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集微咨詢:乘智能汽車量產東風,車規級激光雷達開啟新藍海

  • 來源:互聯網
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  • 2021-11-02
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集微咨詢(JW insights)認為:

- 受安全事故影響,自動駕駛安全性已成行業關注焦點。各國也在不斷探索及優化相關法律、法規,為智能汽車上路掃清障礙。展望未來,智能駕駛汽車正在加速放量,車規級激光雷達迎來“上車”最佳發展良機;

- 隨著智能汽車開始進入市場,困擾激光雷達上車的量產難、成本高問題將會得到解決;其中,華為、覽沃科技等本土企業已經具備量產條件,一旦量產提速,激光雷達上車成本有望下探到200美元/臺,乃至100美元/臺,為激光雷達上車、推進智能汽車普及提供條件;車規級激光雷達也將開啟百萬級放量時代;

- 目前本土激光雷達企業與國際企業同處于同一起跑線,不過國內搭載激光雷達的智能汽車率先放量,支持本土供應商的主機廠越來越多。華為、覽沃科技、禾賽科技、速騰聚創、鐳神智能等本土企業有望組團成為ADAS激光雷達第一梯隊。

全球汽車產業在加速向電動化轉型之時,智能化變革也已悄然來臨。其中,作為自動駕駛重要核心器件的激光雷達,經過去多年的研究,半固態技術路線終于被確定。在小鵬P5拉開序幕后,北汽極狐、WEY摩卡、蔚來ET7等搭載激光雷達的車型將陸續量產上市。

這意味著,基于激光雷達的更高級別輔助自動駕駛時代開啟,上游供應商激光雷達企業,將迎來真正的放量時代。而國內致力于成為新一代一級供應商的華為、覽沃科技、禾賽科技、速騰聚創、鐳神智能等本土供應鏈企業將直接受益,共同拉開基于激光雷達的新藍海。

智能汽車增量爆發在即,年復合增速達21%

讓汽車實現智能化,解放人類雙手,一直是全球汽車工業發展的追求,但受限于技術,智能汽車一直停留在影視劇中。而隨著電動車三電系統、5G、人工智能、物聯網、車聯網、AI芯片等基礎技術的整體進步,讓汽車智能化有望從理想照進現實,可以預見,全球汽車產業正迎來前所未有的大變局。

目前汽車電動化正以非常快的增速逐年遞增,根據國際能源署IEA統計數據,2010年,全球新能源汽車銷量僅為0.82萬輛,而到2019年已達210.17萬輛;2020年,新能源汽車在疫情沖擊下逆勢增長,達到312.48萬輛。2010年-2020年,全球新能源汽車年復合增速達81.18%。進入2021年,這一發展趨勢還在延續,其中,僅中國市場部分,今年新能源汽車銷量有望達到240萬輛-260萬輛,銷量或將較2020年翻一番。

與此同時,世界新能源汽車滲透率正持續加大,已從2017年的1.2%提升到今年前7個月的5.8%。具體到各國,挪威、瑞典、德國、奧地利、英國、葡萄牙、荷蘭、法國、中國等地的新能源汽車滲透率位居世界前列,目前已分別提升至62.6%、34.4%、20.6%、13.7%、13.6%、13.5%、13.3%、12.1%、9.1%。隨著美國等國加大投入力度,全球新能源汽車正加速進入強勢發展新階段。

汽車電動化的快速發展,正加速推動汽車智能化前行。特別是特斯拉、蔚來汽車、理想汽車、小鵬汽車等頭部造車新勢力,比亞迪、廣汽埃安、上汽五菱新能源等率先完成電動化轉型的傳統主機廠,以及奧迪、奔馳等正向電動化轉型的豪華汽車品牌,紛紛拉開了汽車智能化的下半場。

不過,目前的自動駕駛技術還停留在較為低級的L1、L2級輔助駕駛階段,以特斯拉為代表的L2+級輔助自動駕駛技術應用得還不多,而更高級別的自動駕駛尚停留在樣車驗證階段,特別是特斯拉、蔚來汽車接連發生多起由自動駕駛引發的安全事故后,主機廠對“自動駕駛”的推進變得更加謹慎。

而隨著搭載激光雷達的小鵬P5的推出,更高級別的自動駕駛汽車開始了新的征程,與過去最大的不同是,多個主機廠紛紛踏上了量產的同一起跑線,隨著量產時代的到來,全球汽車產業將開啟全新的智能化新藍海。

Gartner分析認為,全球L3級及以上級別的自動駕駛汽車,2019年增量為38.8萬輛,到2029年,這一增量將提升至250萬輛,年復合增長率為21%。其中,乘用車占據主要增量份額,將從2019年的38.2萬輛增加至2029年的217.5萬輛;增長最快的是商用車,2019-2029年的年復合增速為51%。

目前自動駕駛汽車主要為L2級及以下等級的初級形態,主要依賴于人工操控。Gartner認為,由于缺乏相關法律法規帶來的監管困難,2025年之前,L3級及以上高級別自動駕駛車輛的推廣應用仍將受到阻礙。不過,隨著汽車產業快速變革,各國已在積極準備相應的法律法規與產業配套。

時下,德國、美國、新加坡、日本、荷蘭、英國、中國等已在著手相關法律、法規探索。僅中國部分,2018年4月,工信部、公安部、交通部三部委聯合印發《智能網聯汽車道路測試管理規范(試行)》,即將于2022年3月1日正式施行的《汽車駕駛自動化分級》國家推薦標準(GB/T 40429-2021)也已發布。不僅如此,地方政府同步積極跟進,紛紛推出適應智能汽車產業發展的地方性法律、法規,如山東省的《推動智能傳感器產業發展行動計劃(2021-2023年)》、安徽省的《新能源汽車產業發展行動計劃(2021—2023年)》、上海市的《綜合交通發展“十四五”規劃》等,推動新一代車規級器件、智能汽車、網聯汽車的加速發展。Gartner分析認為,預計到2028年,全球將有1/5的國家制定出允許量產自動駕駛汽車合法運營的積極法規,為智能汽車合法上路掃除障礙。

激光雷達將成新標配,2029年需求量或超500萬顆

汽車智能化之路已經越來越清晰,自動駕駛級別也將從目前的L0-L2級向L3級乃至更高級別發展,而隨著自動駕駛級別越來越高,對傳感器的要求也越來越高。

目前自動駕駛汽車用到的傳感器主要有攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等,以及由此延伸出來的4D成像毫米波雷達、紅外成像等。

其中,攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達均是較為成熟的技術產品,被當成是自動駕駛的存量零部件來使用,已成為自動駕駛的標配產品。不過,這三種技術方案各有優劣勢,如攝像頭,受環境、光線、天氣的干擾極大,且展現的是二維圖像,單攝像頭方案難以實現測距功能,且視頻方案對AI算法、算力有著極高的要求,無形中低成本優勢被價格昂貴的算力芯片抹平。而近年來,主打視覺自動駕駛的特斯拉接連發生安全事故,給行業敲響了警鐘;由此,視覺技術更多地被用于車道偏離預警LDW、車道保持系統LKA、防碰撞報警系統PCW、360環視等場景。

超聲波雷達15米以內的探測距離,無法滿足遠距離探測需求,直接決定了該傳感器的輔助特性。而毫米波雷達全天候的屬性,是其他幾個感知方案所不具備的優勢,但其最大不足是成像分辨率低,由其延伸發展而來的4D毫米波雷達被當成了未來的發展方向,不過目前仍處于起步階段。

鑒于各感知方案的優缺點,大感知融合方案成了必然,而彌補其他傳感器天然缺陷的重任就落在了增量零部件激光雷達身上。從2017年奧迪A8首次搭載上車至今,激光雷達技術已經越來越成熟,分辨率已從早期的4線提升到了等效100線及以上,實現150米以上的探測距離,可以滿足更高級別的自動駕駛應用需求。

而影響激光雷達上車的兩個關鍵因素分別是量產和成本。

對前者,行業在綜合了機械式激光雷達、半固態激光雷達以及固態激光雷達后,逐漸明確了半固態激光雷達這一時下最佳方案,華為、覽沃科技等企業推出的激光雷達均為此方案。同時,這兩家企業均建立了對應的量產產線,其中華為Pilot產線產能規劃為年產10萬套/線;覽沃SMT產線產能規劃為20萬套/線,為激光雷達量產上車做好了準備。

在價格上,相比早期數十萬美元/臺的高昂價格,隨著量產的到來,激光雷達價格迅速下降到了千美元級別。根據華為計劃,其等效96線激光雷達的價格將要下降到200美元/臺,未來目標是將價格下探到100美元/臺,解決激光雷達上車的成本瓶頸,為L3級及以上高級別自動駕駛汽車的量產提供可能。

根據目前價格走勢,毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭的價格較為明確而穩定,短距毫米波雷達價格約為300元/顆,長距毫米波雷達約為700元/顆,超聲波雷達約為70元/顆。攝像頭根據應用的不同,價格有所差異,整體上,前攝像頭價格約為600元/顆,環視攝像頭約為150元/顆,駕駛員監控攝像頭約為200元/顆。

同時,國聯證券研究所根據各主機廠配置情況對量、價格估算得出,目前主流采用的激光雷達價格約為2000元/顆。隨著更高級別自動駕駛需求的到來,慣性導航、紅外夜視等增量零部件也將緊隨激光雷達搭載上車。整體來看,目前L3級別自動駕駛汽車的傳感器造價約為11460元/輛,L4級自動駕駛汽車的造價或將提升至接近1.7萬元/輛。

不同智能駕駛級別的傳感器方案估算

單位:元、顆,圖源:國聯證券研究所

主機廠即將推出的L3級自動駕駛車輛中,搭載激光雷達的數量以1-3顆較為常見,部分車型則計劃搭載多達5顆激光雷達,如本田Legend。以每輛量產智能車搭載2顆激光雷達計算,根據Gartner對智能車增量預測,2029年全球對激光雷達的需求量將高達500萬顆以上。

半導體咨詢機構Yole Développement于9月2日發布的《汽車和工業應用的激光雷達》報告中稱,2020年全球激光雷達的總市場規模為17.66億美元,用于高級駕駛輔助系統(ADAS)中的激光雷達滲透率為1.5%;到2026年,激光雷達的總市場規模將達到57.18億美元,應用于ADAS的激光雷達滲透率將達到41%。

需要說明的是,隨著技術的進步,更高級別自動駕駛汽車的半固態激光雷達方案也將會切換為性能更優、集成更方便的固態雷達方案。隨著量產時代的到來,包括激光雷達在內的車載傳感器價格也越發親民,Gartner分析認為,到2027年,提供L3級及以上自動駕駛功能的傳感器成本將比2020年下降約12%。

主機廠+Tier 1聯手挖掘激光雷達新藍海

根據各主機廠規劃,截至目前,有超過23款車型計劃搭載激光雷達,不少車型均計劃于今年下半年量產上市,各主機廠均在暗自發力爭奪“全球首款搭載激光雷達的量產智能車”。不過,隨著9月15日小鵬汽車P5的推出,宣告小鵬汽車已成功奪下該頭銜,同時也拉開了激光雷達智能汽車量產的序幕。

截至目前,全球致力于車規級激光雷達研發的企業很多,國際主流企業有Ouster、Velodyne LiDAR、Luminar、IBEO、Innoviz、Aeva、Quanergy、Waymo、圖達通Innovusion等,國內代表企業有禾賽科技、速騰聚創、華為、雷神智能、北科天繪、北醒光子、覽沃科技、一徑科技等,欲借助智能汽車興起的機遇,發展成為新一代Tier 1。同時,法雷奧、博世、大陸、安波福、采埃孚等傳統Tier 1也早早布局,借助渠道資源及整體供應能力蓄勢待發。

集微咨詢(JW insights)統計發現,在已公開新一代智能汽車的主機廠中,多數車型均計劃于2021年-2022年推出,其中最積極的是小鵬汽車、蔚來汽車、理想汽車、哪吒汽車等本土造車新勢力;其次是上汽R、上汽智己、北汽極狐等傳統車企布局的智能汽車品牌;傳統主機廠中,以德國的奔馳,日本的本田、豐田等為代表的車企參與度較高。

根據公開數據,各家主機廠所選用的激光雷達企業合作伙伴非常分散,與國際的IBEO、Luminar、Innovusion,國內的華為、覽沃科技、禾賽科技、速騰聚創等企業均有合作;傳統Tier 1供應商中,法雷奧、大陸集團和電裝也走在行業前列。需要指出的是,目前主機廠與激光雷達供應商之間還沒有形成固定合作伙伴關系,有部分主機廠同時選擇多個供應商進行上車驗證,如小鵬汽車同時與覽沃科技和禾賽科技合作。

還有一個現象是,歐洲車企傾向于選擇歐洲的供應商,日本企業更愿意選擇日本的Tier 1。而中國大陸的主機廠較為包容,激光雷達供應商覆蓋本土、歐洲、美國企業;不過,造車新勢力主要選用本土品牌為主,或是參股公司的產品。

根據Yole Développement統計數據,目前車載激光雷達市場占有率最高的是法雷奧,為28%;速騰聚創以10%的市占率位列第二;覽沃科技、電裝以及大陸集團均以7%的市占率并列第三位;但對應的營收都不高,如覽沃科技,對應營收約為185萬美元。

從Yole Développement發布榜單還發現,市占率前五名的激光雷達企業中,法雷奧、電裝以及大陸集團均是老牌Tier 1供應商,唯有本土的速騰聚創、覽沃科技為新崛起的激光雷達企業。需要說明的是,法雷奧還是IBEO、LeddarTech、北醒光子等激光雷達企業的合作方或股東,其市占率由多家激光雷達企業共同貢獻。

由上分析,集微咨詢(JW insights)認為,目前應用于自動駕駛的車規級激光雷達市場尚處于起步期,主機廠對應的供應商也相對分散,未來可發揮和發展的空間巨大。同時,從市場份額看,本土企業具備較強優勢,借助國內搭載激光雷達智能汽車量產的風潮,本土激光雷達企業將取得先發優勢,乘風崛起。其中,速騰聚創、覽沃科技、禾賽科技以及手握眾多主機廠資源的華為,有望形成車規級激光雷達第一梯隊供應商。(薩米)

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  • 編輯:李娜
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