芯片巨頭英偉達、英特爾分別組建了自己的自動駕駛聯(lián)盟,兩大聯(lián)盟中,前者吸引了博世、德爾福這樣頂級的汽車零部件一級供應商(Tier 1)。
除了在自動駕駛芯片選擇上分列陣營,Tier 1們在自動駕駛的關鍵傳感器——雷達,也在進行激烈的競爭。無論是相對傳統(tǒng)的毫米波雷達,還是新興的激光雷達,都成為了Tier 1新一輪競爭的主戰(zhàn)場(超聲波雷達與自動駕駛距離太遠,因此本文不予討論)。
車東西特別梳理Tier 1們在這兩大自動駕駛傳感器市場上的競爭布局,發(fā)現(xiàn)在自動駕駛被提上日程的當下,這些傳統(tǒng)汽車勢力的典型代表,依然會是推動自動駕駛向前邁進的關鍵先生。
其中,毫米波雷達中的“ABCD”,即Autoliv,博世(Bosch),大陸(Continetal),德爾福(Dephi)表現(xiàn)搶眼,在技術上的強勢和投資上的積極,使他們幾家有了一種車載雷達四大巨頭的感覺。
一、被巨頭壟斷的毫米波雷達市場
雷達,原本用于軍事領域,在地面設備、戰(zhàn)機、艦艇上廣泛使用,對敵方目標進行超視距探測、鎖定。
(海軍052D昆明艦上搭載的相控陣雷達)
而后,雷達技術軍轉民,被用以造福普通民眾。在頻率較低的毫米波段,雷達技術先行“上車”,誕生了車載毫米波雷達,依靠其目標探測能力為車輛主動安全服務。而在頻率較高的紅外波段,則誕生了激光雷達。起初激光雷達主要用于地理測繪,而后也被引入車輛主動安全系統(tǒng),并且隨自動駕駛的興盛一戰(zhàn)成名。
盡管從這兩年來看,激光雷達成為了自動駕駛中的網紅,但其成本仍然居高不下,并且因為波長限制,在霧霾、雨霧天氣下,激光雷達無法正常工作。
而毫米波雷達并沒有這樣的困擾。這一身本事讓毫米波雷達也成為了自動駕駛不可或缺的傳感器。
其實毫米波雷達用于輔助駕駛的歷史遠比我們認知的更長,90年代,24Ghz的毫米波雷達就被開發(fā)出來用于提醒司機近距離的障礙物,并且在降低交通事故發(fā)生率的效果明顯,不過由于成本等各方面原因,暫時未能推廣開。
在ADAS的概念火起來之后,毫米波雷達再度成為了零部件供應商們的焦點戰(zhàn)場。
根據佐思咨詢出具的《2015-2020年全球及中國汽車雷達產業(yè)市場報告》,2015年全球毫米波汽車雷達市場規(guī)模約為19.36億美元,預計2016年市場規(guī)模達24.60億美元,到2020年可達51.20億美元,是汽車電子領域最具增長力的產品。
(未來數(shù)年毫米波雷達出貨量預測)
傳統(tǒng)上,我們習慣用“ABCD”來形容毫米波雷達的強勢大廠,即Autoliv,博世(Bosch),大陸(Continetal),德爾福(Dephi)。不過從市場表現(xiàn)來看,ABCD的形容從并不太準確。2015年的市場份額上來看,博世、大陸、海拉、電裝、富士天通、天合汽車(已與采埃孚合并)等Tier1份額領先,其中博世和大陸更是甩開了其他對手一個身位。但這是總的份額,并沒有區(qū)分開毫米波雷達內部的分化。
(2015年車載毫米波雷達市場份額)
現(xiàn)今的車載毫米波雷達主要為工作在24Ghz和77Ghz頻段之上的兩大類,而24Ghz的毫米波雷達由于頻率較低,帶寬受限,角分辨率有限,因而多用于近距離環(huán)境檢測,實現(xiàn)ADAS功能中的盲區(qū)監(jiān)測、變道輔助、后向碰撞預警和自動泊車等功能。不過由于發(fā)展早,成本低,在現(xiàn)今的車載毫米波雷達市場中24Ghz占據了大頭。
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而這兩年隨著人們對ADAS認識的加深,市場對AEB(自動緊急制動)、ACC(自適應巡航)等更加高級的主動安全功能需求也越來越旺盛。并且,全球范圍內都在大力推動AEB在商用車上的強制性應用。另一邊,L3、L4高等級的自動駕駛對傳感器的性能也提出了更高要求。值此背景,此前因為技術難度和成本原因而市場表現(xiàn)平平的77Ghz毫米波雷達擁有了更加明朗的前景。
而在77Ghz毫米波雷達領域,一向以技術池底蘊深聞名的博世再度表現(xiàn)搶眼。博世占據了2015年全球車載毫米波雷達的22%份額,而博世這全球五分之一還強的份額中,又以77Ghz的毫米波雷達為主。目前,博世針對77Ghz的毫米波雷達,拿出了MRR,LRR兩個系列,分別對應中距離和長距離探測,其中LLR的最新一代產品LRR4最大探測距離超過200米,可以讓汽車在160公里的時速下使用ACC功能。
(博世LRR4毫米波雷達)
大陸此前在24Ghz所占份額較多,其SSR320短距離雷達是大陸自家ConTIGuard中的主要傳感器之一。
而在中長距毫米波雷達市場,大陸推出了77Ghz頻段的ARS410和ARS430兩款產品,探測距離分別為170米和250米。值得一提的是,其中ARS430的角分辨率達到了3°,還可以和激光雷達一樣檢測到靜止物體。大陸的官方信息顯示,他們還對ARS430進行升級,形成新一代產品ARS441,讓毫米波雷達具備探測路緣的能力。
(大陸ARS 430毫米波雷達)
就在今年9月,大陸收獲了來自吉利的77Ghz毫米波雷達訂單。
德爾福則早在10年之前就開始使用77Ghz毫米波雷達,建立汽車的主動安全系統(tǒng)“Forewarn Adaptive Cruise Control”?,F(xiàn)今德爾福的77Ghz毫米波雷達主力產品為ESR,其工作距離雖然不算長(100米),但在多目標識別上能力出眾,最多可同時區(qū)分出64個目標。
(德爾福ESR毫米波雷達)
日前車東西曾體驗過清華蘇州汽車研究院和千尋位置聯(lián)手打造的自動駕駛汽車,其中就用到了德爾福的ESR毫米波雷達。
上述三家Tier1組成了如今77Ghz毫米波雷達的第一梯隊,而在其之后,電裝、富士天通、日立等三家日系零部件供應商也擁有77Ghz毫米波雷達的技術,但是由于日本此前采用的是60Ghz的頻段標準,所以和世界潮流并未接軌,稍微拖慢了腳步。但日系Tier 1正在加大對79Ghz毫米波雷達的研發(fā)投入,希望在這一方向彎道超車。
另外,采埃孚在2015收購了天合汽車過后,也擁有了其在77Ghz毫米波雷達上的積累,成為該領域競爭中不可忽視的一股力量。
在24Ghz的毫米波雷達上,Tier1們無論是在技術還是在市場上都耕耘已久,頗有些大局已定的意思,因此這一細分方向罕有創(chuàng)業(yè)公司進入。而在77Ghz毫米波雷達上,仍有不少創(chuàng)業(yè)公司在提高探測精度和降低成本兩方面努力,希望借機在未來的百億美元市場中分得一杯羹,他們或將為車載毫米波雷達市場帶來新的變局。但是,Tier 1們憑借著并不遜色的技術和豐富的開發(fā)經驗,牢牢把持著毫米波雷達裝車的入口,初創(chuàng)公司很難直接接觸到整車廠。
對于這批毫米波雷達的初創(chuàng)公司來說,他們在克服重重難關之后,最終能走的路也無非兩條——被Tier 1收購,或者成為Tier 1們的二級供應商,即Tier 2。所以,車載毫米波雷達,依然是Tier 1們說了算。
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二、激光雷達的背后 依然是這幫人
此前車東西曾對國外的固態(tài)激光雷達創(chuàng)業(yè)公司進行了簡單整理(自動駕駛的未來全靠它!揭秘固態(tài)激光雷達創(chuàng)業(yè)江湖)。在全球范圍內,名頭響亮的激光雷達創(chuàng)業(yè)公司近20家,雖然其中大多數(shù)公司的人數(shù)不超過50人,但卻已經總共吸納了超過7億美元的融資。其中,不乏單筆融資上億美元的明星公司,如Velodyne(1.5億美元),Leddartech(1.1億美元)。
但這些資本的寵兒中為數(shù)不少,拿到錢的同時,其實意味著他們已經開始“站隊”了。站誰的隊?答案是他們的投資人兼未來的客戶——Tier 1。在毫米波雷達市場上競逐的汽車零部件巨頭們,又把戰(zhàn)火燒到了激光雷達上。
毫米波雷達雖然也有很大增長潛力,但其用于車載市場的歷史已經較長,市場格局在短期內仍沒有出現(xiàn)巨大變動的可能。而激光雷達興盛的時間不過數(shù)年,有效市場尚未形成,但又是未來自動駕駛篤定的技術方向。因此,各家Tier 1以不同的形式,在其中投注了大量的資源。其中,主流的做法是,買。
1、“ABCD”四大廠各有招:投資、收購、自研
1)德爾福:三駕馬車投資布局
德爾福是ABCD中最早對激光雷達公司進行投資的。2015年,德爾福對把“固態(tài)激光雷達”這個詞發(fā)揚廣大的Quanergy進行了戰(zhàn)略投資,收購后者部分股權。隨后,德爾福便宣布,將和Quanergy合作開發(fā)廉價激光雷達。
不過由于Quanergy采用的光學相控陣技術路線(OPA,Optical Phased Array)技術難度較大,短時間內不容易突破,因此其還于今年8月投資了以色列Innoviz。后者采用了相對容易實現(xiàn)的MEMS方案,并且已經拿出了量產型產品Innoviz One和Innoviz Pro,分別對應自動駕駛的低等級和高等級需求。
深諳“不要把雞蛋放在一個籃子里”的德爾福在投了Innoviz之后緊接著就投了加拿大初創(chuàng)Leddartech。后者此前已經展示過彰顯其技術的Vu8固態(tài)激光雷達模組Vu8,并且他們除了自己開發(fā)固態(tài)激光雷達,還提供信號處理芯片。
一個有趣的現(xiàn)象是,這兩次投資中,加拿大汽車零部件供應商麥格納都緊緊跟隨著德爾福的步伐,和德爾福一道投資了兩家公司。麥格納也是投資激光雷達的Tier1中,少數(shù)沒有在毫米波雷達上“有所成就”的公司。
2)奧托立夫:合作不夠,緊急收購
Autoliv在激光雷達上的布局則不算早,今年7月,Autoliv與Velodyne達成合作,加入其Tier-1生產計劃,應用后者的技術,結合自身的經驗面向車載市場生產車規(guī)級激光雷達。但對于較晚才加入戰(zhàn)局的Autoliv來說,顯然需要其他方式來加深對行業(yè)的介入。
或許受了德爾福、麥格納兩位友商在8,9月兩筆密集投資的影響,奧托立夫產生了危機感。10月初,奧托立夫就收購了一家瑞典的激光雷達技術公司Fotonic i Norden的部分資產,整合了其技術團隊及專利,而后者在ToF(Time of Flight,飛行時間)測距技術上有較深積累。
3)博世:MEMS技術暗藏大招
在毫米波雷達市場上順風順水的博世,則在今年2月投資了采取Flash技術方向的TetraVue,后者的固態(tài)激光雷達分辨率很高,可以超過200萬(目前市場上在售的分辨率最高的是Velodyne的64線激光雷達,每秒激光點云出點數(shù)120萬)。
(博世投資的TetraVue給出的規(guī)劃產品參數(shù))
當然,Tier 1在開拓激光雷達藍海的過程中,除了花大價錢布局,如果自身實力夠硬,還可以自己直接出一套方案的。沒錯我們說的依然是博世。
傳統(tǒng)意義上,Tier 1并沒有車載半導體業(yè)務,那是他們的上游廠商如恩智浦、英飛凌、德儀等公司的工作。博世就是這其中的“異類”,與其上游的供貨商們一道,名列世界十大汽車半導體公司。
博世對MEMS技術投入重資,擁有自己的MEMS傳感器芯片生產工廠,不過此前的應用MEMS技術在消費電子類傳感器上應用較多(各位讀者的手機上很可能就使用了博世的加速度傳感器、陀螺儀傳感器)。在車載傳感器上,固體激光雷達現(xiàn)今一大流行的技術路線即MEMS微振鏡,將激光雷達原本碩大的機械旋轉部件集成在單個芯片中,使用半導體工藝生產。
而博世在今年正式推出了一套使用MEMS微鏡技術的激光投影儀/掃描儀,證明其MEMS技術在激光掃描上是可行的,那么其MEMS技術就可以被用于固態(tài)激光雷達。博世另一個與此相關的動作是在今年年中宣布將投資11億美元在德國新建芯片制造廠,主要生產自動駕駛相關的傳感器芯片。
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4)大陸:入局早,靠自己
大陸則是更多依靠自己自主開發(fā)。此前,大陸有一款ADAS專用激光雷達SRL1,在2015年就被用于沃爾沃的City Safety主動安全系統(tǒng),幫助實現(xiàn)AEB功能。不過其探測距離、分辨率等參數(shù)都比較初級,無法滿足高等級自動駕駛。
(大陸SRL1低線束激光雷達)
隨后,大陸宣布了其新的高性能激光雷達研發(fā)計劃,2020年量產。在今年的法蘭克福車展上,大陸這一采用Flash技術方案的固態(tài)激光雷達也出現(xiàn)在展示區(qū),設計探測距離達到200米。
2、其他玩家:買還是合作?
除了ABCD之外,采埃孚則維持了從收購天合以來的“土豪姿態(tài)”,在去年8月宣布收購德國的激光雷達公司Ibeo 40%股權,與后者共同研發(fā)新一代固態(tài)激光雷達。
來自日本的電裝則在2015年就投資了Triluminar,后者主要提供固態(tài)激光雷達的所需的激光發(fā)射模塊。而Triluminar還與Leddartech有過合作,使用了其信號處理芯片LeddarCore配置其激光發(fā)射模塊形成了一套固態(tài)激光雷達的解決方案,拿到了今年初的CES上。
同樣是日系勢力的先鋒電子,也在去年推出了基于MEMS微振鏡方案的激光雷達,對外宣稱可等效16線激光雷達的探測效果。其技術積累跟博世如出一轍,都是從激光放映機發(fā)展而來。如無意外,我們將來可以在日系車企的自動駕駛車輛上看到它的身影?!?/p>
(先鋒電子推出的激光雷達)
而除了買之外,還有并不投資而以廣泛合作的姿態(tài)同多家激光雷達初創(chuàng)公司一道開發(fā)的——法雷奧。
法雷奧自2010年開始,與從Sick獨立出來的Ibeo合作研發(fā)出了4線的激光雷達ScaLa(雖然是固態(tài)激光雷達的外形,但并非固態(tài)技術),被用于奧迪新A8的自動駕駛系統(tǒng)使用。需要注意的是,這也是首款被用于量產自動駕駛的4線激光雷達。不過由于它并非固態(tài)激光雷達,所以在成本和體積上仍然受限。
(ScaLa)
而在2014年,法雷奧又找到了從加拿大光學研究所脫胎的Leddartech,雙方合作研發(fā)低價固態(tài)激光雷達,預計。雙方的身份分別為,Leddartech提供核心的激光雷達技術,法雷奧則利用其面向整車廠的開發(fā)經驗返回數(shù)據,進行集成。
3、怎么老是你:Tier 1為何從毫米波戰(zhàn)至激光雷達
從上述事件來看,在激光雷達領域,雖然技術路線有了不同分化,創(chuàng)業(yè)公司也換了一批,但“Tier 1陰云”仍然籠罩在他們頭上的,并且,仍然是之前那一批。這不禁令人感慨,“怎么老是你”——在毫米波雷達市場上競技的ABCD、電裝、采埃孚、法雷奧,把戰(zhàn)場成功地轉移到了激光雷達領域,只不過打法稍有區(qū)別。
其實其中的邏輯也不難理解——首先,隨著自動駕駛的概念和需求逐漸清晰,激光雷達因為其強大的環(huán)境感知能力被推舉為不可缺少的傳感器。這是未來兵家必爭的市場高地。
其次,從技術邏輯上來看,毫米波雷達和激光雷達在最底層的技術基礎上一致,都是發(fā)射、接收電磁波并進行信號處理。底層的芯片供應商也依然是英飛凌、飛思卡爾那一批。激光雷達在車載市場上一開始的應用與毫米波雷達也一樣,都是測距,后來才應用了其高精度建模的能力。因此激光雷達相對于毫米波雷達并非全然是一種“新生物”。
不過車載激光雷達的具體技術仍然較新,大多Tier 1都沒有太多的積累,因此在2015年后集中入局時普遍采取了投資乃至收購的行為來扶持代理人、獲得關鍵技術,快速建立自身在車載激光雷達行業(yè)中的勢力。
而法雷奧、大陸兩家公司此前就已經拿出過應用在量產車上的激光雷達產品,在技術和市場上都有所積累,因此其動作也要“自如”一些,并不急于投資初創(chuàng)公司。
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結語:無人車的未來依舊由Tier 1掌控
在自動駕駛浪潮來襲時,有不少整車廠表現(xiàn)積極,希望能夠增加自己在這一大勢中的話語權,緩解處處受到Tier 1掣肘的情況。但Tier 1們在毫米波雷達和激光雷達市場上的動作,似乎在讓整車廠的想法落空。
在毫米波雷達領域,雖然近來Tier 1們沒有收購動作,但是卻在較新的技術方向(77Ghz)上很早就進行布局,拿出了經過驗證、性能強大、并且有應用場景區(qū)分的多款毫米波雷達產品。來自于技術、可靠性、品牌體量的背書,讓整車廠很難冒險撇開Tier 1,選擇初創(chuàng)公司的產品。
而在激光雷達領域,雖然激光雷達研發(fā)積累的Tier 1已經在這一新業(yè)務上和整車廠構筑了合作關系,而缺乏積累的公司則直接進行收購、投資,將表現(xiàn)出色的激光雷達技術公司納入了自己的體系。而Velodyne這樣的“老牌”激光雷達公司,即便接受了福特的投資,也是與Tier 1進行合作的“謙虛”姿態(tài)。
主要原因在于,Tier 1從來不只是單純意義上的“零部件供應商“,不是仍給整車廠一堆零件,讓其拼起來。而是隨零部件一起,給整車廠提供了一整套相關的能力,降低后者二次開發(fā)的成本。毫米波雷達市場已經如此,而激光雷達行業(yè)的發(fā)展趨勢也在向這一方向前進。
所以,Tier 1們在汽車行業(yè)中有今天的地位,一大原因也是他們“足夠努力”——在同行的激烈競爭驅動下,他們總是把某一細分領域的問題解決得差不多,零部件和功能一次給全。而這種“優(yōu)良傳統(tǒng)”,也是今天每家Tier 1都要拿出自家自動駕駛解決方案的主要原因。
所以,在可見的將來,自動駕駛的發(fā)展過程中,Tier 1依然是舉足輕重的力量。
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