戍天九思原创第773期
今年8月13日,据法国国际广播电台网站报道,英国《金融时报》援引知情人士的话称,美国国防部已决定将禾赛科技从中国军工企业黑名单中移除,因为五角大楼认为这家全球领先的电动汽车激光传感器制造商不符合被列入黑名单的标准,一旦被起诉经不起法律审查。原来早在2023 年 11 月,美国众议院就要求政府部门调查中国激光雷达公司和中国军队的关系,从此拉开打压中国商用激光雷达企业的序幕,禾赛科技被第一个纳入黑名单。
美国到底害怕中国激光雷达什么?
从本质上讲,美国人正在因为中国激光雷达技术的快速进步而陷入空前的焦虑,因为激光雷达技术不仅是中国武器装备潜力巨大的颠覆性技术,而且还将对中美新能源汽车产业竞争产生重大影响。
2024年7月,市场研究机构Yole Group发布《车载激光雷达2024》报告,2023年全球车载激光雷达市场,中国厂商继续领跑全球,禾赛科技、速腾聚创、图达通、华为、览沃等5家中国企业拿下了全球84%的市场。其中,禾赛科技占37%、速腾聚创占21%、图达通占19%、法雷奥(法国)占10%、华为占6%、Waymo(美国)占2%、览沃占1%、Ouster(美国)占1%和Luminar(美国)占1%。
当前,中国激光雷达技术进入快速迭代发展的关键时期,市场竞争异常激烈,一年一个样。今年上半年,速腾聚创、华为销量就快速超越了禾赛科技。
毫无疑问,按照当前这个势头,中国激光雷达正在像过去商用无人机一样,不仅快速占领并垄断全球市场,而且在技术上加速超越西方国家,正在无情地摧毁所有的西方竞争对手。
中国正在加速突破激光雷达三大技术瓶颈
长期以来,影响和制约激光雷达发展有三大瓶颈:一是成本比较高。刚出现时是一部商用激光雷达高达50、60万元人民币,实在用不起。二是探测距离近。激光雷达功率小、容易衰减,探测距离最初只有几十米,用途十分有限。现在,最好的民用激光雷达探测距离达到500米,用在汽车自动驾驶上够用了。三是受环境影响大。受天气、温度、能见度等影响大,雨雾天气无法使用。近年来,中国在解决三大瓶颈问题上卓有成效。目前正在向低成本、全固态、1550纳米激光雷达方向转型。
一是905纳米千元激光雷达问世。2024 年4月15日,中国速腾聚创公司发布了新品,一型价格 1000元的905纳米激光雷达正式面世。这意味着车载激光雷达正式进入千元机时代,标志着中国电动汽车自动驾驶技术将进入一个白菜化普及的崭新阶段,必将大大增强中国电动汽车的国际竞争力。
二是1550纳米激光雷达量产。激光雷达波长有两种:905纳米和1550纳米。905纳米的激光正好在人眼的可吸收范围,如果发射功率过大,会对人眼视网膜造成损伤。因此,为了保护车外行人的视力,国家对905纳米激光雷达发射功率有限制,因而其探测距离也会受到影响。而1550纳米的激光雷达,发射的激光波长是一个对人眼安全的电磁波,所以发射功率就可放心加大,探测距离也会更远,即使在浓雾天气下依能保持30米以上的探测距离。但是,在技术上1550纳米激光雷达远比905纳米的难度大,工程调优也更难。因此,目前市场上主流的激光雷达仍然是905纳米的。本来美国Luminar公司在1550纳米激光雷达技术上是领先的,但是,现在中国镭神智能和华为都已突破了1550纳米激光雷达技术。镭神智能正式推出了LS500W1是超大视场角1550纳米混合固态激光雷达,最远探测距离150米,有128线/180线/400线,定价分别为7999元、9999元和19999元。
三是全固态激光雷达进入量产。激光雷达可分为机械式、半固态式和全固态式。最早的是机械式激光雷达,用机械转动装置驱动激光扫描,产品体积大,易故障寿命短,现在已放弃。固态式激光雷达,像相控阵雷达一样靠激光芯片驱动电扫描,体积小,可靠耐用,但技术难度大、成本高。半固态式激光雷达,采用折中办法,不等全固态技术成熟,就在激光发射器前加个小镜子,通过旋转镜子反射面来改变激光发射方向,这样既简单又实用。目前,市场上主流的激光雷达还是半固态式。值得庆幸的是,中国企业已突破全固态激光雷达技术并且已经成功量产。2023年2月,安思疆则发布并量产全新一代消费级、全固态面阵3D dToF激光雷达产品。2023年8月,阜时科技发布全球首款高分辨率大面阵SPAD芯片FL6031。
激光雷达军事用途更加广泛
激光雷达属军民两用技术,在军事上有着更为广泛的应用,主要有五大用途。
一是反隐形探测。激光雷达对隐形飞机、隐形导弹、隐形军舰等隐形目标,具有较好的探测能力,因为激光的波长较短,更容易发现反射面积小的目标。随着民用激光雷达技术的发展,相信中国的反隐形能力也会有一个质的提升。
二是无人自动驾驶。激光雷达可对战场环境进行三维测绘,装备在无人机、机器人、机器狗上的激光雷达可以提供实时的环境感知信息,帮助它们进行自主导航和避障。无人机使用激光雷达避障,还可大幅度地提升超低空飞行的安全性可靠性。
三是防空反导。激光雷达可以快速准确地探测和跟踪空中目标,为防空系统提供早期预警和火控数据,有效应对敌方飞行器威胁。激光雷达可作为防空反导的另一种战略备份手段。
四是末端精确制导。通过与火控系统结合,激光雷达可以引导精确制导武器打击目标,提高打击精度和效果。
五是侦察监视和反潜。激光雷达能够提供高分辨率的成像,用于对敌方阵地、装备部署和活动进行详细的侦察和监视。机载海洋激光雷达可通过发射大功率的脉冲激光来探测海面以下的目标,不仅精度非常高,还能显示水下目标形状和大小,便于精准识别目标。
目前,军用激光雷达技术发展一直秘而不宣。但是,民用是军用的基础,民用好军用才会更好,从民用发展中可知军用端倪。特别是由于军用激光雷达没有功率限制,相信中国的军用激光雷达一定会发展得更好。这才是美国真正焦虑的原因。
2023年12月21日,商务部会同科技部修订颁布了《中国禁止出口限制出口技术目录》,新增激光雷达等7项技术。目前,中国在激光雷达领域拥有多项世界领先的技术和产品,如华为的激光雷达芯片、大疆的激光雷达无人机、旷视的激光雷达人脸识别等等,遥遥领先。