激光雷达的硬件成本高度集中于上游发射与接收模块,二者合计占BOM比重最大,因此车载光学降本的关键突破口,在于发射端的激光器芯片化演进与接收端的探测器迭代,以及由此带动的集成化与规模效应。简单来说,谁能在保证性能的前提下,把发射与接收环节做得更“芯片化”、更集成,谁就掌握了激光雷达成本结构中最核心的降本主动权。
成本构成的“大头”在哪里
从激光雷达的产品构成来看,其硬件成本并非均匀分布,而是显著向上游的发射模块与接收模块集中。这两个模块分别承担着激光的“发出”与“回波接收”功能,是决定雷达性能的核心,同时也是物料成本最高的物理载体。
在发射端,激光器是核心器件;在接收端,探测器(如APD、SPAD等)是核心器件。由于这两类器件涉及化合物半导体材料、精密封装与光学处理,其单位价值远高于外壳、马达、PCB等结构件与通用电子件。因此,发射与接收模块的BOM占比高,是激光雷达成本结构的显著特征,也是降本分析的首要切入点。
降本突破口:发射端的芯片化与接收端的迭代
发射端:激光器的演进逻辑
发射模块的降本核心在于激光器本身的芯片化与标准化。随着技术路线从早期的边发射激光器(EEL)向垂直腔面发射激光器(VCSEL)演进,激光器的制造工艺逐步向半导体芯片制造靠拢。这一转变带来的直接效果是:器件可以在晶圆层面批量制造与测试,单位成本随晶圆尺寸与良率提升而显著摊薄。
VCSEL的阵列化能力还使得单个激光器芯片可以集成更多发光点,从而减少了对大量分立元件的依赖,简化了光学对准与封装流程。这种“以芯片替代分立器件”的路径,是发射端降本最核心的产业逻辑。
接收端:探测器的迭代方向
接收模块的降本与性能提升,则主要依赖探测器从APD(雪崩光电二极管)向SPAD(单光子雪崩二极管)等阵列化方向的迭代。SPAD探测器的一大特点是可兼容CMOS工艺,这意味着它能与信号处理电路集成在同一颗芯片上,形成所谓的“单光子探测芯片”。
这种集成化带来的降本效果是双重的:一方面减少了探测器与后端电路之间的分立连接与封装成本;另一方面,由于采用标准CMOS产线制造,能够充分享受半导体行业的规模经济效应。接收端的芯片化与阵列化,正在将过去昂贵的光电探测器转变为可大规模量产的标准半导体组件。
规模效应:降本的放大器
无论是发射端的VCSEL还是接收端的SPAD,其降本逻辑最终都离不开规模效应的放大。车载光学属于增量市场,随着搭载激光雷达的车型从高端向主流价位渗透,出货量的爬升将直接摊薄芯片研发与产线折旧的固定成本。
此外,从产业链视角看,激光雷达降本并非单点突破,而是“芯片化+集成化+规模效应”三者的共振:芯片化降低了单颗器件的物料与封装成本,集成化减少了模组内部的冗余环节,而规模效应则将前两者的成果进一步放大。对于投资者与从业者而言,判断一家企业能否在激光雷达降本竞赛中胜出,关键看其在发射与接收端的芯片自研能力、封装集成工艺以及下游订单的放量节奏。
常见问题
为什么激光雷达的成本不主要在算法或软件上?
激光雷达作为硬件传感器,其成本构成中硬件BOM占据主导,尤其是发射与接收模块的光电器件。算法与软件虽然决定性能上限,但其边际复制成本极低,不构成单台硬件的主要成本项。因此降本的核心战场在光学与半导体硬件环节。
发射端VCSEL替代EEL,除了降本还有别的意义吗?
VCSEL除了在晶圆级制造上更具成本优势,其阵列化集成能力还能提升发射端的可靠性与一致性,减少人工调装环节。不过,EEL在长距离探测的某些指标上仍有其适用场景,两种技术路线在短期内会并存,具体选择取决于雷达的定位是近场补盲还是远距主探测。
接收端SPAD的降本是否意味着激光雷达会快速普及?
SPAD等阵列化探测器确实为降本打开了空间,但激光雷达的普及还取决于整机系统成本、可靠性验证周期以及车企的装配意愿。从产业节奏看,车规级验证与产线爬坡需要时间,降本是一个渐进过程,而非一蹴而就的事件。