在激光雷达的物料成本(BOM)中,收发模块合计占比高达 60%(发射模块与接收模块各占 30%),是价值量最高的核心环节。其成本结构以芯片(激光器芯片和探测器芯片)为主导,盈利模式则高度依赖规模化生产带来的良率提升与技术迭代,以应对持续降价的行业压力。
收发模块的成本结构
收发模块的成本主要由芯片、封装和测试构成。其中,芯片成本占比最大,且受技术路线影响显著:
- 波长路线:主流 905nm 激光器使用砷化镓(GaAs)衬底,相比 1550nm 所需的磷化铟(InP)衬底,成本优势明显。例如,4 英寸 InP 的 EEL(边发射激光器)在衬底、外延、前后道工艺成本上均高于 6 英寸 GaAs 的 VCSEL(垂直腔面发射器)或 EEL。
- 集成结构:VCSEL 的工艺与主流半导体制造更兼容,其后道工序成本比 EEL 至少低一倍以上,且可通过堆叠芯片提升功率,正成为头部厂商(如华为、禾赛)的主流选择。
- 探测器匹配:905nm 波长下,SiPM(硅光电倍增管)和 SPAD(单光子雪崩光二极管)更敏感且成本可控;1550nm 则需使用更昂贵的 APD(雪崩光二极管),进一步推高成本。
盈利模式的特点
收发模块的盈利核心在于规模效应与技术迭代:
- 良率与规模:随着出货量提升,芯片制造和封装的良率会快速爬升,直接摊薄单位成本。例如,VCSEL 的晶圆级工艺使其更容易实现规模化降本。
- 降价压力驱动:激光雷达整车持续降价,要求收发模块厂商通过优化芯片设计、推进集成化(如发射阵列) 来维持毛利率,同时利用 905nm 路线的性价比优势守住主流市场。
常见问题
为什么 905nm 比 1550nm 更主流?
因为 905nm 激光器使用成本更低的砷化镓(GaAs)衬底,且具备消费电子产业的成熟供应链,性价比突出。1550nm 虽在探测距离和人眼安全上更优,但磷化铟(InP)材料成本高昂,短期内难以替代。
VCSEL 和 EEL 的成本差异在哪里?
VCSEL 的后道工序(切割、镀膜等)成本比 EEL 至少低一倍以上,且其工艺与主流半导体制造完全兼容,更容易实现大规模量产和堆叠集成,从而降低整体成本。
规模效应对毛利率有何影响?
规模化生产能显著提升芯片和封装的良率,直接降低单位成本。随着出货量增长,收发模块厂商的毛利率有望改善,但需持续投入技术迭代以应对整车厂的降价要求。