车载激光雷达的接收模块,是探测器及其配套电路所在的部分。在2021年激光雷达物料清单(BOM)中,接收模块占比约30%,与发射模块并列最高,明显高于扫描、控制等环节。从机械旋转式到半固态、固态,行业主要变化集中在扫描模块,但每一轮路线切换都会反过来重塑接收模块的形态与价值占比:机械式时代收发通道少、结构件与人工调试吃掉大量成本;半固态阶段通道数上升,探测器阵列与读出电路的分量加重;固态化则把收发模块推向芯片化集成,接收端的价值更多体现在探测器工艺与集成能力上。
一、为什么以2021年的BOM为锚点
2021年的BOM显示:发射模块30%、接收模块30%、人工调试25%、机械装置等其他配件8%、控制模块5%、其他2%。发射与接收合计约六成,是整机成本的主体。
这也解释了产业链的一个现象:虽然激光雷达常以扫描方式命名(机械、半固态、固态),但价值量上收发模块高于扫描模块,因此发射与接收环节在资本市场受到的关注度也更高。
二、测距原理决定了接收模块不可替代
主流方案是TOF(飞行时间法):发射窄激光脉冲,计算发射到目标并反射回来所需的时间来测距;下一代技术为FMCW,通过回波频率差计算距离,不易受极端天气等外界环境干扰。
无论哪种原理,一个发射、一个接收都必不可少;扫描模块的作用是"打辅助",用有限的收发通道满足尽可能广的视场角覆盖。机械、固态、半固态这三种形式,主要是在扫描模块上做文章——这决定了路线演进首先改变的是扫描环节,而接收模块的形态则随通道数量与集成方式同步变化。
三、接收端与光源波长相互匹配
探测器与激光器光源是一一匹配的关系,这是接收模块演进的另一条主线:
| 光源波长 | 可选探测器 | 关键限制 |
|---|---|---|
| 1550nm | APD(雪崩光二极管) | 硅材料限制使SiPM无法探测1100nm以上光子 |
| 905nm | SPAD(单光子雪崩光二极管)、SiPM(硅光电倍增管) | 更为敏感,但易受强光干扰 |
905nm凭借性价比优势,在未来数年内仍将保持主流地位;1550nm的机会则更多出现在测距逻辑从TOF转向FMCW之后。
常见问题
接收模块在激光雷达里为什么这么贵?
因为收发是测距功能的核心。2021年BOM中接收模块占比约30%,与发射模块并列最高,二者合计约六成,远高于扫描、控制等模块,这也是收发环节更受产业和资本关注的原因。
固态化之后,接收模块会消失吗?
不会。固态化主要改变的是扫描模块的实现方式,而"一个发射、一个接收"是TOF与FMCW共同的前提。变化的是形态:从分立器件走向更高集成度的探测器与读出方案,价值占比也随之重新分配。
905nm和1550nm,接收端该怎么选?
两者是配套关系而非替代关系。1550nm光源只能用APD探测;905nm波长下,更敏感的SPAD与SiPM更有优势,缺点是易受强光干扰。选择取决于整机在成本、探测距离与人眼安全之间的权衡。