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中国激光雷达产业，杀死一大片美国祖师爷

中国激光雷达产业，杀死一大片美国祖师爷

科技

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就在昨天，中国有一家公司成功在美国纳斯达克上市，它的名字叫禾赛科技。

         
         
它的主营业务也是最近的一个热门领域——激光雷达。在新能源汽车行业，这个概念被炒得火热。
         
         
有越来越多的主流车厂开始把激光雷达装在新车上。
         
         
还有一些新车开始“卷”激光雷达的个数，比如“4颗以下，请别说话。”
         
但也有人说，现阶段激光雷达就是个摆设，在更高级的自动驾驶成熟之前，这东西能发挥的作用有限。
         
不管怎样，国家已经注意到了这个东西未来巨大的发展前景。
         
就在上个月，国家商务部拟将激光雷达等7项技术列入《中国禁止出口限制出口技术目录》，正在征求意见中。
         
         
同样享有限制出口待遇的还有中国独步天下的光伏大尺寸硅片技术。
         
有业内人士认为，如果激光雷达最终被列入名单，会限制技术授权、转让，但基本不影响产品正常销售。
         
也就是可以授人以鱼，不能授之以渔。
         
这么听起来，中国的车载激光雷达是不是已经发展到了领先世界的地步？
         
         
一个很鲜明的对比是，最近几个月，海外激光雷达头部企业接二连三地倒下了。
         
去年10月，创立24年、给奥迪A8做配套的I公司（Ibeo）启动破产程序。
         
         
去年11月，F公司（Fast Radius）申请破产。全球首家激光雷达上市公司V公司（Velodyne）与另一家O公司（Ouster）宣布合并，在合并前两家股价均跌去超过80%，没钱只能报团取暖。
         
去年12月，硅谷固态激光雷达“鼻祖”Q公司（Quanergy Systems）申请破产保护。
         
         
在V公司和O公司合并当天，禾赛的CEO李一帆发了一条朋友圈，禾赛的收入比美股8家激光雷达上市公司的总和……（意思是可能还要多）
         
就在同一时期，禾赛宣布新推出的近距补盲激光雷达FT120获得了来自多家主机厂超过100万台的量产定单。
         
根据弗若斯特沙利文统计，2022年1~9月，禾赛的营收规模是全球同行第二名的4.6倍，营收占全球自动驾驶汽车激光雷达市场的约60%。
         
2022年，禾赛成为全球第一家月交付过万的激光雷达企业。
         
         
而这家公司只成立了短短8年的时间。
         
激光雷达行业，讲究的是一个“定点”数量，也就是这家公司被汽车厂商指定为零部件的批量配套供应商，根据双方确认的时间节点完成各项确定的目标后再进入批量生产、供货。
         
现在全世界高级辅助驾驶（ADAS）激光雷达前装定点数量的50%，都是由中国供应商提供的。截至2022年8月，已知全球55个定点车型，禾赛占据了27%，排名全球第一。
         
数据来源：Yole Intelligence
         
去年1-9月份，禾赛的毛利率达到44%，而业内同期只有O公司毛利率为30%，其他公司均为负值。
         
海外与国内，仿佛冰冻三尺与烈火烹油。
         
为什么全世界的激光雷达产业会是这样一番景象？
         
这种西方人率先定义、率先创造、率先上车的东西，为什么成了中国的优势产业？
         
读懂禾赛科技的创业史，就读懂了半部中国激光雷达赶超史。
         
         
01
         
李一帆，一个典型的中国式学霸。
         
从初中开始，他就没参加过升学考试。
         
从中考到高考，他一路被保送到了清华大学精密仪器与机械学系。
         
         
之后他在美国伊利诺伊大学香槟分校拿到了机械工程博士学位，入职了一家游戏宅男们耳熟能详的公司——西部数据，担任了首席工程师。
         
在美国，他想要融入华人工程师的圈子，就想到了在斯坦福读书的学长向少卿，此人在苹果公司参与过多代iPhone的原型设计工作。
         
随后李一帆又在斯坦福留学生聚会上认识了孙恺，后来这三个大学霸就组成了“禾赛三剑客”。
         
         
这三个85后不满足于大公司做“螺丝钉”的生活，2013年在硅谷最大的城市圣何塞成立了禾赛科技。
         
孙恺担任首席科学家，向少卿担任首席技术官，而当时还没离职的李一帆兼职CEO。
         
         
创业没多久，他们就决定回到国内发展。
         
但一开始他们做的并不是激光雷达，而是激光气体遥测系统，说白了主要是天然气检测设备。
         
当时国内雾霾比较严重，他们为上海嘉定区做了300多台空气质量检测设备。
         
         
禾赛拿到了国内最大的民营燃气集团的订单，但很快就发现市场天花板较低，成长受限。
         
这时，公司已经聚集了来自斯坦福、清华大学、上海交大、中科院光机所、中科院技术物理所、中科院半导体所的光机电研发人员，掌握了激光传感器的研发和制造经验。
         
         
一两年的时间里，他们摸索着各行业传感器的新方向，但也时常因为没有主业感到非常焦虑。
         
甚至有投资人问他们：“禾赛是不是做空气检测设备的生产商？”
         
2015年底的一个周日，孙恺手里攥着一沓厚厚的论文，指着黑板上一长串推导公式说：
         
“我算了下，我们把气体遥测仪结构略微调整下，结合光机和电路设计尚德经验，几个月就能改造出一台多线激光测距雷达，性能可能超过市面上所有产品。”
         
当时李一帆已经发现，美国的V公司垄断了全球的无人车高端激光雷达市场，但它的技术并不十分先进。
         
工程师戏称搭载V公司激光雷达的车就像顶着个“大花盆”。
         
         
当时第一梯队的自动驾驶厂商都在用V公司的产品，而他们家产量极少，一台64线的产品售价高达8万美元。
         
当时业内甚至有这样一种说法：自动驾驶每年新增多少台测试车，取决于V公司生产了多少颗雷达。
         
百度和福特为了锁定供货甚至1.5亿美元入股了V公司，但交货还是要等半年以上。
         
         
对于禾赛来说，激光雷达测距和气体检测虽然原理不同，但遥测光路设计、电子信号处理等很多问题一脉相通。
         
         
02
         
2016年，激光雷达在禾赛内部还是个“秘密课题”。
         
第一款产品怎么做？做高端还是低端？
         
         
很多国内企业会选择从低端开始“国产替代”，然后慢慢积累资金和技术。
         
孙恺访问了几位自动驾驶行业的大牛，他意识到应该先做高端产品，解决行业的痛点，占领高端玩家的市场，然后再利用这些积累去下沉，抢占低端市场。
         
因为当时这个市场上的客户，会不惜一切代价买市场上性能最好、最稳定的产品，反而对价格不太敏感。
         
那就意味着，禾赛要放弃16线，单价2万元人民币的产品，专攻高线数、单价约20万人民币的产品。
         
而更要命的是，这部分市场主要在美国，在他们初创时的所在地——硅谷。
         
当时北美无人车的激光雷达市场95%被美国企业垄断，要说服客户选择中国货，选择新品牌，意味着客户每次联系售后还要等着中国工程师带着东西飞到美国，还要被特朗普加征25%的关税……
         
似乎没有一点优势站在禾赛这一边。
         
但是如果能做出一款高性能、高质量的产品，对客户的吸引力能碾压一切困难。
         
         
而当时行业内吹起了一股“妖风”，大家对高端的定义又发生了变化。
         
业内开始热衷于炒作“固态激光雷达”的概念，也就是一颗激光雷达里没有任何运动部件。一些公司甚至借此打破了行业融资和估值的纪录。
         
孙恺经过一番研究发现，当时固态激光雷达的底层元器件暂时不能车规化（装到量产车上），至少还得5年产业才能成熟。短时间内纯固态扫描方案的雷达在性能和成本上没有优势。
         
但是投资人不信他说的这些。
         
当时禾赛正要做A轮的融资，讲一个“固态激光雷达”的故事并不难。
         
2016年，禾赛开发了一款性能还不错的二维微型振镜，如果用这个原型去融资，很容易就能拿到高估值。
         
但是禾赛坚持认为，机械旋转式激光雷达是当时几年内唯一可实现规模化销售的产品。
         
李一帆说：“所有人都希望我们讲一个‘固态激光雷达’的故事，主流的风投机构一致认为固态产品会在一年后彻底替代非固态。但如果只是为了融资去讲一个自己都不信的故事，这是违背禾赛价值观的。”
         
很多风投都很喜欢禾赛团队，但一听说他们还在开发旋转式激光雷达，掉头就走了。
         
禾赛顶住了资本的压力，坚定选择了当时不被资本看好的“旋转式”激光雷达，并在2017年发布了Pandar 40，体积小，测量距离远、精度高。
         
         
传统的16线激光雷达，50米外的一个人（身高1.7米），身上只能扫到1条线。
         
V公司64线的，能扫到5条线。
         
而禾赛的Pandar 40，能扫到6条线。
         

一定程度上线越多，越有利于智能汽车辨认出这是一个行人，比如短短几年过去，现在线就多到了这种程度：
         
         
事实证明，禾赛务实的战略选对了。
         
在推出了能够对标海外竞品的产品以后，一些客户开始慢慢接受“HESAI”这个来自中国的品牌，他们把禾赛的产品称为“蓝龙”（Blue Dragon）。
         
         
至2019年，全球排名前12的无人车公司，其中超过一半都首选禾赛的激光雷达。
         
一位硅谷自动驾驶公司人士说：“旧金山街上在路测的很多车都顶着禾赛的激光雷达”。
         
         
禾赛能抢下这部分市场，不是因为他们的东西便宜。正相反，因为出色的性能，禾赛当时的平均出货价格是业界旋转激光雷达中最高的。
         
在拿下高性能激光雷达市场以后，禾赛发布了面向中低端的产品PandarQT，事实证明“降维打击”的效果是成功的。
         
有的美国人甚至在看不到样机的时候，就发过来几百台订单，只为了锁定供货的优先顺序。
         
但是禾赛没有止步于抢市场。他们认为激光雷达这个行业，最终要做到的一定是：量产、低价、可靠。
         
禾赛三兄弟坚信激光雷达的终极形态，一定是一个很小、很成熟、成本很低的产品。而不是像今天这样，车厂装几颗雷达还要掰着手指头算成本。
         
旋转式雷达成本居高不下，不是因为长期来看它最好。而是因为当时产品的“集成度”太低了。
         
像刚才“扫行人”的例子那样，激光雷达有一个性能参数叫“多少线”，比如32线、64线、128线，指的是从上到下这一排激光线，一共有多少条。
         
         
一般来说，激光线数更多，能“扫描”出的人体/物体轮廓就更接近真实情况。
         
纯机械旋转式的激光雷达，就像竖着拿一排激光笔360°地转圈扫。
         
但是当时的旋转式雷达不管有多少条线，每条线（收发通道）都需要2块电路板，还要搭配数个芯片、器件才能正常工作，导致整个激光雷达看起来非常臃肿。
         
         
而且每条线都需要精密装调，生产过程很复杂，也很容易出现故障。


因为有高频转动和复杂的机械结构，导致一个雷达只能用几千小时，根本达不到民用汽车的要求，因为车规级设备最低要求13000小时。
         
降低成本的关键不是从“旋转式”变成“纯固态”，而是要把几百个激光收发通道都“收集起来”，集成到几颗负责发送和接收的芯片上。
         
原来32线雷达需要32个收发系统，而搭载激光收发芯片以后，一颗激光雷达需要的装调次数从32次变成了1次。
         
元器件数量从1000个降到100个左右，关键供应商数量从约100个降到10个，单线成本降到1/10，自研芯片带来的分辨率提升可以达到10倍。
         
         
李一帆说：“我不太介意别人看我们激光雷达机械部分长什么样，因为我们真正的核心技术都在芯片上。”
         
禾赛自研激光雷达收发系统芯片
         
率先“芯片化”，成了禾赛超越一众对手的神兵利器。
         
与此同时，芯片化还带来了高测距精准度、高动态范围、增强通道一致性、增强编码、降低功耗、增强可靠性等一系列性能提升。
         
         
此后数年，禾赛不断推出芯片化程度更高、性价比更高的激光雷达产品。
         
         
大家都知道集成电路领域的“摩尔定律”，而在激光雷达领域也有这样一个“摩尔定律”：每18~24个月，激光雷达的价格可以下降一半，或者价格不变，原来64线的成本就可以造出128线的产品。
         
         
而“芯片化”是让摩尔定律在激光雷达领域成立的重要条件。

禾赛某款自研芯片的晶圆
         
在芯片化的基础上，禾赛一直在修炼内功，虽然一直在推出“旋转式”激光雷达，但是从40线到128线产品，测量点频提升近5倍，雷达的体积和功耗却几乎没有显著变化。
         
至其最新一代的产品中，单个芯片上已经集成了由数万个激光接收通道组成的面阵。
         
         
而在风投热衷于纯固态的那些年，V公司等海外企业虽然抢先发布了固态雷达，但拖了几年迟迟无法量产，企业还出现了内斗、亏损、退市等一系列问题。
         
国内很多做自动驾驶的企业，比如百度、文远知行纷纷倒戈，成为禾赛等国产品牌的忠实客户，自2019年起V公司败走中国市场。
         
练好所谓的“内功”，就是做好雷达发射端（TX）的激光器和驱动电路，以及接收端（RX）的探测器、信号放大和处理电路。
         
         
而纯固态和旋转式，对应的是扫描方式的不同，是“外功”。
         
一款激光雷达的三大核心模块，就是TX+RX+扫描。
         
同一套TX/RX架构，既可以用于旋转式，也可以用在固态雷达上。
         
禾赛抓住了激光雷达降本增效的实质，耐心地在旋转式扫描基础上练好了内功，把攻克“纯固态”激光雷达变成了降本增效的最后一步。
         
生活里，很多产品一沾上“固态”两个字，似乎就意味着又贵又好，比如固态硬盘、固态电池。
         
         
激光雷达行业也是这样，业内共识是未来会朝着纯固态激光雷达的方向发展。
         
因为纯固态激光雷达内部没有运动部件，相比机械式寿命更长，更容易满足车规级要求。
         
但是越往纯固态发展，越往大规模量产发展，对企业制造能力的要求也越苛刻。
         
很多海外激光雷达企业正是把自己卡死在了这一步上。
         
         
03
         
2022年，禾赛投资数亿美元，建起了一座高端智能化的新工厂，取名“麦克斯韦”。
         
         
在这么洋气的楼里做制造业，公司会不会不接地气呢？
         
事实上，从成立的第一天起，禾赛就坚持自主生产，不找代工。哪怕最初只有20来人，在一个小车间里自己组装，也绝不找代工。
         
很多时候，禾赛的第一批工人就是工程师。
         
因为这个行业没有一家企业完成过大规模车规级交付。
         
李一帆认为，真心想做好激光雷达，制造必须是研发的一部分。
         
“自己完全搞懂了，才能制定标准，再让别人去弄。连标准都不清楚，小批量生产也做不好，能指望代工厂帮你解决一切？”
         
         
2022年，李一帆说，现在月交付上万台虽然创造了行业纪录，但还不算实现了规模化量产，得再上一个量级，达到月交付10万台，才能算激光雷达规模化上车。
         
对于他们的客户，也就是车厂来说，对激光雷达的诉求永远都是：
         
性能好，车规级，量产，便宜，变小点，再便宜，再小点……
         
今天中国激光雷达刚走到第三步，还没有走完。
         
伴随着中国新能源汽车的崛起，中国的激光雷达才刚刚形成一个产业。
         
比亚迪、蔚来、小鹏等车企都正在积极与激光雷达生产企业展开合作。
         
         
中国的激光雷达也开始在量产车型上走出去，和国外巨头达成定点合作。
         
比如这个月，速腾聚创宣布与丰田汽车旗下多款车型达成量产定点合作。
         
         
方正证券预测，中国乘用车激光雷达市场规模会从2021年的5.6亿元左右增长到2030年的759.2亿元，也就意味着平均每年增长72.6%。
         
         
以禾赛为例，过去6年禾赛总共出货了10.3万台激光雷达，但其中有超过8万台都是2022年出货的。这就是这个行业的爆发速度。
         
今天我们以禾赛为例来说明中国激光雷达产业的发展，不代表我们认为今后禾赛将一骑绝尘，把所有对手甩在后面。
         
这个行业刚刚看到量产化的黎明，还远没有形成真正稳定的头部格局。
         
即便是禾赛，也还没有摆脱亏损的处境。
         
         
激光雷达各个子模块的技术路线，到现在都没有形成共识。
         
行业里几十家公司，几乎每家都能拿出不同的方案来，技术查重率较低。
         
         
要注意的是，现在中国激光雷达产业最大的敌人也未必是海外同行，而有可能是特斯拉。
         
很多人都知道，马斯克号称要坚持“纯视觉”方案，也就是倚重摄像头。
         
摄像头比激光雷达便宜得多（600元/颗和6000元/颗的区别），但未来还会不会是这样，取决于激光雷达的降本速度。
         
另外，特斯拉利用“照相片”的方式搞了个新东西，叫“占用网络感知”。
         
他们可以用摄像头的2D画面还原出3D的周围场景。
         
比如下面这两张图，上面的是激光雷达，下面的就是占用网络。
         
         
马斯克相信，人眼能认路，那么摄像头也可以。
         
但是有一些极端场景，比方说出隧道的一瞬间，由于光线条件发生极大的变化，人眼很难看清，特斯拉的视觉方案也基本是失效的，只能保持20%的能力。
         
         
平心而论，激光雷达和毫米波雷达等技术也互有优劣，比如雨雪天气，激光雷达效果就要打折扣。
         
         
不能说未来一定是激光雷达一统天下。
         
几方你追我赶，都不服输。
         
但禾赛与美国前辈们的竞争故事，告诉了我们一个朴素的道理：
         
很多技术，最终是要为我们老百姓服务的。
         
一个民用技术的科研人员，如果只满足于在象牙塔里，用高得离谱的成本做出来能用的东西，然后沾沾自喜，那么终有一天，面对市场化的浪潮，他的团队很可能将不堪一击。
         
从光伏到激光雷达，我看到的是同一件事：中国之所以有可能占据国际领先优势，不是因为我们搞技术天下无敌，而是因为我们把“技术产业化”做得特别好。
         
当年第一款满足车规级应用的激光雷达SCALA，价格达到2万美元，装配的都是百万级的豪车。
         
         
而今天中国主流新能源车装上的激光雷达，车企的采购预算只有1000美元左右。
         
民用技术，不能产业化，就是耍流氓。
         
为什么那么多海外头部企业倒在了激光雷达商用的黎明前？
         
因为他们没有加快脚步，在一个开发周期内获得订单，就只能在资金短缺时，继续下一阶段高强度的研发投入。长此以往，没有办法养活自己，只能关门。
         
一轮一轮讲故事圈钱，最后谁要在自家车顶上装这样的玩意？
         
         
能产业化，就是要在技术可用的前提下，做好激光雷达的质量控制、成本控制、尺寸控制，还能保证产品不断迭代升级、降本增效。
         
以禾赛为例，其2021年前9个月和2022年前9个月售出的激光雷达产品，平均售价从8000美元降到了3100美元。
         
而根据方正证券的预测，未来车载激光雷达的价格还将腰斩。
         
         
所以“技术产业化”不是抄作业，也不是靠廉价劳动力，而是想尽一切办法，让“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。”
         
         
持续提高产品成熟度，建立起稳定可靠的供应链体系和生产体系，稳固支撑大规模量产落地，永不止步地降本增效，积极布局下一代激光雷达技术，这才是中国激光雷达企业突出重围的关键。
         
激光雷达相当于司机的“眼睛”，而自动驾驶相当于司机的“手脚”，我们只有看得更准，才能开得更稳。
         
         
当有一天我们发现，激光雷达产品开始“烂大街”，变成了汽车新品的标配而不是高配。那一天，才是民用自动驾驶“更上一层楼”的崭新开始。
         
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