收发模块合计占激光雷达BOM成本约六成(发射与接收模块各占30%),是价值量最高的硬件环节,其成本优化与盈利改善的核心路径在于芯片选型、工艺路线演进与量产规模效应。

在激光雷达的硬件拆解中,收发模块的价值量显著高于以机械式、固态、半固态命名的扫描模块。以某机构统计的BOM物料清单为例,发射模块与接收模块各占整机物料成本的30%,两者合计达60%;相比之下,人工调试占25%,机械装置等其他配件占8%,控制模块占5%。由于价值量高,收发模块环节在二级市场也更受关注。

发射模块:波长与工艺决定成本下限

发射模块的核心是激光器,其成本结构主要受两大分类维度影响:波长与集成程度。

波长维度上,905nm与1550nm是产业主流选择。 905nm对应消费电子产业基础,1550nm则源于光通信领域。从性能看,1550nm在探测距离与人眼安全方面更具优势,但其激光器材料使用磷化铟(InP),相较常见的砷化镓(GaAs)成本显著更高。因此,905nm凭借性价比优势在可见的未来数年仍将保持主流地位;1550nm的机会更多出现在测距逻辑从TOF转向FMCW之后,因为FMCW在光通信领域已广泛采用1550nm光源,具备产业链基础。

集成程度上,主流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的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、处理侧面并镀膜,其后道工序成本据半导体研究机构统计至少高出VCSEL一倍以上。此外,VCSEL可通过堆叠激光器弥补过去功率较低的短板。基于这两点,部分头部厂商已选择VCSEL路线并形成发射阵列方案。

接收模块:探测器件与光源波长强匹配

探测器需与激光器光源相互匹配。由于硅材料限制,SiPM(硅光电倍增管)只能探测1100nm以下波长的光子,对1550nm光源无能为力,因此1550nm方案须采用APD(雪崩光二极管)。而在905nm波长下,更敏感的SPAD(单光子雪崩光二极管)及SiPM更具优势,其短板在于易受强光干扰。

盈利改善:规模效应与成本摊薄

从产业规律看,车载光学收发模块的成本优化与盈利改善,与量产规模紧密相关。随着装车量提升,单位成本摊薄效应将逐步显现;同时,向VCSEL等与主流半导体工艺兼容性更强的路线迁移,也有助于降低后道制造成本。对于该环节的典型毛利率水平,需结合具体厂商的公开披露与第三方数据综合判断。

常见问题

为什么收发模块比扫描模块更值钱?

激光雷达的测距原理决定了发射与接收是必不可少的核心功能,扫描模块的作用是用有限的收发通道实现更广的视场角覆盖。从BOM价值量看,发射与接收模块合计占比约60%,显著高于扫描相关的机械装置等配件,因此收发模块是激光雷达硬件中价值最集中的环节。

905nm和1550nm哪种路线成本更低?

905nm路线成本更低。1550nm激光器使用磷化铟(InP)材料,相比905nm常用的砷化镓(GaAs)成本高出很多。这也是905nm目前是主流选择的核心原因——制造业始终将成本与效益的结合放在第一位。1550nm的机会更多出现在FMCW技术路线成熟之后。

VCSEL为何被视为发射模块的未来趋势?

VCSEL的制作工艺与主流半导体产业更相近,而后道工序成本据研究机构统计至少比EEL低一半以上;同时VCSEL可通过堆叠激光器阵列提升功率。这两点使其在成本与性能间取得更优平衡,头部厂商已将其作为主要技术路线。