過去半年以來，有不少投資機構(gòu)及車企的朋友找筆者交流關(guān)于激光雷達的話題。他們提的問題，有不少重疊之處。

關(guān)于激光雷達的報道很多，但信息碎片化很嚴重，而且，對一些基本概念還存在混淆，因此，在回答完大量同質(zhì)化的問題后，筆者決定把這些問題的答案都整理出來，做一個“科普”。

Q1：哪種技術(shù)路線的激光雷達最好？

答：這不是一個好的問題。更準確的問題應該是“在現(xiàn)階段哪種技術(shù)路線占主流”。

首先，關(guān)于技術(shù)路線，需要澄清一下，激光雷達有好多種分類方法：按測距方法分；按激光發(fā)射器、探測器分；按掃描方式分。

按照測距方式，當前車載激光雷達主要分為dTOF（飛行時間法）和iTOF（通過測量相位偏移間接測量飛行時間，分為FMCW和AMCW）兩種方式，目前dTOF是市場主流，而FMCW處于預研階段。

兩者的區(qū)別是，dTOF是通過記錄發(fā)射一束激光脈沖與探測器接收到回波信號的時間差，直接計算目標物與傳感器之間的距離；而FMCW是通過在時間上調(diào)整激光頻率并檢測發(fā)射與回波間的拍頻信號，同時完成對目標物距離及速度的探測。

現(xiàn)階段，ToF是最主流的測距方案，但Mobileye、Aeva及Blackmore（已被Aurora收購）等公司則是從一開始就采用了FMCW測距方案。FMCW和To幾乎是兩個獨立的品類，除了光學鏡頭、掃描器件相似，其他都完全不同。

當前，產(chǎn)業(yè)界討論比較多的激光雷達技術(shù)路線，都是在ToF測距方案這個大前提下討論的。

ToF激光雷達的結(jié)構(gòu)分為激光發(fā)射器、激光探測器及掃描部件三部分。激光發(fā)射器按波長可主要分為905 nm和1550 nm兩種，按集成度主要可分為EEL（邊發(fā)射激光器）和VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）兩種；激光探測器按集成度和感光靈敏度主要分為APD（雪崩光電二極管）和SPAD（單光子光電探測雪崩二極）等；按掃描部件，可分機械旋轉(zhuǎn)式、混合固態(tài)與純固態(tài)。

（以上每種分類方法下列舉的類型都不齊全，此處僅選取了最具代表性的方案。）

現(xiàn)在，外界談的激光雷達分類，通常特指根據(jù)掃描部件來劃分。

傳統(tǒng)的“機械旋轉(zhuǎn)式”，這個概念已經(jīng)沒有什么爭議了，就是產(chǎn)品整體被電機帶著360度旋轉(zhuǎn)；混合固態(tài)的概念，簡單地說，就是有一部分部件是機械運動的，另一部分是不運動的，雖然概念是清晰的，但過去幾年也有不少誤解；純固態(tài)，就是完全沒有機械運動部件，這個概念雖然很清晰，但此前也有一些誤解。

在2017-2019年間，按一些老牌廠商給出的定義，機械旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)品只要把上面旋轉(zhuǎn)的部分封在一個盒子里面起來就變成“混合固態(tài)”了，但這實際上還是機械旋轉(zhuǎn)式。在那個階段，MEMS（微振鏡式）被劃為“純固態(tài)”類，這也是個誤解，因為MEMS也存在機械運動部件。

到了2020年，主流廠商們對激光雷達按掃描方式如何分類已基本達成共識——

機械旋轉(zhuǎn)式：機械部分（掃描模塊）和電子部分（激光收發(fā)模塊）都在運動——被電機帶著360度旋轉(zhuǎn)。

混合固態(tài)：激光收發(fā)模塊是不運動的，只有掃描模塊在運動。按掃描模塊的運動方式劃分，混合固態(tài)又分為MEMS、轉(zhuǎn)鏡式和棱鏡式三種（這個到后面會做更詳細的解釋）。

純固態(tài)：不僅激光收發(fā)模塊不運動，而且，掃描模塊也沒有機械運動。純固態(tài)方案主要有OPA和Flash兩種。

總體上，從機械旋轉(zhuǎn)到半固體、再到固態(tài)，產(chǎn)品的集成化程度越來越高，成本越來越低。

機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達有體積大、可靠性不高、難以過車規(guī)、價格高等缺點，但它能的性能指標是很強（距離長、水平掃描角度大）的。正是機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達幫助自動駕駛產(chǎn)業(yè)完成了從0到1的階段——在這個階段，它的那些缺點，都是可以被包容的。

機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達主要賣給Robotaxi的測試車隊，由于需求量少，Robotaxi客戶對激光雷達價格的敏感度并不高；并且，這些B端客戶對激光雷達的技術(shù)成熟度、可靠性會有一個比較理性的預期，為確保安全，他們也會嚴格遵循廠商提供的使用期限，如果超期，會及時更換。此外，他們還會安排專人對激光雷達做定期的檢查、維護，有問題也可及時發(fā)現(xiàn)。

目前，全球范圍內(nèi)Robotaxi市場上占比最高的激光雷達就是禾賽的40線和64線產(chǎn)品。據(jù)禾賽招股書上的信息，2019年之后，64線產(chǎn)品賣得比40線還好。筆者曾問過幾家禾賽的客戶，他們對機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達的價格高有些意見，但對其性能則是相當認可的。

不過，如果要把激光雷達裝到前裝量產(chǎn)車上，就不一樣了。這些車，大多是要賣給終端消費者做私家車的。消費者會定期去檢查車上的激光雷達是否出問題了嗎？

而且，可能明明激光雷達的設(shè)計壽命已經(jīng)滿了，但有些消費者還是“照用不誤”。在私家車被拿去“開滴滴“、每天工作16個小時以上的情況下，激光雷達的穩(wěn)定性、散熱能力、抗振動能力面臨的挑戰(zhàn)就更大了。

因此，要打進前裝量產(chǎn)市場，激光雷達必須達到車規(guī)級標準。

從2020年Q4開始，無論激光雷達廠商還是車企都在高調(diào)喊“前裝量產(chǎn)”，在這個階段，除性能指標外，車規(guī)、集成度、可量產(chǎn)、成本等都是需要重點考慮的問題，這個階段，機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達基本上退出角逐，現(xiàn)在，爭搶前裝量產(chǎn)市場的，基本都是混合固態(tài)產(chǎn)品。

在自動駕駛產(chǎn)業(yè)從1到10的階段，混合固態(tài)激光雷達將扮演重要角色。如華為不做Robotaix測試市場，所以跳過了機械旋轉(zhuǎn)式方案，直接從混合固態(tài)開始；而在機械旋轉(zhuǎn)式激光市場上最具有競爭力的禾賽，也在開發(fā)面向前裝量產(chǎn)市場的混合固態(tài)產(chǎn)品（MEMS、轉(zhuǎn)鏡）。

但在更長的時間維度上來看，混合固態(tài)激光雷達也只是過渡形態(tài)，純固態(tài)激光雷達才是未來。純固態(tài)主要分OPA和Flash，但率先提出OPA路線的Quanergy公司已從自動駕駛市場上出局，目前，主流廠商也很少有在開發(fā)OPA產(chǎn)品的；當前，Ibeo、大陸、Ouster等公司的純固態(tài)激光雷達，都是基于Flash方案。其中，Ouster公司的Flash激光雷達已搭載在多家公司的無人卡車、礦車、環(huán)衛(wèi)車上了。

哪怕是連現(xiàn)階段主打機械旋轉(zhuǎn)式和混合固態(tài)激光雷達的禾賽和華為等廠商也承認，純固態(tài)代表未來趨勢，因此，他們均有相關(guān)技術(shù)儲備。禾賽招股書中提到其正在儲備的純固態(tài)激光雷達，雖沒有明說是不是Flash，但也強調(diào)了“基于電子掃描”。

純固態(tài)激光雷達不僅體積小，而且由于沒有運動部件，可靠性也更高，待技術(shù)成熟之后，其成本也會更低。但當前，純固態(tài)激光雷達的致命弱點是探測距離比較短，如Ibeo公司提供給長城的Flash激光雷達ibeoNext，探測距離只有130米。

做長探測距離，有兩個手段：提高激光發(fā)射器的功率，提高激光探測器的感光靈敏度?，F(xiàn)階段，這兩款技術(shù)都還不成熟。等這兩塊技術(shù)都成熟了，并且成本也可接受了，F(xiàn)lash為代表的純固態(tài)將成為主流。

2017年底，Velodyne高管在接受筆者采 訪時說：“Flash方案不適合車用，我們內(nèi)部已經(jīng)是有共識的?！?現(xiàn)在看來，Velodyne之前 對技術(shù)演進趨勢出現(xiàn)了嚴重誤判，他們沒想到，隨著技術(shù)的進步，F(xiàn)lash激光雷達的探測距離是能夠提升的。

Q2：MEMS、轉(zhuǎn)鏡式、棱鏡式的代表玩家分別是哪個公司，具體差異點在哪里？

答：MEMS方案的代表公司有Innoviz、速騰聚創(chuàng)、先鋒，MEMS激光雷達的優(yōu)勢是分辨率高、集成度高、體積小、成本低（在現(xiàn)有方案中是集成度最高、成本最低的），但MEMS產(chǎn)品遭友商吐槽的點是：掃描鏡上的光孔比較小，導致平均每條光束上的能量不足，因而在現(xiàn)有技術(shù)條件下探測距離比較短。 

不過，由于成本和集成度等原因，MEMS產(chǎn)品在低速自動駕駛市場上有很強的競爭力。速騰聚創(chuàng)很早就綁定菜鳥這個戰(zhàn)略客戶，在三年多的合作中拿到大量來自客戶的真實反饋，技術(shù)進步很快。

并且，對乘用車的L2+或NOA來說，由于駕駛責任主體依然是人，自動駕駛系統(tǒng)只不過是錦上添花，并不苛求100%完美，因此，在對性能和成本做了綜合考量后，也有車企選擇在前裝量產(chǎn)車上搭載MEMS激光雷達。如Lucid的首款量產(chǎn)車Lucid Air上就即將搭載速騰聚創(chuàng)的MEMS激光雷達。

禾賽雖然主打機械旋式激光雷達，但其在2019年初發(fā)布的PandarGT 3.0，卻是基于MEMS方案。根據(jù)禾賽在招股書上提到的信息，該公司后續(xù)也會研發(fā)MEMS產(chǎn)品。

轉(zhuǎn)鏡式方案的代表玩家有法雷奧、Luminar、Innovusion（蔚來ET7的激光雷達供應商）及華為。第一個過車規(guī)的激光雷達即法雷奧的Scala 就是基于轉(zhuǎn)鏡式方案，因為這一方案容易過車規(guī)已經(jīng)過驗證了，其他主打前裝量產(chǎn)市場的廠商們也紛紛效仿。

（有不少報道及研究機構(gòu)的文章中把Luminar和華為的技術(shù)路線歸類為MEMS，這是個誤解。每家公司都會儲備很多種技術(shù)，他們對有的技術(shù)方案申請過相關(guān)專利，但實際并沒有做產(chǎn)品。有一些研究機構(gòu)僅通過專利來判斷別人產(chǎn)品的技術(shù)路線，卻沒有跟相關(guān)公司直接接觸，因此在分析結(jié)果上出現(xiàn)了偏差。）

轉(zhuǎn)鏡式和MEMS的區(qū)別是：MEMS的掃描鏡是圍繞著某條直徑上下振動，而轉(zhuǎn)鏡則是圍繞著圓心旋轉(zhuǎn)。這種掃描方式，意味著功耗比較低，散熱難度低，因而也容易實現(xiàn)比較高的可靠性。

目前看來，已拿下量產(chǎn)訂單的頭部公司中，采用轉(zhuǎn)鏡式方案的相對比較多。禾賽雖然機械旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)品在Robotaxi市場上極具競爭力，但其實該公司早在2017年就布局了轉(zhuǎn)鏡方案，只是比較低調(diào)，一直沒公開說而已。

此外，禾賽的招股書顯示，其面向前裝量產(chǎn)市場的產(chǎn)品Pandar ST也采用了轉(zhuǎn)鏡式方案。

轉(zhuǎn)鏡方案分一維轉(zhuǎn)鏡（Ibeo、禾賽）和二維轉(zhuǎn)鏡（Luminar、Innovusion）兩種，所謂一維轉(zhuǎn)鏡，即只有一面掃描鏡，二維轉(zhuǎn)鏡即有一縱一橫兩面掃描鏡。一維轉(zhuǎn)鏡是有多少線就有多少個激光發(fā)射器，這意味著在做高線數(shù)產(chǎn)品時不僅成本高，而且集成難度很大，因而線數(shù)很難做高（法雷奧的Scala 1只有4線，Scala 2也只有16線，原因便在于此）；二維轉(zhuǎn)鏡則跟MEMS類似，是只用數(shù)量很少的激光發(fā)射器，通過掃描鏡高速旋轉(zhuǎn)中的折射和反射來達到“多線”的效果，這樣不僅可節(jié)省激光器的成本，也可做高“線數(shù)”。

禾賽的PandarST將采用一維轉(zhuǎn)鏡方案，但不同于Scala，禾賽計劃將激光發(fā)射器和探測器集成到芯片里面（這個目標將在禾賽芯片化方案Roadmap的2.0階段實現(xiàn)），實現(xiàn)激光收發(fā)系統(tǒng)和“線數(shù)”的一一對應，這樣，就不僅可以基于一維轉(zhuǎn)鏡實現(xiàn)很高的線數(shù)，而且還可以持續(xù)享受到摩爾定律的紅利。

棱鏡式掃描方案的代表公司是Livox。棱鏡式方案使用的是非重復掃描技術(shù)，這意味著，其需要搭配的算法跟主流基于重復掃描技術(shù)的激光雷達不同。

與MEMS和二維轉(zhuǎn)鏡方案相比，棱鏡式方案用的激光發(fā)射器數(shù)量更多，也能達到更高的點云密度、更遠的探測距離，但因電機的轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)鏡式方案下高數(shù)倍，棱鏡方案對電機軸承等可靠性提出了非常大的挑戰(zhàn)。Livox在做無人機時積累了精密電機制造技術(shù)，有信心克服這一困難，而目前其他廠商鮮有去探索這一技術(shù)的。

Livox的棱鏡式產(chǎn)品還可享受一個“紅利”：Livox的兄弟公司“大疆車載”會向他們提要求、給反饋，這樣，他們自己就形成了一個閉環(huán)，有利于技術(shù)的快速進步。 

Q3：混合固態(tài)中的MEMS、轉(zhuǎn)鏡式、棱鏡式哪個更好？

答：目前，激光雷達的技術(shù)路線都尚處在百家爭鳴的階段，這三種方案，都有主流廠商在嘗試，甚至，同一家公司同時在做兩種以上方案的產(chǎn)品；而且，產(chǎn)品都還沒有大規(guī)模上車，沒經(jīng)過驗證，現(xiàn)在評價“誰行誰不行”，為時尚早。

如Luminar盡管早在一年半前就說拿到了15億美元的訂單，但據(jù)其在上市前公布的信息，2020年只賣出去了100顆激光雷達，大批量交付要等到2022年之后。

而且，Lumianr公布的很多訂單可能只是個供貨協(xié)議，主要是約束供應商的價格，對車企的訂單規(guī)模沒有太強的約束力。以下是Luminar在上市前展示給投資者的PPT里的客戶名單，把奧迪、通用、福特、蔚來等都寫進去了，但事實上，奧迪主要是跟Ibeo合作，通用旗下Cruise和福特旗下Argo都在自研激光雷達（Cruise也在跟禾賽合作），而蔚來則選擇了Innovusion。

某激光雷達廠商負責人的原話是：“即便是現(xiàn)在跟某個車企簽約了，后續(xù)的合作中還可能存在變數(shù)，未必就會長期合作；現(xiàn)在沒簽約的，也不代表以后就沒機會了?！?/span>

筆者估計，哪種技術(shù)路線及哪家公司的產(chǎn)品力更強，在2023年底之前會有一一個相對清晰的答案。

Q4：這個行業(yè)有先發(fā)優(yōu)勢嗎？比方說，如果最終證明MEMS方案是最好的，其他幾家的路線錯了，到時要改，還來得及嗎？

答：首選需要澄清，禾賽和華為都有MEMS的技術(shù)儲備，哪怕沒有相關(guān)產(chǎn)品，也有專利，因此，不存在MEMS路線勝出后他們就“不知所措”的問題。

而且，MEMS還是轉(zhuǎn)鏡式或棱鏡式，激光收發(fā)模塊是可以通用的，區(qū)別主要在掃描方案上。那么，一家公司能否快速從轉(zhuǎn)鏡或棱鏡方案切換到MEMS方案，取決于這樣一個問題：激光雷達的真正壁壘在掃描模塊，還是在激光收發(fā)模塊？

如果是前者，在切換到另一種掃描方案就很難，如果是后者，則不難。

有一些廠商認為，掃描方案才是差異化競爭的點，但禾賽在去年7月份接受筆者采 訪時提到，掃描方案只是激光雷達的“外功”，激光收發(fā)技術(shù)才是“內(nèi)功”。禾賽認為，禾賽在做機械旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)品時積累起來的激光收發(fā)技術(shù)，可復用至轉(zhuǎn)鏡式、MEMS及純固態(tài)產(chǎn)品中，只需要對個別參數(shù)微調(diào)一下即可。Ouster公司也持類似觀點。

（激光雷達核心技術(shù)邏輯框圖；摘自 禾賽招股書）

去年，Luminar招股書上寫降成本的時候，主要強調(diào)可以把ASIC芯片、激光發(fā)射器、激光探測器的硬件成本控制到多少，卻沒有提掃描鏡的成本。

筆者的理解是：在法雷奧已經(jīng)證明轉(zhuǎn)鏡方案更容易過車規(guī)后，多家廠商在開發(fā)面向前裝量產(chǎn)市場的產(chǎn)品時都瞄準了轉(zhuǎn)鏡式，這意味著，掃描方案的壁壘可能沒那么高；事實上，做長探測距離、提高集成度這些，往往是要圍繞著激光收發(fā)模塊“做文章”。

到了純固態(tài)的階段，激光發(fā)射器和探測器都會被集成到芯片中，并且也不需要單獨的掃描部件了，這時，激光雷達高度依賴半導體技術(shù)，很難說掃描方案占了多高的權(quán)重。

因此，在掃描方案方面，先發(fā)優(yōu)勢可能不明顯；但在激光收發(fā)技術(shù)方面，先發(fā)優(yōu)勢可能會比較明顯。

Q5：在激光雷達的成本結(jié)構(gòu)中，占比最高的是哪塊？

答：從目前激光雷達的核心組成元器件來看，芯片是關(guān)鍵的降本部分，包括控制芯片、ASIC芯片、激光器、波束控制機構(gòu)和光電探測器。Luminar在招股書中顯示，其已經(jīng)通過跟供應商的協(xié)議鎖定，在訂單量達到一定規(guī)模的前提下激光發(fā)射器、探測器及Asic芯片，這三項的成本可控制在100美元以內(nèi)。

Q6：激光雷達芯片都需要自研嗎？

答案：早期，有不少廠商使用的芯片是外購的，如法國市場研究機構(gòu)Yole的報告顯示，高通、德州儀器、LG Innotek和理光就在為激光雷達廠商提供芯片。但由于激光雷達是一個比較新的產(chǎn)品，技術(shù)路線還不確定，供應商也沒有成熟的方案，因此，外采的難度并不低。

況且，激光雷達早期的壁壘在光學知識，但從長期看，性能如何提升、成本怎么降，都是半導體問題。芯片就是激光雷達廠商的命脈， 激光雷達廠商沒有對核心芯片的自研能力，很難在這個市場上生存。因此，Luminar從一開始就決定自研激光雷達芯片，即將在美國上市的Ouster也已自研了用在Flash激光雷達上的ASIC芯片。

Q7：隨著技術(shù)的演進，激光雷達提供的功能以后有很大的變化嗎？

答：基本功能不會改變，但性能會越做越好，主要體現(xiàn)在：探測距離會越來越長、測距精度會越來越高、分辨率會越來越高。

Q8：有一些激光雷達廠商說可提供感知算法，做數(shù)據(jù)預處理，這樣，激光雷達輸出的就不再是原始數(shù)據(jù)，據(jù)說這樣可以把激光雷達賣出更高的價格，那么，車企是更喜歡這種附加了感知算法的方案，還是只買激光雷達硬件呢？

答：這是一個非常好的問題。Luminar和速騰聚創(chuàng)已明確將賣算法作為一種收入來源，禾賽招股書中也提到，融資金額中有差不多1.5億元是要用于算法開發(fā)的。但具體更喜歡那種方案，不同的車企會有不同的選擇。

小鵬、蔚來、理想這種造車新勢及長城這種對自己掌握核心技術(shù)志在必得的傳統(tǒng)車企，基本上不大可能愿意使用激光雷達廠商提供的算法；但許多一時半會兒還不能自己搞定感知算法，又急著使用激光雷達的傳統(tǒng)車企，將不得不依賴于激光雷達廠商提供的感知算法，畢竟，消費者只在乎裝激光雷達帶來的體驗如何，那個錢是否花得值，而不會在乎你的激光雷達算法是你自己的還是供應商的。

接下來幾年，還有不少激光雷達是賣給車路協(xié)同項目，這些客戶都是搞基建的公司，他們肯定沒能力自己做算法的。激光雷達廠商要跟這些客戶做生意，不是你愿不愿意提供算法的問題，而是你必須如此，如果不提供算法，這塊市場你是啃不下來的。

當然，激光雷達的算法要比攝像頭算法簡單得多，因此，廠商們提供算法，是增加產(chǎn)品的附加值，但算法本身并不足以構(gòu)成競爭壁壘。

Q9:華為的激光雷達會跟MDC捆綁嗎？

答：不會捆綁的。MDC團隊曾頻繁跟其他激光雷達廠商接觸，希望MDC的接口能跟其他廠商的激光雷達兼容，這對華為自己、其他激光雷達廠商及車企來說都是一個比較好的做法。

Q10：有華為這樣能提供全棧式方案的公司在，禾賽、速騰這種初創(chuàng)公司的生存空間在哪里呢？

答：各家主機廠的能力體系及需求不太一樣，有一些主機廠會傾向于采用華為的全棧式方案，但也有很多主機廠傾向于自研軟件算法，根據(jù)算法能力及需求去選擇芯片、傳感器供應商。

Q11：我是來自車企戰(zhàn)略投資部門的，車企有必要自研激光雷達嗎？

答：從長期看，各車企之間自動駕駛能力的差異點，在決策算法上，而非感知環(huán)節(jié)——“正如同我們評價一個人牛不牛逼，是看他的思維牛不牛逼，而不是看他的視力牛不牛逼”（郭繼舜語），而在技術(shù)成熟后，感知是會是一項標準化程度比較高的通用技術(shù)。

從技術(shù)的角度考慮，投資一項通用技術(shù)，無助于提高車企的競爭力。但如果車企的采購量足夠大，而通過投資又能享受折扣價，那是另一回事。

Q12：作為車企，我們有沒有必要通過參股一個激光雷達公司、占股10-15%并獲得一個董事會席位，爭取獲得優(yōu)先供貨的權(quán)利？

答：也許，在幾年后再看，“優(yōu)先搭載”這個權(quán)利就沒那么重要了。

前些年，在激光雷達由Velodyen壟斷供應、產(chǎn)能極度緊缺的階段，百度 福特為了優(yōu)先購買Veldoyen的激光雷達而投資，但現(xiàn)在，激光雷達已是一個充分競爭的市場了，總共有超過100個玩家，有影響力的也達10家左右，幾年之后，產(chǎn)能應該也起來了，“優(yōu)先搭載”的必要性就不存在了吧？

況且，如果你的算法還沒有牛逼到需要搭配很高級的傳感器，那“優(yōu)先搭載”的意義也不大吧？

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