激光雷达技术路线从机械式向半固态、固态演进,车载光学作为激光雷达的核心组成,其角色也随之发生深刻变化:不同技术路线对光学组件的形态、精度和工艺要求各不相同,而车载光学在精密加工、镀膜工艺与车规级可靠性验证上的积累,构成了激光雷达制造的核心壁垒。

技术路线分化,车载光学设计随之演变

激光雷达主流产品形态可分为机械(旋转)式、半固态(MEMS/转镜式)以及固态(相控阵、3D Flash)等几大类。机械式激光雷达零部件成本高昂、体积过大,难以通过车规与量产;半固态激光雷达舍弃旋转机械部件,大幅降低整机成本,成为当前雷达厂商和车企选择的主流;固态激光雷达真正符合车规级要求,但在稳定性、发热、技术突破与制造降本方面仍有长路要走。

技术路线的分化直接决定了车载光学组件的设计差异。半固态路线内部又分为微振镜式(MEMS)与转镜式:MEMS 结构简单、成本更低,但工艺相对不够稳定;转镜式成本较高,因为想要提高光束就得堆叠器件。这意味着,无论是转镜、MEMS 微镜还是固态方案所需的光学结构,都需要车载光学厂商针对不同路线提供对应的精密光学设计与制造方案。

制造壁垒:精密加工、镀膜与车规级可靠性

车载光学在激光雷达产业链中处于中游核心位置,其制造壁垒主要体现在三个层面:

  • 高精度光学加工:激光雷达对光学镜片的面型精度、非球面加工能力要求极高,直接决定光束质量与探测性能。
  • 特殊镀膜工艺:增透膜、反射膜、滤光膜等特种镀膜需要在特定波段实现精准的光学性能,镀膜均匀性、膜层附着力与一致性是核心工艺难点。
  • 车规级可靠性验证:车载环境对温度、振动、寿命有严苛要求,光学组件必须通过完整的车规级验证流程,这要求厂商具备从设计到量产的全链条质量管控能力。

行业格局:头部厂商技术路线各有侧重

从整机厂商格局看,激光雷达行业集中度较高,国内以速腾聚创(Robosense)、图达通(Innovusion)、禾赛、华为为代表,海外则有法雷奥(Valeo)、Luminar 等。其中,速腾聚创主力产品采用半固态中的 MEMS 路线,禾赛主力产品则采用转镜式路线,理想 L9 等车型搭载了禾赛的产品。不同厂商在光学方案上的技术差异,也反映出车载光学需要与整机技术路线深度协同、定制化开发的特点。

常见问题

半固态激光雷达为什么能成为当前主流?

半固态是当下成本和效益结合最好的方案:系统不动、只有扫描模块转动,既避免了机械式结构件的磨损,又能解决固态方案发热过高、探测距离不足以及易受恶劣天气影响等问题。其易过车规的特性及较低成本,使其成为当前雷达厂商和车企选择的主流。

车载光学在激光雷达中的核心作用是什么?

车载光学是激光雷达实现光束发射、扫描与接收的关键环节。不同技术路线(MEMS、转镜、固态)对光学组件的形态和精度要求不同,车载光学厂商需要针对具体路线提供定制化的精密光学设计与制造,其工艺水平直接影响雷达的探测性能与可靠性。

激光雷达行业的集中度为何较高?

一方面,技术路线已较为清晰,半固态路线胜出,押注其他路线的厂商逐渐掉队;另一方面,激光雷达属于高壁垒行业,车载光学在精密加工、镀膜工艺与车规级验证上的门槛,使得具备全链条能力的头部厂商优势更为突出。