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雷達(dá)

激光雷達(dá)成功“破圈”,駛?cè)肓慨a(chǎn)快車道

來源:青桐資本2020-12-29 我要評(píng)論(0 )   

25億美元市場規(guī)模,2家全球頭部上市,國內(nèi)3家明星企業(yè)接連完成新一輪融資,2020年激光雷達(dá)賽道持續(xù)發(fā)力,新技術(shù)、新產(chǎn)品陸續(xù)亮相,創(chuàng)投熱度在理性中回歸。自動(dòng)駕駛、機(jī)...

25億美元市場規(guī)模,2家全球頭部上市,國內(nèi)3家明星企業(yè)接連完成新一輪融資,2020年激光雷達(dá)賽道持續(xù)發(fā)力,新技術(shù)、新產(chǎn)品陸續(xù)亮相,創(chuàng)投熱度在理性中回歸。


自動(dòng)駕駛、機(jī)器人場景的放量應(yīng)用,為激光雷達(dá)注入新一輪活力。2020年新老玩家的同場競技中,激光雷達(dá)行業(yè)主要呈現(xiàn)出哪些特征?技術(shù)上又有什么新趨勢?資本重點(diǎn)考量創(chuàng)業(yè)公司的哪些能力呢?


青桐資本一直關(guān)注技術(shù)領(lǐng)域。本文將從兩部分切入:4大視角直擊2020年激光雷達(dá)行業(yè)的新特征;分析資本對創(chuàng)業(yè)公司的考量重點(diǎn),包括技術(shù)維度的2大新趨勢、量產(chǎn)層面的4大細(xì)分能力。


一 . 激光雷達(dá)市場回暖


激光雷達(dá)作為先進(jìn)探測市場的重要組成部分,行業(yè)發(fā)展與應(yīng)用場景深度綁定,其中,3個(gè)時(shí)間點(diǎn)很關(guān)鍵。2016年,自動(dòng)駕駛火熱,激光雷達(dá)市場一路走俏,受到資本青睞;2018年,自動(dòng)駕駛熱度到達(dá)巔峰后下降,激光雷達(dá)隨之波動(dòng);2020年,疫情下機(jī)器人需求上升,激光雷達(dá)開始回暖,資本趨于理性。


據(jù)MarketsandMarkets數(shù)據(jù),2020年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將近25億美元,2016-2020年均復(fù)合增長率為15%。另據(jù)國聯(lián)證券預(yù)測,2020年國內(nèi)市場規(guī)模將達(dá)10.2億元。

2020年1-11月投融資事件數(shù)量,雖未有上升,共10起,但3家明星企業(yè),禾賽、速騰、鐳神均完成新一輪融資,其中,禾賽科技C輪融資額達(dá)1.73億美元。縱觀2016-2020年,融資事件數(shù)量于2018年達(dá)到峰值,共27起,隨后開始下降。主要受自動(dòng)駕駛商業(yè)化落地周期長,投資更理性的影響。



從資本構(gòu)成看,主要呈2大特點(diǎn):1)行業(yè)發(fā)展早期,自動(dòng)駕駛風(fēng)頭正勁,多是汽車相關(guān)資本布局,清研資本2年間8次出手,北汽2次投資速騰聚創(chuàng)。2)2019年起,美元、頭部人民幣基金增多,市場趨于理性,技術(shù)方案是關(guān)注重點(diǎn),如IDG投資北醒光子、光速中國投資禾賽科技等。



再看二級(jí)市場,2020年2家頭部公司上市,同樣為行業(yè)帶來利好。9月,激光雷達(dá)龍頭公司Velodyne借殼上市;12月,頭部Luminar通過SPAC合并登陸納斯達(dá)克。


激光雷達(dá),即激光探測和測距,主要通過測量激光發(fā)出、收到回波的時(shí)間差,確定目標(biāo)方位、距離、形狀。廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、無人駕駛、移動(dòng)設(shè)備、軍事、3D打印等領(lǐng)域。


激光雷達(dá)玩家群雄逐鹿,據(jù)青桐資本統(tǒng)計(jì),國內(nèi)目前共46家入局。其中不乏速騰、禾賽、鐳神等明星企業(yè),但目前市場集中度不高,有技術(shù)優(yōu)勢的創(chuàng)業(yè)公司依舊有機(jī)會(huì)跑出。那么在這個(gè)理性發(fā)展階段,2020年激光雷達(dá)賽道有何發(fā)展新特征呢?


二 . 2020年行業(yè)4大發(fā)展特征


伴隨著自動(dòng)駕駛行業(yè)信心重振,機(jī)器人場景持續(xù)放量,2020年國內(nèi)激光雷達(dá)市場開始回暖??v觀今年行業(yè)發(fā)展,主要呈現(xiàn)以下4大特征:


  1. 技術(shù)熱點(diǎn):硅光、FMCW、OPA

激光雷達(dá)的技術(shù)路徑眾多,各廠商都在探索不同技術(shù)方案。激光雷達(dá),按照結(jié)構(gòu)不同,如圖所示,分為3種:機(jī)械式激光雷達(dá)、混合固態(tài)激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)。其中,固態(tài)激光雷達(dá)是目前行業(yè)公認(rèn)的發(fā)展方向,具有體積小、成本低的優(yōu)勢。



具體到固態(tài)激光雷達(dá)整體實(shí)現(xiàn)方案,相控陣OPA是近年行業(yè)熱點(diǎn),F(xiàn)MCW與之深度結(jié)合,在遠(yuǎn)距離探測、抗干擾上優(yōu)勢明顯,據(jù)智東西研究,將逐步成為很多廠商在測繪方案上的首選。



芯片技術(shù)路徑上,硅光也是行業(yè)“熱詞”,其主要將光芯片、探測器芯片集成于同一硅基襯底。硅光的價(jià)值之一,在于大幅降低固態(tài)激光雷達(dá)成本。來自松禾資本數(shù)據(jù),若光芯片大小設(shè)計(jì)為600平方毫米,基于硅光的OPA固態(tài)激光雷達(dá),預(yù)計(jì)成本可控制在40美元以內(nèi)。另據(jù)國科光芯數(shù)據(jù),采用硅光可將昂貴的相干探測技術(shù)簡單化,附加成本很低。


2.成本:實(shí)現(xiàn)突破,迎來千元級(jí)產(chǎn)品


成本是激光雷達(dá)最大痛點(diǎn),影響其量產(chǎn)。早在2007年,Velodyne就推出64線機(jī)械式激光雷達(dá),售價(jià)高達(dá)8萬美元,主要因?yàn)闄C(jī)械式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密光學(xué)元件多,成本高昂。


歷經(jīng)13年,激光雷達(dá)技術(shù)、價(jià)格不斷迭代,2020年國內(nèi)迎來千元級(jí)產(chǎn)品。1月,大疆覽沃發(fā)售的Horizon、Tele-15兩款產(chǎn)品,售價(jià)分別僅6499元、8999元。成本的降低,無疑將帶動(dòng)激光雷達(dá)的放量應(yīng)用。


疫情期間,也出現(xiàn)一個(gè)特殊現(xiàn)象,部分激光雷達(dá)價(jià)格上漲,這是由于上游供應(yīng)鏈價(jià)格上漲、供貨周期變長導(dǎo)致。據(jù)鐳神智能官方數(shù)據(jù),因供應(yīng)鏈減產(chǎn),2020年3月其全線激光雷達(dá)產(chǎn)品價(jià)格上調(diào)20%。


3.場景:機(jī)器人領(lǐng)域成新增量


作為一種硬科技,應(yīng)用場景是激光雷達(dá)發(fā)展的重要“堡壘”。激光雷達(dá)的應(yīng)用,涵蓋機(jī)器人、無人駕駛、移動(dòng)設(shè)備、軍事、3D打印等領(lǐng)域。其中,機(jī)器人、自動(dòng)駕駛,是目前最廣泛的應(yīng)用場景。


1)機(jī)器人:疫情下催化激光雷達(dá)“走紅”

機(jī)器人需求爆發(fā),是2020年激光雷達(dá)應(yīng)用場景的一大亮點(diǎn)。那么機(jī)器人為何裝載激光雷達(dá)?以應(yīng)用較早的AGV為例,其主要出于2方面考慮:1)需要避障功能。AGV多采用磁軌導(dǎo)航技術(shù),無法自主避障,激光雷達(dá)可解決該短板。2)導(dǎo)航視覺方案需優(yōu)化。激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃,不用額外安裝反光板,定位精度、路徑柔性高。今年,激光雷達(dá)在工業(yè)領(lǐng)域持續(xù)放量,據(jù)中國移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2020年AGV市場規(guī)模將較上年增長20%。


同時(shí),激光雷達(dá)在C端應(yīng)用場景需求一路走高。其中,掃地機(jī)器人銷量暴增,據(jù)京東數(shù)據(jù),1-9月掃地機(jī)器人銷量同比增長91%??莆炙?、小米、美的、云鯨等激光導(dǎo)航式掃地機(jī),主流都采用EAI激光雷達(dá)方案。在手持終端場景,今年iPhone 12 Pro系列、iPad Pro都配備了激光雷達(dá)掃描儀。


2)自動(dòng)駕駛重振旗鼓,陸續(xù)規(guī)模量產(chǎn)


安全是自動(dòng)駕駛的“第一要義”,作為高級(jí)自動(dòng)駕駛傳感器的主力擔(dān)當(dāng),激光雷達(dá)方案安全性更高,據(jù)ElecFans,可達(dá)99.99999%,攝像頭、毫米波雷達(dá)等傳感器僅保證99%。


自動(dòng)駕駛場景,目前處于回歸理性時(shí)期,多數(shù)在研發(fā)測試階段。據(jù)智能車聯(lián)數(shù)據(jù),截止2020年6月,北京已向13家企業(yè)共77輛自動(dòng)駕駛汽車發(fā)放測試臨時(shí)號(hào)牌。青桐資本與業(yè)內(nèi)創(chuàng)始人、投資人交流認(rèn)為,預(yù)計(jì)未來5年將基本實(shí)現(xiàn)落地。來自摩根大通數(shù)據(jù),2025年中國自動(dòng)駕駛市場規(guī)模預(yù)計(jì)超71億美元,5年間年均增長率將達(dá)33%。


另外,激光雷達(dá)技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域歷經(jīng)了從機(jī)械式到固態(tài)的演進(jìn)。目前,陸續(xù)開啟規(guī)模前裝量產(chǎn),6家乘用車企先后宣布在量產(chǎn)車搭載激光雷達(dá)方案。2018年,奧迪A8搭載法雷奧4線SCALA激光雷達(dá),2020年小鵬稱其2021年新款車型將搭載激光雷達(dá)。



4.玩家:科技巨頭跨界入場,競爭白熱化


激光雷達(dá)玩家,國內(nèi)目前共46家入局。其中,3家明星企業(yè)入局較早,融資進(jìn)入中后期,包括速騰、禾賽、鐳神;另外也有初創(chuàng)公司專注前瞻技術(shù),如北醒、北科天繪、國科光芯等。以采用FMCW技術(shù)的公司為例,目前僅3家,據(jù)公司官方數(shù)據(jù),洛微已初步完成樣品;光勺計(jì)劃今年第4季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這些企業(yè)都屬于激光雷達(dá)領(lǐng)域的“原住民”,其在技術(shù)路徑、掃描方式、探測方式、應(yīng)用場景上的方案詳見下圖。


另外,今年華為、大疆兩大科技巨頭“跨界”入場,也加速了行業(yè)競爭。2020年華為、大疆覽沃先后發(fā)布采用旋轉(zhuǎn)掃描架構(gòu)的混合固態(tài)激光雷達(dá),12月21日,華為正式發(fā)布車規(guī)級(jí)96線中長距激光雷達(dá)。



縱觀國內(nèi)激光雷達(dá)市場,本土企業(yè)在成本上有優(yōu)勢,國外玩家仍面臨“水土不服”的問題。2019年Velodyne宣布退出中國市場,其產(chǎn)品售價(jià)高昂,從3999-70萬美元不等,相對國內(nèi)品牌缺乏價(jià)格優(yōu)勢。


激光雷達(dá)新老玩家“同場競技”,技術(shù)、量產(chǎn)是行業(yè)公認(rèn)的2大競爭力。那么,2020年技術(shù)上主要呈現(xiàn)什么新趨勢?量產(chǎn)上投資機(jī)構(gòu)主要關(guān)注哪些能力呢?


三 . 激光雷達(dá)創(chuàng)投新風(fēng)向


2020年市場趨于理性,資本出手時(shí)重點(diǎn)會(huì)從哪些方面考量?青桐資本與賽道相關(guān)創(chuàng)始人、投資人交流后認(rèn)為,根據(jù)標(biāo)的發(fā)展階段不同,有2大方向:1)初創(chuàng)公司,主要看前沿技術(shù);2)發(fā)展到一定階段的公司,主要看量產(chǎn)。


  1. 初創(chuàng)公司考量點(diǎn):技術(shù)路徑

所謂前沿技術(shù),主要看其在探測距離、探測精度的性能是否提升,能否解決成本痛點(diǎn)。激光雷達(dá)技術(shù)方案眾多,各家都在探索驗(yàn)證階段。其中,硅光、FMCW作為新技術(shù)趨勢,近年受到創(chuàng)投廣泛關(guān)注。


1)硅光:IC到PIC的演進(jìn)


硅光方案,將復(fù)雜的光學(xué)器件,集成在一顆硅光芯片,采用CMOS工藝加工。運(yùn)用該技術(shù)的激光雷達(dá),具有2大優(yōu)勢:體積小、成本低。據(jù)國科光芯數(shù)據(jù),目前技術(shù)可將整個(gè)模組的IC部分也集成在硅光芯片,或分開兩片加工,用Flip Chip、BSI、TSVs等成熟工藝貼合,實(shí)現(xiàn)小型化、成本最小化。


硅光方案的配合,也可解決其它技術(shù)路徑本身的困境。早期OPA發(fā)展中,陣列數(shù)較小,旁瓣、發(fā)散角、掃描角度等問題嚴(yán)重,結(jié)合硅光,陣列數(shù)增加,以上問題可大幅改善。



在激光雷達(dá)領(lǐng)域,硅光尚處于萌發(fā)階段。但其并非新生技術(shù),1985年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出,目前廣泛運(yùn)用于光通信領(lǐng)域。全球在激光雷達(dá)應(yīng)用硅光的玩家較少,國外有Analog Photonics、Voyant Photonics、ScantinelPhotonics等;國內(nèi)僅2家,國科光芯、洛微科技。其中,國科光芯于2019年完成新一代硅基光學(xué)OPA固態(tài)激光雷達(dá)芯片流片;2020年洛微推出基于硅光OPA的200線純固態(tài)成像級(jí)激光雷達(dá)。


材料、工藝、光源集成這3大要素,是目前全球硅光技術(shù)普遍面臨的難點(diǎn)。但國內(nèi)整個(gè)行業(yè)、入局企業(yè)也在逐步攻克這些世界性難題。陸續(xù)打通硅光工藝平臺(tái),各地建設(shè)硅光Fab平臺(tái),如中科院微電子所、中國電科38所等,為硅光激光雷達(dá)量產(chǎn)打好基礎(chǔ)。



2)FMCW:測距技術(shù)的“冉冉新星”


激光雷達(dá)的測距方案,主要有2種:FMCW、ToF。其中,ToF是主流方案;FMCW近年受到創(chuàng)投矚目。其又稱調(diào)頻連續(xù)波,主要通過在掃頻周期內(nèi),發(fā)射頻率變化的連續(xù)波,利用頻率差、多普勒效應(yīng),確定物體位置、測量物體速度。


業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為,F(xiàn)MCW有4大優(yōu)勢:探測距離遠(yuǎn)、靈敏度高、成本低、功耗低。據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院,F(xiàn)MCW的靈敏度超ToF十倍,功耗比其低1000倍。


在激光雷達(dá)具體應(yīng)用上,F(xiàn)MCW目前還處于試水階段。主要因其技術(shù)門檻高,對系統(tǒng)集成、信號(hào)處理算法方面要求嚴(yán)格。全球采用該技術(shù)的玩家不多,自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有Analog Photonics,消費(fèi)領(lǐng)域AEVA、Point Cloud等公司入局。國內(nèi)現(xiàn)在也僅3家,分別為國科光芯、洛微科技、光勺科技。


技術(shù)的前沿,使FMCW創(chuàng)業(yè)公司獲得全球巨頭青睞。2018年寶馬、豐田投資Blackmore,2019年光學(xué)巨頭蔡司獨(dú)家投資Bridger Photonics。


2.一定階段企業(yè)考量點(diǎn):量產(chǎn)能力


激光雷達(dá)賽道百家爭鳴,產(chǎn)品譜系日益豐富。量產(chǎn),成為投資機(jī)構(gòu)對發(fā)展到一定階段企業(yè)的考量重點(diǎn),主要可細(xì)分為4個(gè)維度:


第一,應(yīng)用場景能否起量。據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),L3以上自動(dòng)駕駛方案必備激光雷達(dá),按整車裝配2-4個(gè),單車成本800-1600元,市場滲透率20%估算,國內(nèi)激光雷達(dá)市場規(guī)模將超150億元。


第二,價(jià)格、產(chǎn)能能否支持規(guī)?;_@要求產(chǎn)品內(nèi)部模塊在設(shè)計(jì)時(shí),需考慮適應(yīng)量產(chǎn)的模塊,減少人工介入環(huán)節(jié),并在后期大批量生產(chǎn)的供應(yīng)鏈上,做好儲(chǔ)備。


第三,能否通過車規(guī)級(jí)測試。激光雷達(dá)產(chǎn)品達(dá)到車規(guī)級(jí),需通過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,進(jìn)行車規(guī)振動(dòng)、沖擊、溫度循環(huán)等試驗(yàn)。目前,國外僅法雷奧SCALA是唯一量產(chǎn)的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá);2020年11月,鐳神智能CH32混合固態(tài)激光雷達(dá),在國內(nèi)率先通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證。



第四,有綁定的大客戶。激光雷達(dá)產(chǎn)品性能,離不開客戶需求,大車廠在性能、價(jià)格、車規(guī)、可靠性、質(zhì)量等層面都有明確指標(biāo),可使激光雷達(dá)研發(fā)企業(yè)少走彎路,并有持續(xù)訂單。


四 . 總結(jié)


2020年,隨著掃地機(jī)器人持續(xù)起量,激光雷達(dá)逐漸從自動(dòng)駕駛的“神壇“,走向更大眾化應(yīng)用場景,需求快速攀升;同時(shí),部分車型自動(dòng)駕駛方案落地,也為該賽道帶來進(jìn)一步利好。據(jù)Velodyne,到2022年其市場規(guī)模將超120億美元。


歷經(jīng)13年發(fā)展,激光雷達(dá)賽道加速洗牌。眾多留存玩家中,既有在行業(yè)“摸爬滾打”多年的實(shí)力玩家,也不乏具備前沿技術(shù)優(yōu)勢的初創(chuàng)公司、“來勢洶洶”的科技巨頭。

激光雷達(dá)技術(shù)路線百家爭鳴,目前尚未有明確的技術(shù)方案勝出。我們注意到,傳統(tǒng)機(jī)械式、半固態(tài)激光雷達(dá),在成本、三維點(diǎn)云技術(shù)等方面遇到瓶頸;全固態(tài)激光雷達(dá),在消費(fèi)級(jí)、車規(guī)級(jí)場景持續(xù)推進(jìn),但也面臨著分立式、集成式2種技術(shù)路徑的思考。


從整體行業(yè)發(fā)展趨勢來看,主要有2大亮點(diǎn):第一,采用OPA、相干探測的技術(shù)方案,正逐步被客戶認(rèn)可,并獲得資本關(guān)注。這2種技術(shù)并非新概念,2020年其技術(shù)突破取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。第二,硅光CMOS技術(shù),目前海內(nèi)外多家廠商正積極研究、突破。硅光現(xiàn)階段向光傳感場景延伸,除了考驗(yàn)廠商在光子集成技術(shù)方面的積累,更注重對材料體系、集成工藝、流片工藝、封裝工藝等全流程的把控能力。作為芯片級(jí)的集成方案,硅光在未來超低成本、超高可靠性的全固態(tài)激光雷達(dá)方案中,也將占據(jù)重要環(huán)節(jié)。


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