一文看懂汽車激光雷達「專利戰」「GGAI視角」

激光雷達，一直以來都是自動駕駛乃至整個汽車行業關注的焦點。從技術路線、成本、量產、自動化生產等等方面。

和特斯拉不同，Waymo是激光雷達的堅定支持者，這個從它幾年前開始選擇自主研發就可見一斑。在Waymo看來，激光雷達的成本下降一定會在大規模生產中實現。

一個非常明確的趨勢是，OEM普遍預計在2020年至2025年，將L2（L2 ）、L3級自動駕駛解決方案規模化推向大眾市場。越來越多的系統開發人員正在轉向固態激光雷達感測器方案，以實現最高水平的系統可靠性和冗餘。

繼奧迪、寶馬、沃爾沃等全球汽車製造商選擇激光雷達之後，今年3月，長城汽車、亮道智能、Ibeo Automotive Systems宣布建立深度合作，共同推進Ibeo首款3D固態激光雷達在L3/L4自動駕駛車型量產落地。

總的來說，市場反映了對激光雷達潛力的樂觀態度。僅在過去五年，投資者就向全球大約50家激光雷達初創公司投入了超過20億美元，其中大部分投資（接近5億美元）發生在2018年。

當然，實際上，整個行業並非完全確定激光雷達是自動駕駛汽車的正確答案，畢竟這也不是市場上唯一的解決方案。這其中技術路線不確定、成本高昂仍是主要因素。

要搭載一套完整的高性能激光雷達系統目前每輛車的成本為5萬到6萬美元。如果這項技術要在商業市場上被接受，成本需要降低90%。

因此，激光雷達投資者的初始收益較低，而這些激光雷達初創公司更是不斷尋求新應用（比如無人機、工業機器人、智能交通）來「彌補」汽車行業的短期入不敷出。

而對於投資機構來說，激光雷達行業看起來也是一個高回報的賭博。但，為什麼投資者仍然熱衷於此？

簡而言之，激光雷達的市場前景是高回報的，有機構預測激光雷達市場規模將在未來十年增長近20倍（當然還考慮到基數較小的因素），從2022年的約15億美元增長到2030年超過300億美元。

持續投入，也帶動了近年來全球激光雷達的專利數快速增長。目前，全球有超過10000項激光雷達相關的汽車專利，其中去年專利數量增長了近4000項。

專利主要涉及到激光雷達的核心部件，比如vcsel、LED、APD、SPAD、flash LIDAR和MEMS mirrors等等。

從下面圖表中的數據可以看出，近年來激光雷達專利申請活動呈指數級增長。KnowMade公司報告稱，2007年至2017年間，激光雷達專利申請活動以每年21%的複合增長率增長。

截至2017年底的數據顯示，全球激光雷達專利數量排在前五名的企業分別是Google/Waymo、大陸集團、AEye、法雷奧和Leddartech。不過，我們知道，業界還沒有確定一種適用於大規模市場生產的激光雷達技術標準。

正因為如此，大多數激光雷達公司並沒有提交大量的專利申請——這表明他們關注的是質量而不是數量，並在一定程度上依賴於商業機密保護。

Waymo成立於2009年，在成立初期，Waymo從Velodyne獲得了激光雷達的授權。Waymo在2012年才開始自主研發激光雷達技術。

從2013年開始，Waymo的激光雷達相關的專利申請數量激增，涉及該技術的各個方面。此後，Waymo的專利組合穩步增長。

Waymo的專利涵蓋的技術主要是機械旋轉激光雷達系統，此外該公司還擁有固態激光雷達相關的硬體和數據處理專利。初步統計，Waymo至少擁有超過176項專利涉及激光雷達的設計和使用。

LeddarTech的核心專利是其專有信號處理技術，該公司在去年推出了第一個3D固態激光雷達(SSL) SoC，基於LeddarSP信號處理軟體生成原始激光雷達數據。

LeddarTech的激光雷達技術由包含58項專利的知識產權組合支持(44項已批准，14項待批准)。

2015年12月，當時LeddarTech向Phantom Intelligence發起訴訟，指控後者非法使用其專利激光雷達感測技術，該技術受到加拿大專利號2710212的保護。

該專利為「探測和測距方法與系統」，涉及獲取光學信號並將其轉換為數字軌跡的系統與方法。該專利是LeddarTech應用於其部署在ADAS和自動駕駛上的所有激光雷達感測產品。

最後，雙方達成和解，不過具體和解協議的金額、條款和條件都是保密的，後來Phantom Intelligence還成為了LeddarTech的客戶。

AEye公司的專利主要涉及AEye iDAR(智能檢測和測距)感知系統的核心組件，包括基於固態mems的敏捷激光雷達、融合高清攝像頭和軟體可定義AI技術。

其中六項新專利與iDAR獨特的功能有關，即支持軟體定義的幀和動態掃描模式。iDAR通過引入動態掃描模式消除了典型靜態點雲的約束，該模式旨在提高信息的敏銳性和最小化延遲。

使用iDAR，可以組合掃描模式並聚合它們的數據，使AEye iDAR驅動的設備能夠根據情景需求進行配置，比如當車輛在高速行駛時遇到擁堵時。這將改善感知和反應時間，同時顯著減少資源開銷。

AEye最近的兩項專利專註於iDAR平台如何監測和管理激光雷達的激光能量。

iDAR在逐脈衝的基礎上部署自適應能量控制，允許系統自動調整每個激光脈衝的能量、調諧和形狀。這種結構允許動態調整掃描模式和能力，以適應每一個脈衝激光能量，緩解干擾和眼睛安全。

而大陸集團和法雷奧均為傳統汽車零部件巨頭，大陸集團是在2016年從ASC公司手中收購了激光雷達業務，主要路線是高解析度三維Flash激光雷達技術。

法雷奧則是最早布局激光雷達車規量產的公司，包括通過與IBEO合作，憑藉第一代Scala拿下了全球首款L3量產車（奧迪A8）的激光雷達量產訂單。

近日，法雷奧又披露獲得了全球四大汽車集團價值5億歐元(約合5.64億美元)的激光雷達產品訂單。

法雷奧Scala激光雷達是目前汽車行業首款且唯一量產的車規級激光雷達，今年底第二代SCALA激光雷達將會實現量產，並搭載至一款歐洲豪華車型。同時，也在和主機廠合作研發第三代固態SCALA激光雷達。

而法雷奧已經連續第三年位居法國企業專利數榜首，2018年公布的專利數量為1355項，而2017年為1110項。此外，該公司還連續第三年被歐洲專利局(EPO)評為法國專利申請量最高的公司。

Velodyne成立於2005年，是激光雷達感測器的先驅，也是目前全球車載激光雷達出貨量最多的企業之一。建立一個強大的專利組合過去並不是Velodyne的首要任務，截至2012年，該公司只有一項專利獲批。

然而，這種情況隨後開始改變。從2012年至2017年，Velodyne的專利申請數量一直在穩步增長，主要集中在機械式激光雷達系統。而在固態激光雷達方面，2017年4月，該公司為其首款基於固態技術的激光雷達感測器申請了專利。

每一項新興和迅速發展的技術——包括激光雷達——最終都有可能打開一個潘多拉的盒子，裡面裝滿了無法預見的專利陷阱。

而此次Velodyne控訴兩家中國企業侵犯專利正是其早期的機械旋轉式激光雷達技術，這是目前全球自動駕駛測試車隊搭載最多的激光雷達類型之一。

Velodyne受雇律師表示，該公司開創了旋轉激光發射器和雪崩光電二極體探測器的系統，公司創始人戴維·霍爾(David Hall)在2011年為這項技術申請了專利。

其中，Velodyne對禾賽光電的訴狀中寫道：「更糟糕的是，在將Velodyne的產品和專利技術納入到禾賽的侵權產品之前，該公司就已經知道並研究了Velodyne的產品和專利技術。」

Velodyne今年3月宣布，已向約250家客戶發貨3萬個激光雷達感測器，價值約5億美元。同時，該公司正在啟動IPO上市。

去年Quanergy在美國專利審判和上訴委員會（PTAB）對Velodyne提出的7,969,558項專利上提出了質疑。在PTAB啟動訴訟程序後，Velodyne提出縮小索賠範圍。此案目前正處於Quanergy重新上訴階段。

在Velodyne和Quanergy的專利糾紛之前，Waymo和Uber也曾發生過類似的糾紛。2018年初，被Waymo指控竊取激光雷達商業機密的Uber同意支付2.45億美元，以庭外和解。

有業內人士表示，「我們最終可能會看到自動駕駛專利戰全面爆發，激光雷達可能只是一個導火索，這個行業專利戰的規模堪比幾年前的智能手機專利戰。」

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