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從與其他傳感器的對比來看，盡管激光雷達也有穿透能力較弱的缺點，然而在綜合精度、位置傳感器的決定性標準方面該技術具有無可替代的優勢：同類傳感器在測距距離或空間分辨率方面均有缺陷，無法獨立高精度完成探測，需要與其他傳感器結合彌補或通過人工判別。在導航領域，未來用于自動駕駛的傳感必然是不同方式混合的多保險模式，激光雷達憑借其綜合精度優勢必將躋身其中并占據主傳感器地位。最新發布的《汽車和工業應用的激光雷達－2019版》報告中可以看出：MEMS和Flash技術路線更受到激光雷達制造商的青睞。


激光雷達將成為標配

激光雷達是一種綜合的光探測與測量系統，相比普通雷達，激光雷達可提供高分辨率的輻射強度幾何圖像、距離圖像、速度圖像，一開始主要應用于軍亊領域。而現在這一技術已經逐漸滲透到了民用消費級市場。尤其在無人駕駛領域，隨著Google、百度、福特、奧迪、寶馬等各企業相繼采用激光雷達的感知解決方案，激光雷達儼然已經成為研究無人駕駛技術的標配。

固態激光雷達是未來應用趨勢

盡管激光雷達具有更好的性能，但是目前低級別自動駕駛主要的定位測距技術仍然是毫米波雷達和視覺傳感器，主要是激光雷達與之相比產能過低、產品價格高昂，進而導致成本過高，而未能被車企廣泛采用。但是，具體來看，激光雷達按有無機械旋轉部件可分為機械旋轉式激光雷達和固態激光雷達兩大類，其中固態激光雷達具有成本更低等諸多優勢，或將成為行業發展的重點方向。


全球汽車激光雷達市場增長迅猛

激光雷達的整體市場每年翻番，2019年將超過10億美元。大多數市場是自動駕駛汽車，但大約十分之一的傳感器最終用于新興的工業和商業應用。

根據相關數據顯示，全球汽車應用激光雷達市場在2017年至2023年期間將呈現出驚人的增長趨勢：從7．26億美元增至50億美元，在此期間年均復合增長率將高達43％。汽車應用激光雷達（LiDAR）市場這一增長趨勢還將持續到2032年，屆時市場將達到280億美元。

而且根據最新報告顯示，2022年全球激光雷達（LiDAR）市場規模預計將達到52．048億美元，自動駕駛激光雷達在整個激光雷達市場中的占比將超30％，知名調查機構BIIntelligence預計2020年全球自動駕駛汽車將達1000萬輛。所以說，激光雷達（特別是固態激光雷達）最好的時代將會是五年后，而現在還處在瓶頸期。


近年來激光雷達生態系統的演變

激光雷達的應用正在按計劃實施，其它汽車制造商已宣布或計劃將激光雷達技術整合到未來的汽車之中。寶馬（BMW）與Innoviz展開合作，計劃在2021年將基于MEMS微鏡的激光雷達集成于汽車，表明固態技術將逐漸取代機械掃描技術。

隨著企業的快速發展，預計到2021年，自動駕駛汽車的總量將達到44000輛。與此同時，激光雷達市場也因此受益，預計將從2018年的13億美元增長到2024年的60億美元。其中，汽車應用占據激光雷達市場的70％份額。

未來5年激光雷達的市場預測

報告涵蓋了從激光雷達系統到組件的市場容量和價值，還包括對激光雷達技術、參與者和供應鏈的深入分析。

大規模投資表明業界對自動駕駛的高度期望。自2016年以來，對激光雷達技術的大規模投資連綿不斷，已經超過10億美元。這表明業界對激光雷達及自動駕駛功能產生了極大的興趣。

按照光束操縱方式分類，MEMS激光雷達吸引了大多數投資，其次是光學相控陣（盡管2016年之后該技術獲得的投資大幅下降，但是仍然排名第二）。現在，MEMS和Flash技術似乎更受到激光雷達制造商的青睞。這兩項技術前景廣闊，應該迅速推向市場：寶馬將于2021年推出集成MEMS激光雷達的自動駕駛汽車；大陸集團（Continental）正在推動Flash激光雷達進入汽車。


據麥姆斯咨詢介紹，大多數激光雷達制造商正在使用波長為905nm的光學元件，因為與1550nm的光學元件相比，它們的成本更加合理，所以獲得大量采用。邊緣發射激光器（EEL）和905nm雪崩光電二極管（APD）是目前開發激光雷達的典型組件。其它組件也有采用，如垂直腔面發射激光器（VCSEL）、單光子雪崩二極管（SPAD）和硅光電倍增管（SiPM）。

然而，由于需要投入時間和資金來提升組件性能并降低成本，因此，其它組件預計將在下一代激光雷達產品中應用。如今，激光雷達制造商越來越多，其中大部分都是針對汽車行業。但并不是所有廠商都有生存空間，因此有些廠商不得不改變它們的目標領域，由汽車轉向風能、測繪、工業和安防領域。


未來5年汽車激光雷達的技術路線

報告對激光雷達的關鍵組件進行深入分析，包括技術路線圖、成本分析和所涉及的參與者戰略分析。報告還介紹了風能、地形測繪、工業、太空、科學研究和國防軍事等激光雷達應用場景。

其它類型傳感器和激光雷達的競爭。自動駕駛汽車使用多個激光雷達來映射車輛周圍環境。采用激光雷達似乎是提高汽車安全系統可靠性和冗余度的必要條件，也是實現更高等級自動駕駛的先決條件。因此，汽車制造商正致力于將“攝像頭、毫米波雷達和激光雷達”這三種傳感器集成到SAEL3級及以上的汽車中。

但是，這種集成需要時間，并且極具挑戰性。激光雷達和其它類型傳感器產生大量數據，對計算單元的處理分析能力是一大挑戰。


從發展時代看激光雷達的挑戰

激光雷達的1．0時代，以Velodyne為代表的先行者，讓360度旋轉的機械式激光雷達成為了各大自動駕駛初創公司的必選項。從低線束，到高線束成為各家廠商的比拼焦點。

激光雷達的2．0時代，為應對將來車規級量產、低成本、小體積的需求，各大激光雷達廠商開始瞄準MEMS、FLASH、OPA等三種混合固態及固態激光雷達技術路線挺進。在這個時間段，各大汽車主機廠、Tier1開始密集布局，通過參股，收購激光雷達初創公司的方式，來為自動駕駛車量產鋪路。

而進入3．0時代，主機廠正在改變過去“全盤接收”的思路，尤其是在陸續測試了眾多激光雷達廠商的產品之后。

對于激光雷達來說，越接近量產時間點，難度越大。而在L4級自動駕駛預研方面，他們對于激光雷達的現狀越來越模糊。這種模糊來自于越來越多的宣稱技術領先的初創公司，不同技術路線的比拼，產品指標與實測性能的差距，以量為前提的所謂低成本。


結尾

激光雷達行業同樣有著像計算機芯片行業里的摩爾定律：每18個月，激光雷達傳感器分辨率翻倍，價格下降一半。目前市場可以支持更多激光雷達制造商，因為需求超過了供應。但是，誰能保證一個周期之后，會有怎樣的格局。

從目前來看，未來雷達的發展，將會更加符合人們的日常需要，從當前的輔助駕駛系統過渡到半自動駕駛和自動駕駛，勢必需要多種視覺與感知技術結合發展。希望未來更多有關自動駕駛的技術可以越來越完善，更大的造福我們的生活。