在激光雷达的物料成本(BOM)结构中,发射模块与接收模块各占约30%,合计价值量高达六成,明显高于以扫描模块命名的整机环节。这一价值分布,直接决定了二级市场对收发环节零部件厂商的关注度高于整机厂。从竞争格局看,车规级零部件行业整体呈现竞争格局较为分散的特征,发射、扫描、接收三个模块各自分化,尚未形成单一环节高度集中的局面。
BOM价值量:为什么收发环节更受关注
从激光雷达的硬件构成看,各模块的价值量分布并不均衡。以2021年激光雷达物料图(BOM)为例:
| 项目 | 占比 |
|---|---|
| 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% |
(资料来源:观研天下,东莞证券研究所)
发射与接收合计约六成,是整机成本中占比最高的两块。 价值量的高低直接影响估值差异,这也是收发两个模块在二级市场上更受关注的原因。相比之下,扫描模块虽然常被用来命名整机技术路线(机械、固态、半固态),但其作用主要是用有限的收发通道满足尽可能广的视场角覆盖,属于“打辅助”的角色。
发射环节:激光器的技术路线
发射模块的核心是激光器,主要按波长和集成程度两个维度分类。
按波长,产业界主要选择905nm与1550nm两条路线。这两种波长既不易被外界环境吸收,也不会与可见光混淆。905nm对应消费电子产业基础,1550nm则依托光通信领域。从探测距离和人眼安全角度,1550nm更有优势,其主要制约在于成本——1550nm激光器材料用到磷化铟(InP),相比常见的砷化镓(GaAs)成本高出较多。因此905nm是当前行业的主流选择,而1550nm的机会更多与测距逻辑从ToF向FMCW演进相关联。
按集成程度,905nm波长下主要有EEL(边发射激光器)与VCSEL(垂直腔面发射器)两种结构。从趋势看,VCSEL更有可能主导未来产业链:其制作工艺与主流半导体产业更为相近,而EEL因侧面发光,需在形成晶圆后切割并对侧面处理镀膜,按Yole统计,后道工序成本EEL至少高出VCSEL一倍以上;同时VCSEL可通过堆叠激光器改善功率较低的短板。华为、禾赛等厂商目前都以VCSEL路线为主。
接收环节:探测器与光源匹配
探测器与激光器光源相互匹配。由于硅材料的限制,SiPM(硅光电倍增管)只能探测波长在1100nm以下的光子,无法用于1550nm光源,因此1550nm路线下探测器只能用APD(雪崩光二极管)。而在905nm波长下,更为敏感的SPAD(单光子雪崩光二极管)与SiPM更具优势,二者的缺点是容易受到强光干扰。
常见问题
激光雷达收发模块合计占整机价值量多少?
按2021年激光雷达BOM数据,发射模块与接收模块各占30%,合计约六成,是整机中价值量最高的两个环节,高于扫描模块及控制模块等。
发射环节主流的技术路线是什么?
波长上905nm因性价比优势是当前主流,1550nm在探测距离与人眼安全上更有优势但成本较高;结构上VCSEL因工艺兼容性好、可堆叠提升功率,更有可能主导未来产业链。
接收环节的探测器如何选择?
探测器需与光源波长匹配:1550nm光源只能用APD;905nm波长下,更敏感的SPAD和SiPM更具优势,但需注意其易受强光干扰的缺点。