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万国造?销量冠绝全球的中国激光雷达,竟绕不开索尼的传感器芯片

IP属地 北京 编辑:朱天宇 每日评述 时间:2024-10-13 15:20:38

2024年国际电子消费展上,索尼发布了旗下首款纯电车型Afeela。该车由索尼与本田各出资50%所打造,搭载了45个摄像头与传感器,最高目标是能在有限环境下进行L3级自动驾驶,多数情况下实现L2级+驾驶员辅助驾驶。

这件事引起了国人的强烈不解,如今中国电车在全球的销量占比高达66%,其多项核心技术均领先世界各传统汽车强国。索尼虽贵为全球消费电子与娱乐领域巨头,但冒然进军新能源电车领域,其底气究竟在哪里?

除速腾聚创外,中国禾赛科技的全年出货量也来来到了21.1万台,图达通为15万台,华为激光雷达为7万台,外加大疆览沃与探维科技,可见中国激光雷达市场的繁荣并非一枝独秀,而是百花齐放。

根据《2023年全球车载激光雷达市场与技术报告》显示,2022年全国车载激光雷达总营收第一位是禾赛科技,第二名是图达通,第三名是速腾聚创。2024年市场报告显示,国产激光雷达厂商更是累计合占了全球84%的市场份额。

这些中企的快速崛起甚至引起了美国政府的高度重视,2023年11月底,美众议院20名议员联名向拜登政府报告,强烈要求彻查制裁禾赛科技、速腾聚创等中国企业。

同比之下,国外的激光雷达产业却尽显落寞衰败之象,德国雷达企业Ibeo于2022年宣布破产,美国雷达制造商Ouster和Velodyne被迫合并来抱团求生。看起来中国激光雷达企业似乎正在引领全球,但只有业内人士才清楚,遥遥领先的中国激光雷达,其实也有一个始终绕不开的技术壁垒——索尼的传感器芯片。

激光雷达并非是一个单独器件,而是一个复杂精密的传感器系统,主要由激光发射与探测、信息处理与扫描四大部件组成。我国的诸多雷达厂商都是中游集成商,旗下产品有自研部分,但也有部分来自外围采购。

在激光雷达组件中,激光器、探测器与信号处理成本要占到总成本的70%,其中激光器与探测器成本相加占比要高达30%~40%,是整个组件中成本最为高昂的部分。

目前业内的激光雷达技术演进方案为机械式>半固态>全固态,其中探测器从APD迭代至SiPM和SPAD,而SPAD则被认为是继SiPM后的下一代探测芯片,具备更优异的集成度、更高设计灵活性。

在此大致讲解一下APD技术原理,它其实就是一个传统光转电接收器,虽然供应链极为成熟,但必须搭配许多零碎繁琐的配件使用,有违激光雷达日后小型精细化的路线,只能面临淘汰。SiPM在APD基础上能做到更广泛的探测范围,但问题是线数多、模组复杂、成本昂贵。

而索尼于2020年推出的行业首款车规级SPAD芯片,采用对光感知更灵敏的单光子雪崩二极管技术,像素数量高达11万。从结构上看共分为上下两层,上层用于感知反射激光,下层则是测距芯片,它的分辨率为189×600,比起传统激光雷达传感器具备更强大的感光力和更低的延迟。

当然,在此我们也可以将其粗浅理解为:像相机一样将光转电、电转数和数据处理集成到一颗CMOS晶圆上,变成了光转数。

索尼的设计思路跳出了行业怪圈,量产的SPAD芯片IMX459一经推出便受到了业内的狂热追捧。像华为于2023年发布的全球首个量产192线激光雷达,就是使用了索尼的IMX459芯片,它向行业人士证实了SPAD技术在激光雷达领域的无限可行性。

索尼作为CMOS图像传感器无可争议的世界龙头,以擅长的方式征战雷达圈自然也是游刃有余。进入2024年后,市场上涌现出大量192线激光雷达产品,而这些产品无一例外所使用的都是索尼IMX459芯片。

难逢敌手的索尼目前正在积极研发下一代雷达SPAD芯片IMX479,相较于前代,它的探测效率能从22%直接翻倍提升至50%以上。所谓探测效率就是激光雷达能成功探测与返回信号的比例,这代表IMX479将拥有更加强大的环境感知力。

对比国内外的SPAD技术差距,一位国内激光雷达产品经理难以为情的表示:粗略估计的话,大概两年左右就能追上。事实也的确如此,2023年时,国内多个芯片企业也宣称研发出了车规级SPAD芯片,但实测后发现要么探测距离过近,要么探测精度不足。

结果迄今为止,全球能量产使用的SPAD芯片方案依然只有索尼鹤立鸡群。

那么索尼又是如何走上雷达自研之路的呢?其实这离不开来自苹果的助攻,因为索尼起初认为SPAD芯片仅限于理论,在实际应用中很难实现。但在后来,苹果找到了索尼研发SPAD芯片,理由是iPhone手机需要配备短距雷达来实现3D扫描技术。

索尼心想干脆一不做二不休,直接将车规级的SPAD面阵芯片也研发出来,并且成功在2020年实现了IMX459芯片的生产。如今索尼每年都要向苹果提供1亿个左右的SPAD芯片,同时自身的车规级雷达芯片也是销量火爆,可谓是两开花。

新能源的其他差距

关于新能源汽车的其他国内外技术差距,近日颇为火爆的两条分别是9月28日长安高管杜长虹所述的“中国固态电池落后丰田3~5年”以及奇瑞高管揭露的特斯拉智驾技术领先华为两年。

两则言论一出,瞬间点爆了中国互联网,大批网友怒斥两位品牌高管:落后的是奇瑞与长安,而并非是整个中国新能源。

然而现实是怎样的呢?宁德时代老总曾毓群在2024世界动力电池大会上表态,称如果将固态电池的技术成熟度分为9个等级,我们目前的研究进展大约处于4级。

今年以来不少中企都发布了全新固态电池技术,但细看一番会发现能量密度其实依然未能得到有效提升,多数业内人士认为,中国的全固态电池要等到2030年前后才能实现小批量装车运行了。

对比之下,日产今年2月已经开发出了全固态电池,计划在2025年进行试生产,2028年推出首款全固态电池驱动的电车。丰田也表示,将在2027年左右推出全固态电池纯电汽车,新电池将更轻、更小、更便宜。

而在自动驾驶技术上,我们以国内最先进的华为与特斯拉作对比。华为装备ADS系统的车辆销量为30万,是国内市场的第一名,同比之下特斯拉的自动驾驶全球销量超过了200万台,截止今年4月FSD累计行驶里程超过10亿英里。

自动驾驶本就是依靠经验累积,销量与行驶里程越高,越能为车企提供缜密丰富的测算数据。而现阶段,华为的30万ADS装机量是无论如何也无法与特斯拉的10亿英里作对比的。

信息

集微网:暴涨450%,超71万台!中国激光雷达遥遥领先!网友:被制裁不冤

澎湃新闻:一文梳理国产激光雷达:上市并非终局,前路依旧漫长

懂车帝:长安高管:固态电池落后丰田3~5年

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