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。
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。