聚焦两会|卡脖子技术之“激光雷达”：中国企业实现从追赶到局部反超

2021年全国两会于3月4日正式拉开帷幕，如何化解科技领域的“卡脖子”难题，将成为全国两会代表委员关注的话题之一。

《科技日报》曾在2018年梳理过总共35项“卡脖子”技术，其中“激光雷达”与半导体核心设备“光刻机”、芯片、核心算法等共同出现在这份名单之中，位列第10项。


            应用：场景多样，从“天上”到“地面”           

激光雷达的应用场景较多。就在近日，全国政协委员、国家卫星气象中心卫星气象研究所所长、国家大气环境监测卫星工程应用系统副总师张兴赢在接受采访时透露，我国将在今年7月发射全球首颗主动激光雷达二氧化碳探测卫星。

上述激光雷达的作用主要用于气体检测。张兴赢称，这颗大气环境监测卫星最大的特点是搭载主动激光雷达载荷，从天上往下发射一束激光雷达，可以获取全球大气二氧化碳、云和气溶胶的垂直分布信息。

此外，激光雷达还可用于测绘。据了解，1971年阿波罗15号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。在2020年全国两会期间，全国政协委员、成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室常务副主任许强呼吁：尽快在我国推动实施“激光雷达计划”，加强地质灾害防治。

与上述应用场景相比，目前激光雷达更大、更具前景的应用领域则是无人驾驶。


             技术：多路线，各有各的覆盖产品              

值得注意的是，无人驾驶市场对激光雷达需求的技术路线不尽相同。

激光雷达按照技术架构划分可分为：机械式、半固态式以及固态式。机械式指在垂直方向上排布多束激光器、通过电机带动光电结构360度旋转，其特点在于具有高分辨率、高测距等，“机械式是过去几年市场比较成熟的技术，这个市场的主要收入也都来自于机械式”，一位业内人士表示。

总体来看，后期随着系统通道数目、集成度提高及规模化生产，行业ASP显著降低。
 

记者了解到，由于当前行业尚没有“完美”的方案，因此主机厂需进行取舍，由此也有厂商选择研发用于以转镜或者振镜为扫描原理的半固态激光雷达产品。

 

中金公司在其发布的研报中认为，转镜方案是当前最接近同时满足：1，可过ISO26262安全认证并过车规；2，成本可控；3，性能满足需求门槛；4，可批量稳定供货，这四大条件方案。

 

据了解，国内厂商中，华为、大疆亦依托转镜方案推出各自的产品，并将在北极狐、小鹏等搭载。而禾赛科技也有在半固态方案进行布局，公司2019年1月推出的PandarGT ，
即是应用于高级辅助驾驶的半固态式激光雷达。

 

而固态式激光雷达是指无任何机械运动部件的激光雷达类型，虽然该技术方案被部分业界专家认为是激光雷达最终的主流形态。但目前技术尚不成熟，“固态式不会是一两年内就会成熟的产品，并且固态式成熟后，半固态或机械式也不会被淘汰，这几个路线各有各的覆盖范围和特性”，上述业内人士认为。
 

              趋势：芯片化，布局竞争正式开启                 

自激光雷达产业诞生以来，就呈现出技术水平高的特点：从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达，再到多线扫描激光雷达、固态式激光雷达等。而目前行业正在经历芯片化的发展趋势。

记者了解到，基于飞行时间（ToF）测距是激光雷达当前技术的主流，大部分ToF激光雷达产品采用分立器件，但分立器件存在零部件多、生产成本高、可靠性低等问题。而芯片化架构的激光雷达可将数百个分立器件集成于一颗芯片，实现收发单元阵列化、核心模块芯片化，即SoC。此架构的优势在于：降低物料、人力安装成本、提升可靠性。

总体来看，国金证券在研报中指出，目前，激光雷达市场还处于百花齐放的阶段，技术路线繁多，即将迎来规模放量。激光雷达厂商需要各领域业务共同推进，在布局创新技术及上游核心器件的同时，需要加快推进芯片架构研究及工厂规模化生产，与车企积极接洽，提供创新型、定制化、高性价比的产品。