在今日自動駕駛車輛上裝載的眾多感測器中, 光達(lidar, light detection and ranging)可說是最關鍵也最有 '錢途' 的一種. 總部位於法國的市場研究機構Yole Developpement的成像與感測器部門主管Pierre Cambou即表示, 他很難想像自駕車沒有光達; 該機構預測, 光達市場將在2022年達到16億美元規模, 並進一步在2032大幅成長至315億美元.
不過推動光達的技術仍在變動中, 隨時有新發展; 如市場研究機構IHS Markit的汽車電子與車用半導體資深分析師Akhilesh Kona資深分析師先前接受EE Times訪問時就曾表示, 光達技術供應商持續藉由開發各種光束轉向(beam-steering)技術, 包括機械式, MEMS以及固態(solid-state)等, 以改善光達的耐用度, 尺寸與成本.
隨著廠商競相推出更厲害的光達, 眾人都會想問的一個問題是: 誰是光達技術領導供應商? 要找出以上問題的答案, 方法之一就是根據與光達技術相關的專利檔案. Yole Developpement旗下的IP分析與專利評估機構Knowmade, 最近就研究了車用光達裝置與系統, 確認有超過6,480個與車用光達相關的專利家族(patent families).
與車用光達相關之專利家族分析 (來源: KnowMade)
雖然這類專利活動最早可追溯至1960年代晚期, 相關專利發表數量在過去幾年則呈現爆炸性成長, 特別是在2007至2017年間, 光達技術專利數量的複合年平均成長率(CAGR)達21%. 以廠商來看, 早期則是以Bosch, Denso與Valeo等主導與車用光達相關的專利領域.
Knowmade技術與專利分析師Paul Leclaire將上述那些廠商形容為 '曆史性IP廠商' ; 根據他的觀察, 他們的專利大多數是 '與先進駕駛輔助系統(ADAS)應用相關, 根據漸進發展技術以及利用有限的空白(white spaces)區域; ' 所謂的 '空白區域有限' , 意味著很難在已經有其他專利, 不重疊的情況下申請新專利, 在這種情況下專利申請獲得批準的機會較低.
不過Leclaire指出, 光是那些曆史性IP廠商的活動, 並不能解釋最近幾年光達技術IP增加的情況; 在光達領域有不少新進業者, 分成以下幾個類別:
半導體廠商的光達IP
第一類廠商包括Qualcomm, LG Innotek, Ricoh以及TI (Texas Instruments)等半導體廠商, Leclaire解釋, 他們的貢獻包括利用非掃描(non-scanning)技術來降低光達尺寸, 以及藉由高脈衝速率來提升速度; 那些廠商的專利暗示了光束轉向技術成為業界新寵, 以及市場開始看到一些專門應用於光達的複合式方案(探測器與雷射).
純IP業者
另一類新進廠商包括Quanergy, Velodyne, Luminar與LeddarTech等, Leclaire稱他們是專註投入光達技術開發的 '純IP業者' , 專利發表聚焦於高度特定的專利技術, 能實現產品主張(assertion)以及其應用.
值得注意的是來自中國的光達IP開發商, 例如鐳神智能(LeiShen), 速騰聚創(Robosense), 禾賽科技(Hesai)等; Leclaire表示, 這些中國業者主要都是在兩, 三年前才進軍光達技術IP領域的新進廠商, 其專利申請大部分仍待審, 或是未擴展到中國以外的市場; 不過他也指出, 那些業者的IP都與他們已經上市的光達產品有關.
自駕車業者
最後一類光達技術開發者是自駕車生產商本身; Leclaire指出, 這些廠商利用光達做為提供複雜嵌入式感測系統的工具之一, 例如Google, Waymo, Uber, Zoox與Faraday Future等. 中國業者如百度(Baidu)與奇瑞汽車(Chery)也擁有光達IP.
根據Knowmade的研究, 對大多數自駕車供應商來說, 光達是其專利感測解決方案的中樞零組件, 他們的專利中有很多是與運算方法與過程有關.
至於有哪些具潛力的技術可望加速光達發展? 對此Leclaire指出了兩種, 其一是利用新光源例如雷射與垂直共振腔面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL), 其二是波束成型(beamforming)技術.
他表示, 採用VCSEL做為新型雷射光源, 具備包括較小角發散(angular divergence)與較小雷射陣列, 以及較高輸出功率等優點. 而波束成形方法與光束轉向方法, 則越來越常在與固態光達相關的專利中被提及.
那麼Knowmade是否能識別出有哪些業者主導新光源或波束成型IP領域? Leclaire表示不行, 其團隊的分析只聚焦於車用光達裝置以及系統: '我們並沒有分析像是雷射, VCSEL, 光探測器(photodetectors), SPAD (single photon avalanche detector, 單光子崩潰二極體), APD (崩光二極體)等技術的IP領域, 也沒有分析與波束成形技術相關的IP領域. '
以下我們列出了幾個光達市場的新進廠商專利技術案例, 請點擊連結參考:
Qualcomm: US2017082735Ricoh: US2017123063LG Innotek: WO2017023107Quanergy: US2016161600Quanergy: US2015192677Faraday future: WO2017177205Zoox: WO2017079321Uber: US9841763編譯: Judith Cheng