FMCW技术路线对激光器的相干性和探测器的灵敏度提出了更高要求,而国产供应链在核心收发器件上的替代进程,整体呈现**“905nm 成熟、1550nm 起步、车规认证是关键门槛”**的格局。在激光雷达的物料成本中,发射模块与接收模块各占约 30%,是价值量最高的环节,也是国产化攻坚的重点。
激光器:905nm 成熟,1550nm 借 FMCW 迎来机会
激光器按波长主要分为 905nm 与 1550nm 两条路线。905nm 凭借性价比优势,在当下及未来数年仍是主流,其产业链基础来自消费电子领域;而 1550nm 激光器因使用磷化铟(InP)材料,成本显著高于 905nm 常用的砷化镓(GaAs),目前主要机会恰恰来自 FMCW——该技术广泛运用在光通信领域,而光通信光源正是 1550nm,具备现成的产业链基础。
从集成结构看,主流 905nm 波长下有 EEL(边发射激光器)与 VCSEL(垂直腔面发射激光器)两种形态。VCSEL 更有可能主导未来产业链,原因有二:其制作工艺与主流半导体产业更为相近,后道工序成本显著低于 EEL;同时可通过堆叠激光器弥补过去功率较低的短板。
探测器:波长决定路线,SiPM 在 905nm 下占优
探测器需与光源波长匹配。由于硅材料限制,SiPM(硅光电倍增管)只能探测 1100nm 以下的光子,对 1550nm 光源无能为力,因此该波段只能采用 APD(雪崩光二极管)。而在 905nm 波长下,更敏感的 SPAD(单光子雪崩光二极管)与 SiPM 更有优势,但二者容易受强光干扰。
国产替代的节奏与瓶颈
国产供应链在收发器件环节已具备较强的产业基础,但车规级零部件的竞争格局较为分散。车规级可靠性认证是影响替代节奏的核心变量——车载环境对零部件的稳定性、寿命要求严苛,通过认证需要较长的验证周期。整体来看,国产器件在 905nm 路线的成熟度较高,而 1550nm 与 FMCW 相关的器件仍处于产业化早期,后续进展需以厂商实际量产与车规认证落地为准。
常见问题
FMCW 为什么更偏好 1550nm 激光器?
FMCW 技术目前被广泛运用在光通信领域,而该领域的光源恰恰是 1550nm,具备现成的产业链基础。同时 1550nm 在探测距离和人眼安全角度都更有优势,缺点是成本较高。
VCSEL 和 EEL 哪个是未来趋势?
VCSEL 更有可能主导未来产业链。它的制作工艺与主流半导体产业更相近,后道工序成本显著低于 EEL,且可通过堆叠激光器弥补功率短板,目前已有头部厂商采用该路线。
探测器选型主要看什么?
核心看与激光器波长的匹配。1550nm 光源只能搭配 APD,而 905nm 波长下 SPAD 与 SiPM 更敏感、更有优势,但需注意二者容易受强光干扰的问题。