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于無聲處聽驚雷。
近日，純固態激光雷達公司芯探科技CEO金豐向新智駕透露，芯探科技的純固態Flash補盲激光雷達，售價已下探到100美金左右。
猶如最激烈的戰爭，長久以來，高昂的價格始終是阻礙激光雷達大規模上車的頭號勁敵。
在2015年以前，國外廠商出售的激光雷達售價一度高達 8萬美元，成為各Robotaxi玩家咬牙滴血又不得不買單的零部件。
從8萬到100美元——說是激光雷達來到上車的價格里程碑，并不為過。
近10年過去，即使前向ADAS激光雷達的ASP已經從上萬元下探至幾千元，但對于追求成本極致壓縮的車企來說，還是難以接受讓其在30萬元以下的主流車型量產。
降本、保交付、提高可靠性......成為了當下各車載激光雷達公司的重點目標。
而從機械式到半固態再到如今的純固態，激光雷達技術路線已迭代至3.0上車時代。
相比于前兩代，純固態激光雷達集成度更高，沒有任何的移動部件，技術成熟后有著更低的成本和更易過車規、可靠性更高的優勢，因此投入到這條技術路線的國內外廠商并不少。
Flash激光雷達系統組件構成不算復雜，但如何做到性能和成本的最優化平衡，其中有很多壁壘頗高的Know-how。
芯探科技成立時間僅一年左右，是如何將價格打到100美元以下的？
新智駕對這系列產品進行了獨家拆解。
一般而言，一款硬科技產品的總成本結構主要包括物料成本、制造成本、運維費用。
我們先來看看關鍵的物料BOM成本。
作為核心功能是測距的傳感器，芯探科技走的是Flash技術路線。
Flash的概念最早從手電筒的閃光式叫法沿襲過來，從原理上來看，Flash 激光雷達通過在短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光，再以高度靈敏的接收器，來完成對環境周圍距離圖像的繪制。
相比于機械式激光雷達、半固態激光雷達，純固態激光雷達沒有任何類似MEMS、轉鏡、棱鏡等活動掃描部件，整體架構僅由光源（激光發射模組及驅動）、鏡頭、探測器、主控器這四大核心部件構成。
芯探科技“創新式”Flash系統架構
在發射端，芯探科技和Lumentum深度戰略合作，采用車規級多節VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面發射激光器）芯片。
目前業內不少Flash激光雷達玩家都采用VCSEL作為Flash激光雷達的發射光源，這種發射器因在2017年被蘋果用在iPhone X Face ID模塊中而實現大規模商業化應用，Lumentum、II-VI等是頭部供應商。
其中Lumentum是蘋果iPhone系列手機的VCSEL供應商，并且是業界第一個符合 AEC-Q102 標準的VCSEL供應商。
在車載方面，Lumentum也是禾賽等車載激光雷達廠商的供應商，規模化出貨使得其VCSEL成本不斷下探，售價往往只需小幾美金。
不同的是，禾賽的FT120、速騰的E1要搭載16顆可尋址VCSEL，而芯探科技M系列Flash激光雷達則只要8顆VCSEL即可達到一樣的測距范圍（30米）。
在VCSEL價格方面，相比于禾賽、速騰，目前芯探科技的采購量正處于快速爬坡階段，但據新智駕了解，由于看好芯探科技的產品潛力，Lumentum亦給予了非常大的價格支持。
減半的VCSEL數量、相同的進價——這意味著在發射端的成本，芯探科技Flash激光雷達就降了一半，結合其自研的VCSEL驅動電路，僅用簡單的MOS管電路即可高頻驅動大電流的VCSEL，這使得在其發射端的成本優勢進一步擴大。
光電探測器是Flash激光雷達的最核心組件，這塊芯探科技采用其戰略合作伙伴ESPROS最新一代的ToF傳感器，并創新性地在探測器芯片上二次開發，使得芯片靈敏度和環境光抑制能力進一步顯著提升，更好滿足Flash激光雷達的應用需求。
APD（雪崩二極管）、SPAD（單光子雪崩二極管）和SiPM（硅光電倍增管，由多個帶有猝滅電阻的SPAD并聯組成）是目前的三種主要激光雷達探測器。
在車載領域，出于降本、增強測距性能考慮，各家都在從APD向SPAD的方向研發。根據性能要求不同，一顆APD芯片的價格會在10美金~100美金區間浮動，跨度非常大，另外金豐還向新智駕解釋道，即便APD出貨數量上來了，它的降價空間也有限。
“APD就像鉆石，不會說因為鉆石賣得多，成本就下降，但施華洛世奇就會比較便宜，因為是玻璃，這個材質決定了它規模上來之后成本會很便宜。”
金豐表示，芯探科技的探測器芯片屬于硅基半導體，它的成本就是早已成熟的CIS圖像傳感器的成本，一般只要十多美金。
這里要了解一下Espros，這是家2006年在瑞士成立的飛行時間(ToF)傳感器供應商，此前金豐就曾是Espros中國區市場和技術主管。
在開發ToF傳感器的供應商中，國外廠商主要有索尼、佳能、安森美，國內廠商則有阜時科技、靈明光子、芯視界等。
Espros在半導體工藝和Pixel像素方面擁有較深的技術積累，早在2012年就推出了第一款8×8像素的ToF傳感器芯片，而國內廠商直到近幾年才陸陸續續推出穩定量產的同類產品。國外廠商安森美的車載ToF芯片則研發多年，但仍然無法商業化量產。
“目前Espros的探測器芯片是相對成熟的，所以從2021年11月份投入研發、2022年6月份產品定型、10月份生產，再到2022年12月份量產交付，芯探的產品一年就可以做到量產交付，沒有Flash激光雷達廠商可以達到這個速度。”金豐說道。
如果說探測器是激光雷達用于感知距離的“眼睛”，主控器則相當于大腦，它的核心作用在于做距離的解算和算法處理。
不同于其他Flash激光雷達廠商所選擇的FPGA芯片，芯探科技的主控芯片則是車規級的MCU。MCU作為定制化ASIC，和FPGA是完全不同的器件，開發過程和開發思路也不盡相同。
FPGA是用硬件實現軟件算法，本質上是一個超大規模的并行計算設備，可以高效地進行并行計算和浮點運算，但價格也比較高，且車規級FPGA價格更是昂貴。
ASIC則是專用的定制化集成電路，能在開發階段就針對特定功能的算法做優化。
激光雷達在運作過程中，會不斷發出激光并收集反射點的信息，同時記錄該點發生的時間和強度，再計算出所有反射點的距離，所有反射點距離的合集就形成了點云。
如何處理好大量點云數據是用好激光雷達的關鍵點，這其中涉及到多次浮點運算、三角函數運算以及大量的坐標系轉換運算，對計算資源有著很大的需求。
但在金豐看來，如今業內選擇FPGA作為主控芯片，會使得成本較高，而如果能從最基本的ToF原理上將激光雷達的距離解算算法進行優化，其實就可以不再需要那么多的計算資源來進行并行計算和浮點計算。
“芯探科技就是從原理上優化了激光雷達距離解算算法，這樣用一塊便宜的MCU就能夠滿足整個激光雷達的距離解算和算法資源。”
由此，在主控芯片方面，芯探科技激光雷達的成本進一步下降，僅為同行的六分之一。
再加上包材耗材、緊固件等其他物料，最終芯探科技Flash激光雷達的大規模售價可實現在100美金左右。
而據新智駕了解，目前國內廠商的純固態Flash激光雷達均價在200美元左右，國外廠商的則在300美元左右。
炒同樣一盤魚香肉絲，如何做到味道好吃的同時，還比別家更便宜？這其中除了里脊肉、胡蘿卜等原料可以更便宜外，鍋煤氣油鹽以及廚司的人工也是可以下功夫琢磨的環節。
因此固態Flash激光雷達的降本之道，除了最關鍵的產品架構設計和物料選型外，生產制造也是重要一環。
在這方面，芯探科技與歐菲光深度合作，其激光雷達的標定補償、三維數據二維圖像化、可靠性檢測、出廠檢測等生產、測試環節均在歐菲光的產線完成，產品已實現量產出貨。
目前雙方僅投入一條產線就已滿足年產十萬臺的激光雷達需求，后續復制性的增加攝像頭產線，即可使得激光雷達的交付產能達到同手機攝像頭級別。
作為攝像頭廠商，歐菲光此前的客戶主要是蘋果等手機廠商，隨著華為、小米等客戶投入新能源汽車賽道，歐菲光也開始謀求轉型，嘗試切入智能汽車領域。
一方有技術，一方有產線，芯探科技和歐菲光有了合作的契機。
金豐和歐菲光結緣很早。
長久以來，ToF相關的核心技術多由索尼、安森美、PMD、Espros等國外廠商把控。
“在2012年到2015年之間，國內很少人知道什么叫ToF技術。”金豐說，直到ToF技術在手機行業開始有應用，“當時我還在Espros，最開始歐菲光想引進ToF技術時，我就去給他們講解和分享。”
到了2018年，ToF的應用達到高峰，蘋果、三星、華為、OPPO、小米等一眾手機廠商都在中高端機型配置了ToF鏡頭。
同樣是在2015年前后，激光雷達因在Robotaxi中的商業應用而變身為各VC眼中的“當紅炸子雞”，國內涌現了禾賽、速騰、圖達通、北醒等一批激光雷達廠商，他們也都需要用到ToF傳感器來開發激光雷達。
很長一段時間里，金豐就像一位ToF技術的“傳教士”，在國內各家激光雷達公司間奔走“教課”，華為、大疆、舜宇、歐菲光、速騰等都曾是Espros的“學生”，“如果當時有100家激光雷達或者ToF廠商，估計有60家都是Espros的客戶”。
事實上，作為Espros中國區總經理，金豐的工作不僅僅是把探測器芯片賣出去就結束，前期設計時的產品架構應該怎樣設計、要選擇什么器件來整合、后期產品在模組廠出現了問題怎么辦、是溫度太高還是環境太復雜......這些日常問題解答、后期的調參數、對設備商的培訓等等工作也必不可少。
金豐算是國內最早了解ToF技術的人之一，而隨著ToF技術商用化的潮起潮落，行業火熱滾燙時一批公司應運而生，隨即又迅速有一批公司或倒閉消失或轉型另尋出路，從始至終仍堅持在ToF行業的公司和人才已是為數不多。
以ToF技術在手機行業的應用為例，2018年是ToF鏡頭在手機上商用的高峰點，但由于沒有找到ToF技術的剛需應用支持，此后兩年情勢急轉而下，配置ToF鏡頭的手機又快速消失。
被拋至高空正快速翻轉的橄欖球突然失去了承托之手，迫于投資人和生存壓力，國內部分ToF廠商開始進入“以價換量”的價格戰階段。
這與索尼、Espros等國外廠商靠賣產品盈利的一貫玩法不同，直接打破了整個行業以往的盈利生態。
犧牲利潤換銷量——這種打法能玩轉的基礎在于其下游有客戶需求持續托底買單，但對于商業化能力還尚未成熟的ToF行業來說，如此策略很容易導致行業各方陷入兩敗俱傷的負和博弈“殺價”游戲。
對于產品的感知方案，攝像頭、雙目、結構光......市場可以選擇的技術路線可謂五花八門，目前終端客戶對ToF技術的接受程度還不算高，另外就整個產業鏈而言，其中的諸如探測器芯片、發射器、模組廠等環節也尚未完全成熟，時至今日真正靠產品養活了自己的ToF廠商也僅有Espros、索尼、PMD等少數幾家。
“上游的國外廠商不愿意降價，國內廠商買了芯片之后，不考慮研發、銷售成本，也不考慮利潤，客戶說多少錢買就賣，就純虧，這樣實際上最終是誰來買單呢？投資商。這是完全不對的方式。”另一業內人士對新智駕如此吐槽道，“不出三年吧，國內還剩下三、四家ToF廠家就謝天謝地了。”
歲月漫長，ToF技術乃至激光雷達又何時能實現大規模商業化？
在金豐看來，第一步還是得做到性能滿足需求的情況下讓激光雷達的價格斷崖式下降來打開更多的應用，第二步則是讓激光雷達更易用、更好用。
而一個好的激光雷達要在車上用起來，第一是可靠性要高，遇到震動、高低溫等干擾環境時不能出問題，第二條件是產品的角分辨率、測量距離、體積、價格等指標參數要均衡，第三就是要易用。
這里的“易用”一方面是指讓客戶之間易用，最好是做到跟攝像頭一樣即插即用，另一方面則是指激光雷達本身的軟件優化要做好，做到讓激光雷達快速適配車的整套軟件系統，讓客戶很“傻瓜”地去用。
對于激光雷達廠商而言，產品的易用性將會是后續很核心的點。
某種程度上，可以把激光雷達類比成相機，現在的激光雷達就像以前的卡片機，仍要根據室內還是室外等場景調參數，而現在的相機已迭代至拿出來就能拍，激光雷達要想達到這樣的水平，還需在軟件算法層面進一步升級。
不過不管是提高可靠性、抗干擾能力，還是優化算法兼容性、提高目標探測精確度等，這些都需要產品上車被現實復雜環境打磨后才能逐漸完善。
上車的重要一關是過車規，這其中元器件需要通過的AEC-Q系列通用測試標準，激光雷達整機也需要通過第三方的車規認證。
這是一個相當耗時耗力的過程，“等產品全部車規都過完了再去和客戶溝通，會存在兩個問題，一是時間周期會拉很長，另一個是容易‘閉門造車’，所以現在芯探科技是先讓產品的性能、功能滿足客戶要求后，再去給客戶送樣，同時讓產品過車規、整改、優化。”金豐表示。
除了乘用車，商用車、無人配送車、服務機器人等也都是激光雷達的應用落地場景。
在商用車方面，目前芯探科技和某商用車廠商深入合作，計劃在其商用卡車的后視鏡上安裝兩臺補盲激光雷達用于BSD檢測。
與此同時，自動駕駛方面也在跟國內最大的L4 Robotaxi汽車廠商定制開發，滿足自動駕駛車輛的360°環視避障。
在選型激光雷達時，商用車和RoboTaxi的重點并不相同，前者看重產品本身的可靠性，后者則更看重成本這一因素。
Flash激光雷達在乘用車補盲場景的戰爭還未真正開始，前向場景則早已殺得紅海一片，金豐認為，那不如讓產品先在商用車等其他剛需場景落地，一方面能獲得營收，另一方面也可以同步打磨產品可靠性、優化算法兼容性，“等未來車載補盲激光雷達的比拼開始了，芯探科技就可以迅速切入到乘用車上”。
在車載和非車領域，芯探科技均定位為Tier2，比如芯探科技的Flash補盲激光雷達就可以先集成在車燈中再上車。
激光雷達可應用落地的行業其實相當廣泛，但是真正服務好一個行業往往要耗費大量資源、精力，很容易一頭扎進去讓動作變形，變成從模組廠到集成商什么都做，從而四面樹敵，處處碰壁。
“每個行業都有自己的壁壘和訴求，不深扎無法解決行業問題，比如你激光雷達做無人叉車場景，很容易變成叉車制造公司，而不是激光雷達公司了。”
金豐表示，芯探科技作為第三代激光雷達公司，其產品的核心作用就是測距，芯探科技的價值就是通過方案商也好、行業終端客戶也好，讓激光雷達實現真正的大規模落地應用。
車載領域則稍有不同，激光雷達面對的是更為復雜和不可控的開放道路，這要求激光雷達廠商掌握更強的系統處理能力、整合能力、復雜場景解決能力因此在車載市場，不管是核心技術環節還是在前期和車廠的需求溝通，芯探科技都會同方案商或者Tier 1廠商共同參與終端客戶的交流。
“關鍵還是得在產業鏈上下游實現利益共享。”這位投身ToF技術十余載的行業老兵表示，“芯探科技想做的就是讓更便宜的激光雷達在各行各業落地，讓ToF技術發揮真正的價值。”
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