車輛中心 產業發展處 張凱喬

車用光學雷達(Light Detection And Ranging, LiDAR，以下簡稱光達)是以雷射光做為量測媒介，搭配發射模組、接收模組及相應的光學、機械、硬體設計等技術，下圖為光達基本構造。光達具有高量測距離、高精度、高辨識度等優點，且不受環境亮度影響，可以不分晝夜地感測周遭障礙物形狀、距離等資訊，建立3D地理資訊模型，使得光達成了自動駕駛必備的感測器之一。以下為光達的最新產業情報。

 圖. 光達基本構造圖示(資料出處: Velodyne、車輛中心整理)

車用光達再進化，改善體積與成本問題
根據Velondyne資料，目前32線程的光達單價超過4萬美元，64線程的光達更高達8萬美元以上，單顆光達成本逼近豪華轎車，造成車廠自駕車發展受限，更遑論將光達應用於量產車款上。目前車用光達業者以降低成本為重點策略，透過簡化光達機構、降低光達線程與自動化生產方式，目標是將光達單價壓到1千美元以下。

傳統光達採用機械式旋轉，以達成360度偵測四周環境，然而機械式旋轉的光達構造相當複雜與笨重，更是造成光達成本高昂的原因之一。目前車用光達業者所採取的解決辦法不一，Velodyne所發表的Ultra Puck及Puck是保留旋轉特性，以特殊設計將雷射發射器、接受器與旋轉機構整合在一起，簡化光達內部機構複雜度並大幅縮小體積。而Quanergy的固態光達S3則是採用光學相控陣技術來取代旋轉機構，以實現廣角掃描功能，使光達內不再需要旋轉元件，讓體積能極小化。設計原理如下圖所示。

圖 小型車用光達設計原理(資料出處:Quanergy、Velodyne、車輛中心整理)

目前投入車用光達的廠商以Quanergy、Velodyne與Ibeo三間廠商最具聲望，2016年Quanergy獲得Delphi投資，並發布產品S3，號稱每台成本僅需200美元，若訂貨量超過一萬台，單價成本可控制在100美元上下。Velodyne則獲得福特與百度投資，投入1.5億美元研發最新光達技術，據稱將在2018年時擁有百萬顆光達產能，同時單價下降到50美元。Ibeo則透過降低線程的方式來降低成本，目前已開發出8、4、1等多種線程的產品，2016年被ZF收購40%的股權；三間廠商的重點產品如下圖所示。

圖 車用光達重點產品(資料出處: Quanergy、Velodyne、Ibeo；車輛中心整理)

新創公司擁有重要技術潛力，大廠爭相鉅額投資
除了上述廠商，許多新創廠商皆透過創新科技，期能強化光達測距上之優勢，並改善如體積過大及成本過高等問題，這些創新技術都被視為可能改變未來光達產業的重要因子。以色列公司Oryx Vision採用紅外光波偵測物體，而接受器則以特殊技術將其極小化，特色是對於人眼較為安全，且能穿透煙霧、不受強光影響，2016年完成1,700萬美元募資。美國公司Luminar應用長波雷射光搭配特殊傳感器，特色是能實現200公尺的探測距離，同時提升探測解析度，惟目前成本比一般光達更加昂貴，2017年完成3,600萬美元募資。此外Waymo為加速自駕車開發，自行研發低成本光達，宣稱能使成本下降9成，但並未透露細節。
光達是自駕車不可或缺的感測器之一，商機龐大受到極大重視，根據DIGITIMES調查，車用光達市場在2019年將可達2億美元規模，以20%年複合成長率增加，預估2024年將達5億美元。