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文｜汽车之心（ID：Auto-Bit）
「中国的激光雷达不能在美国市场销售」，如果这个事实发生在未来两三年，可以说是「行业惊雷」。
原本在激光雷达舞台上，只有Velodyne一枝独秀。但近四五年，核心玩家开始增多。投资、并购、人才流动也比以往更为频繁。更让人意外的是，就连华为这样的 ICT 巨头，也悄然进入激光雷达领域。
在故事发展到「558 专利」之前，激光雷达领域有许多鲜为人知的攻防转换，汽车之心找到这样几个片段，管中窥豹地去寻找中国激光雷达公司们的未来。
2007 年，卡耐基梅隆大学教授 William Whittaker 对 David Hall 发明的 64 线激光雷达给出了高度评价。
盛赞激光雷达是革命性产品的背后，是 Whittaker 领导的 CMU 无人车团队，借助 Hall 发明的激光雷达，夺得 2007 年 DARPA 无人车挑战赛冠军，并获得 200 万美元奖金。
当时「谷歌无人车之父」Sebastian Thrun 带领的斯坦福大学则拿下了比赛的第二名，他团队使用的也是 Velodyne 的激光雷达。
事实上，在 2007 年挑战赛上，6 支完赛车队里，有 5 支都使用了 Velodyne 的激光雷达。
此役之后，Velodyne 声名远播。自此，激光雷达这个占据自动驾驶「半壁江山」的核心传感器开始登上舞台。
2007 年 7 月，David Hall 将这项发明申请了 US 7969558 专利，专利标题为「High definition LiDAR System」（高分辨率激光雷达系统），并在 2011 年 6 月获得美国专利审判和上诉委员会（PTAB）授权。
实际上，「558 专利」可以理解为 Velodyne 机械式激光雷达的专利，比如在早期无人驾驶汽车中常见的「倒置桶式」64 线激光雷达系统。
一
Anthony Levandowski
Anthony Levandowski 就是在这个时期接触到了激光雷达技术。
鲜为人知的是，2003 年，从伯克利毕业后，他加入了 Velodyne。当时 Velodyne 的重心正在从销售扬声器转向制造激光雷达。
在这里，Levandowski 不但成为了早期 Velodyne 的销售冠军，而且他还带领团队参加了 2005 年的 DARPA 挑战赛。
尽管没有获得亮眼的成绩，但他亲眼目睹到，那些借助激光雷达技术的高校团队，是如何在 DARPA 挑战赛称王的。
这段时期的经历，为 Levandowski 日后成立激光雷达公司做了铺垫，也为他后来与 Waymo 对簿公堂埋下伏笔。
早在大学期间，Levandowski 与另外两位来自伯克利大学的工程系同学 Andrew Schultz 和 Pierre-Yves Droz 创建了 510 Systems。
510 Systems 设计的一款数据处理主板，能够接收数码相机、高端 GPS 设备以及惯性传感器输入的信号，然后再将来自
这些系统的数据整合，使得相机图像可以使用位置数据进行编码。
这套方案随后由 GPS 公司 Topcon Positioning Systems 生产，并卖给了谷歌。
2011 年 10 月，510 Systems 悄然被谷歌收购，成为谷歌神秘部门 Google X 的关键组成部分。
除了在 2011 年被谷歌秘密收购的 510 systems，Levandowski 曾低调创立了一家名为 Odin Wave 的激光雷达公司，员工多是 Velodyne 和 510 Systems 的老员工。
2014 年，Odin Wave 与另外一家成立于 2012 年名为 Tyto LiDAR 的激光雷达公司合并。两家公司合并后，公司依然叫做 Tyto LiDAR。
Tyto LiDAR 的其中一位联合创始人 Brent Schwarz 2009 年至 2012 年曾担任 Velodyne 副总裁，2012 年参与创立 Tyto LiDAR。
更有意思的事情是，Tyto LiDAR 的注册人是 Levandowski 的好朋友 Ognen Stojanovski，注册地址显示是在 Levandowski 名下的房产。
这些迹象表明，Tyto LiDAR 与 Levandowski 不无关系。
而在谷歌期间，Levandowski 负责的便是谷歌自动驾驶项目激光雷达传感器模块。
2015，谷歌曾考虑收购 Tyto LiDAR，于是派 Levandowski 去调查是否应该收购这家小公司。
当时，谷歌并不知道 Levandowski 与 Tyto LiDAR 的关系。
Tyto LiDAR 这家公司的最终去向如何？
2016 年 1 月 27 日，Levandowski 正式从谷歌辞职，并创办了自动驾驶卡车公司 Otto。
二
2016 年 8 月，Tyto LiDAR 随 Otto 一起打包，以 6.8 亿美金的价格卖给了 Uber。
2015 年 12 月，谷歌发布招人启事：招聘自动驾驶汽车激光技术领域的机械工程师。
当时谷歌在招聘信息中写道：
工程师将会设计新型激光雷达系统，并负责打造光电子机械系统产品；工程师将与外部供应商以及谷歌内部团队合作，负责系统设计到生产的整个过程。
这则招聘信息在当时意味着谷歌会从外部供应商采购一些必要元件，自己掌控系统设计。
换句话说，谷歌至少在 2015 年的时候就希望能够打造属于自己的激光雷达。
2016 年 12 月，谷歌无人车项目拆分，Waymo 成立。
在 2017 年 1 月的底特律车展上，Waymo CEO John Krafcik 对外公布其自主打造的自动驾驶传感器系统。
这套系统包括：
覆盖短、中、长距离共计 6 个激光雷达——安装于车辆正前正后及两侧的近程激光雷达、360° 环视激光雷达及远程前向激光雷达，形成了应用于自动驾驶运营的整套激光雷达方案。
Krafcik 当时还说，能将激光雷达的价格降至 7500 美元，是 Velodyne 64 线产品的十分之一。
他后来在接受媒体采访时表示，这套硬件系统是团队在过去 12 个月花费心血最多的领域之一。
这里暗含的一个信息是，Waymo 的激光雷达项目至少从 2015 年底那则招聘信息发出后就开始启动了。
2017 年 2 月，Waymo 正式起诉 Uber 涉嫌窃取商业机密，这个持续了一年的诉讼战，部分涉及到 Waymo 的激光雷达设计专利。
这起诉讼案在后来也变成讽刺自动驾驶不能在短期内变现的段子：
在自动驾驶领域投入了 10 年的 Waymo，目前为止最大的商业收益，既不是与 FCA、捷豹路虎甚至雷诺-日产合作带来的，也不是通过推出 Waymo One 打车服务带来的，而是 Uber 因涉嫌 Waymo 自动驾驶窃密事件后双方达成和解，前者向后者付出 2.45 亿美金赔偿获得的。
但随后，一位名叫 Eric Swildens 的普通工程师，破解了 Waymo 的激光雷达专利，然后向美国专利局提出无效申请。
由于成本和复杂性，Waymo 在停止与 Velodyne 合作后，自己去申请了激光雷达专利，但看起来其专利中的一些设计与 Velodyne 的设计非常相似。
此后，美国专利局同意了 Swildens 的申诉，并撤销了 Waymo 申请的 53 项激光雷达专利主张（共计 56 项激光雷达专利）。
今年 4 月 21 日，在加州山景城街头，有路人发现 Waymo 自动驾驶车顶搭载新型的激光雷达。
4 月 23 日，福布斯发文表示，Waymo 准备推出下一代 360 度激光雷达。但到目前为止，Waymo 还没透露这款激光雷达的参数细节。
现在所知的信息是，这款新型激光雷达是 Waymo 自研和生产的激光雷达。接下来，Waymo 将会在克莱斯勒的 Pacifica 车型与捷豹的 i-Pace 车型上升级这套视觉系统。
计算机科学家 Alan Kay 有一句至理名言：People who're serious about software should make their own hardware.（真正在乎软件的人应该拥有自己的硬件。）
如今 Waymo 在激光雷达领域做出的新突破，想必也开始在践行这样的理念。
三
进入 2016 年后，激光雷达开始火热。
- 2016 年 3 月，大陆收购 3D Flash Lidar 公司 ASC
- 2016 年 4 月，电装投资固态激光雷达公司 TriLumina
- 2016 年 6 月，Leddartech 向 Valeo 提供 Flash Lidar 技术
- 2016 年 7 月，Quanergy 获得 1 亿美金 B 轮融资
- 2016 年 8 月，采埃孚收购 Ibeo 40% 的股份
- 2016 年 8 月，以色列 Innoviz 固态激光雷达获得 900 万美元投资
- 2016 年 8 月，百度与福特投资 Velodyne 合计 1.5 亿美元
- 2016 年 10 月，英飞凌收购荷兰固态激光雷达公司 Innoluce
在国内，一众激光雷达公司，包括速腾、禾赛、北科天绘、流深光电、饮冰、镭神、锐特森等公司，也大多开始在这一时期成立或浮出水面。
上世纪 30 年代，丰田开始造车时，从美国运来一辆雪佛兰到日本进行拆解，工程师们一边记录这辆车由多少个部件组成，一边了解每个部件是如何组装起来的，并找到每一个部件的供货来源。最后才开始试验如何制造出一辆汽车。
因此，一个不容忽视的事实，是在机械激光雷达时代，很难说没有人通过类似的方式，来拆解、研究 Velodyne 的激光雷达。
尽管这是一个精密复杂的传感器，但国内还是有公司率先迈出了一步。
2016 年 5 月，北科天绘对外发布了一款 16 线的导航避障型激光雷达 R-Fans，主要用于自动驾驶。
在产品发布后的一个月，来访者众。「北科天绘缩在角落里 11 年，最近突然访客如云，来的还都是有钱的主。」北科天绘 CEO 张智武后来是这样描述激光雷达在当时受到资本热捧。
在上述投资中，其中最令外界关注的是 2016 年 8 月 Velodyne 宣布获得百度与福特共计 1.5 亿美金投资。这在当时是一个「爆炸性」新闻。
在投资 Velodyne 之前，百度内部有一些讨论：到底自研还是投资激光雷达公司。
后来的决定是投资 Velodyne——据说这个案子的最终决策人是时任百度自动驾驶事业部总经理王劲。
但汽车之心此前也听到另外一个版本：百度投资 Velodyne 和是否自研激光雷达并无关系。这里的逻辑在于，比如某些 Tier 1 或自动驾驶公司，自研的同时，也会采购及投资其他激光雷达公司。
综合这两个版本的信息看，百度或许真的考虑过自研激光雷达，后来可能出于研发投入大或者不擅长硬件的缘故，遂放弃。
2016 年 8 月，Velodyne 发布公告称，获得百度与福特 1.5 亿美元的共同投资。王劲由此代表百度进入 Velodyne 董事会。2018 年 5 月，百度还领投了禾赛。
因为百度投资 Velodyne 的关系，也让王劲认识了时任 Velodyne CFO 吕庆。
后来，吕庆随王劲加入景驰（后更名文远知行），担任 CFO，如今他兼任文远知行总裁一职。
四
历史上，仙童半导体的裂变创造了大量新的投资机会。
1957 年 9 月 18 日，八个年轻人一起向肖克利实验室公司负责人 William Shockley 博士提交辞呈，不久便共同创办了奠定了美国半导体产业发展基础的仙童半导体公司。
但之后因为权责利分配不均，这批之前涌进仙童的大批人才精英，又纷纷出走自行创业。日后，从仙童公司中后来分出来上百家公司，包括 Intel，AMD 等巨头。
辰韬资本执行总经理贺雄松认为，中国的自动驾驶行业也同样经历着类似的裂变。
这期间，百度系出来创立或参与创立的公司包括但不限于：
景驰、地平线、禾多、领骏、Innovusion、宽凳、DeepMap 等。后来，景驰又裂变出文远知行、中智行和牧月科技。
如今，这个「裂变」理论也同样适用于激光雷达领域。
Velodyne 和 Quanergy 最开始是激光雷达公司的翘楚，从这两家公司离开，创立新的激光雷达公司的人不在少数。
Angus Pacala
比如 Quanergy 的联合创始人 Angus Pacala 出走，创立新的激光雷达公司 Ouster。
Innovusion CEO 鲍君威（左）与 CTO 李义民（右）
Innovusion 联合创始人、CTO 李义民曾在 Velodyne 作为工程团队核心成员研发激光雷达。
Cepton 创始人兼 CEO 裴军在 2018 年的 GTC 上演讲
Cepton 创始人兼 CEO 裴军也曾在 Velodyne 担任工程副总裁，Velodyne 的某些激光雷达专利也曾出自他之手。
随着过去三四年自动驾驶的发展，激光雷达领域的人才流动也越发频繁。
公开信息可以看到，Quanergy 副总裁 Neil Huntingdon、Quanergy 的软件工程副总裁 Jerone Floor、Velodyne CFO Bob Brown 等先后加入 Cepton。
比如前文提到的 Brent Schwarz，在 Tyto LiDAR 随 Otto 一起打包卖给 Uber 后，他在 2018 年 9 月加入了另外一家激光雷达公司 Luminar，担任商务拓展负责人。
在国内，比如今年一月，法雷奥 SCALA 项目核心成员 LeiLei Shinohara（篠原磊磊）博士加盟速腾担任研发副总裁。
汽车之心此前听闻，篠原磊磊曾先被介绍给禾赛，后来由于某些众所周知的原因，他选择了速腾。
四
三年前，Velodyne 可能也没想到，作为后来者的速腾、禾赛发展迅猛。
前者获得菜鸟、上汽及北汽旗下资本机构的投资，而后者也先后获得百度、博世（中国）等投资。
他们不仅在中国市场，还在北美和欧洲市场逐渐蚕食 Velodyne 的市场。
「激光雷达没有寒冬。」去年 12 月，在深圳举办的一场激光雷达研讨会上，禾赛董事长孙恺说道。
这句话的背后，是禾赛在 2018 年的营收超过九位数。8 月7 日，在人民网的一篇报道中，禾赛称其激光雷达产品在 2018 年的销售额位居中国第一、世界第二。
汽车之心听到一个未经证实的说法：一定程度上，凭借低价策略，禾赛进入海外市场，其中 60% 的销售额来自北美。
从 2018 年以后，速腾也逐渐将重心放在海外市场，其营收据说也超过八位数。汽车之心还听闻，速腾聚创也将科创板排上了日程。
来源：Justia
来源：Justia
或许是感受到了同行带来的市场压力，8 月 13 日，Velodyne 起诉速腾与禾赛美国加州北区地方法院（California Northern District Court）发起了专利诉讼。
从美国法律网站 Justia 公示的消息来看，暂时还不清楚是针对哪项专利。
一个可以参考的案例，是此前 Quanergy 称 Velodyne 原有 US 7969558 专利无效。
2016 年 9 月，Quanergy 作为原告在美国加州北区地方法院（California Northern District Court）对 Velodyne 发起了专利诉讼，涉及产品包括 Quanergy 激光雷达 M8-1 等其它产品，涉案专利为 US 7969558。
随后，Velodyne 采取行动反对其 IP 侵权行为。
2017 年 11 月，Quanergy 对 Velodyne 的 US 7969558 专利提出了无效复审。
今年 5 月，美国专利审判和上诉委员会作出裁决，维持了 Velodyne US 7969558 专利中所有权利要求的可专利性。
从与 Quanergy 的专利诉讼案件，以及参考目前速腾、禾赛在市面上最热销的产品来看，Velodyne 也同样可能针对 US 7969558 专利向这两家公司发起诉讼。
对国内两家激光雷达公司发起的诉讼，汽车之心听到的一个说法是：
「此前 Waymo 的专利被剥夺大半，加上在与 Quanergy 的专利诉讼中占得优势，这让 Velodyne 有足够的法庭支持捍卫专利。
此外，Velodyne 将会宣布和某国际 Tier 1 量产合作，Tier 1 也要求 Velodyne 明确专利权利，防止后续仿冒者破坏市场稳定。」
这在很大程度上让 Velodyne 有底气，通过发起专利诉讼，让竞争对手的产品无法在美国市场销售。
2007 年，David Hall 申请的 US 7969558 基础专利，到底是一项怎样的专利呢？
据 MEMS 咨询公开的信息显示：
US 7969558 专利提出了一种基于激光雷达的三维点云测量系统和方法。可用于自动驾驶、高级驾驶辅助系统（ADAS）、 机器人视觉和其它各种应用。
示例的系统（如上图）包括基部（158）、壳体（152）、包括在壳体内的多个光子发射器和光子探测器，环绕基部旋转壳体的旋转马达，和将光子探测器产生的信号发射到外部部件的通信部件。
其旋转部件包括旋转功率联结器，将来自外部源的电源提供给旋转马达、光子发射器和光子探测器。
US 7969558 作为 3D 实时环视激光雷达的基础专利，被大量的专利所引用。
引用这一专利的厂商包括广泛的激光雷达创新厂商、Tier 1 供应商以及整车制造商：
Quanergy、博世、BLICKFELD、LUMINAR、Waymo、Ouster、三星电子、丰田以及禾赛等。
专利的引用与被引用，一定程度上反应了技术的发展脉络和相关性。
US 7969558 同族专利分布
US 7969558 作为一件基础专利共有 7 件同族专利，分别在美国、欧洲、中国和世界知识产权组织申请了同族专利。其中，在中国的同族发明专利处于「撤回」状态。
历史上，不少公司通过专利来获得竞争上的垄断性优势，并且通过授权专利使用而从中收益。
对国内的激光雷达公司而言，如果要使用其他公司已经申请专利的技术，就不得不获得授权。
这一现状值得引起重视。因为当国外公司在关键技术进行专利布局，中国公司再使用技术时的自由支配度就会下降。
五
如果我们将目光放到旧金山湾区，这里潜伏着大大小小数十家激光雷达公司。 因为这个区域是不仅仅是汽车创新的大本营——如果你仔细观察，加州 DMV 目前颁发的 61 张自动驾驶路测牌照中，除了特斯拉，还有哪家不用激光雷达？
就连专注计算机视觉的 Mobileye，也在去年收购了一家与激光雷达相关的公司，目前这个团队也被整合进了一个叫 LiDAR.ai 的部门。
无论是汽车公司、零部件供应商、科技巨头还是各种不胜枚举的自动驾驶公司，对激光雷达的需求量将会是巨大的。
可以说，自动驾驶的蓬勃发展在很大程度上也推动了激光雷达的发展。行业里甚至流传这样一种观点：激光雷达的产品演变史就是半部自动驾驶行业的进化史。
客观上说，Velodyne 的 US 7969558 专利有可能终结这半部自动驾驶行业的进化史：即机械式激光雷达。
这在未来一段时间内，可能也会引起激光雷达产业甚至是自动驾驶行业的反弹，比如行业间的技术匹配研发或是更为更深入的技术磨合被打破。
在机械激光雷达时代，Velodyne 领先同行太多。而下半部激光雷达行业的进化：固态激光雷达才是当前以及未来技术研究者探索的方向。
用一句「政治正确」话来总结，专利之争的终极目的，还是鼓励更多人去投身技术创新，用技术创新来获得商业成就。
从「558 专利」之后，机械式激光雷达混战的江湖也许终会逝去，而固态激光雷达将开启全新的一章。
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