激光雷达扫描模块的路线分化,本质是机械、半固态、固态三种形式在扫描环节的实现方式差异——扫描模块的核心任务,是用有限的收发通道数满足尽可能广的视场角(FOV)覆盖。围绕这一环节,车载光学领域的竞争格局需从中游模组与光学集成能力切入梳理:发射与接收模块在整机价值量中占比更高,扫描模块则决定路线归属,因此参与者的布局差异,更多体现在对激光器、探测器等核心器件的集成能力与产业链卡位,而非扫描结构本身。
扫描模块:路线分化的起点
按测距原理划分,当前主流方案为 ToF(飞行时间法),下一代技术为 FMCW(调频连续波),后者通过回波频率差计算距离,不易受极端天气等外界环境干扰。无论哪种原理,发射与接收通道都不可或缺,扫描模块承担的是"辅助"角色,机械、半固态、固态三种形式的差异主要集中于此。
从价值量看,扫描模块并非整机成本重心。以 2021 年激光雷达物料(BOM)结构为例,发射模块与接收模块各占 30%,人工调试占 25%,机械装置等其他配件占 8%,控制模块占 5%,其他占 2%。收发模块合计占比明显高于扫描模块,这也是二级市场上收发环节更受关注的原因。
车载光学参与者的能力分化
车载光学环节的竞争格局,可从两个维度观察。
一是光源路线的选择。 波长上,905nm 与 1550nm 是仅有的两条具备产业基础的路线:905nm 对应消费电子,1550nm 对应光通信。1550nm 在探测距离与人眼安全角度更具优势,但成本更高,其激光器材料用到磷化铟(InP),相比常见的砷化镓(GaAs)成本显著上升。综合成本与效益,905nm 是当前行业的主流选择;1550nm 的机会更多出现在测距逻辑从 ToF 转向 FMCW 之后,因其光源与光通信产业链相通。
二是器件集成程度。 在 905nm 波长下,激光器主要有 EEL(边发射激光器)与 VCSEL(垂直腔面发射器)两种结构。VCSEL 的制作工艺与主流半导体产业更为接近,而 EEL 因侧面发光,需在形成晶圆后再切割并对侧面处理、镀膜;据半导体研究机构 Yole 统计,后道工序成本上 EEL 至少高出 VCSEL 一倍以上。此外,VCSEL 可通过堆叠激光器改善功率偏低的短板。华为、禾赛等厂商目前以 VCSEL 路线为主。
探测器方面需与光源匹配:受硅材料限制,SiPM(硅光电倍增管)只能探测 1100nm 以下光子,无法适配 1550nm 光源,该波长只能用 APD(雪崩光二极管);而在 905nm 下,更敏感的 SPAD(单光子雪崩光二极管)与 SiPM 更具优势,其短板是易受强光干扰。
常见问题
机械、半固态、固态激光雷达的主要区别在哪里?
三者的差异主要体现在扫描模块的实现方式上,扫描模块的作用是用有限的收发通道数满足尽可能广的视场角覆盖。发射与接收模块的功能不因路线而改变,因此路线之争实质是扫描环节的工程取舍。
为什么 905nm 比 1550nm 更主流?
905nm 具备消费电子产业基础,性价比更高;1550nm 在探测距离和人眼安全上更有优势,但激光器材料用到磷化铟(InP),成本明显更高。因此当前行业以 905nm 为主流,1550nm 的机会更多与 FMCW 测距逻辑的推进相关。
车载光学环节应重点看哪些能力?
可关注两点:一是对 VCSEL、EEL 等激光器结构与 SiPM、SPAD、APD 等探测器的选型与集成能力,二是与整机厂的配套关系。由于车规级零部件竞争格局较为分散,具体份额与排名需以后续公开数据及第三方实测为准。