自动驾驶养肥了他们!起底汽车雷达四大巨头
2017-10-19 10:04:39
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作者:Origin 

来源:智东西

研发、投资、收购、合作,配件巨头们在车载雷达上卯足劲儿,要在自动驾驶时代继续“上车”。

芯片巨头英伟达、英特尔分别组建了自己的自动驾驶联盟,两大联盟中,前者吸引了博世、德尔福这样顶级的汽车零部件一级供应商(Tier 1)。

除了在自动驾驶芯片选择上分列阵营,Tier 1们在自动驾驶的关键传感器——雷达,也在进行激烈的竞争。无论是相对传统的毫米波雷达,还是新兴的激光雷达,都成为了Tier 1新一轮竞争的主战场(超声波雷达与自动驾驶距离太远,因此本文不予讨论)。

车东西特别梳理Tier 1们在这两大自动驾驶传感器市场上的竞争布局,发现在自动驾驶被提上日程的当下,这些传统汽车势力的典型代表,依然会是推动自动驾驶向前迈进的关键先生。

其中,毫米波雷达中的“ABCD”,即Autoliv,博世(Bosch),大陆(Continetal),德尔福(Delphi)表现抢眼,在技术上的强势和投资上的积极,让他们显出将成为未来车载雷达四大巨头的势头。

本文为车东西“自动驾驶供应商巨头系列报道”的第三篇,欢迎点击查看第一、二篇报道。

一、配件巨头:《忘掉谷歌吧!没有这些公司自动驾驶巨头就是扯淡》

二、芯片巨头:《特斯拉捅翻了马蜂窝!自动驾驶芯片战争爆发》

一、被巨头垄断的毫米波雷达市场

雷达,原本用于军事领域,在地面设备、战机、舰艇上广泛使用,对敌方目标进行超视距探测、锁定。

而后,雷达技术军转民,被用以造福普通民众。在频率较低的毫米波段,雷达技术先行“上车”,诞生了车载毫米波雷达,依靠其目标探测能力为车辆主动安全服务。而在频率较高的红外波段,则诞生了激光雷达。起初激光雷达主要用于地理测绘,而后也被引入车辆主动安全系统,并且随自动驾驶的兴盛一战成名。

尽管从这两年来看,激光雷达成为了自动驾驶中的网红,但其成本仍然居高不下,并且因为波长限制,在雾霾、雨雾天气下,激光雷达无法正常工作。

而毫米波雷达并没有这样的困扰。这一身本事让毫米波雷达也成为了自动驾驶不可或缺的传感器。

其实毫米波雷达用于辅助驾驶的历史远比我们认知的更长,90年代,24Ghz的毫米波雷达就被开发出来用于提醒司机近距离的障碍物,并且在降低交通事故发生率的效果明显,不过由于成本等各方面原因,暂时未能推广开。

在ADAS的概念火起来之后,毫米波雷达再度成为了零部件供应商们的焦点战场。

根据佐思咨询出具的《2015-2020年全球及中国汽车雷达产业市场报告》,2015年全球毫米波汽车雷达市场规模约为19.36亿美元,预计2016年市场规模达24.60亿美元,到2020年可达51.20亿美元,是汽车电子领域最具增长力的产品。

传统上,我们习惯用“ABCD”来形容毫米波雷达的强势大厂,不过从市场表现来看,ABCD的形容并不完全准确。2015年的市场份额上来看,博世、大陆、海拉、电装、富士天通、天合汽车(TRW,已与采埃孚合并)等Tier1份额领先,其中博世和大陆更是甩开了其他对手一个身位。但这是总的份额,并没有区分开毫米波雷达内部的分化。

现今的车载毫米波雷达主要为工作在24Ghz和77Ghz频段之上的两大类,而24Ghz的毫米波雷达由于频率较低,带宽受限,角分辨率有限,因而多用于近距离环境检测,实现ADAS功能中的盲区监测、变道辅助、后向碰撞预警和自动泊车等功能。不过由于发展早,成本低,在现今的车载毫米波雷达市场中24Ghz占据了大头。

而这两年随着人们对ADAS认识的加深,市场对AEB(自动紧急制动)、ACC(自适应巡航)等更加高级的主动安全功能需求也越来越旺盛。并且,全球范围内都在大力推动AEB在商用车上的强制性应用。另一边,L3、L4高等级的自动驾驶对传感器的性能也提出了更高要求。值此背景,此前因为技术难度和成本原因而市场表现平平的77Ghz毫米波雷达拥有了更加明朗的前景。

而在77Ghz毫米波雷达领域,一向以技术池底蕴深闻名的博世再度表现抢眼。博世占据了2015年全球车载毫米波雷达的22%份额,而博世这全球五分之一还强的份额中,又以77Ghz的毫米波雷达为主。目前,博世针对77Ghz的毫米波雷达,拿出了MRR,LRR两个系列,分别对应中距离和长距离探测,其中LLR的最新一代产品LRR4最大探测距离超过200米,可以让汽车在160公里的时速下使用ACC功能。

大陆此前在24Ghz所占份额较多,其SSR320短距离雷达是大陆自家ConTIGuard中的主要传感器之一。

而在中长距毫米波雷达市场,大陆推出了77Ghz频段的ARS410和ARS430两款产品,探测距离分别为170米和250米。值得一提的是,其中ARS430的角分辨率达到了3°,还可以和激光雷达一样检测到静止物体。大陆的官方信息显示,他们还对ARS430进行升级,形成新一代产品ARS441,让毫米波雷达具备探测路缘的能力。

就在今年9月,大陆收获了来自吉利的77Ghz毫米波雷达订单。

德尔福则早在10年之前就开始使用77Ghz毫米波雷达,建立汽车的主动安全系统“Forewarn Adaptive Cruise Control”。现今德尔福的77Ghz毫米波雷达主力产品为ESR,其工作距离虽然不算长(100米),但在多目标识别上能力出众,最多可同时区分出64个目标。

日前车东西曾体验过清华苏州汽车研究院和千寻位置联手打造的自动驾驶汽车,其中就用到了德尔福的ESR毫米波雷达。

上述三家Tier1组成了如今77Ghz毫米波雷达的第一梯队,而在其之后,Autoliv也提供包括24Ghz和77Ghz两种毫米波雷达方案,搭配形成了一整套ADAS能力,包括自适应巡航(可自动启停)、自动紧急制动、盲区监测、变道辅助等能力。

当然,Autoliv拥有如今的江湖地位,一大部分原因是拿到了奔驰的毫米波雷达订单。↓

电装、富士天通、日立等三家日系零部件供应商也拥有77Ghz毫米波雷达的技术,但是由于日本此前采用的是60Ghz的频段标准,所以和世界潮流并未接轨,稍微拖慢了脚步。但日系Tier 1正在加大对79Ghz毫米波雷达的研发投入,希望在这一方向弯道超车。

另外,采埃孚在2015收购了天合汽车过后,也拥有了其在77Ghz毫米波雷达上的积累,成为该领域竞争中不可忽视的一股力量。

在24Ghz的毫米波雷达上,Tier1们无论是在技术还是在市场上都耕耘已久,颇有些大局已定的意思,因此这一细分方向罕有创业公司进入。而在77Ghz毫米波雷达上,仍有不少创业公司在提高探测精度和降低成本两方面努力,希望借机在未来的数十亿美元市场中分得一杯羹,他们或将为车载毫米波雷达市场带来新的变局。但是,Tier 1们凭借着并不逊色的技术和丰富的开发经验,牢牢把持着毫米波雷达装车的入口,初创公司很难直接接触到整车厂。

对于这批毫米波雷达的初创公司来说,他们在克服重重难关之后,最终能走的路也无非两条——被Tier 1收购,或者成为Tier 1们的二级供应商,即Tier 2。所以,车载毫米波雷达,依然是Tier 1们说了算。

二、激光雷达的背后 依然是这帮人

此前车东西曾对国外的固态激光雷达创业公司进行了简单整理(自动驾驶的未来全靠它!揭秘固态激光雷达创业江湖)。在全球范围内,名头响亮的激光雷达创业公司近20家,虽然其中大多数公司的人数不超过50人,但却已经总共吸纳了超过7亿美元的融资。其中,不乏单笔融资上亿美元的明星公司,如Velodyne(1.5亿美元),Leddartech(1.1亿美元)。

但这些资本的宠儿中为数不少,拿到钱的同时,其实意味着他们已经开始“站队”了。站谁的队?答案是他们的投资人兼未来的客户——Tier 1。在毫米波雷达市场上竞逐的汽车零部件巨头们,又把战火烧到了激光雷达上。

毫米波雷达虽然也有很大增长潜力,但其用于车载市场的历史已经较长,市场格局在短期内仍没有出现巨大变动的可能。而激光雷达兴盛的时间不过数年,有效市场尚未形成,但又是未来自动驾驶笃定的技术方向。因此,各家Tier 1以不同的形式,在其中投注了大量的资源。其中,主流的做法是,买。

1、“ABCD”四大厂各有招:投资、收购、自研

1)德尔福:三驾马车投资布局

德尔福是ABCD中最早对激光雷达公司进行投资的。2015年,德尔福对把“固态激光雷达”这个词发扬广大的Quanergy进行了战略投资,收购后者部分股权。随后,德尔福便宣布,将和Quanergy合作开发廉价激光雷达。

不过由于Quanergy采用的光学相控阵技术路线(OPA,Optical Phased Array)技术难度较大,短时间内不容易突破,因此其还于今年8月投资了以色列Innoviz。后者采用了相对容易实现的MEMS方案,并且已经拿出了量产型产品Innoviz One和Innoviz Pro,分别对应自动驾驶的低等级和高等级需求。

深谙“不要把鸡蛋放在一个篮子里”的德尔福在投了Innoviz之后紧接着就投了加拿大初创Leddartech。后者此前已经展示过彰显其技术的Vu8固态激光雷达模组Vu8,并且他们除了自己开发固态激光雷达,还提供信号处理芯片。

一个有趣的现象是,这两次投资中,加拿大汽车零部件供应商麦格纳都紧紧跟随着德尔福的步伐,和德尔福一道投资了两家公司。麦格纳也是投资激光雷达的Tier1中,少数没有在毫米波雷达上“有所成就”的公司。

2)奥托立夫:合作不够,紧急收购

Autoliv在激光雷达上的布局则不算早,今年7月,Autoliv与Velodyne达成合作,加入其Tier-1生产计划,应用后者的技术,结合自身的经验面向车载市场生产车规级激光雷达能够。能够首先与如今声量最响的激光雷达创业公司站到一起,也间接说明了Autoliv在这一方面的实力。但对于较晚才加入战局的Autoliv来说,显然需要其他方式来加深对行业的介入。

或许受了德尔福、麦格纳两位友商在8,9月两笔密集投资的影响,奥托立夫产生了危机感。10月初,奥托立夫就收购了一家瑞典的激光雷达技术公司Fotonic i Norden的部分资产,整合了其技术团队及专利,而后者在ToF(Time of Flight,飞行时间)技术摄像头生产上有深厚积累。

3)博世:MEMS技术暗藏大招

在毫米波雷达市场上顺风顺水的博世,则在今年2月投资了采取Flash技术方向的TetraVue,后者的固态激光雷达分辨率很高,可以超过200万(目前市场上在售的分辨率最高的是Velodyne的64线激光雷达,每秒激光点云出点数120万)。

当然,Tier 1在开拓激光雷达蓝海的过程中,除了花大价钱布局,如果自身实力够硬,还可以自己直接出一套方案的。没错我们说的依然是博世。

传统意义上,Tier 1并没有车载半导体业务,那是他们的上游厂商如恩智浦、英飞凌、德仪等公司的工作。博世就是这其中的“异类”,与其上游的供货商们一道,名列世界十大汽车半导体公司。

博世对MEMS技术投入重资,拥有自己的MEMS传感器芯片生产工厂,不过此前的应用MEMS技术在消费电子类传感器上应用较多(各位读者的手机上很可能就使用了博世的加速度传感器、陀螺仪传感器)。在车载传感器上,固体激光雷达现今一大流行的技术路线即MEMS微振镜,将激光雷达原本硕大的机械旋转部件集成在单个芯片中,使用半导体工艺生产。

而博世在今年正式推出了一套使用MEMS微镜技术的激光投影仪/扫描仪,证明其MEMS技术在激光扫描上是可行的,那么其MEMS技术就可以被用于固态激光雷达。博世另一个与此相关的动作是在今年年中宣布将投资11亿美元在德国新建芯片制造厂,主要生产自动驾驶相关的传感器芯片。

4)大陆:入局早,靠自己

大陆则是更多依靠自己自主开发。此前,大陆有一款ADAS专用激光雷达SRL1,在2015年就被用于沃尔沃的City Safety主动安全系统,帮助实现AEB功能。不过其探测距离、分辨率等参数都比较初级,无法满足高等级自动驾驶。

随后,大陆宣布了其新的高性能激光雷达研发计划,2020年量产。在今年的法兰克福车展上,大陆这一采用Flash技术方案的固态激光雷达也出现在展示区,设计探测距离达到200米。

2、其他玩家:买还是合作?

除了ABCD之外,采埃孚则维持了从收购天合汽车以来的“土豪姿态”,在去年8月宣布收购德国的激光雷达公司Ibeo 40%股权,与后者共同研发新一代固态激光雷达。

来自日本的电装则在2015年就投资了TriLuminar,后者主要提供固态激光雷达的所需的激光发射模块。而TriLuminar还与Leddartech有过合作,使用了其信号处理芯片LeddarCore配置其激光发射模块形成了一套固态激光雷达的解决方案,拿到了今年初的CES上。

同样是日系势力的先锋电子,也在去年推出了基于MEMS微振镜方案的激光雷达,对外宣称可等效16线激光雷达的探测效果。其技术积累跟博世如出一辙,都是从激光放映机发展而来。如无意外,我们将来可以在日系车企的自动驾驶车辆上看到它的身影。

而除了买之外,还有并不投资而以广泛合作的姿态同多家激光雷达初创公司一道开发的——法雷奥。

法雷奥自2010年开始,与从Sick独立出来的Ibeo合作研发出了4线的激光雷达ScaLa,被用于奥迪新A8的自动驾驶系统使用。需要注意的是,这也是首款被用于量产自动驾驶的4线激光雷达。不过由于它并非固态激光雷达,所以在成本和体积上仍然受限。

而在2014年,法雷奥又找到了从加拿大光学研究所脱胎的Leddartech,双方合作研发低价固态激光雷达,预计。双方的身份分别为,Leddartech提供核心的激光雷达技术,法雷奥则利用其面向整车厂的开发经验返回数据,进行集成。

3、怎么老是你:Tier 1为何从毫米波战至激光雷达

从上述事件来看,在激光雷达领域,虽然技术路线有了不同分化,创业公司也换了一批,但“Tier 1阴云”仍然笼罩在他们头上的,并且,仍然是之前那一批。这不禁令人感慨,“怎么老是你”——在毫米波雷达市场上竞技的ABCD、电装、采埃孚、法雷奥,把战场成功地转移到了激光雷达领域,只不过打法稍有区别。

其实其中的逻辑也不难理解——首先,随着自动驾驶的概念和需求逐渐清晰,激光雷达因为其强大的环境感知能力被推举为不可缺少的传感器。这是未来兵家必争的市场高地。

其次,从技术逻辑上来看,毫米波雷达和激光雷达在最底层的技术基础上一致,都是发射、接收电磁波并进行信号处理。底层的芯片供应商也依然是英飞凌、飞思卡尔那一批。激光雷达在车载市场上一开始的应用与毫米波雷达也一样,都是测距,后来才应用了其高精度建模的能力。因此激光雷达相对于毫米波雷达并非全然是一种“新生物”。

不过车载激光雷达的具体技术仍然较新,大多Tier 1都没有太多的积累,因此在2015年后集中入局时普遍采取了投资乃至收购的行为来扶持代理人、获得关键技术,快速建立自身在车载激光雷达行业中的势力。

而法雷奥、大陆两家公司此前就已经拿出过应用在量产车上的激光雷达产品,在技术和市场上都有所积累,因此其动作也要“自如”一些,并不急于投资初创公司。

结语:无人车的未来依旧由Tier 1掌控

在自动驾驶浪潮来袭时,有不少整车厂表现积极,希望能够增加自己在这一大势中的话语权,缓解处处受到Tier 1掣肘的情况。但Tier 1们在毫米波雷达和激光雷达市场上的动作,似乎在让整车厂的想法落空。

在毫米波雷达领域,虽然近来Tier 1们没有收购动作,但是却在较新的技术方向(77Ghz)上很早就进行布局,拿出了经过验证、性能强大、并且有应用场景区分的多款毫米波雷达产品。来自于技术、可靠性、品牌体量的背书,让整车厂很难冒险撇开Tier 1,选择初创公司的产品。

而在激光雷达领域,虽然激光雷达研发积累的Tier 1已经在这一新业务上和整车厂构筑了合作关系,而缺乏积累的公司则直接进行收购、投资,将表现出色的激光雷达技术公司纳入了自己的体系。而Velodyne这样的“老牌”激光雷达公司,即便接受了福特的投资,也是与Tier 1进行合作的“谦虚”姿态。

主要原因在于,Tier 1从来不只是单纯意义上的“零部件供应商“,不是仍给整车厂一堆零件,让其拼起来。而是随零部件一起,给整车厂提供了一整套相关的能力,降低后者二次开发的成本。毫米波雷达市场已经如此,而激光雷达行业的发展趋势也在向这一方向前进。

所以,Tier 1们在汽车行业中有今天的地位,一大原因也是他们“足够努力”——在同行的激烈竞争驱动下,他们总是把某一细分领域的问题解决得差不多,零部件和功能一次给全。而这种“优良传统”,也是今天每家Tier 1都要拿出自家自动驾驶解决方案的主要原因。

所以,在可见的将来,自动驾驶的发展过程中,Tier 1依然是举足轻重的力量。

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