从激光器集成度视角看,全球车载光学产业链呈现日本在分立器件工艺扎实、欧美在高端集成与芯片设计领先、中国在封装应用与模组集成快速追赶的格局。在激光雷达核心的发射模块中,激光器按集成度主要分为 EEL(边发射激光器)与 VCSEL(垂直腔面发射激光器)两条路线,而 VCSEL 因工艺与主流半导体产业更兼容、后道成本更低,被普遍视为更能主导未来产业链的技术方向,这也决定了各国话语权正从分立器件向集成化迁移。
激光器集成度的两条路线
在目前主流的 905nm 波长下,激光器主要有两种结构:EEL 为平行于衬底的侧面发射,VCSEL 为垂直于衬底的上表面发射。两者的关键差异在于制程:EEL 因侧面发光,必须在晶圆形成后切割并对侧面进行处理和镀膜,后道工序成本显著更高;而 VCSEL 的制作工艺与主流半导体工艺更为相近,且可通过堆叠激光器弥补功率短板,因此华为、禾赛等厂商目前均以 VCSEL 路线为主。
| 维度 | EEL(边发射) | VCSEL(垂直腔面发射) |
|---|---|---|
| 发光方向 | 平行于衬底侧面 | 垂直于衬底上表面 |
| 工艺兼容性 | 需切割及侧面处理 | 与主流半导体工艺兼容 |
| 后道成本 | 显著更高 | 更低 |
| 功率提升 | 受结构限制 | 可堆叠激光器 |
各国在产业链上的位置
日本在激光器分立器件与精密加工环节积累深厚,其半导体材料与光电子工艺为 EEL 等器件的制造提供了扎实基础。欧美企业则在高端芯片设计、VCSEL 结构创新与化合物半导体材料(如磷化铟、砷化镓)领域保持领先,掌握着从外延生长到芯片定义的关键环节。中国厂商的优势集中在封装、模组集成与系统应用端,以 VCSEL 路线切入并快速推进车规级量产,在将激光器与扫描、接收模块整合为完整激光雷达系统的环节中话语权不断增强。
未来迁移方向
随着 VCSEL 趋势确立,产业链话语权正从"分立器件工艺"向"芯片设计与集成封装"迁移。对日本而言,其分立器件优势面临被集成化稀释的压力;欧美在高端芯片与材料端的卡位依然关键;中国则有望依托庞大的车载应用市场与模组集成能力,在 VCSEL 路线上持续提升产业位置。
常见问题
为什么 VCSEL 被认为更有主导趋势?
VCSEL 的制作工艺与主流半导体产业更相近,不需要像 EEL 那样在晶圆形成后进行切割及侧面处理镀膜,后道工序成本显著更低;同时它可以通过堆叠激光器来弥补功率不足的短板。
905nm 和 1550nm 激光器在车载应用上如何选择?
905nm 因性价比优势在可见的未来都将保持主流地位;1550nm 在探测距离和人眼安全方面更有优势,但材料成本高,其更大机会出现在测距逻辑从 TOF 转向 FMCW 之后,因为 FMCW 广泛运用的光通信领域正是以 1550nm 光源为主。
中国厂商在激光器产业链中的强项是什么?
中国厂商的优势集中在封装、模组集成与系统应用端,多家头部厂商以 VCSEL 路线为主,在将激光器与扫描、接收模块整合为完整激光雷达系统的环节中具备较强竞争力。