车载激光雷达的机械、半固态、固态三种扫描方案,本质区别在于扫描模块如何用有限的收发通道去覆盖更广的视场角(FoV)——这正是产业链分工的核心逻辑。上下游的分工协作可以概括为:整机厂(Tier1)负责系统集成与方案定义,上游零部件供应商(激光器、探测器、扫描器件)则按不同技术路线提供对应的核心元器件。值得注意的是,虽然激光雷达以扫描模块命名,但从价值量看,收发模块才是大头,发射与接收模块在物料清单(BOM)中各占约30%,而机械装置等其他配件占比相对有限。
三种扫描方案如何决定上游需求
激光雷达的硬件拆解可分为发射、扫描、接收三大模块。扫描模块的角色是“打辅助”,用有限的收发通道实现尽可能大的视场覆盖,机械、半固态、固态这三种形式正是在扫描模块中分化出来的。这种分化直接传导到上游,决定了不同器件的需求侧重:
| 方案类型 | 扫描实现方式 | 对上游器件的核心需求 |
|---|---|---|
| 机械式 | 电机旋转带动扫描 | 依赖成熟的机械旋转部件,对激光器与探测器的通道数要求较高 |
| 半固态 | 微振镜/转镜 | 需要高可靠性的MEMS微振镜或转镜模块,减少机械旋转部件 |
| 固态 | OPA/Flash | 倾向于采用面阵式探测器与集成化光源,取消机械扫描结构 |
激光器与探测器的分工逻辑
产业链的协作不仅体现在扫描方式上,更体现在收发模块的技术匹配上。激光器按波长主要分为905nm与1550nm两种路线,905nm凭借性价比优势成为当前主流,其对应的探测器可选择更敏感的SPAD(单光子雪崩光二极管)或SiPM(硅光电倍增管),但这两类探测器容易受强光干扰。1550nm方案在探测距离与人眼安全方面更有优势,但因使用磷化铟(InP)材料而成本较高,其探测器也因硅材料限制只能改用APD(雪崩光二极管)。
在激光器的结构集成上,VCSEL(垂直腔面发射激光器)被认为更有可能主导未来的产业链——其制作工艺与主流半导体产业相近,且可通过堆叠激光器弥补功率不足的短板。这与EEL(边发射激光器)需要切割、侧面处理等后道工序形成对比。
常见问题
为什么收发模块比扫描模块价值量更高?
从激光雷达的物料成本结构看,发射模块与接收模块各占约30%,而扫描相关的机械装置等其他配件占比有限。因此,尽管激光雷达常以扫描方式命名分类,但收发模块才是价值量最高的环节,这也导致二级市场对收发模块相关供应商更为关注。
905nm与1550nm两种波长路线如何选择?
两种波长都不易被大气吸收且不与可见光混淆,但905nm因对应消费电子产业基础、性价比更高而成为主流;1550nm则依托光通信产业链,在探测距离和人眼安全上更有优势,但成本较高。未来若测距逻辑从TOF转向FMCW,1550nm因光通信领域的光源基础,可能迎来更多机会。
半固态与固态方案对探测器有什么不同要求?
半固态方案通常沿用与机械式相近的收发架构,核心变化在扫描器件;而固态方案(如Flash)更倾向于采用面阵式探测器,一次性获取整个视场的信息。探测器选型还需与光源波长匹配——905nm波长下SPAD/SiPM更占优势,1550nm波长则需使用APD。