專家觀點

汽車激光雷達市場暗流湧動

隨着新能源汽車普及率不斷提升,ADAS輔助駕駛系統的市場需求量大增。因此,近幾年,激光雷達(LiDAR)的上車數量在高速增長,特別是在中國,電動汽車已經遍布大江南北,越來越多的汽車搭載了激光雷達。 

2023年,全球乘用車載激光雷達出貨量突破50萬個,2024年的出貨量有望達到100萬個。這100萬,對應的是1%左右的市場滲透率,增長空間依然很大。 

自2021年以來,小鵬、蔚來、理想、極狐、智己等車企开始逐步推出搭載激光雷達的車型,單車搭載量在1~4個不等,越來越多的廠商也在計劃讓激光雷達上車。據Yole統計,截至2023年第三季度,已有36家中國車企宣布使用激光雷達,國內約有106款搭載了激光雷達的車型上市,佔全球同期搭載激光雷達新車型總數的90%。 

汽車激光雷達簡析

ADAS可分爲5級,從L1到L5,駕駛自動化程度逐步提高,相應地,各種傳感器的種類和數量也在增加。從前些年行業對ADAS系統的認知來看,L4一定需要激光雷達,而在L3階段,很多公司還是不會用激光雷達,因爲它的成本非常高。 

激光雷達可以生成道路的3D視圖,通過測量光傳播到物體並反射所需要的時間,來提供汽車周圍環境的3D點雲圖,能夠幫助汽車很好地識別周圍環境。盡管ADAS業界對激光雷達仍然存在不同的聲音,但由於其創建周圍環境高清3D點雲圖的能力,通常被認爲是ADAS的核心傳感技術之一。 

激光雷達主要分爲機械式,半固態式,以及固態式。 

激光雷達的發射模塊主要有兩種探測方式:主流的是ToF,新興的是FMCW,發射激光的激光器,主流方案是EEL,新興的是VCSEL。 

市場格局

在全球範圍內,激光雷達行業的主要玩家有美國的Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster,以色列的Innoviz,以及中國的速騰聚創、禾賽科技、圖達通、華爲等。早些年,在產業發展初期,美國等國外公司主導着技術和產品市場,近幾年,隨着中國新能源汽車產業的快速發展,國內激光雷達企業投入大量資源和資金進行研發,逐步實現了技術的追趕,甚至在一定範圍內實現了超越,相關產品的市佔率也在迅速擴張。 

2022年,禾賽以近50%的市場份額連續兩年穩居全球車載激光雷達總營收榜首,其市場份額從2021年的42%擴大至47%。圖達通則依靠蔚來汽車的持續出貨,以15%的市場份額奪得第二名,法雷奧、速騰聚創分別以13%、9%的市場份額位列第三、第四。 

據Yole統計,2023年,全球車載激光雷達市佔率排名前五的廠商中,前三名都是中國企業,分別是禾賽、速騰聚創和圖達通,這三家的市佔率總和達到80%,剩下的20%市場份額則由法雷奧、大疆覽沃、華爲、Cepton、Innoviz等公司瓜分。 

風光的背後是高成本和虧損

目前,汽車激光雷達仍處於發展的中前期,其性能和成本是業界正在努力攻克的難題,特別是成本,目前,每台激光雷達的價格要1000~3000美元,如果算上一些輔助材料,那么車企僅在激光雷達這一項上的花費就高達1萬元,所以,目前市面上使用激光雷達車型的價格大多在30萬元左右。 

在高成本面前,雖然看起來很火爆,各家大廠的產品也賣得火熱,但它們的盈利表現卻不容樂觀。 

以禾賽和速騰聚創這兩家大廠爲例。 

2022年,禾賽營收12.03億元,同比增長66.86%,激光雷達全年累計出貨超過80400個,增幅達到創紀錄的467.5%,他們的營收和交付量超過8家國際同行的總和。但是,禾賽的淨虧損也比前一年擴大22.85%至3.01億元,毛利率也從2019年的70%一路下降至39%。 

2023年第二季度,禾賽營收增長108.5%至4.4億元,交付量的同比增幅高達946.5%,至5.21萬個,淨虧損收窄了37.4%。2023上半年,禾賽的交付量超過了2022全年,但毛利率卻下滑到歷史最低點的29.8%。 

速騰聚創的招股書顯示,2020~2022年,該公司分別銷售出了300、4000、3.69萬個ADAS用激光雷達,相應的營收爲617.5萬元、4008.9萬元、1.60億元。盡管出貨量持續走高,但盈利卻很慘淡,單個激光雷達平均售價從2.05萬元下降至4346元,2020~2022年,該公司的經調整淨虧損分別爲5993萬元、1.08億元、5.63億元。2020年的毛利率爲44.1%,2021年爲42.4%,2022年則下滑到了-7.4%。 

也就是說,速騰聚創採取的是以價換量的策略,中短期寧可虧損,也要保證足夠的出貨量。截至2023年3月,速騰已取得21家整車廠的52款車型的前裝訂單,位居全球第一。 

速騰聚創和禾賽呈現的是這兩年激光雷達制造商以價換量、增收不增利的尷尬局面。 

對於中國車企而言,由於競爭異常激烈,整體經濟情況也不景氣,降低成本就成爲了不二選擇,這種狀況對激光雷達是不友好的。 

2023年,很多車企從以前將高精地圖作爲高級智能駕駛的賣點,逐漸轉向由BEV+Transfomer引領下強調的輕地圖模式。 

爲了解決成本問題,各家公司,特別是相關芯片廠商正在固態激光雷達的三條技術路线上各施所長,都希望將價格拉低到幾百美元,甚至100美元以下。 

國際大廠壓力山大

中國本土激光雷達企業市佔率如此之高,它們的盈利能力依然如此慘淡,市佔率不高的國際大廠的日子就更不好過了。 

雖然沒有多少利潤,但以上提到的幾家中國本土企業仍在擴大出貨量。2024年开年,中國幾家頭部廠商紛紛發出報告,單月、全年交付量再創新高。 

禾賽科技宣布,2023年12月的激光雷達交付數量突破5萬大關,2023全年交付量超越先前22萬個的指引;速騰聚創官宣,2023年12月,激光雷達單月銷量破7萬,2023年第四季度,銷量達到15.1萬個,同比大增545.30%,超過前三季度總和;圖達通宣布,2023年車端激光雷達交付量超15萬個,增長率超100%。 

按這些頭部廠商披露的銷量數據計算,2023全年,中國激光雷達銷量突破了60萬個。 

這樣一來,海外大廠不得不收縮車載激光雷達战线。 

2023年9月,已在激光雷達領域投入研發近3年的博世,突然宣布放棄自研激光雷達。 

Ouster在2023年第二季度的營收超過1900萬美元,同比增長88%,但是,毛利率僅爲1%,而2022年第二季度的毛利爲27%,這主要是因爲Ousterr和Velodyne合並後對公司利潤產生了較大的負面影響,造成當季淨虧損1.23億美元。 

Luminar在2023上半年營收增長3000多萬美元,同比增長83%,但仍然處於虧損狀態,去年第二季度虧損約1.4億美元,虧損同比擴大了49%。爲了扭轉不利局面,Luminar在墨西哥的自動化工廠進行了全面的優化和工藝驗證,力求滿足下遊車企的要求,同時,宣布與TPK合作,在亞洲建立一座工廠。 

5月初,Luminar宣布,將裁員20%。 

Luminar創始人兼CEO Austin Russell 在公开信中表示,盡管公司的技術、產品、工業化和商業化方面的核心業務比以往任何時候都要強大,但Luminar在資本市場面對着前所未有的挑战。迄今爲止,該公司已投資18億美元,建立了從半導體級开始的突破性技術基礎,成功推出了SOP這一標准化技術。但是,當前的業務模式和成本結構已不再適合公司的需要。 

裁員20%是爲了降低成本,作爲重組的一部分,Luminar還會扁平化組織結構,並實現財務靈活性;還尋求部分或全部轉租其設施,以縮減企業規模。 

該公司表示,該計劃將立即實施,到2024年底完成後,每年的運營成本將減少5000萬~6500萬美元。預計在未來5年內,將實現超過4億美元的成本節省。 

純視覺方案的挑战

前些年,業界普遍認爲,在L3及以上級別ADAS系統當中,必須採用激光雷達,否則難以保證系統功能和安全。不過,從最近兩年的發展情況來看,情況似乎有所變化,攪動這一市場的是特斯拉。 

多年來,特斯拉一直不看好激光雷達,堅持採用純視覺方案,從該公司不斷積累的數據,以及不斷迭代的AI功能和性能來看,不用激光雷達也能實現L3及以上級別ADAS是有可能的。這對激光雷達市場和相關企業顯然是利空的,會進一步加劇激光雷達大廠的盈利窘境。 

就目前的車載攝像頭方案來說,主要分爲視覺和多傳感融合。 

視覺方案以攝像頭爲主導,它對算法要求很高,這方面做的最好的是特斯拉,其搭載Autopilot 3.0系統的全系車型都未使用激光雷達,採用了8個攝像頭、1個毫米波雷達和12個超聲波雷達。其中,8個攝像頭包括3個前視、4個側視和1個後視,可在250米半徑內爲汽車提供360度視角。 

多傳感融合方案更強調硬件系統的重要性,對算法要求相對較低。這類方案的傳感器用量不斷提升,智能化程度較高的車型攝像頭用量都在10個以上,CIS分辨率也很高,例如,蔚來ET7使用11個800萬像素高清攝像頭,極氪001使用了14個攝像頭,包括7個800萬像素高清攝像頭。 

馬斯克認爲,純視覺方案有很大優勢。因爲純視覺方案符合人類駕駛靠視覺感知的天性,只要是眼睛(攝像頭)能夠看到的東西,系統就能夠直接識別其中的信息,從而做出准確的判斷,這要比那些由傳感器收集而來的抽象數據更加可靠,再配合上發展成熟的高精地圖,可以實現高水平的ADAS功能。 

即便是檔次較高的攝像頭也不過幾十美元的成本。從這個角度來說,在滿足輔助駕駛功能性的前提下,與激光雷達相比,純視覺方案的成本要香得多。 

當然,純視覺方案也有缺點,比如,單純依靠視覺信息,無法實現更加立體的3D建模,這意味着在感知深度上,純視覺方案難以達到更高水平。對此,特斯拉的應對策略是利用人工智能和更先進的軟件算法去解決問題。 

結語

面對高昂的成本,以及純視覺方案的競爭,激光雷達企業要想在未來有長遠發展,就必須在成本和技術兩方面做更好的優化。 

如何進一步降低成本呢?可以通過優化設計,包括自研激光雷達芯片、SoC整合等,提升系統集成度。 

雖然各家激光雷達廠商的發展路线各有不同,但成本大都集中在收發器、傳感器芯片上,約佔總成本的50%-70%,因此,提高相關模塊的集成度被視爲降低激光雷達成本的首選方案。以發射端芯片爲例,用集成模塊替代分立模塊,材料和調試成本可降低70%以上。 

激光雷達廠商通過自研收發芯片,可以擴展利潤空間。同時,採用模塊化設計,可有效縮短生產校准時間,且工藝簡單,可以實現更高良率,促進規模化生產,從而降低成本。 

來自“半導體產業縱橫”,作者:暢秋

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