车载光学激光雷达的1550nm路线,国产替代已取得阶段性进展,但自主可控程度仍低于905nm路线,核心瓶颈集中在光纤激光器关键器件与InGaAs探测器等环节,而905nm路线的EEL芯片国产化率相对较高。两条路线在发射与接收模块上的国产化进度差异明显,1550nm在材料、芯片、封装环节仍有卡脖子之处,但也为国内厂商在铟镓砷材料、激光芯片及外延并购上提供了突破窗口。

两条技术路线的自主可控差异

激光雷达的收发模块是价值量最高的部分,发射与接收模块在BOM中各占30%。在波长选择上,905nm与1550nm是产业界基于大气吸收窗口与既有产业基础筛选出的两条主线:905nm对应消费电子产业基础,1550nm则依托光通信领域积累。

从自主可控角度看,905nm路线更为成熟。当前主流905nm激光器以EEL(边发射激光器)和VCSEL(垂直腔面发射激光器)为主,其中EEL芯片的国产化率已经较高,供应链相对自主。而1550nm路线的核心器件对进口依赖度更高,其激光器材料使用磷化铟(InP),与905nm常用的砷化镓(GaAs)相比成本显著更高,相关光纤激光器核心器件与InGaAs探测器仍是国产替代的攻坚重点。

1550nm路线的卡脖子环节与突破方向

1550nm路线的自主可控难点主要集中在三个环节:材料、芯片与封装。材料端,磷化铟衬底及铟镓砷(InGaAs)外延材料是基础;芯片端,光纤激光器所需的激光芯片与InGaAs探测器芯片是关键;封装端则涉及光电器件的封装工艺与可靠性验证。

值得注意的是,1550nm的产业机会与测距技术路线的演进密切相关。当前主流测距原理是TOF,而下一代技术FMCW(调频连续波)目前在光通信领域应用广泛,其光源恰恰就是1550nm。若测距逻辑从TOF转向FMCW,1550nm将获得更充分的产业链基础支撑,这也为国内厂商在相关材料、芯片环节的替代与突破提供了战略窗口。对于探测器环节,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,1550nm光源必须使用APD(雪崩光二极管),这进一步凸显了InGaAs探测器国产化的必要性。

常见问题

1550nm与905nm哪条路线更主流?

目前905nm是当之无愧的主流路线,核心在于性价比优势。1550nm在探测距离和人眼安全角度更有优势,但磷化铟材料成本显著高于砷化镓,在制造业成本与效益优先的逻辑下,905nm在未来数年仍将保持主流地位。

1550nm国产替代的关键突破口在哪里?

关键在于材料与芯片环节的自主突破,包括磷化铟衬底、InGaAs外延材料、光纤激光器芯片及InGaAs探测器芯片。此外,FMCW技术若成为下一代主流测距方案,1550nm将依托光通信产业链基础获得更大的国产化推进动力,外延并购也是国内厂商可考虑的路径之一。

VCSEL与EEL哪种结构更有前景?

VCSEL更有可能主导未来的产业链。一方面,VCSEL的制作工艺与主流半导体产业更为相近,后道工序成本显著低于EEL;另一方面,VCSEL可通过堆叠激光器弥补过去功率较低的缺点。目前华为、禾赛等厂商均已布局VCSEL路线。

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