激光器按集成度可分为分立器件与集成模块两类,在车载光学产业链中,上游对应激光芯片与光学材料,中游对应器件封装与模块集成,下游对应激光雷达整机与车载应用系统。以激光雷达为例,其核心零部件分为发射、扫描、接收三大模块,其中发射模块(激光器)与接收模块(探测器)在物料成本中占比最高,是产业链价值量最集中的环节。

激光器集成度与车载光学产业链

激光器按集成程度主要分为两类结构:EEL(边发射激光器)VCSEL(垂直腔面发射激光器)。EEL 平行于衬底侧面发射激光,VCSEL 则垂直于衬底上表面发射。从产业趋势看,VCSEL 因制作工艺与主流半导体产业更相近,且可通过堆叠激光器弥补功率短板,被更多厂商视为未来主导方向。

在车载光学产业链中,各环节分工如下:

产业链环节主要对应内容
上游激光芯片(如砷化镓、磷化铟衬底)、光学材料
中游激光器封装、泵浦源与发射模块集成
下游激光雷达整机、车载感知系统与整车应用

价值量分布与波长路线

从激光雷达物料成本结构看,发射模块与接收模块各占约 30%,明显高于扫描模块及其他部件,因此收发模块在产业链中价值量最高,也直接影响了相关企业的估值差异。

波长方面,主流路线为 905nm 与 1550nm 两种。905nm 对应消费电子产业基础,性价比突出,是当前主流选择;1550nm 对应光通信产业基础,在探测距离与人眼安全方面更有优势,但材料成本显著更高。探测器需与光源匹配:905nm 波长下 SiPM(硅光电倍增管)与 SPAD(单光子雪崩光二极管)更具优势,而 1550nm 波长下则需采用 APD(雪崩光二极管)。

常见问题

为什么发射和接收模块价值量最高?

激光雷达以测距为核心功能,发射与接收模块是实现测距的必备环节,而扫描模块仅起辅助作用,用于以有限收发通道扩大视场角覆盖。因此收发模块在物料成本中占比最高,各占约 30%。

VCSEL 为什么被认为是未来趋势?

VCSEL 的制作工艺与主流半导体产业更为兼容,且可通过堆叠激光器形成发射阵列来弥补功率不足的短板。相比之下,EEL 因侧面发光需在晶圆形成后切割并处理侧面,后道工序成本明显更高。

905nm 与 1550nm 如何选择?

905nm 凭借消费电子产业基础和性价比优势,在较长时间内保持主流地位;1550nm 在探测距离和人眼安全方面更优,但材料成本高,其机会更多出现在测距逻辑从 TOF 转向 FMCW 之后,因 FMCW 在光通信领域已有成熟的 1550nm 产业链基础。