『第二十九屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』專題報道

——車載激光雷達技術及應用進展

從2017年到2019年，由麥姆斯咨詢主辦的『“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』已經舉辦了三年，我們與產業(yè)界人士共同見證了激光雷達的不同發(fā)展階段。在經過2019年全球汽車產業(yè)“寒冬季”、2020年新冠病毒的沖擊，今年的激光雷達產業(yè)何去何從？是進入穩(wěn)步爬升的光明期，還是受困于低迷的汽車市場和嚴苛的車規(guī)要求？2020年9月10日，麥姆斯咨詢邀請全球知名激光雷達技術廠商Ouster、LeddarTech、Innoviz、國科光芯、飛芯電子、北醒光子、鐳神智能、速騰聚創(chuàng)、一徑科技、禾賽科技，共同探討激光雷達行業(yè)動態(tài)和技術趨勢！

『第二十九屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』會場人氣十足

1．主持人開場報告：濱松《車載激光雷達芯片的進階之路》

濱松高級市場推進工程師張杰先生分析濱松車載激光雷達芯片的進階之路

本場主持人濱松高級市場推進工程師張杰先生進行了題為《車載激光雷達芯片的進階之路》的開場報告。張杰先生從“自動駕駛用激光雷達的落地路徑、落地過程中的問題、濱松產品升級方向”三個方面，向在場觀眾宏觀分析了中國自動駕駛激光雷達產業(yè)的機遇。張杰先生表示，從2018年到2020年，激光雷達產業(yè)從“建團隊、作新品、拉資本、搶聲量”的“強攻開拓”階段，到2019年“產品性能迭代、應用端口試煉、積累批量經驗、尋找差別優(yōu)勢”的“應用落地”階段，到2020年升級為“供應鏈協(xié)作磨合、批量生產摸索、向高可靠性升級、高效成本壓縮”的“邁向高可靠性量產”階段！

2020年激光雷達產業(yè)進入邁向“高可靠性量產”階段

為此，濱松公司一直堅持“高性能、高可靠性、能量產”三個著力方向，在2020年取得了不少可喜的進展：（1）半導體2號工廠將于2020年10月1日投入光電半導體器件的量產準備，化合物半導體工廠已經投入使用；（2）2021年預計取得車載激光雷達用傳感器產品線認證（PIN PD、APD和MPPC等），在滿足可靠、可批量生產前提下繼續(xù)追求產品的卓越性能。

濱松已通過AEC認證的車載激光雷達用傳感器產品舉例

2．飛芯電子《關于iToF與dToF的討論》

飛芯電子首席執(zhí)行官雷述宇先生從技術角度深入分析iToF和dToF的優(yōu)劣勢

飛芯電子專注于車載固態(tài)激光雷達系統(tǒng)及其核心芯片、消費電子用3D傳感器及其核心芯片的設計、研發(fā)與生產，致力于為用戶提供以3D ToF接收陣列芯片為核心的一體化解決方案。在簡單回顧了ToF技術在市場應用的發(fā)展歷程后，雷述宇先生向在場觀眾分享了對Flash激光雷達的看法：（1）激光雷達具有測距和成像兩種功能，其中就成像要求來講，系統(tǒng)應該做到最簡單，可靠性才能做到最高，那么Flash成像原理則是最佳選擇；（2）激光雷達要求探測距離大于200米，F(xiàn)lash激光雷達常常因回波信號弱而被業(yè)界質疑，但問題本質并不在于此，信噪比和動態(tài)范圍（受同類設備間干擾、環(huán)境光、近處物體反射光干擾等影響）才是最關鍵的因素，而這些問題可以從技術方面進行解決。

接下來，雷述宇先生重點講解了飛芯電子對iToF和dToF技術及其應用場景的深刻理解。他分別從工作原理、分辨率、測距距離、距離分辨率、空間分辨率、抗背景光能力、抗干擾能力、多路徑/串擾問題、發(fā)射光平均功率、總功耗、平均每個像素數(shù)據(jù)帶寬、片內數(shù)據(jù)壓力、算法矯正壓力、多傳感器融合難度等多個方面對iToF和dToF技術進行了比較分析。雷述宇先生分析了車載激光雷達對光電探測器要求的特殊性：激光雷達要求探測距離大于200米，因此對同類設備的抗干擾能力大大高于消費類激光雷達。最后，他總結道：技術不分優(yōu)劣，每一種不同的技術都在不同的領域有不同的空間，只需要揚長避短的用好用對！

iToF和dToF工作原理對比

而談到飛芯電子的選擇和布局，雷述宇先生介紹飛芯電子同時研發(fā)了iToF和dToF兩種技術的光電傳感器，并同時布局消費電子領域、車載領域、智能安防領域和工業(yè)自動化領域等3D ToF熱門應用。

飛芯電子iToF傳感器產品系列

3．Ouster《數(shù)字激光雷達的現(xiàn)在與未來》

Ouster業(yè)務發(fā)展總監(jiān)劉志剛先生分析SPAD為數(shù)字激光雷達帶來的意義

劉志剛先生以計算機行業(yè)為例，闡述了數(shù)字化是人類技術發(fā)展的必然趨勢。Ouster則是致力于將激光雷達數(shù)字化的先驅，于2015年開始研究用VCSEL為光源、SPAD為光電探測器的激光雷達方案，并于2018年推出第一代產品，產品一發(fā)布就在市場引起了極大的轟動。

劉志剛先生向在場觀眾介紹了Ouster數(shù)字激光雷達架構：2顆定制化芯片（VCSEL和SPAD）、2枚光學透鏡和1個旋轉平臺，可以視其為一種特殊的Flash激光雷達。

SPAD是激光雷達數(shù)字化的基礎

劉志剛先生進一步分析了Ouster數(shù)字激光雷達的優(yōu)勢：（1）數(shù)字激光雷達內部只有激光發(fā)射與激光接收兩顆芯片，大大提高了性能，降低了價格；（2）數(shù)字激光雷達輸出結構化數(shù)據(jù)，確保高分辨率，且每18個月分辨率將提升一倍，而不會引起成本、體積、重量、功耗的任何變化；（3）基于其獨有的系統(tǒng)結構，數(shù)字激光雷達擁有更高的穩(wěn)定性，帶給用戶更大的成本優(yōu)勢；（4）2D與3D數(shù)據(jù)的完美對應，大大提高了機器學習的效率，減少了數(shù)據(jù)標注的時間。

數(shù)字激光雷達輸出：結構化數(shù)據(jù)確保高分辨率

4．北醒光子《激光雷達@2020秋》

北醒光子首席執(zhí)行官李遠先生介紹新款激光雷達Horn-X2優(yōu)勢

“通往量產，前裝上車”是激光雷達企業(yè)對外宣傳的亮點，也是激光雷達企業(yè)的內部目標。而激光雷達產品“通往量產，前裝上車”的路徑，李遠先生分析有以下方式：（1）十年磨一劍：悶聲憋大招；（2）天下文章一大抄：先模仿國外主流產品，然后再自主化。而北醒光子另辟蹊徑，兼顧了“生存+創(chuàng)新”的需要，先把測距系統(tǒng)做成產品，然后量產，打磨技術和工藝，通過各種認證，最終上車。TF系列（測距模組）、CE30（測距測角模組）、Horn-X2（高性能測距測角模組）則演繹了北醒光子產品的演進路徑。

北醒光子對第一代測距模組TF系列的精心打磨

李遠先生為大家?guī)砹吮毙压庾拥暮孟ⅲ?020年9月3日，北醒光子正式發(fā)布其激光雷達（LiDAR）測距模組已用于乘用車量產項目?；谠跍y距模組商業(yè)化中獲得的工藝積累和質量安全校驗，北醒光子將帶來高性能長距3D激光雷達——角龍：Horn-X2。李遠先生在會上向觀眾展示了Horn-X2的探測距離、垂直視場角、幀率、分辨率的測試效果，并表示可根據(jù)客戶需求進行快速定制。最后，李遠先生表達了對供應商的感謝：全供應鏈協(xié)作才是激光雷達企業(yè)的制勝王道！

北醒光子Horn-X2產品系列展示

5．LeddarTech《Flash激光雷達和全環(huán)境前融合感知解決方案》

LeddarTech客戶經理程紅雨先生介紹公司產品組合

程紅雨先生從三個方面介紹了LeddarTech的Flash激光雷達和全環(huán)境前融合感知解決方案：（1）傳統(tǒng)Flash激光雷達技術發(fā)展路徑；（2）LeddarTech提供的完整解決方案；（3）LeddarTech前融合感知方案。

談及Flash激光雷達與傳統(tǒng)的機械式激光雷達的差異，程紅雨先生做了詳細的分析：（1）傳統(tǒng)的機械式激光雷達輸出為點云，而Flash激光雷達在水平方向的輸出無任何空隙（在垂直方向也可以實現(xiàn)），因此Flash激光雷達可實現(xiàn)水平全覆蓋、垂直覆蓋率65%，相比之下16線機械式激光雷達的視場角覆蓋率僅3.4%；（2）Flash激光雷達具有對極近物體的檢測能力；（3）Flash激光雷達是純固態(tài)技術，更容易通過車規(guī)認證；（4）Flash激光雷達具有超長MTBF（平均無故障工作時間），可減少客戶運營期間維護成本；（5）Flash激光雷達的輸出數(shù)據(jù)量少，降低了后端CPU算力要求。LeddarTech采用了混合方式的解決方案，比如在Flash激光雷達方案上再增加1D MEMS微鏡來擴大視場角。

LeddarTech打造的汽車和移動出行激光雷達完整生態(tài)鏈

今年7月，LeddarTech收購以色列VayaVision，旨在為客戶提供前融合感知方案。程紅雨先生結合多個實測案例，給出了前融合感知的優(yōu)勢：前融合降低了整個感知架構的復雜度和系統(tǒng)延遲，對于算力、功耗和實時性有著很高要求的行車場景有著重大意義。因此，LeddarTech已經是一家既能提供激光雷達芯片，又能提供感知算法的完整激光雷達解決方案的企業(yè)。

LeddarTech前融合感知方案

6．國科光芯《重新認識硅基相控陣激光雷達》

國科光芯董事長劉敬偉先生為觀眾解釋大眾對OPA技術的認識誤區(qū)

光學相控陣（OPA）技術一直受到激光雷達產業(yè)的關注，但一些不科學的報道導致了業(yè)界對其并不真正了解，甚至存在許多理解誤區(qū)。國科光芯董事長劉敬偉先生在簡單介紹OPA技術發(fā)展歷史后，為大家剖析了硅光OPA技術的本質。劉敬偉先生引用美國ANALOG PHOTONICS公司2019年最新發(fā)布的一篇論文，向在場觀眾揭示了其中的關鍵技術：lens-free（無透鏡），即將耦合、發(fā)射、準直、掃描、接收、光學濾波、探測、對準等功能集成到一顆硅光芯片，也就是一顆光子集成電路（PIC）。其中，外部光源經耦合后，由相位掃描陣列（Optical distribution network and phase shifters）對光源進行掃描；光學孔徑（Aperture）則起到了準直器和接收器的作用，并保證與發(fā)射光源相位的完全對準。相比于傳統(tǒng)的激光雷達結構，基于硅光芯片的激光雷達真正做到了小型化、固態(tài)化和數(shù)字化。因此，劉敬偉先生認為OPA只是激光雷達的掃描技術，國科光芯希望實現(xiàn)的是PIC激光雷達，實現(xiàn)低成本（不高于500元人民幣）、工藝簡單的激光雷達！

硅光芯片的本質：無透鏡

最后，針對大眾對OPA技術的認識誤區(qū)，劉敬偉先生一一做了詳細分析。首先，OPA芯片不僅僅是一顆掃描芯片，也不限于用于固態(tài)激光雷達；除了車載應用，還可以用于在消費電子、安防、工業(yè)/服務機器人等領域；OPA技術可以用于ToF激光雷達和FMCW激光雷達。其次，硅基OPA技術并不只適用1550 nm激光光源，而是覆蓋從400 nm到2000 nm的光源。最后，針對業(yè)界對OPA技術所詬病的“OPA技術測量距離不夠，柵瓣、旁瓣問題嚴重”，國科光芯已經實現(xiàn)平均線性輸出光功率達瓦（W）級，耦合損耗小于0.5 dB，傳輸損耗小于0.1 dB/cm。

硅光OPA激光雷達優(yōu)勢

最后，劉敬偉先生分享了國科光芯的未來方向：（1）光源與硅光芯片集成，即將光纖或激光器芯片耦合，國科光芯自主研發(fā)窄線寬、快速可調、寬光譜激光器芯片已投片；（2）實現(xiàn)國內陣列最大、功能最完整的硅光芯片，目前商用CMOS工藝已經投片。

7．圓桌會議：國內外激光雷達企業(yè)思想激蕩

本場研討會的圓桌會議邀請到了國內外知名激光雷達企業(yè)，如加拿大LeddarTech、以色列Innoviz，以及中國禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、鐳神智能和一徑科技共同參與。LeddarTech客戶經理程紅雨、一徑科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼產品副總裁李云翔、鐳神智能副總經理馮洪亮、速騰聚創(chuàng)合伙人兼研發(fā)副總裁篠原磊磊、Innoviz中國區(qū)總經理蘇淑萍和禾賽科技高級商務拓展總監(jiān)盧煒等企業(yè)家的思想激蕩，贏得了在場觀眾的陣陣掌聲！

六家國內外知名激光雷達企業(yè)暢談對激光雷達產業(yè)的理解

話題一：這一年來對激光雷達行業(yè)最深刻的感受是什么？

禾賽科技盧煒先生：“務實”是對這一年來對激光雷達行業(yè)最深刻的感受。業(yè)內對L4級自動駕駛汽車商業(yè)化時間點推后，對L4級自動駕駛汽車市場規(guī)模的預測也趨于理性，這是因為大家對L4級自動駕駛技術的難度有了更為清醒的認識。客戶對激光雷達的關注點也由過去的不計成本、只追求高性能的態(tài)度逐漸轉變?yōu)闈M足車規(guī)級要求、量產成本等。

Innoviz蘇淑萍女士：“一年里，全球激光雷達產業(yè)格局發(fā)生了變化”是對這一年來激光雷達行業(yè)最深刻的感受。中國的一些激光雷達企業(yè)已經脫穎而出（坐在我左右兩家企業(yè)：速騰聚創(chuàng)、禾賽科技），這令大家非常開心！

速騰聚創(chuàng)篠原磊磊先生：“最近半年里，汽車OEM廠商對采用激光雷達的態(tài)度變得更為堅定”是對這一年來激光雷達行業(yè)最深刻的感受。2017年，當奧迪發(fā)布全球首款搭載激光雷達的量產汽車A8時，引發(fā)了汽車OEM廠商對是否采用激光雷達實現(xiàn)自動駕駛的思考；而2019年，以特斯拉CEO馬斯克為代表的“激光雷達無用論”派別，再次引發(fā)了業(yè)界對是否需要激光雷達的爭論。但最近半年，隨著特斯拉汽車事故的頻發(fā)，大家的認知加深，業(yè)內對采用激光雷達的態(tài)度已經明確，而且汽車OEM廠商能明確地提出對激光雷達性能的要求并清楚如何將其集成到整車上。整個激光雷達行業(yè)已經趨于成熟，對量產指標要求也更為清晰。

鐳神智能馮洪亮先生：“激光雷達用于自動駕駛車輛是必然方向”是對這一年來激光雷達行業(yè)最深刻的感受。我們已經在為激光雷達產品性能、成本達到汽車前裝要求方面做了很多努力。

一徑科技李云翔先生：“前裝量產、MEMS激光雷達滲透率增加、國內自動駕駛步伐加快”是對這一年來激光雷達行業(yè)感受的幾個關鍵詞。首先，越來越多的客戶有明晰的前裝量產計劃，對激光雷達的要求從過去純粹的性能要求逐漸過渡到安裝于整車的細節(jié)要求（性能、可靠性、與整車的設計融合、車路協(xié)同等）。第二，從今年年初開始，MEMS激光雷達開始逐漸滲透，客戶對MEMS激光雷達可靠性、點云質量、感知算法的認識不斷加深。第三是國內自動駕駛步伐加快，今年下半年已經看到乘用車對激光雷達的部署、需求，落地時間點也越來越清晰。

LeddarTech程紅雨先生：“從信心滿滿，到迷茫，再到堅定信念”是我從事激光雷達行業(yè)一年多的心路歷程。特別是今年看到“華為萬人研發(fā)激光雷達”（注：其實并沒有萬人，系媒體誤解報道）的新聞后，我對這個行業(yè)更是充滿了信心！目前，激光雷達產業(yè)處于“百家爭鳴”的階段。目前，激光雷達產業(yè)還未爆發(fā)，在創(chuàng)造價值的階段，激光雷達生態(tài)鏈需要互相借鑒、合作、競爭，推動技術不斷迭代、協(xié)同演進。目標是一起將激光雷達產業(yè)的蛋糕做大！

話題二：國外激光雷達廠商對中國激光雷達市場和國外（主要指歐美地區(qū)）激光雷達市場需求和發(fā)展趨勢異同的看法。

Innoviz蘇淑萍女士：總體來講，中國激光雷達市場與國外激光雷達市場是趨同的。不過，中國客戶對價格更為敏感，而且中國激光雷達市場競爭目前是最激烈。

LeddarTech程紅雨先生：新冠疫情發(fā)生后，國外企業(yè)的發(fā)展速度可能會慢下來，而在中國卻出現(xiàn)了一些新的需求，這被中國激光雷達企業(yè)敏捷地捕捉到。因此，今年中國激光雷達企業(yè)發(fā)展速度非常迅速。當然，中國客戶確實對價格更為敏感。但Flash激光雷達已經在中國奠定了客戶基礎，這有利于LeddarTech中國地區(qū)的業(yè)務發(fā)展。

話題三：MEMS激光雷達至今未落地于量產車輛，其中的緣由有什么？

禾賽科技盧煒先生：MEMS激光雷達采用MEMS微振鏡作為光束操縱元件，受其光學口徑的限制，如果采用905nm激光則無法滿足遠距離測距的要求。因此，禾賽科技發(fā)布的MEMS激光雷達PandarGT 3.0選擇是1550nm光纖激光器，但集成度和滿足車規(guī)級尺寸要求方面還有許多挑戰(zhàn)。

Innoviz蘇淑萍女士：一方面是激光雷達技術的成熟度還不夠（不僅僅是MEMS激光雷達，機械式激光雷達也有同樣的問題），無法滿足車規(guī)級要求。另一方面，因為激光雷達的供應鏈也不成熟，導致元器件價格偏高，激光雷達成本難以下降，與OEM廠商對激光雷達價格要求還存在差距。

速騰聚創(chuàng)篠原磊磊先生：MEMS激光雷達在車載應用方面確實還不成熟。對于汽車來講，激光雷達是融合了最多高新技術（如光學、機械、電子、人工智能……）的新產品，因此從實驗室走向車載應用需要很多測試、驗證、改進。速騰聚創(chuàng)的MEMS激光雷達歷經三四年的開發(fā)調試，目前還不能完全滿足車規(guī)級要求，但很快會有實質性的進步。

鐳神智能馮洪亮先生：MEMS激光雷達用于汽車，還處于不斷磨合、不斷提高性能的過程，包括溫度適應性、震動可靠性等方面的要求。

一徑科技李云翔先生：我們的MEMS激光雷達技術有潛力滿足客戶的車規(guī)級要求，因此一徑科技正在與客戶一起以車規(guī)級要求為出發(fā)點，為客戶正向開發(fā)激光雷達產品。2019年，很多客戶對MEMS激光雷達的認識還不足，但今年大部分客戶已經認識并認可了MEMS激光雷達。

接下來，各位企業(yè)代表分別就企業(yè)的最新進展、未來規(guī)劃等方面與在場觀眾進行了分享。圓桌會議環(huán)節(jié)向大家傳遞了國內外知名激光雷達企業(yè)家的最新理解，相信在場觀眾都會能從中捕捉到激光雷達產業(yè)的最新動態(tài)！

圓桌會議：傾心分享的嘉賓，認真感悟的觀眾

結束語

如果說2019年激光雷達產業(yè)環(huán)境“有點冷”，那么2020年激光雷達產業(yè)已經感受到了春天的氣息。隨著激光雷達被賦予過高的期望期、泡沫化底谷期成為過去時，目前業(yè)界對激光雷達的認識已經非常理性而明確，整個激光雷達產業(yè)鏈企業(yè)也更加務實。2021年，期待如本場研討會上演講嘉賓的分享，國內外激光雷達企業(yè)將推出更多的車規(guī)級量產產品。屆時，讓我們再次相聚深圳，關注自動駕駛賽道上各家激光雷達企業(yè)的進程！