应用广泛的激光雷达好日子还在后头

如今，激光雷达在整个自动驾驶产业链中的作用日益重要，它已能与计算机视觉和雷达传感器芯片一起列为三大自动驾驶金刚。

但是，激光雷达并不只适用于自动驾驶，它还可以用于工业自动化、机器人和无人飞行器。此外，地图市场也开始拥抱激光雷达。

但这并不奇怪，毕竟，这项技术诞生于当年的地图上。然而，激光雷达技术在自动驾驶汽车上的发展又反哺了地图，它使地图更加强大和完美。

实际上，以前的研究者也利用激光雷达探测过危地马拉丛林中的玛雅古城。这儿的建筑物很多，结构很复杂，光是各式各样的马路就有几千条，但是在几个世纪之后“消失”了，原来的样子被各种植物完全遮盖了。

这种新颖的应用程序与激光雷达技术的不断提升预示着一个不断扩大的巨大市场的到来。ABI Research预计，到2027年，车载激光雷达的市场规模将增至130亿美元。

随着激光雷达市场的扩大，还将产生连锁效应，其他相关市场将一起受益。

据法国技术与商业市场调查公司 YoleDé veloppement预测，磷化镓市场将在未来五年内以79%的年复合增长率达到79%，到2022年该市场规模将达到4.6亿美元。

Yole认为磷化镓非常适合高性能和高频率的应用。Yole市场分析师 AnaVillamor说：“激光雷达、无线充电、封包跟踪等都属于高端中/低电压应用领域，只有磷化镓才能满足。

结果，激光雷达供应商在接近视觉、自动驾驶和 ADAS客户的同时，也在向无人机、工业系统和地图等市场上出售激光雷达。

自驾与 ADAS

就目前而言，面对激光雷达最大的蓝海还是汽车工业，研发人员正想方设法利用固态设计来降低激光雷达上的移动部分以及整个系统的成本。

对于我来说，激光雷达是一个很有趣的系统，因为它的各个部分都与半导体有关。Jeff Miller是西门子公司的 Mentor产品策略负责人。

在此基础上，“硅光子学研究人员做了许多有趣的尝试，为固态激光雷达落地做出了不少贡献。对激光脉冲的供能、控制和功率晶体管的设计等方面，传统的激光雷达领域有着自己的突破。Miller表示，在数据处理方面也有进展，3D点云产生的大量数据，其最终价值在于为自动驾驶汽车提供必要的信息。

起初，自动驾驶汽车所搭载的激光雷达系统都是顶部不停旋转的传感器 i，但这种丑陋的设计与消费者市场的口味格格不入。Miller解释说：“自动驾驶汽车的商品化已经开始，其外观必须符合汽车的美学设计。

而这正是激光雷达行业的新热点。他说：“一场竞争正在进行，每个人都在追逐小巧的廉价固态激光雷达。IanDennison是 Cadence定制与集成电路包装团队的研发负责人。

Dennison明确表示，激光雷达的价格至少会低于200美元。他说：“淘金热刚刚开始，新公司的出现和投资都在增加。然而，不同的企业视角也存在差异，他们需要在 CMOS、硅光子和 MEMS技术上作出权衡。

Dennison还说，激光雷达提供了非常高的深度分辨率，这才是其真正的杀手级特性。

究竟有什么区别？

根据雷锋网的信息，激光雷达的发展也刺激了市场对大电流、高频、低电阻、低电容功率晶体管的需求，而这类产品的制造需要磷化镓等特殊半导体材料。

研究者们更愿意将高性能的三/四型材料集成到传统的硅系统中，” Mentor产品营销负责人 ChrisCone说。

他概括了以下几点：

第一，激光雷达的设计对几何结构非常敏感，要求极强的硅光子集成电路设计能力，其中还包括基于曲线物体设计组件的能力，使用大量的波导装配组件并满足圆锥和过渡要求的能力，以及一套具有适当光、电特性建模的多域电路模拟方案；

第二，在进行物理验证时，研发人员必须熟悉光子结构，毕竟标准验证过程中会产生大量的虚假错误(falseerror)。

另外，当使用标准 DRC检测技术时，也会产生大量难以发现的误报(false positive)。只有使用大量的测试才能发现问题所在。

基于这种背景，工具供应商开始寻求不同的方法。

他说：「激光雷达需要新的设计，所以设计工具必须要有足够的灵活性，以适应各种新的需求。但是，整个激光雷达设计流程是可以保留下来的，完成设计之后通过模拟和版图验证进行设计分析仍然是必不可少的。

由于 MEMS雷达仍有可移动部件，一些专家不愿意把 MEMS设备看作是固态激光雷达的一部分，而且一些激光雷达厂商也开始用相控阵来取代 MEMS。

Dennison说：“不同的人会有不同的选择。「硅光子学的确适用于激光雷达等产品，如果能用它来控制光，就会接近于最终解决方案。」

若能将 MEMS技术、 CMOS芯片与光子技术结合，则可以获得一种新的混合技术，但协同设计却并非易事。

自动化市场急需两类激光雷达产品

由于激光雷达的发展前景愈加光明，投资也随之高涨。

目前，硅谷三家激光雷达公司 Velodyne、 Quanergy和 Cepton在过去的一年中业务都有了很大的增长。

除积极备货外，激光雷达也开始为科技巨头、汽车制造商和第一级供应商提供服务，还有一大堆不差钱的新创公司，如 Aurora Innovation等聚集了圈内最懂自动驾驶的公司。

Velodyne CTO AnandGopalan表示：“目前市场急需两种产品：一种是为自动驾驶出租车设计的高性能传感器，另一种是小型传感器，用于 ADAS应用。”他发现，激光雷达的工业应用需求正在迅速增长。当然还有无人机和地图。

他说：“地图市场在不断演变和发展。”他说：“我们的注意力已经从高分辨率地图的提供转变为自动驾驶汽车提供高分辨率地图。这个新的市场我们非常看好，融合了激光雷达数据的360度视场地图非常重要，所以这一领域的后劲还很大。许多激光雷达的跨界应用，使人们发现了许多方法，令人兴奋。另外，激光雷达在 ADAS领域也在迅速流行，有可能成为未来 ADAS系统的一种标配。”

需要指出的是，激光雷达能很好的解决路面积雪的问题，因为路标被遮挡时，计算视觉将变得“不堪重负”。

事实上，在车载激光雷达发展成熟的过程中，环境因素是一个大挑战，高温、低温条件下它们的作用都会下降，而真正的商用车则不可能如此“娇气”。

同时，技术人员在解决这一问题的过程中，也会取得突破。

他说：“第一波激光雷达完成部署后，传感器将不断加码，其功能将随之增加，数据量也随之增加。所以在未来的几年里，整个激光雷达的产业链将会发生变化，我们还会看到更多有趣的产品。

Quanergy首席执行官 LouayEldada也认为激光雷达市场将迎来一个“大爆发”。

他说：“我们的梦想正一步一步地实现。他说：“我们不仅在汽车安全和工业自动化上获得了巨大的订单，地图和无人驾驶飞机市场也在寻找买家。

Quanergy致力于固态激光雷达产品，该公司的目标是将激光雷达系统级芯片的价格降至低于100美元。Eldada说：“激光雷达是Level4系统的主力芯片，我们将为汽车业提供强大的支持。

目前，进入激光雷达市场的公司约有50家，但未来几年，这个行业将会经历一轮洗牌。

当然，短期内还是会有各种各样的新公司涌入淘金。2016年创立的 Cepton正在制造远程传感器，并将于今年下半年推出车载传感器。

Cepton商业发展总监魏炜表示，在激光雷达市场，50家企业中，只有不超过5家具备发射激光雷达探测距离在200米以上的能力，而许多汽车巨头的自动驾驶原型车也将在年底上路。

激光器市场仍处于起步阶段

就车载电子设备而言，激光雷达市场仍处于起步阶段。

然而，这种技术被撕开的缺口让我们看到了其背后巨大的市场。这个领域绝不仅仅是一个简单的垂直领域，激光雷达技术对其它行业的辐射能力将日益增强。

激光雷达还是一项几年前不知名的技术，现在发生了天翻地覆的变化。当价格下跌时，其应用范围将更广。所以对于激光雷达来说，它真正的成长阶段还没有到来。