[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]禾賽科技(HesaiTechnology)最初是一家專(zhuān)注于激光氣體分析儀的企業(yè),利用激光遙測(cè)原理進(jìn)行天然氣泄漏檢測(cè)。2015年底,公司果斷“轉(zhuǎn)道”,將手頭在光學(xué)和電路設(shè)計(jì)上的技術(shù)積累應(yīng)用到車(chē)載激光雷達(dá)領(lǐng)域。2016年10月,禾賽發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款32線(xiàn)激光測(cè)距雷達(dá)Pandar32,正式進(jìn)軍智能駕駛賽道。隨著2017年4月推出的Pandar4040線(xiàn)高性能產(chǎn)品問(wèn)世,禾賽打破了美國(guó)Velodyne和德國(guó)Ibeo的壟斷地位,在美國(guó)加州L4自動(dòng)駕駛市場(chǎng)贏得了超過(guò)三分之一的客戶(hù)。
同年7月,公司成為百度Apollo自動(dòng)駕駛計(jì)劃的50家戰(zhàn)略合作伙伴之一,為百度定制開(kāi)發(fā)環(huán)境感知套件。此后,禾賽延續(xù)“由高打低”的戰(zhàn)略,專(zhuān)注于高線(xiàn)數(shù)、高性能激光雷達(dá),不斷累積技術(shù)優(yōu)勢(shì)。到2021年,公司推出了面向高級(jí)輔助駕駛(ADAS)前裝量產(chǎn)的半固態(tài)激光雷達(dá)AT128,并在同年底宣布獲得理想汽車(chē)、集度汽車(chē)、高合汽車(chē)、路特斯等國(guó)內(nèi)外主機(jī)廠共計(jì)數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的定點(diǎn)訂單。這一系列關(guān)鍵決策和產(chǎn)品積累,使得禾賽很快崛起為“智駕之眼”領(lǐng)域的巨頭。
從“氣體檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)商”到“智駕之眼巨頭
憑借敏銳的戰(zhàn)略眼光和扎實(shí)的技術(shù)積累,禾賽迅速確立了全球龍頭地位。根據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)Yole的數(shù)據(jù),2024年公司在全球L4自動(dòng)駕駛和ADAS激光雷達(dá)市場(chǎng)的份額分別達(dá)到61%和26%,均居行業(yè)首位。2020–2024年間,禾賽的激光雷達(dá)出貨量連續(xù)4年翻倍增長(zhǎng),2024年實(shí)現(xiàn)了非公認(rèn)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則(Non-GAAP)年度盈利,是全球首家也是唯一一家在激光雷達(dá)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全年盈利的上市公司。這一成績(jī)既得益于市場(chǎng)對(duì)高端感知系統(tǒng)需求的急劇增長(zhǎng),也歸功于禾賽持續(xù)的自主研發(fā)和成本優(yōu)化,使其產(chǎn)品在性能和價(jià)格上兼具競(jìng)爭(zhēng)力。在公司不斷擴(kuò)大的業(yè)務(wù)版圖中,智能汽車(chē)感知是核心。
2024年中國(guó)乘用車(chē)前裝搭載ADAS激光雷達(dá)約160萬(wàn)臺(tái),其中禾賽以約28.7%的市場(chǎng)份額位列第二,僅次于速騰聚創(chuàng);公司預(yù)計(jì)2025年出貨量將達(dá)到120–150萬(wàn)臺(tái),同比顯著增長(zhǎng)。與此同時(shí),禾賽在高級(jí)自動(dòng)駕駛(L4)領(lǐng)域與全球前10強(qiáng)的8家合作,自動(dòng)駕駛感知方案客戶(hù)遍布北美、歐洲和中國(guó)。在海外市場(chǎng),禾賽始終堅(jiān)持全球化拓展策略:公司在歐美等地實(shí)現(xiàn)規(guī)模化收入,2024年海外收入占比達(dá)25.7%(其中北美約占13.5%);近期還與一家歐洲頂級(jí)主機(jī)廠達(dá)成多年獨(dú)家定點(diǎn)合作(覆蓋燃油車(chē)和新能源車(chē)多個(gè)車(chē)型),最新款奔馳CLAL2++高階駕駛系統(tǒng)就采用了禾賽的激光雷達(dá)。可以說(shuō),禾賽憑借全球化布局與技術(shù)優(yōu)勢(shì),正成為自動(dòng)駕駛和汽車(chē)安全領(lǐng)域不可或缺的感知系統(tǒng)供應(yīng)商。
激光雷達(dá)的核心原理是發(fā)射激光脈沖、接收反射信號(hào)并測(cè)量飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算距離,從而構(gòu)建空間點(diǎn)云。每發(fā)出一束激光并成功接收,就能感知到空間中的一個(gè)點(diǎn);為了精細(xì)刻畫(huà)周邊環(huán)境,激光雷達(dá)通常需要每秒掃描上百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。禾賽的激光雷達(dá)包含兩個(gè)核心模塊:發(fā)射模塊(TX)和接收模塊(RX)。
激光雷達(dá)模塊組成
TX模塊包括激光器及其驅(qū)動(dòng)電路,用于發(fā)射光脈沖;RX模塊包含光電探測(cè)器以及信號(hào)放大和處理電路,用于接收反射光并提取距離信息。無(wú)論是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá),還是半固態(tài)、純固態(tài)雷達(dá),其TX/RX模塊的功能都是相通的。禾賽強(qiáng)調(diào)TX/RX的芯片化設(shè)計(jì),通過(guò)專(zhuān)用半導(dǎo)體芯片將傳統(tǒng)架構(gòu)中上百個(gè)分立元件高度集成。這種集成化帶來(lái)多重優(yōu)勢(shì):一方面,大量分立器件被集成到幾顆芯片上(包括激光發(fā)射、接收、驅(qū)動(dòng)和信號(hào)處理等功能),顯著縮小了硬件體積;另一方面,集成化使得裝配工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,減少了人工調(diào)試工作(據(jù)估計(jì)可節(jié)省雷達(dá)成本中約20%的人工調(diào)試開(kāi)支),從而降低生產(chǎn)成本;高度自動(dòng)化的裝配也提高了產(chǎn)品良率和可靠性,避免了繁瑣人工裝配中難以控制的誤差。
禾賽的芯片化思路不止于提高單個(gè)模塊集成度,更體現(xiàn)在架構(gòu)演進(jìn)上。公司從2017年就成立了芯片研發(fā)部門(mén),制定了多代芯片的開(kāi)發(fā)路線(xiàn)圖。在此框架下,禾賽的激光雷達(dá)收發(fā)單元經(jīng)歷了從“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”到“線(xiàn)對(duì)線(xiàn)”再到“面對(duì)面”的形態(tài)演進(jìn):第一代到第三代芯片通過(guò)自研驅(qū)動(dòng)芯片、模擬前端芯片、波形數(shù)字化芯片和SoC等,不斷提升系統(tǒng)性能和集成度,同時(shí)降低成本。到2024年,禾賽推出第四代芯片架構(gòu),采用3D堆疊技術(shù),在單板上集成了512個(gè)通道,進(jìn)一步壓縮了體積并降低了成本。借助這一芯片化優(yōu)勢(shì),全新的AT512激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)數(shù)翻16倍、點(diǎn)云密度翻80倍的同時(shí),與十年前的典型32線(xiàn)雷達(dá)相比價(jià)格不到當(dāng)時(shí)的1%。這些進(jìn)展使得禾賽的產(chǎn)品在性能、體積和成本上都有質(zhì)的飛躍。
在掃描方式上,禾賽早期與其他廠商一樣,考慮過(guò)EEL(EdgeEmittingLaser)+MEMS振鏡的方案。此方案核心是一塊厘米級(jí)的微振鏡在兩個(gè)軸上高速擺動(dòng),將若干EEL激光器的光束扭轉(zhuǎn)到不同角度,實(shí)現(xiàn)掃描。相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械式旋轉(zhuǎn),MEMS方案減少了機(jī)械部件,僅需很少的EEL激光器就能覆蓋廣闊視場(chǎng)并獲得較高點(diǎn)云密度。然而MEMS振鏡的擺角極限較小,為了擴(kuò)大視場(chǎng)往往需要使用多臺(tái)振鏡級(jí)聯(lián)拼接,導(dǎo)致圖像邊緣出現(xiàn)畸變或重疊,還增加了后端算法處理的難度。在成本方面,一個(gè)可行的路徑是提高振鏡振動(dòng)頻率以減少激光器數(shù)量(理論上可將EEL激光器數(shù)量精簡(jiǎn)至1顆),但MEMS振鏡技術(shù)的可靠性和壽命仍是考驗(yàn)。
單顆EEL+MEMS振鏡方案
禾賽最終選擇了另一條技術(shù)路線(xiàn),即VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)+SPAD(單光子雪崩二極管)結(jié)合的TX/RX方案。在這種半固態(tài)架構(gòu)中,發(fā)射端使用陣列化的VCSEL射出激光,接收端采用靈敏度極高的SPAD探測(cè)反射光信號(hào)。激光發(fā)射和掃描分離設(shè)計(jì):禾賽采用一維轉(zhuǎn)鏡,即讓一塊反射鏡僅在水平方向上緩慢旋轉(zhuǎn),將線(xiàn)陣激光束覆蓋成寬闊的視場(chǎng)。這種方案機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性更高;不過(guò)其局限在于每一條垂直線(xiàn)都需要對(duì)應(yīng)一個(gè)真實(shí)的VCSEL光源,所以早期如果仍使用離散元件成本會(huì)很高。禾賽通過(guò)芯片化和自動(dòng)化裝配不斷提升VCSEL的集成度,成功降低了成本。可以說(shuō),經(jīng)過(guò)迭代優(yōu)化后,VCSEL+一維轉(zhuǎn)鏡已成為兼顧性能與成本的主流方案。目前,禾賽全系半固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手速騰聚創(chuàng)的M3型號(hào)都已采用這一方案。
VCSEL+一維轉(zhuǎn)鏡方案
在實(shí)際應(yīng)用中,禾賽的激光雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)展現(xiàn)出卓越的性能優(yōu)勢(shì)。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果,64線(xiàn)級(jí)別的Pandar64擁有業(yè)內(nèi)最長(zhǎng)的實(shí)測(cè)測(cè)距能力;在40線(xiàn)級(jí)別產(chǎn)品中,同距離下Pandar40P的點(diǎn)云數(shù)量最多,公司旗下L4級(jí)別的激光雷達(dá)產(chǎn)品在各線(xiàn)數(shù)層面都取得了最佳的綜合性能。這些高端雷達(dá)主要用于無(wú)人車(chē)、高級(jí)自動(dòng)駕駛測(cè)試等場(chǎng)景,為客戶(hù)提供了極高的遠(yuǎn)距分辨率和豐富點(diǎn)云。在面向汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)的高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品線(xiàn)上,禾賽也取得了成本突破,以AT512為例,線(xiàn)數(shù)提高到512線(xiàn)后,單位價(jià)格卻比10年前典型的32線(xiàn)雷達(dá)降低了100倍以上。憑借這些優(yōu)勢(shì),禾賽自2019年以來(lái)整體毛利率一直保持在35%以上,明顯高于全球所有上市友商,充分體現(xiàn)了其技術(shù)與成本雙重競(jìng)爭(zhēng)力。
禾賽的激光雷達(dá)已經(jīng)在眾多典型場(chǎng)景中獲得應(yīng)用,早在2018年美國(guó)硅谷的無(wú)人配送車(chē)公司Nuro就與Kroger合作,率先推出了面向消費(fèi)者的無(wú)人送貨服務(wù),采用的正是禾賽的Pandar40P激光雷達(dá)。截至2018年末,Pandar40已有約70%出口到美歐東南亞市場(chǎng),并且全球超過(guò)三分之一持有無(wú)人車(chē)測(cè)試牌照的美國(guó)自動(dòng)駕駛公司都是禾賽的付費(fèi)客戶(hù)。
2023年,全球前十家L4自動(dòng)駕駛公司中有8家使用禾賽高性能激光雷達(dá)(包括Aurora、Zoox、國(guó)內(nèi)百度Apollo等)。這些案例表明,在頂級(jí)自動(dòng)駕駛感知領(lǐng)域,禾賽已成為主要的技術(shù)供應(yīng)商。ADAS及乘用車(chē)高級(jí)駕駛輔助方面,禾賽的產(chǎn)品也在持續(xù)普及,根據(jù)高工智能汽車(chē)數(shù)據(jù),2024年中國(guó)乘用車(chē)前裝標(biāo)配ADAS激光雷達(dá)約160萬(wàn)臺(tái),禾賽約占28.7%市場(chǎng)份額(僅次于速騰聚創(chuàng)的32.7%),2024年禾賽出貨量約45.6萬(wàn)顆。進(jìn)入2025年,隨著更多車(chē)型搭載激光雷達(dá),禾賽預(yù)計(jì)出貨量將超過(guò)百萬(wàn)級(jí)。
值得一提的是,2024年第四季度禾賽贏得了迄今為止海外前裝激光雷達(dá)領(lǐng)域規(guī)模最大的訂單,與某歐洲頂級(jí)主機(jī)廠達(dá)成多年獨(dú)家定點(diǎn)合作(覆蓋燃油車(chē)和新能源車(chē)多個(gè)車(chē)型),最新發(fā)布的奔馳CLAL2++高階輔助駕駛系統(tǒng)就配備了禾賽激光雷達(dá)。由此可見(jiàn),激光雷達(dá)在高端燃油車(chē)及新能源車(chē)的L2+、L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中都發(fā)揮著越來(lái)越關(guān)鍵的作用,市場(chǎng)需求廣闊。同時(shí),禾賽積極開(kāi)拓多元化場(chǎng)景——比如將自主技術(shù)應(yīng)用于激光氣體監(jiān)測(cè)儀器等領(lǐng)域,與歐洲Gazomat等合作伙伴實(shí)現(xiàn)了國(guó)際化應(yīng)用推廣。總體來(lái)看,禾賽的激光雷達(dá)產(chǎn)品已在L4自動(dòng)駕駛、城市無(wú)人配送和車(chē)規(guī)級(jí)ADAS等典型場(chǎng)景中全面鋪開(kāi),為自動(dòng)駕駛和智能汽車(chē)提供了“探測(cè)之眼”。
綜上所述,禾賽科技通過(guò)自主芯片研發(fā)、前沿硬件架構(gòu)和規(guī)模化生產(chǎn),形成了覆蓋從高性能到高性?xún)r(jià)比的全線(xiàn)激光雷達(dá)產(chǎn)品體系。其技術(shù)路線(xiàn)從早期的EEL+MEMS向當(dāng)前的VCSEL+SPAD轉(zhuǎn)變,充分利用了芯片化帶來(lái)的集成度提升和成本下降。目前,禾賽所有半固態(tài)雷達(dá)產(chǎn)品均采用VCSEL線(xiàn)陣配合一維轉(zhuǎn)鏡方案,在保證高性能的同時(shí)成本持續(xù)降低,毛利率長(zhǎng)期領(lǐng)先同行。
隨著技術(shù)不斷演進(jìn),禾賽將有望向純固態(tài)方向邁進(jìn):可以預(yù)見(jiàn),當(dāng)TX/RX架構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)展到二維面陣,實(shí)現(xiàn)全固態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),將完全消除機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。此外,無(wú)論是電動(dòng)汽車(chē)還是傳統(tǒng)燃油車(chē),只要集成了高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng),激光雷達(dá)都是通用而有效的傳感方案,這意味著市場(chǎng)的總規(guī)模遠(yuǎn)大于單一車(chē)系應(yīng)用。隨著自動(dòng)駕駛路線(xiàn)日趨清晰、成本快速下降和更多國(guó)際合作(如歐洲頂級(jí)OEM的定點(diǎn)生產(chǎn)),激光雷達(dá)滲透率還將顯著提升。未來(lái),禾賽有望持續(xù)依托技術(shù)優(yōu)勢(shì),推出更多高集成度、低成本的雷達(dá)傳感器,為智能駕駛、智慧城市和工業(yè)應(yīng)用提供更豐富的場(chǎng)景解決方案,夯實(shí)其在全球激光雷達(dá)領(lǐng)域的龍頭地位。
審核編輯 黃宇
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