隨著 L2 以上的高階自動(dòng)駕駛功能進(jìn)入量產(chǎn)階段，激光雷達(dá)上車已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。 

目前，市面上新老玩家齊聚，各家技術(shù)路線復(fù)雜多元，機(jī)械式、混合固態(tài)、MEMS、FMCW、Flash 等各類產(chǎn)品百花齊放。

其中，MEMS 技術(shù)路線的產(chǎn)品正在急速升溫。

MEMS 全稱是 Micro-Electro-Mechanical System，也就是微機(jī)電系統(tǒng)。

這種基于半導(dǎo)體工藝的微系統(tǒng)，使激光雷達(dá)的小型化、輕量化以及大規(guī)模制造成為可能。

在一徑科技創(chuàng)始人、CEO 石拓看來(lái)，未來(lái)五到十年，MEMS 激光雷達(dá)會(huì)成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，搶占一半以上的市場(chǎng)份額。

一徑科技作為致力于 MEMS 路線的激光雷達(dá)團(tuán)隊(duì)，今年年初在美國(guó) CES 展帶來(lái)兩款產(chǎn)品：

ML-30s：面向短距應(yīng)用場(chǎng)景的大視場(chǎng)角 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)，視場(chǎng)角達(dá)到140°×70°，等效線束高達(dá) 160 線，角度分辨率小于 0.5 °。

ML-X：面向長(zhǎng)距應(yīng)用，能夠提供 200 米的低反物體高測(cè)量精度的探測(cè)，角分辨率為 0.1° 的超遠(yuǎn)超高分辨率立體成像產(chǎn)品。

目前，一徑科技的 MEMS 激光雷達(dá)在多個(gè)關(guān)鍵細(xì)分領(lǐng)域，如：

商用車、乘用車、Robotaxi 和 AGV 機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)落地，并拿到了相關(guān)頭部客戶和主機(jī)廠的定點(diǎn)訂單。

眼下一徑科技公開(kāi)披露的客戶合作包括：

專注自動(dòng)駕駛卡車應(yīng)用的嬴徹科技，以及廣汽在去年11月發(fā)布的新一代 Robotaxi 方案。

為了滿足主機(jī)廠對(duì)激光雷達(dá)上車日益增長(zhǎng)的需求，一徑科技在去年 7 月已經(jīng)在常熟啟用 5000 平米的車規(guī)級(jí) MEMS 激光雷達(dá)生產(chǎn)基地，工廠一期產(chǎn)線的規(guī)劃產(chǎn)能為 5 萬(wàn)臺(tái)。

同時(shí)，一徑表示該產(chǎn)線也會(huì)進(jìn)一步自動(dòng)化升級(jí)，以提高生產(chǎn)一致性和效率。 

1、激光雷達(dá)大規(guī)模上車的序幕

在全球上百家的激光雷達(dá)公司中，真正有成熟商業(yè)應(yīng)用的車載激光雷達(dá)產(chǎn)品的廠家寥寥無(wú)幾，僅有少數(shù)幾家能夠提供，資歷最老的當(dāng)屬以機(jī)械轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)著稱的法雷奧。 

而在新晉玩家中具有代表性的，當(dāng)屬新晉全球激光雷達(dá)市值第一名的 Luminar 和總部位于以色列的 Innoviz。

前者的產(chǎn)品屬于混合固態(tài)激光雷達(dá)，后者則提供 MEMS 激光雷達(dá)。

目前，已經(jīng)拿下量產(chǎn)訂單的國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)供應(yīng)商主要有Innovusion、Livox、一徑科技、華為。

Innovusion 押注混合固態(tài)激光雷達(dá)，目前已經(jīng)鎖定了蔚來(lái) ET7 上的量產(chǎn)訂單。

大疆孵化的 Livox 與同為造車新勢(shì)力的小鵬汽車合作，將在小鵬的第三款車型上實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn)，搭載產(chǎn)品為一款定制的浩界 Horiz。

華為激光雷達(dá)的量產(chǎn)客戶，目前為北汽的 ARCFOX，首款搭載車型是 HBT。

在技術(shù)路線選擇上，國(guó)內(nèi)的廠商（如華為、禾賽、Livox ）均采用混合固態(tài)激光雷達(dá)路線。

其中，華為和 Innovusion 搭載的是機(jī)械轉(zhuǎn)鏡激光雷達(dá)，Livox 則采用了特殊的旋轉(zhuǎn)棱鏡方案。

一徑科技則是 MEMS 激光雷達(dá)路線的踐行者。

從創(chuàng)立之初到現(xiàn)在的三年多時(shí)間里，這家企業(yè)緊緊瞄準(zhǔn)全固態(tài) MEMS 激光雷達(dá)技術(shù)路線，自研芯片，自建工廠，發(fā)布業(yè)界首個(gè) MEMS 整車解決方案，逐步拿下頭部車企訂單。

也是類似一徑這樣的技術(shù)公司持續(xù)不斷地在固態(tài)激光雷達(dá)商業(yè)化道路上開(kāi)疆拓土，使激光雷達(dá)車規(guī)量產(chǎn)的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。 

在進(jìn)一步展開(kāi)之前，我們需要先厘清一個(gè)概念，MEMS 激光雷達(dá)究竟是否為固態(tài)激光雷達(dá)？

在一徑科技看來(lái)，硅基 MEMS 器件是基于成熟的半導(dǎo)體制備工藝實(shí)現(xiàn)的，這使它區(qū)別于傳統(tǒng)的金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件（電機(jī)、轉(zhuǎn)子等），能隨著大規(guī)模量產(chǎn)會(huì)帶來(lái)成本大幅降低。

同時(shí)，MEMS 激光雷達(dá)的高可靠性，能夠滿足嚴(yán)苛的車規(guī)要求，特別是在機(jī)械振動(dòng)、沖擊和壽命方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于機(jī)械式激光雷達(dá)。

從成本和可靠性兩個(gè)維度看，MEMS 激光雷達(dá)完全符合車企對(duì)車規(guī)級(jí)指標(biāo)的要求，并且在成本上也能夠做到平價(jià)量產(chǎn)。

而這兩點(diǎn)正是機(jī)械式激光雷達(dá)難以攻克的問(wèn)題。

因此，一徑科技認(rèn)為 MEMS 路線的產(chǎn)品，可以歸入固態(tài)激光雷達(dá)的品類。

從量產(chǎn)上車情況看，從 2017 年開(kāi)始，主機(jī)廠最先選擇了機(jī)械式激光雷達(dá)進(jìn)行量產(chǎn)，因?yàn)槭忻嫔袭?dāng)時(shí)可選的車規(guī)級(jí)產(chǎn)品僅有法雷奧的 SCALA 一款，搭載 SCALA 的車型主要瞄準(zhǔn)的是 L2 級(jí)的自動(dòng)輔助駕駛應(yīng)用。

而從今年開(kāi)始，借著蔚來(lái) ET7和小鵬P5 等車型量產(chǎn)的東風(fēng)，機(jī)械轉(zhuǎn)鏡激光雷達(dá)成為當(dāng)紅的品類之一。

再往后看，固態(tài)激光雷達(dá)將成為主流產(chǎn)品，目前不少公司也在圍繞這一賽道進(jìn)行研發(fā)，MEMS 是其中最重要的技術(shù)路線之一。

MEMS 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：

芯片對(duì)于激光雷達(dá)發(fā)射光路的控制非常靈活，可以實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)線束的快速掃描，其等效線束能夠輕易突破一百線甚至是兩百線；

MEMS 激光雷達(dá)不含機(jī)械轉(zhuǎn)軸的部分，從而避免了機(jī)械式激光雷達(dá)中軸承因金屬疲勞導(dǎo)致的使用壽命問(wèn)題，以及超高速軸承在振動(dòng)和沖擊工況下的失效。

不過(guò) MEMS 也有它的局限性，即 MEMS 器件的核心結(jié)構(gòu)是尺度很小的懸臂梁結(jié)構(gòu)。

如果芯片設(shè)計(jì)或者器件選型不得當(dāng)，會(huì)因?yàn)橥饨绲恼駝?dòng)或者沖擊導(dǎo)致斷裂，一徑科技通過(guò)創(chuàng)新性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)的振動(dòng)和沖擊可靠性。

綜合來(lái)看，在當(dāng)前的市場(chǎng)中，MEMS 在成本、可靠性、可量產(chǎn)性方面均具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此成為一徑科技等公司選擇的關(guān)鍵賽道。

2、一徑科技如何殺出重圍？

2017 年 11 月，一徑科技成立。

由于創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)早在 2012 年便開(kāi)始了 MEMS 激光雷達(dá)工程化相關(guān)的工作，在光電芯片、ASIC 芯片上有很深的研發(fā)基礎(chǔ)。

同時(shí)團(tuán)隊(duì)對(duì)主流的激光雷達(dá)技術(shù)路線具有的深刻的認(rèn)識(shí)，特別是可靠性相關(guān)的數(shù)據(jù)。

2017 年，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)看到了自動(dòng)駕駛對(duì)激光雷達(dá)成本、可靠性和落地時(shí)間的明確訴求，經(jīng)過(guò)前期的充分調(diào)研與準(zhǔn)備工作，公司決定選擇 MEMS 激光雷達(dá)技術(shù)路線。

當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)上，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)公司主要選擇機(jī)械式激光雷達(dá)路線，一方面有已成熟的案例可以借鑒，另一方面供應(yīng)鏈資源相對(duì)更豐富。

但是對(duì)于 MEMS 激光雷達(dá)而言是相對(duì)空白的。

首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，需要從底層的芯片方案，光學(xué)系統(tǒng)，硬件設(shè)計(jì)，再到上層的信號(hào)處理，擺在一徑科技面前有兩個(gè)挑戰(zhàn)：

既需要研發(fā)團(tuán)隊(duì)從零到一的研發(fā)，同時(shí)還需要開(kāi)發(fā)、驅(qū)動(dòng)供應(yīng)鏈來(lái)為 MEMS 激光雷達(dá)體系提供支持。

此外，由于一徑科技團(tuán)隊(duì)也著眼于產(chǎn)品的商業(yè)落地速度，除了要關(guān)注產(chǎn)品的性能，還要關(guān)注產(chǎn)品在各種工況下的適應(yīng)性和各類激光雷達(dá)的功能，比如臟污檢測(cè)、抗干擾、陽(yáng)光噪點(diǎn)抑制、車載以太網(wǎng)等。 

基于此，一徑科技的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在激光雷達(dá)信號(hào)處理和功能開(kāi)發(fā)上，花費(fèi)了大量的功夫。

2019 年 1 月，一徑科技的激光雷達(dá)產(chǎn)品首次登陸 CES 展，當(dāng)時(shí)其發(fā)布了首款 ML 系列 MEMS 激光雷達(dá)。

次年的 CES 展上，一徑科技又發(fā)布了全球首個(gè)覆蓋長(zhǎng)距、中短距應(yīng)用的 MEMS 激光雷達(dá)全套解決方案，特別是全球第一款超廣角補(bǔ)盲 MEMS 激光雷達(dá) ML-30s。

從首款產(chǎn)品亮相到拿下主機(jī)廠訂單，一徑科技僅用了三年時(shí)間。 

這得益于 MEMS 激光雷達(dá)相比機(jī)械式激光雷達(dá)更符合車規(guī)要求，更得益于一徑科技在光電芯片自研和激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的積累。 

與其他 MEMS 激光雷達(dá)廠商相比，一徑科技在技術(shù)上主要有兩大特色：

一徑科技將 MEMS 激光雷達(dá)的發(fā)射端與接收端解耦：

其做法是，通過(guò)自研核心接收 APD+ASIC 陣列芯片，使其接收端的 APD 芯片能夠完美適配相應(yīng)的接收光學(xué)系統(tǒng)，等效的增大了接收孔徑，從而獲得更強(qiáng)的光信號(hào)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，一徑科技采用了不同光源方案。

針對(duì)短距應(yīng)用，采用的是 905nm 的方案，而在遠(yuǎn)距應(yīng)用則采用峰值功率更高的 1550 納米激光源，在人眼安全的前提下實(shí)現(xiàn)了更遠(yuǎn)距離的探測(cè)。

根據(jù)一徑科技官方信息：

ML-30s 可以提供 140°x70° 的大視場(chǎng)角，70° 的超大垂直視場(chǎng)角，可以大幅增加車輛的視野范圍，提供寬視場(chǎng)角高分辨率的 3D 感知覆蓋，將車身周邊盲區(qū)的危險(xiǎn)系數(shù)降到最低。

ML-X 能夠提供高達(dá) 200 米的低反物體高測(cè)量精度的探測(cè)，角分辨率為 0.1°。

超遠(yuǎn)探測(cè)距離超高分辨率的立體成像能力，可以為高速運(yùn)行的智能駕駛車輛提供可靠的安全保障。

兼顧盲區(qū)短距場(chǎng)景和遠(yuǎn)距高速場(chǎng)景，是一徑科技激光雷達(dá)方案的特點(diǎn)之一。

如果與行業(yè)里的現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)比：

ML-30s 的水平視場(chǎng)角為 140°，垂直視場(chǎng)角 70°，要實(shí)現(xiàn) 360 度的覆蓋，需要 3~6個(gè)激光雷達(dá)。

相比于市面上其他的激光雷達(dá)方案，則至少需要 5~8 個(gè)激光雷達(dá)才能實(shí)現(xiàn)同等程度的水平覆蓋。

此外，ML-30s 在垂直視場(chǎng)角的覆蓋范圍上優(yōu)勢(shì)更為明顯。

3、奔赴量產(chǎn)之路

產(chǎn)品上車前的關(guān)鍵一步，是滿足車規(guī)級(jí)的要求。 

一徑科技在成立之初的樣品研發(fā)階段就進(jìn)行了充分考量。

從 MEMS 機(jī)械沖擊實(shí)驗(yàn)看，其器件可以承受 1000G 的沖擊。

在極端的高低溫環(huán)境試驗(yàn)中，可以做到角度偏差 0.1° 以內(nèi)。 

石拓告訴汽車之心，工程開(kāi)發(fā)階段沒(méi)有太多可以取巧的地方，要將激光雷達(dá)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)得當(dāng)，還要兼顧系統(tǒng)層面開(kāi)發(fā)，包括硬件系統(tǒng)、算法系統(tǒng)的魯棒性、防振動(dòng)沖擊，以及對(duì)光學(xué)系統(tǒng)在高低溫情況下受到的影響進(jìn)行充分的仿真驗(yàn)證等等。

在生產(chǎn)建設(shè)方面，一徑科技常熟工廠已經(jīng)于 2019 年底啟動(dòng)運(yùn)行。一期工廠年產(chǎn)能規(guī)劃 5 萬(wàn)臺(tái)，可滿足 2020 年到 2022 年三年的產(chǎn)能需求。

到 2022 年，會(huì)有進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。 

一期工廠規(guī)劃 5 萬(wàn)臺(tái)是基于現(xiàn)在的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)去考量的，接下來(lái)會(huì)進(jìn)一步提高自動(dòng)化效率，實(shí)現(xiàn)更大的產(chǎn)能。

第一階段實(shí)現(xiàn)的是標(biāo)定，整個(gè)生產(chǎn)標(biāo)定環(huán)節(jié)可以一鍵式操作。

第二階段要做的是生產(chǎn)組裝的自動(dòng)化。

從整個(gè)產(chǎn)品推進(jìn)節(jié)奏看，一徑科技最初的客戶主要面向 L4 自動(dòng)駕駛。

最先推出的 ML-30S，是典型的面向 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛的產(chǎn)品，主要滿足車身周邊和盲區(qū)。

后來(lái)推出的ML-X主打長(zhǎng)距，主要面向 L2 以上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

石拓表示，「在 2020 年，一方面，L4 級(jí)別的自動(dòng)駕駛客戶在推進(jìn) MEMS 激光雷達(dá)上車是很快的。

另一方面，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠在 2020 年下半年的激光雷達(dá)規(guī)劃也在提速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于之前行業(yè)對(duì) L3 量產(chǎn)時(shí)機(jī)的預(yù)期。在我看來(lái)，2021 年會(huì)有很多的量產(chǎn)項(xiàng)目落地，2022 年會(huì)有更多搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)車型上市?！?/p>

眼下，蔚來(lái)、小鵬、理想等造車新勢(shì)力，以及北汽 ARCFOX、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安均有激光雷達(dá)上車規(guī)劃。

面對(duì)這一趨勢(shì)，一徑科技計(jì)劃 2021 年年底將激光雷達(dá)面向L3 自動(dòng)駕駛的長(zhǎng)距產(chǎn)品做到 SOP 量產(chǎn)。

石拓認(rèn)為，整個(gè)市場(chǎng)，最終還是會(huì)選擇真正能夠量產(chǎn)裝車的產(chǎn)品，MEMS 激光雷達(dá)無(wú)論在成本和可靠性上，均能做到后來(lái)居上。

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