905nm与1550nm两大波长阵营的竞争,本质上是性价比与性能上限的取舍。车载激光雷达的激光器环节中,905nm凭借成本优势在当下占据主流地位,而1550nm则凭借性能优势在长距探测与下一代FMCW技术上占据先机。两大阵营的竞争格局,正从单纯的波长路线之争,演变为围绕成本、性能与产业链基础的综合性较量。
波长选择的物理基础与产业渊源
为什么主流激光雷达厂商不约而同地选择905nm与1550nm?这首先是一个物理问题。从大气吸收光谱来看,这两个波长既不容易被外界环境吸收,又不会与可见光混淆,是少数同时满足这两个条件的波长。而在具备产业基础的波长中,905nm对应着成熟的消费电子产业链,1550nm则依托于光通信领域——原有的产业基础加上客观条件限制,让这两种波长从候选中脱颖而出。
两大阵营的技术特征与成本差异
两种波长的性能差异十分清晰:不论是从探测距离还是人眼安全角度,1550nm都更有优势,而它唯一的缺点是贵。这种“贵”根植于材料体系——1550nm激光器使用了磷化铟(InP),相比905nm常用的砷化镓(GaAs),材料成本显著更高。在同等条件下,两者的成本差距还会进一步拉大。因此,905nm凭借性价比优势,在未来数年仍将保持主流地位,而1550nm的机会,则更多寄望于测距逻辑从TOF向FMCW的演进——FMCW技术广泛运用在光通信领域,而该领域的光源恰恰就是1550nm,具备产业链基础。
竞争格局的关键变量:集成程度与FMCW
除了波长之争,激光器的集成程度同样重塑着竞争格局。在905nm波长下,主要有EEL(边发射激光器)与VCSEL(垂直腔面发射激光器)两种结构。VCSEL更有可能主导未来的产业链:一方面其制作工艺与主流半导体产业更为相近,而EEL因侧面发光需在晶圆形成后切割并处理侧面,后道工序成本至少高出VCSEL一倍以上;另一方面,VCSEL可通过堆叠激光器弥补过去功率较低的缺点。在激光雷达BOM中,发射模块与接收模块各占30%的价值量,显著高于扫描模块,这也解释了为何激光器环节的每一次技术迭代都牵动着整机成本与竞争走向。
常见问题
905nm与1550nm哪种路线会最终胜出?
短期内两种路线将并行发展。905nm凭借性价比优势在未来数年保持主流地位,适用于对成本敏感的量产方案;1550nm则在探测距离和人眼安全方面更有优势,并在FMCW技术演进中具备产业链基础,更适合追求高性能的长距探测场景。
为什么VCSEL被视为未来的主流结构?
VCSEL的优势来自两点:一是制作工艺与主流半导体产业更为相近,量产兼容性更好,后道工序成本显著低于EEL;二是可以通过堆叠激光器弥补功率短板,使其在905nm波长下具备了更强的竞争力。
探测器如何影响激光器的路线选择?
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1100nm以下波长的光子,因此对1550nm光源无能为力,该波长只能搭配APD(雪崩光二极管);而在905nm波长下,更敏感的SPAD与SiPM则更有优势,不过它们容易受到强光干扰。