷达市场目前可被划分为七大地区性市场，包括：北美、西欧、东欧、日本、亚太区（不含日本）、拉美、中东及非洲。

      在欧洲，各大车企助推激光雷达市场的增长，奥迪、宝马、梅赛德斯-奔驰等车企正致力于将激光雷达整合到车载ADAS系统内。上述各大车企纷纷与当地或国际的大公司合作，意图在市场中取得主导地位。

      北美则改走技术路线，未来数年来，预计将成为激光雷达技术最先进的地区性市场，成为激光雷达市场的技术导向标。由于其看重人工智能技术，其激光雷达产品产品将在市场中占据较大比重。

      在APEJ，中国是该地区性市场中的佼佼者。越来越多的车企开展“走出去”战略，以投资、合作等形式向全球市场积极拓展，其用户群对激光雷达产品的需求与日俱增。

      日本向来以车企及技术先进性而闻名，激光雷达在该地区性市场也将出现较大增长，日车企各车辆对人工智能的整合及应用已达到空前高度。

      在中东市场，配置ADAS功能的车辆很畅销，销量将呈现大幅增长态势。由于该市场的用户群体更看重安全的巡航驾驶模式，中东将成为销量增幅较大的一个地区性市场。

全球投资竞赛

      我们需要明白的是,投资行业并没有非常明显的地域政治界限。虽然事实上在投资行业发展的早期，绝大多数投资都发生在美国。

      Hesai是2013年成立于美国硅谷的一家激光雷达公司。2014年搬迁到中国上海。该公司刚刚通过北京的投资顾问获得了A轮的1600万美元投资。中国的很多投资公司也都参与了此项投资。

      加利福尼亚的TetraVue公司今年早些时候，也获得了来自Robert Bosch Venture Capital, Nautilus Venture Partners, Samsung Catalyst Fund和 Hon Hai Precision Industries等多家机构的一千万美元的融资。据了解，该公司的激光雷达技术主要基于闪存。TetraVue公司成立于2008年，之前得到过天使投资者的支持，并获得了一千万美元的政府补助。

      Blackmore Sensors and Analytics of Bozeman在最近获得了355万美元投资。用于研发调频连续波雷达技术。该公司预计，在2010年提供原型汽车和可以部署的监控系统。此外，该公司还获得了美国陆军提供的为期两年的创新基金合同。

      位于伯克利的Civil Maps，他们的技术能够将激光雷达测绘的数据转化成自主汽车的地图。该公司在去年获得了660万美元的资金。福特汽车, AME Cloud Ventures, Motus Ventures, StartX Stanford和Wicklow Capital都参与了这项投资。

      TriLumina从Sandia国家实验室分离之后获得了来自于卡特彼勒的920万美元的投资。据了解，该公司成立于2010年。其主要研发基于闪存的固态照明模块开发汽车激光雷达系统模拟装置。

      澳大利亚悉尼的Baraja公司已经吸引了一百万美元的投资。该公司主要为澳大利亚联邦政府开发激光雷达技术。

      位于以色列的Innoviz Technologies公司，去年在A轮投资中融资了900万美元。该公司的激光雷达传感器技术是由以色列情报部门的退伍军人发起的。

      同样在以色列还有另外一家公司Oryx Vision正在发展激光雷达技术。Oryx Vision主要采用远程红外激光用以替代激光雷达。该公司成立于2009年，总部位于佩塔提克瓦。

      从目前的发展情况来看，中国、美国、澳大利亚等多个国家的资本都开始花大力气投入自动驾驶技术。这或许就意味着激光雷达技术时代的到来！

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