车载光学激光雷达从机械式到半固态的演进,专利更替是标记行业拐点的量化标尺。技术路线的收敛不仅体现在车企搭载方案的集中上,更体现在头部厂商围绕半固态MEMS路线的专利积累上——以速腾聚创(Robosense)为代表的厂商,其专利布局直接反映了这一关键拐点的到来。
技术路线演进:从机械式到半固态的必然
激光雷达的产品形态经历了清晰的代际划分:机械式激光雷达可称作LiDAR 1.0时代,这一阶段的产品有着高昂的零部件成本和过大的体积,难以通过车规验证以及量产。半固态激光雷达则进入LiDAR 2.0时代,这种形态的雷达舍弃旋转的机械部件,从而大幅降低雷达整机成本。固态激光雷达被视为LiDAR 3.0时代,但距离真正符合车规级要求,在稳定性、发热、技术突破、制造能力降本等方面仍有很长的路要走。
半固态之所以能够胜出,是因为它是当下成本和效益结合最好的方案。所谓半固态,就是系统主体不动,只有扫描模块在转动,这既避免了机械式结构件的磨损问题,又可以解决固态“发热过高、探测距离不足、以及容易被恶劣天气影响”等短板。在主流半固态中又分出了微振镜式(MEMS)和转镜式两种路线:MEMS结构简单、成本更低,但工艺相对不够稳定;转镜式成本较高,因为想要提高光束就得堆叠器件。
专利更替:行业拐点的量化标尺
技术路线的确定性直接反映在产业集中度上。根据盖世汽车的研报,车载激光雷达整机市场集中度较高,国内主要是速腾聚创(Robosense)、图达通(Innovusion)、禾赛以及华为四家企业,海外则是法雷奥(Valeo)和Luminar。而集中度高的主要原因,就是技术路线已经比较清晰——半固态(MEMS)成为主流,老牌机械式厂商以及押注固态的厂商因此在逐渐掉队。
专利数量是观察这一拐点的直观指标。根据标普全球(S&P Global)的研报数据,速腾聚创拥有602项专利,在已知OEM品牌合作合同数上达到18个,位居行业前列。与之对比,同处第一梯队的禾赛拥有231项专利,Luminar拥有253项。专利布局的密度与广度,标记了半固态MEMS路线成为行业主航道的关键节点,也是判断厂商技术护城河的重要标尺。
常见问题
为什么半固态MEMS能成为主流技术路线?
因为半固态是当下成本和效益结合最好的方案。它既避免了机械式激光雷达零部件成本高昂、体积过大、难以通过车规量产的问题,又解决了固态激光雷达发热过高、探测距离不足、易受恶劣天气影响的毛病,因此在车企量产车型中成为主流选择。
专利数量能说明什么?
专利是技术路线投入的量化体现。以速腾聚创为例,其602项专利覆盖了半固态MEMS路线的核心技术布局,配合其18个已知OEM品牌合作合同数,反映出该路线已获得主流车企的规模化认可。专利更替的速度与方向,可以作为观察行业技术拐点是否到来的标尺。
半固态激光雷达有什么局限?
半固态由于只有扫描模块可以转动,无法实现360°覆盖车辆周边。因此车企若想获得更大程度的安全冗余,需要搭载多个半固态雷达,或者依靠其他雷达及视觉方案进行补充。目前国内头部厂商禾赛和速腾聚创都已发布了用于补盲的Flash方案产品,以满足四方向感知冗余的需求。