车载光学激光雷达的波长之争,核心是 905nm 与 1550nm 两种技术路线的产业链配套差异。905nm 凭借性价比优势在当下占据主流,1550nm 则在人眼安全与探测距离上更具潜力,但成本更高。两条路线对上游激光器、探测器、光学元件的要求截然不同,直接决定了产业链上下游玩家的配套格局与选型逻辑。
波长选择的底层逻辑:为什么是 905nm 与 1550nm?
激光雷达主流测距原理是 TOF(飞行时间法),通过激光往返时间计算距离。选择波长需满足两个客观条件:不易被大气吸收、不与可见光混淆。在满足条件的波长中,905nm 对应消费电子产业基础,1550nm 则源于光通信领域——两条路线都建立在既有产业链之上。
从性能看,1550nm 在探测距离和人眼安全方面更有优势,但其激光器材料使用磷化铟(InP),相比 905nm 常用的砷化镓(GaAs)成本显著更高。对制造业而言,成本与效益的结合始终是第一位,因此 905nm 是当前当之无愧的主流路线。
上游配套差异:激光器与探测器的路线分野
两条波长路线对上游核心部件的要求截然不同,直接决定了供应商格局:
| 环节 | 905nm 路线 | 1550nm 路线 |
|---|---|---|
| 激光器 | EEL(边发射激光器)、VCSEL(垂直腔面发射激光器),基于 GaAs 材料 | 光纤激光器,基于 InP 材料,成本更高 |
| 探测器 | SiPM(硅光电倍增管)、SPAD(单光子雪崩光二极管),灵敏度更高 | 仅能用 APD(雪崩光二极管),因硅材料限制无法探测 1100nm 以上光子 |
| 核心配套 | 依赖 EEL 芯片良率与 VCSEL 工艺成熟度 | 对光纤放大器、半导体光放大器依赖更强 |
在 905nm 的激光器结构选择上,VCSEL 更有可能主导未来产业链。原因有二:一是 VCSEL 制作工艺与主流半导体产业更为相近,而后道工序成本上 EEL 至少高出 VCSEL 一倍以上;二是 VCSEL 可通过堆叠激光器弥补过去功率较低的缺点。目前华为、禾赛等厂家均以 VCSEL 路线为主。而在 1550nm 路线中,机会反而在测距逻辑从 TOF 变为 FMCW 之后——FMCW 广泛运用于光通信领域,该领域光源恰恰以 1550nm 为主,具备产业链基础。
常见问题
905nm 和 1550nm 哪个是主流?
905nm 是当前主流。核心原因是性价比:1550nm 激光器使用磷化铟材料,成本远高于 905nm 常用的砷化镓。尽管 1550nm 在探测距离和人眼安全上更有优势,但成本考量在制造业中始终排在第一位。
两种波长对探测器有什么不同要求?
905nm 可用 SiPM/SPAD(硅光电倍增管/单光子雪崩光二极管),1550nm 只能用 APD(雪崩光二极管)。这是因为硅材料限制,SiPM 只能探测 1100nm 以下波长的光子,无法匹配 1550nm 光源。905nm 波长下 SiPM 灵敏度更高,但容易受强光干扰。
1550nm 路线的机会在哪里?
1550nm 的机会在测距逻辑从 TOF 变为 FMCW 之后。FMCW 技术目前被广泛运用在光通信领域,而该领域使用的光源恰恰就是 1550nm,具有现成的产业链基础。届时 1550nm 对光纤放大器、半导体光放大器的配套需求将更为凸显。