隨著 L2 以上的高階自動駕駛功能進入量產(chǎn)階段，激光雷達上車已經(jīng)成為行業(yè)共識。 

目前，市面上新老玩家齊聚，各家技術路線復雜多元，機械式、混合固態(tài)、MEMS、FMCW、Flash 等各類產(chǎn)品百花齊放。

其中，MEMS 技術路線的產(chǎn)品正在急速升溫。

MEMS 全稱是 Micro-Electro-Mechanical System，也就是微機電系統(tǒng)。

這種基于半導體工藝的微系統(tǒng)，使激光雷達的小型化、輕量化以及大規(guī)模制造成為可能。

在一徑科技創(chuàng)始人、CEO 石拓看來，未來五到十年，MEMS 激光雷達會成為市場上的主流產(chǎn)品，搶占一半以上的市場份額。

一徑科技作為致力于 MEMS 路線的激光雷達團隊，今年年初在美國 CES 展帶來兩款產(chǎn)品：

ML-30s：面向短距應用場景的大視場角 MEMS 固態(tài)激光雷達，視場角達到140°×70°，等效線束高達 160 線，角度分辨率小于 0.5 °。

ML-X：面向長距應用，能夠提供 200 米的低反物體高測量精度的探測，角分辨率為 0.1° 的超遠超高分辨率立體成像產(chǎn)品。

目前，一徑科技的 MEMS 激光雷達在多個關鍵細分領域，如：

商用車、乘用車、Robotaxi 和 AGV 機器人，實現(xiàn)了行業(yè)落地，并拿到了相關頭部客戶和主機廠的定點訂單。

眼下一徑科技公開披露的客戶合作包括：

專注自動駕駛卡車應用的嬴徹科技，以及廣汽在去年11月發(fā)布的新一代 Robotaxi 方案。

為了滿足主機廠對激光雷達上車日益增長的需求，一徑科技在去年 7 月已經(jīng)在常熟啟用 5000 平米的車規(guī)級 MEMS 激光雷達生產(chǎn)基地，工廠一期產(chǎn)線的規(guī)劃產(chǎn)能為 5 萬臺。

同時，一徑表示該產(chǎn)線也會進一步自動化升級，以提高生產(chǎn)一致性和效率。 

1、激光雷達大規(guī)模上車的序幕

在全球上百家的激光雷達公司中，真正有成熟商業(yè)應用的車載激光雷達產(chǎn)品的廠家寥寥無幾，僅有少數(shù)幾家能夠提供，資歷最老的當屬以機械轉鏡式激光雷達著稱的法雷奧。 

而在新晉玩家中具有代表性的，當屬新晉全球激光雷達市值第一名的 Luminar 和總部位于以色列的 Innoviz。

前者的產(chǎn)品屬于混合固態(tài)激光雷達，后者則提供 MEMS 激光雷達。

目前，已經(jīng)拿下量產(chǎn)訂單的國內激光雷達供應商主要有Innovusion、Livox、一徑科技、華為。

Innovusion 押注混合固態(tài)激光雷達，目前已經(jīng)鎖定了蔚來 ET7 上的量產(chǎn)訂單。

大疆孵化的 Livox 與同為造車新勢力的小鵬汽車合作，將在小鵬的第三款車型上實現(xiàn)前裝量產(chǎn)，搭載產(chǎn)品為一款定制的浩界 Horiz。

華為激光雷達的量產(chǎn)客戶，目前為北汽的 ARCFOX，首款搭載車型是 HBT。

在技術路線選擇上，國內的廠商（如華為、禾賽、Livox ）均采用混合固態(tài)激光雷達路線。

其中，華為和 Innovusion 搭載的是機械轉鏡激光雷達，Livox 則采用了特殊的旋轉棱鏡方案。

一徑科技則是 MEMS 激光雷達路線的踐行者。

從創(chuàng)立之初到現(xiàn)在的三年多時間里，這家企業(yè)緊緊瞄準全固態(tài) MEMS 激光雷達技術路線，自研芯片，自建工廠，發(fā)布業(yè)界首個 MEMS 整車解決方案，逐步拿下頭部車企訂單。

也是類似一徑這樣的技術公司持續(xù)不斷地在固態(tài)激光雷達商業(yè)化道路上開疆拓土，使激光雷達車規(guī)量產(chǎn)的夢想照進現(xiàn)實。 

在進一步展開之前，我們需要先厘清一個概念，MEMS 激光雷達究竟是否為固態(tài)激光雷達？

在一徑科技看來，硅基 MEMS 器件是基于成熟的半導體制備工藝實現(xiàn)的，這使它區(qū)別于傳統(tǒng)的金屬機械結構部件（電機、轉子等），能隨著大規(guī)模量產(chǎn)會帶來成本大幅降低。

同時，MEMS 激光雷達的高可靠性，能夠滿足嚴苛的車規(guī)要求，特別是在機械振動、沖擊和壽命方面要遠遠好于機械式激光雷達。

從成本和可靠性兩個維度看，MEMS 激光雷達完全符合車企對車規(guī)級指標的要求，并且在成本上也能夠做到平價量產(chǎn)。

而這兩點正是機械式激光雷達難以攻克的問題。

因此，一徑科技認為 MEMS 路線的產(chǎn)品，可以歸入固態(tài)激光雷達的品類。

從量產(chǎn)上車情況看，從 2017 年開始，主機廠最先選擇了機械式激光雷達進行量產(chǎn)，因為市面上當時可選的車規(guī)級產(chǎn)品僅有法雷奧的 SCALA 一款，搭載 SCALA 的車型主要瞄準的是 L2 級的自動輔助駕駛應用。

而從今年開始，借著蔚來 ET7和小鵬P5 等車型量產(chǎn)的東風，機械轉鏡激光雷達成為當紅的品類之一。

再往后看，固態(tài)激光雷達將成為主流產(chǎn)品，目前不少公司也在圍繞這一賽道進行研發(fā)，MEMS 是其中最重要的技術路線之一。

MEMS 技術的優(yōu)點在于：

芯片對于激光雷達發(fā)射光路的控制非常靈活，可以實現(xiàn)激光雷達線束的快速掃描，其等效線束能夠輕易突破一百線甚至是兩百線；

MEMS 激光雷達不含機械轉軸的部分，從而避免了機械式激光雷達中軸承因金屬疲勞導致的使用壽命問題，以及超高速軸承在振動和沖擊工況下的失效。

不過 MEMS 也有它的局限性，即 MEMS 器件的核心結構是尺度很小的懸臂梁結構。

如果芯片設計或者器件選型不得當，會因為外界的振動或者沖擊導致斷裂，一徑科技通過創(chuàng)新性的系統(tǒng)設計和芯片設計，實現(xiàn)了超強的振動和沖擊可靠性。

綜合來看，在當前的市場中，MEMS 在成本、可靠性、可量產(chǎn)性方面均具有極強的優(yōu)勢，因此成為一徑科技等公司選擇的關鍵賽道。

2、一徑科技如何殺出重圍？

2017 年 11 月，一徑科技成立。

由于創(chuàng)始團隊早在 2012 年便開始了 MEMS 激光雷達工程化相關的工作，在光電芯片、ASIC 芯片上有很深的研發(fā)基礎。

同時團隊對主流的激光雷達技術路線具有的深刻的認識，特別是可靠性相關的數(shù)據(jù)。

2017 年，創(chuàng)始團隊看到了自動駕駛對激光雷達成本、可靠性和落地時間的明確訴求，經(jīng)過前期的充分調研與準備工作，公司決定選擇 MEMS 激光雷達技術路線。

當時的市場上，國內激光雷達創(chuàng)業(yè)公司主要選擇機械式激光雷達路線，一方面有已成熟的案例可以借鑒，另一方面供應鏈資源相對更豐富。

但是對于 MEMS 激光雷達而言是相對空白的。

首先從系統(tǒng)設計層面，需要從底層的芯片方案，光學系統(tǒng)，硬件設計，再到上層的信號處理，擺在一徑科技面前有兩個挑戰(zhàn)：

既需要研發(fā)團隊從零到一的研發(fā)，同時還需要開發(fā)、驅動供應鏈來為 MEMS 激光雷達體系提供支持。

此外，由于一徑科技團隊也著眼于產(chǎn)品的商業(yè)落地速度，除了要關注產(chǎn)品的性能，還要關注產(chǎn)品在各種工況下的適應性和各類激光雷達的功能，比如臟污檢測、抗干擾、陽光噪點抑制、車載以太網(wǎng)等。 

基于此，一徑科技的研發(fā)團隊在激光雷達信號處理和功能開發(fā)上，花費了大量的功夫。

2019 年 1 月，一徑科技的激光雷達產(chǎn)品首次登陸 CES 展，當時其發(fā)布了首款 ML 系列 MEMS 激光雷達。

次年的 CES 展上，一徑科技又發(fā)布了全球首個覆蓋長距、中短距應用的 MEMS 激光雷達全套解決方案，特別是全球第一款超廣角補盲 MEMS 激光雷達 ML-30s。

從首款產(chǎn)品亮相到拿下主機廠訂單，一徑科技僅用了三年時間。 

這得益于 MEMS 激光雷達相比機械式激光雷達更符合車規(guī)要求，更得益于一徑科技在光電芯片自研和激光雷達系統(tǒng)設計等關鍵環(huán)節(jié)上的積累。 

與其他 MEMS 激光雷達廠商相比，一徑科技在技術上主要有兩大特色：

一徑科技將 MEMS 激光雷達的發(fā)射端與接收端解耦：

其做法是，通過自研核心接收 APD+ASIC 陣列芯片，使其接收端的 APD 芯片能夠完美適配相應的接收光學系統(tǒng)，等效的增大了接收孔徑，從而獲得更強的光信號。

系統(tǒng)設計層面，針對不同應用場景，一徑科技采用了不同光源方案。

針對短距應用，采用的是 905nm 的方案，而在遠距應用則采用峰值功率更高的 1550 納米激光源，在人眼安全的前提下實現(xiàn)了更遠距離的探測。

根據(jù)一徑科技官方信息：

ML-30s 可以提供 140°x70° 的大視場角，70° 的超大垂直視場角，可以大幅增加車輛的視野范圍，提供寬視場角高分辨率的 3D 感知覆蓋，將車身周邊盲區(qū)的危險系數(shù)降到最低。

ML-X 能夠提供高達 200 米的低反物體高測量精度的探測，角分辨率為 0.1°。

超遠探測距離超高分辨率的立體成像能力，可以為高速運行的智能駕駛車輛提供可靠的安全保障。

兼顧盲區(qū)短距場景和遠距高速場景，是一徑科技激光雷達方案的特點之一。

如果與行業(yè)里的現(xiàn)有產(chǎn)品對比：

ML-30s 的水平視場角為 140°，垂直視場角 70°，要實現(xiàn) 360 度的覆蓋，需要 3~6個激光雷達。

相比于市面上其他的激光雷達方案，則至少需要 5~8 個激光雷達才能實現(xiàn)同等程度的水平覆蓋。

此外，ML-30s 在垂直視場角的覆蓋范圍上優(yōu)勢更為明顯。

3、奔赴量產(chǎn)之路

產(chǎn)品上車前的關鍵一步，是滿足車規(guī)級的要求。 

一徑科技在成立之初的樣品研發(fā)階段就進行了充分考量。

從 MEMS 機械沖擊實驗看，其器件可以承受 1000G 的沖擊。

在極端的高低溫環(huán)境試驗中，可以做到角度偏差 0.1° 以內。 

石拓告訴汽車之心，工程開發(fā)階段沒有太多可以取巧的地方，要將激光雷達系統(tǒng)方案設計得當，還要兼顧系統(tǒng)層面開發(fā)，包括硬件系統(tǒng)、算法系統(tǒng)的魯棒性、防振動沖擊，以及對光學系統(tǒng)在高低溫情況下受到的影響進行充分的仿真驗證等等。

在生產(chǎn)建設方面，一徑科技常熟工廠已經(jīng)于 2019 年底啟動運行。一期工廠年產(chǎn)能規(guī)劃 5 萬臺，可滿足 2020 年到 2022 年三年的產(chǎn)能需求。

到 2022 年，會有進一步擴產(chǎn)計劃。 

一期工廠規(guī)劃 5 萬臺是基于現(xiàn)在的自動化系統(tǒng)的設計去考量的，接下來會進一步提高自動化效率，實現(xiàn)更大的產(chǎn)能。

第一階段實現(xiàn)的是標定，整個生產(chǎn)標定環(huán)節(jié)可以一鍵式操作。

第二階段要做的是生產(chǎn)組裝的自動化。

從整個產(chǎn)品推進節(jié)奏看，一徑科技最初的客戶主要面向 L4 自動駕駛。

最先推出的 ML-30S，是典型的面向 L4 級自動駕駛的產(chǎn)品，主要滿足車身周邊和盲區(qū)。

后來推出的ML-X主打長距，主要面向 L2 以上的自動駕駛系統(tǒng)。

石拓表示，「在 2020 年，一方面，L4 級別的自動駕駛客戶在推進 MEMS 激光雷達上車是很快的。

另一方面，國內主機廠在 2020 年下半年的激光雷達規(guī)劃也在提速，遠遠高于之前行業(yè)對 L3 量產(chǎn)時機的預期。在我看來，2021 年會有很多的量產(chǎn)項目落地，2022 年會有更多搭載激光雷達的量產(chǎn)車型上市?！?/p>

眼下，蔚來、小鵬、理想等造車新勢力，以及北汽 ARCFOX、長城、長安均有激光雷達上車規(guī)劃。

面對這一趨勢，一徑科技計劃 2021 年年底將激光雷達面向L3 自動駕駛的長距產(chǎn)品做到 SOP 量產(chǎn)。

石拓認為，整個市場，最終還是會選擇真正能夠量產(chǎn)裝車的產(chǎn)品，MEMS 激光雷達無論在成本和可靠性上，均能做到后來居上。

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