激光雷达是否有最优解？ ----激光雷达的“多目遭伤”
在汽车工业领域中，从上世纪90年代开始，中国经济发展逐步向好，汽车销售市场持续井喷，但国产自主品牌寥寥无几。虽然零部件自主品牌一直砥砺前行，却碍于各种技术壁垒，以及起步晚、市场占有率低等客观原因，长期处于相对劣势。
直到近十年来，电动智能化浪潮席卷全球汽车产业。随着里程碑式的 《巴黎协定》诞生，各类造车新势力纷纷走向台前，将一个个鲜活的新能源汽车品牌呈现于消费者的眼前。新能源汽车、动力电池、自动驾驶等新技术成为新的发展方向，民族自主供应商品牌崛起势不可挡。
智能新能源汽车国有自主品牌崛起
随着自动驾驶技术而兴起的激光雷达传感器，可以说全球厂商都处于同一个起跑线，中国自主品牌非但不落后，甚至在某种意义上还处于领先地位。只不过在形势大好的情况下，中国激光雷达厂商之间似乎开始了毫无意义的内卷，好像谁也不服谁，谁也看不起谁的技术路线，非要整个你死我活方且罢休，哪怕是扭曲事实也不在乎。
一切从“摩尔定律”说起
最近在技术媒体圈之中流传着一个名为《“固态”激光雷达的三六九等---什么是激光雷达的最终解决方案》动画视频，整个视频详细介绍了目前激光雷达领域多条技术路线的始末，点出了激光雷达购买客户以及投资者最为看重的三项评判指标：测距能力、分辨率以及精度。
视频还得出了如下结论：“一个足够强大的收发模块，加上足够简单稳定的扫描方式，就能得到激光雷达的最优解，也就是兼顾了高性能和可靠性的一维转镜方案”。
这段视频的精良制作，足以为制作剪辑团队加很多次鸡腿。单从各类渲染动画不难看出，视频整体成本不菲，妥妥属于大制作投入。不少圈内非技术出身的投资人与甲方大咖，都纷纷在朋友圈转发，不吝赞美之言。
不过细细看下来却有些奇怪，视频为了引出所谓“未来激光雷达技术路线最终解”，甚至不惜再次否定自己得出的“最优解”结论。
视频号称“在单个电路板嵌入数百个激光器的芯片化，可以显著减小体积、降低成本，同时拥有超强的测远能力、分辨率和精度”。如果忽略视频4分44秒处对另外两种其他技术方案“运动复杂、频率高、寿命有限”的含沙射影，以及5分13秒处再次对这两种技术路线所提出的“收发模块集成度低、扫描模块复杂脆弱”的批评，一切到此结束，那视频可谓近乎于完美：该否定的其他技术路线已经否定，该引出的最终解也已引出。
百密一疏。
漏洞出现在6分04秒尾声之处。或许为了进一步强调芯片化对于激光雷达技术所带来的好处，视频策划团队，当然也有可能会是视频策划团队的委托方，硬是加入了一句说辞：“收发模块的芯片化使得激光雷达驶入了摩尔定律的轨道，随着半导体制程的精进，向着更多通道、更低成本和更高性能迈进”。
这让不少技术出身的圈内人猛然一愣。
视频6分04秒处
激光雷达适用摩尔定律吗？
摩尔定律只是一种基于经验所作出的商业预测，而并非有任何科学根据的知识定律。摩尔定律起源于英特尔(Intel)创始人之一的戈登·摩尔(Gordon Moore)先生，他在半个多世纪前预测，随着制程工艺进步，半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将逐年翻一番（后来更改为18-24个月）。换言之，假如体积不变，同等成本可获得翻番性能；性能不变，同等成本可获得减半体积；体积性能不变，成本下降一半。
国产芯片晶圆
摩尔定律本代表着电子类相关产品的从业者追求日臻完善的美好愿景，但在商业利益的驱使下，这一话语已经逐渐从真正的技术层面泛滥到到了宣传和销售话术层面。绝大部分一知半解的使用者甚至觉得任何与芯片相关的技术都适用于摩尔定律。正如视频之中所说的“激光雷达驶入摩尔定律的轨道”一般，成为一桩笑话。
固然，激光雷达核心部件芯片化的确是行业内的共识。成本、体积以及性能、功耗等也的确是激光雷达真正商业落地的拦路虎。但摩尔定律目前为止仅适用于传统电芯片（IC），而非其他任意可集成于芯片上的元器件。激光雷达所用的激光收发模块，属于光学元器件，并不适用摩尔定律。
先从提升测距能力来看，提升测距能力需要通过提升单次测量时信号光或环境光的信噪比（SNR）来实现。要提升单次测量的SNR，就需要保证激光器的发光功率，VCSEL单位面积（单个发光孔）的发光功率本就有限，如果要提升测距能力必然需要提高发光功率，也就是增加发光面积（增加发光孔数量）。在单位体积不变的基础上，套用摩尔定律让收发模块每年成倍增加，得到的只会是发光孔数量提升之后发光孔径越来越小。
再从芯片体积来看，继续套用摩尔定律，倘若成倍增加功率和孔径不变的收发模块，那么芯片体积只会逐年翻番，这又违背了激光雷达需要小型化的愿景。
另外，如果从成本来看，优化FOV和提升角分辨率，势必需要通过把激光能量在FOV中合理的分配来实现。而光能量在FOV中分配，本质就是扫描的问题；采用1D扫描方式，无论是传统机械式还是转镜式，垂直方向都需要堆叠收发器件来实现多线，这么多的激光器和探测器，成本如何能做下来。
终极目标难道是Flash技术？
不知道是有意还是无意，视频似乎在最后部分暗示，激光雷达的终极目标可能会是芯片化之后的Flash技术。
好像在说，在拥有了这套能“适用于”摩尔定律的芯片化一维转镜方案之后，真正的激光雷达终极方案应该是抛弃任何转镜，而直接逐年翻番地往那块芯片之上集成足够多的激光收发模块，一旦整片芯片上密密麻麻集成满了收发模块，就妥妥地成为了万众瞩目的Flash技术路线了。
密密麻麻堆叠的vcsel发光点
不过VCSEL阵列发光功率的提升是靠增加发光孔（即芯片面积）来实现的，而VCSEL的成本与芯片面积呈正相关，这就限制了Lidar系统VCSEL的总发光功率；从能量分配的角度，如果要测的远，单位角度的能量就需要高，而总发光功率是有上限的，那就意味着FOV无法做大；同样，如果要实现大FOV（例如120*25），就需要减小单位角度的能量，就意味着Flash方案目前的技术只能做为近距离补盲使用。
因此在大FOV、中长距的主雷达场景，真要想从1D（转镜）扫描方案，直接过渡到纯Flash的方案。莫说OPA相控阵技术表示不服，就连传统单反相机那号称8K分辨率的CMOS感光元器件也会表示呵呵了。
Flash技术路线激光雷达
激光雷达技术路线没有最优解
“道路千万条，安全第一条”。激光雷达作为自动驾驶不可或缺的核心传感器，所承担的责任正是保障自动驾驶系统能正确感知环境，以确保安全运作。
从激光雷达出现到现在，仅仅半个世纪而已，从积累到沉淀依然属于孩童阶段。就算是早有百年历史的汽车行业，时至今日依然多种能源结构并存，即便基本确定向新能源方向进发，也没有谁能狂妄到下“终极解决方案”这种定义。
Flash技术路线激光雷达
激光雷达的演进路线可能永远无法脱离性能、可靠性以及可接受成本三者的均衡。
在激光雷达发展初期，360°机械旋转技术由于没有其他技术路线存在而一家独大，成为了所有需要以此为关键传感器进行自动驾驶开发厂商的最优解决方案。但成本上的制约很快就要将其充分淘汰。
目前并存的1D转镜扫描技术以及2D扫描技术，在本质上而言就是器件利用率之间的比拼。如果成就百万级点云点频仅需要5组激光收发模块，相信不会有任何甲方选择通过堆叠成百上千组收发器的方案。成本面前这种做法只能徒增资源的浪费。
而且，既然1D扫描可以实施芯片化改良，那么2D扫描方案又为何无法实现？事实上，业内早已有这种SOC芯片化布局——就是将MEMS驱动、激光器驱动、探测器信号处理IC全部集成到一个SOC之中，以实现性能、可靠性以及成本的最佳均衡。
车规级二维MEMS振镜
类比人类对于光明的追求，远古时期或许火是照亮一切的最优解决方案，但这要是放在今天，还能算是最优解决方案么？如果不在“最优解决方案”这组词前面加上一个用于界定时间以及应用领域的前缀，恐怕将成为一个永远的笑话了。
内卷对中国激光雷达市场毫无益处
2019年，美国拉斯维加斯，CES世界消费电子展上，某参展的国外激光雷达厂家因技术路线逐步陈旧，正饱受市场占有率败退的困扰。他们在靠近中国同行展位的一侧围起了高墙，更在墙上写满中英文标语，极尽讽刺挖苦之能。
这种行为让国内外媒体和同行惊掉了下巴。这不但秀出其管理团队的无能下限，也诱发了投资者对其自身技术延展能力的质疑。
令人感慨的是，同处现场的其他中国同行以及媒体，无一人宣扬转发该事件，更多的是自发前往为中国厂商展位，为其鼓气加油。
这种齐心的感觉简直不要太好。
CES
只是没想到两年后的今天，就在CES 2022开幕前夕，一段视频不但号称要解读“什么是激光雷达的最终解决方案”，还非要给固态激光雷达分个三六九等。这种来自于国内同行的内卷与2019年那次CES事件相比，多么的似曾相识，多么的贻笑大方。
实际上，全球激光雷达市场足够庞大，而国产品牌崛起时机难得。技术路线之争固然永远不会停歇，可争归争，没必要贬损同行的技术路线。既然认为自己的技术路线是正确方向，那么努力去做就是了。是骡子是马总要拉出来溜溜，最终的孰优孰劣依然还是要看甲方的选择。
一段视频，倒是靠着偷换概念，误导了不少非技术出身的大佬纷纷转发。
内卷其实毫无益处，偷换概念或是误导投资者的说辞，或许能火上一把。可一旦人们明白过来，估计就不是删除或者撤回如此简单了，面红面绿的搪塞背后，搞不好到手的投资就凉凉了，只会徒招人恨。
结语：
回头说说题目的“多目遭伤”啥意思，熟读中国四大名著里《西游记》的都知道，唐僧师徒四人历经九九八十一难成佛，而第六十难正是“多目遭伤”。话说蜈蚣精两肋千目所放金光，就连孙行者也只能化作穿山甲遁地而逃，可纵有千目之多，倒头仍不敌昴日星官这只大公鸡的妈妈，毗蓝婆一枚绣花针破了金光收去看门。或许小说之中这只老母鸡，才是多目遭伤的最优解决方案吧！中国激光雷达领域企业崛起之路，和西天取经之路是多么相似，别说八十一难了，添个零都不多，大家真的要好好掂量下，取经之路上所希望扮演的是邪恶的妖怪，还是直面坎途的奋斗者。
