2019年CES國際消費電子展上，激光雷達(dá)“中國造”炫目而搶眼。

重量只有568克車規(guī)級激光雷達(dá)、高精度激光測量車、探測距離大于200米無人機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)……同樣，在此前于我國浙江省湖州市德清縣召開的聯(lián)合國世界地理信息大會上，北京北科天繪科技有限公司（以下簡稱“北科天繪”）自主研制的激光雷達(dá)系列產(chǎn)品，以更小、更輕、更高的性能價格比而贏得贊譽(yù)，成為全球激光雷達(dá)行業(yè)強(qiáng)勁的競爭者。

“作為我們的民族品牌，作為業(yè)界的隱形冠軍，北科天匯向世界證明激光雷達(dá)‘中國造’的實力，在高精度傳感器和測繪裝備領(lǐng)域填補(bǔ)了我國多個空白，助推了國產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！敝袊鴾y繪學(xué)會理事長宋超智、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)副總設(shè)計師、中科院院士楊元喜、中國工程院院士劉先林等業(yè)界專家學(xué)者都對北科天繪生產(chǎn)的激光雷達(dá)給于了高度評價。

那么，激光雷達(dá)技術(shù)難在哪？作為“中國硅谷”中關(guān)村的國家高科技企業(yè)，“深藏”13年的北科天繪制造的激光雷達(dá)為何后來居上，比肩國際巨頭，有何過人之處？近日，記者來到位于北京海淀區(qū)永豐產(chǎn)業(yè)園的北科天繪公司，為您一探究竟。

打破國外壟斷

如果大家對谷歌無人駕駛汽車有所了解的話，一定注意到其車頂上加裝的“大殼帽”，帽子上類似報警器一樣的柱狀體，就是激光雷達(dá)，它相當(dāng)于“眼睛”，讓無人駕駛汽車能“看清世界”。

激光雷達(dá)作為現(xiàn)階段應(yīng)用于無人駕駛最重要的傳感器。如果沒有激光雷達(dá)，就無法讓汽車感知周圍環(huán)境，也無法對環(huán)境變化做出相應(yīng)反應(yīng)。激光雷達(dá)已經(jīng)成為更多無人駕駛汽車的“標(biāo)配”，巨頭爭相在此布局。

數(shù)據(jù)顯示，目前，激光雷達(dá)市場正處于高速發(fā)展之中，市場規(guī)?？蛇_(dá)數(shù)萬億美元，2020年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到120億元。最早為無人車提供激光雷達(dá)的美國公司Velodyne占據(jù)絕對優(yōu)勢，另外還有100余家入局該領(lǐng)域的新銳，角逐激光雷達(dá)市場。

價格高、體型大、量產(chǎn)難，一直以來困擾和阻礙著激光雷達(dá)的發(fā)展。一套激光雷達(dá)7萬美金，這個錢足以再去購買一輛豪車。除了導(dǎo)航避障，高精度測繪級激光雷達(dá)更昂貴，10年前，一輛激光雷達(dá)移動測量車動輒要上千萬元。即便如此，產(chǎn)品滿足客戶需求且有能力供貨的企業(yè)則少之又少，甚至“一家獨大”。用北科天繪總經(jīng)理張智武的話說，眼下激光雷達(dá)還屬于“稀缺資源和奢侈品”，是無人駕駛商業(yè)化推廣的制約因素之一。

敢于比肩國際巨頭者來了，以北科天繪為代表的國產(chǎn)激光雷達(dá)企業(yè)奮起直追。成立于2005年的北科天繪，13年專注于激光雷達(dá)研發(fā)和生產(chǎn)，在該領(lǐng)域以深厚的技術(shù)底蘊和積累，成為國內(nèi)激光雷達(dá)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，成為我國實現(xiàn)高端激光雷達(dá)裝備自主研發(fā)和量產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，還是全球為數(shù)不多的具備測量型和導(dǎo)航避障型兩大類激光雷達(dá)研制能力的企業(yè)。北科天繪通過自主創(chuàng)新，目前已經(jīng)掌握了激光雷達(dá)及信號處理芯片的核心技術(shù)。

記者了解到，2015年之前，北科天繪主要為國土勘測、電力巡線、鐵路檢測等研制測繪型激光雷達(dá)，在該領(lǐng)域多次填補(bǔ)國內(nèi)空白，打破國外壟斷。2016年5月，北科天繪率先在國內(nèi)發(fā)布16線束R-Fan導(dǎo)航避障激光雷達(dá)，將科研開發(fā)延伸至無人駕駛和機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用。


↑北科天繪CTO張珂殊（左）正在進(jìn)行激光雷達(dá)產(chǎn)品的測試。 經(jīng)濟(jì)日報——中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者徐紅攝

自主技術(shù)是王道

想要飛翔，就必須掌握飛翔的風(fēng)力原理。同理，要想在激光雷達(dá)有所展獲，就要率先突破技術(shù)桎梏，掌握主動權(quán)。

北科天繪研發(fā)中心測試室里，一臺精巧的激光雷達(dá)正在接受測試。測試人員有意在它的前方晃動，激光雷達(dá)都“盡收眼底”。記者看到，激光雷達(dá)信息回傳到一臺電腦后，屏幕出現(xiàn)了密布的光影線條，并將映射到機(jī)器上的“虛擬人”嚴(yán)嚴(yán)實實地包裹起來。

這種光與影、動與靜相交融的科技感，不僅僅是觸動心靈?！巴ㄟ^這些線，就可以對圖像上的物體進(jìn)行三維空間的精準(zhǔn)量測，還可以遠(yuǎn)程量身高、量車體的長度等?！睆堉俏涓嬖V經(jīng)濟(jì)日報—中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)的記者，由于激光雷達(dá)發(fā)射的每一束光，都帶有相對位置信息，形成空間三維數(shù)據(jù)，再結(jié)合算法，就可以在實時定位的同時，生成汽車周圍環(huán)境的高清數(shù)字地圖，從而進(jìn)行目標(biāo)跟蹤和識別。

“激光雷達(dá)是高技術(shù)壁壘產(chǎn)業(yè)，只有掌握核心技術(shù)、推出高性價比的產(chǎn)品，才能真正經(jīng)得起市場考驗?！北笨铺炖LCTO張珂殊認(rèn)為，激光雷達(dá)成本高的原因，很大一部分來自生產(chǎn)中的人工成本。

張珂殊介紹說，目前，大部分激光雷達(dá)生產(chǎn)企業(yè)是采用“多線+多個電路板”的多次對準(zhǔn)線圈工藝，這種工藝耗時、低效、產(chǎn)品體積大，需要手工將每對激光發(fā)射線和接收電路板進(jìn)行一對一微米級對準(zhǔn)，難度極高，而激光雷達(dá)硬件設(shè)備尺寸也一定會隨著線數(shù)增多同比例增大，這也是技術(shù)難點所在。

北科天繪獨辟蹊徑，走出了一條自己獨立的技術(shù)體系，選擇的技術(shù)路線是——半導(dǎo)體封裝工藝。這解決了精密光機(jī)裝調(diào)與大尺寸機(jī)械誤差間跨數(shù)量級尺度差異，實現(xiàn)激光收發(fā)一體化，機(jī)器自動對準(zhǔn)，加上自主的芯片設(shè)計和核心模塊的高度集成化，在極大減少了激光收發(fā)裝置裝調(diào)時間的同時，實現(xiàn)產(chǎn)品輕小化，使傳統(tǒng)生產(chǎn)中，一個工人需要兩周完成的工作，現(xiàn)在可壓縮到2個小時，若4個人為一組，2個小時就能裝調(diào)好一臺設(shè)備。

值得一提的是，北科天繪這一自主創(chuàng)新的工藝，避免了今后知識產(chǎn)權(quán)糾紛?！拜p裝上陣”的北科天繪在技術(shù)上不斷精雕細(xì)琢，其高精度傳感器和測繪裝備領(lǐng)域填補(bǔ)了我國多項空白，先后三次獲得國家省部級科技進(jìn)步一、二等獎。同時，得到了資本加持，先后獲得聯(lián)想等千萬元投資和云暉資本領(lǐng)投的過億元A+輪融資。

有可能實現(xiàn)領(lǐng)跑

激光雷達(dá)作為一種新型的車載傳感器，目前在無人駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用仍在探索和驗證階段。國內(nèi)外激光雷達(dá)企業(yè)共同站上了這條賽道。


↑568克——這是目前世界上最輕的車規(guī)級激光雷達(dá)。 經(jīng)濟(jì)日報——中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者徐紅攝

在CES展上，北科天繪展示的新一代激光雷達(dá)產(chǎn)品，重量只有538克。讓“大塊頭”激光雷達(dá)“轉(zhuǎn)”出了小身板的北科天繪，吸引了智能汽車玩家的關(guān)注，紛紛與之邀約，簽訂車規(guī)級定制開發(fā)合同，進(jìn)行無人駕駛汽車激光雷達(dá)的測試。

此時，北科天繪意識到，激光雷達(dá)市場大門即將打開，其在激光雷達(dá)半導(dǎo)體元器件和信號處理等領(lǐng)域積累的大量技術(shù)和資源儲備，將有著更大的拓展機(jī)會，特別是隨著今后激光雷達(dá)線數(shù)（目前達(dá)到128線,正在進(jìn)行256和512線的攻關(guān)）越來越高，自主研發(fā)的激光雷達(dá)芯片和半導(dǎo)體工藝就越能在體積、重量和價格方面體現(xiàn)優(yōu)勢。

自2009年開始芯片設(shè)計的北科天繪技術(shù)團(tuán)隊，經(jīng)過多年優(yōu)化調(diào)整，如今已經(jīng)完美地將激光雷達(dá)信號處理芯片組應(yīng)用到導(dǎo)航避障型激光雷達(dá)上，通過半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)多組激光收發(fā)裝置同步自動化封裝和組裝。這一次，站上跑道的北科天繪有可能實現(xiàn)領(lǐng)跑。

值得一提的是，在2019年CES展上，北科天繪驚訝地發(fā)現(xiàn)，2018年，自家對外發(fā)布的C-Fans—128線固態(tài)前裝激光雷達(dá)，其首創(chuàng)的Semi-Flash技術(shù)路徑，已經(jīng)被加拿大一家激光雷達(dá)企業(yè)接受并采用?？梢?，我國在該領(lǐng)域已經(jīng)有了一定的技術(shù)前瞻性。

“如今，在測繪領(lǐng)域，如果競爭對手想跟我們搶市場，唯一的辦法就是打價格戰(zhàn)。同類產(chǎn)品，競爭對手的價格如果比我們低，有可能中標(biāo)；但報價如果不相上下，則未必能中標(biāo)?！笨梢钥闯?，張智武對自家的技術(shù)實力和產(chǎn)品性能信心滿滿。

她用兩個80%來說明國產(chǎn)激光雷達(dá)對產(chǎn)業(yè)的推動：國產(chǎn)激光雷達(dá)上市后的幾年時間，國際產(chǎn)品價格已經(jīng)降了80%；而我們產(chǎn)品的重量比同行輕了80%，體積越小的激光雷達(dá)，越容易“藏”在車?yán)?，“裝”入機(jī)器人身體中，“掛”在無人機(jī)機(jī)腹，這是未來發(fā)展趨勢。

“在價格上國產(chǎn)激光雷達(dá)優(yōu)勢自不必多言，比如我們的R-Fans-32是世界上真正可以實現(xiàn)量產(chǎn)的最小的32線激光雷達(dá)，成本卻不到競爭對手的一半?！睆堉俏渑e例說，2013年一套臺進(jìn)口的電力巡檢設(shè)備，價格高達(dá)1400萬元，2018年北科天繪電力巡檢設(shè)備在電網(wǎng)的中標(biāo)價為223萬元，2019年剛剛公示的中標(biāo)單價185萬元。而且，在價格大幅走低的同時，需求量在穩(wěn)步上漲，目前國內(nèi)激光雷達(dá)電力巡檢系統(tǒng)配備量已超過20臺套。

截至目前，北科天繪已研發(fā)出R和C兩個系列混合固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，拉開了激光雷達(dá)民用化的大幕，包括京東物流在內(nèi)的主流無人物流車都可見其身影。同時，來自意大利、俄羅斯、美國、法國、新加坡等發(fā)達(dá)國家的激光雷達(dá)產(chǎn)品訂單也在不斷上升。2017年北科天繪海外訂單已占公司銷量的10%以上。

追求核心技術(shù)快人一步的北科天繪，又在謀定而動，向固態(tài)激光雷達(dá)方向邁進(jìn)。計劃今年將推出基于3D Flash路線的全固態(tài)激光雷達(dá)。在這條賽道上，北科天繪立志以國產(chǎn)激光雷達(dá)全自主、輕小化、低成本實現(xiàn)超越和引領(lǐng)的目標(biāo)，正在一步步接近。