在激光雷达物料清单(BOM)中,人工调试成本曾占四分之一(25%),与发射、接收模块并列为核心成本项。车载光学行业的降本拐点,本质上是从“以人工调试为核心”的制造模式,转向以自动化产线与半导体工艺兼容设计为核心的规模化制造模式,这一转变主要由车规级量产的一致性与价格下探压力共同驱动。
人工调试为何曾是成本大头
早期激光雷达的组装高度依赖人工。在整机BOM中,人工调试占比高达25%,仅次于各占30%的发射模块与接收模块,远高于机械装置等其他配件(8%)、控制模块(5%)及其他(2%)。这主要是因为激光雷达的光路对准、收发模块匹配等工序需要精密校准,在缺乏自动化设备时只能依靠熟练工人逐一调试,既耗时又难以保证一致性,成为制约产能爬坡的瓶颈。
降本拐点:从手工到自动化的三重驱动
1. 车规级量产倒逼产线自动化
当激光雷达从样品走向车规级前装量产,一致性、可靠性与交付节奏的要求远超手工模式所能承受的上限。行业由此推动产线从手工调试向半自动、全自动演进,将原本属于“人工调试”的工序逐步固化到设备与流程中,从而摊薄单位成本、压缩BOM中人工项的占比。
2. 光源与工艺路线选择降低了制造复杂度
在905nm主流波长下,**VCSEL(垂直腔面发射激光器)**的制作工艺与主流半导体产业更为相近,不需要像EEL(边发射激光器)那样在晶圆成型后再进行切割、侧面处理与镀膜。据知名半导体研究机构Yole的统计,在后道工序成本上EEL至少高出VCSEL一倍以上。采用与半导体工艺兼容的VCSEL路线,意味着可以复用成熟的晶圆制造与封测设备,从源头减少对人工精密操作的依赖。
3. 设计优化:以堆叠方案弥补性能短板
VCSEL过去存在功率较低的缺点,而通过堆叠激光器形成发射阵列的方式可以完善这一短板。这种设计不仅提升了器件性能,也让发射模组更趋向标准化、模组化制造,进一步降低了对个体人工调试的依赖,为自动化产线的大规模复制创造了条件。
| 成本项 | 早期BOM占比 |
|---|---|
| 发射模块 | 30% |
| 接收模块 | 30% |
| 人工调试 | 25% |
| 机械装置等其他配件 | 8% |
| 控制模块 | 5% |
| 其他 | 2% |
常见问题
为什么905nm是当前主流波长?
905nm对应消费电子产业基础,性价比突出。相比之下1550nm在探测距离和人眼安全方面更有优势,但其激光器材料用到磷化铟(InP),成本显著高于砷化镓(GaAs),因此在当前阶段905nm仍是主流选择。
下一代技术FMCW会带来什么变化?
下一代测距逻辑FMCW(调频连续波)通过回波频率差计算距离,不易受极端天气干扰。由于FMCW在光通信领域已被广泛运用,其光源恰好是1550nm,具备产业链基础,这可能为1550nm路线带来新的产业化机会。
人工调试占比下降是否意味着成本已见底?
人工调试占比的下降是行业从手工走向自动化的必然结果,但降本并未止步。未来成本优化的空间更多取决于发射与接收模块的技术路线演进——例如VCSEL的进一步普及、堆叠方案的成熟度,以及下一代测距技术带来的器件更替。