【開源證券】激光雷達技術篇：百花齊放到量產落地

激光雷達蓄勢待發(fā)，產業(yè)路徑逐漸明晰

激光雷達即將大規(guī)模量產，轉鏡/MEMS方案用作遠距離探測主雷達，F(xiàn)lash作為補盲雷達的產品形態(tài)有望維持，遠期純固態(tài)的OPA+FMCW有望成為激光雷達行業(yè)終局。激光雷達即將進入大規(guī)模量產前夜，目前轉鏡和MEMS方案具有較為均衡的性能指標、成熟的供應鏈體系及相對可控的成本、并且更容易滿足車規(guī)要求，成為中短期可以大規(guī)模推廣的兩大方式，產業(yè)鏈公司有望迎來機會。Flash方案由于短期探測距離有限、低成本、純固態(tài)等特點有望在相當長一段時間內作為補盲雷達。而遠期FMCW+OPA方式有望憑藉其超越現(xiàn)有方案極限的性能以及低廉的成本和純固態(tài)化結構下的高穩(wěn)定性成為激光雷達行業(yè)的終局。

測距方式：TOF是目前主流，FMCW前景廣闊

TOF測距方式簡單易用、成本低，是目前主流的測距方法，F(xiàn)MCW測距方式性能優(yōu)異，但技術壁壘高短期難以實現(xiàn)。目前市場上的玩家主要采用TOF方式測距。FMCW發(fā)射功率低，信噪比高，同時具有較強的抗干擾能力，產品更容易晶片化，并可以獲得物體的速度資訊。但用于FMCW的調製器、激光器尚不成熟，集成化的硅光工藝也尚未達到量產程度，當前難以大規(guī)模量產使用。

掃描方式：MEMS和轉鏡性能優(yōu)異，相對易過車規(guī)，成為目前主流

光束掃描方式繁多，當前轉鏡和MEMS將成為量產鋪開的首選方式，遠期純固態(tài)的OPA、Flash有望成為激光雷達終局。機械式降本空間有限，轉動結構難以滿足車規(guī)要求，前裝量產上車存在困難。轉鏡式類似于微型化的機械掃描，性能優(yōu)異，相對容易過車規(guī)，但仍存在機械活動部件且降本空間有限。MEMS方案具有多種部署方式，整體而言性能可滿足要求，相對容易過車規(guī)，但MEMS鏡的穩(wěn)定性有待提升。Flash方案純固態(tài)、價格低，但目前受限探測距離多用于補盲。OPA方案具有純固態(tài)、掃描頻率/精度高、降本潛力大等優(yōu)勢，但與FMCW相類似，一方面，器件的設計如晶片的光耦合損耗、旁瓣干擾等存在難點，另一方面硅光工藝尚不成熟，因此該種方案落地仍需時日有望成為激光雷達終局。

收發(fā)模組：EEL激光器和905nm波長為主

激光器/接收器/鐳射波長目前以EEL/APD/905nm為主，遠期VCSEL/SPAD/1550nm潛力大。激光器領域，905nm波段下EEL激光器功率密度高，結構簡單是目前的主流。VCSEL光束品質好、溫漂系數(shù)低、低成本且易于集成，但功率密度不足應用場景有限，未來功率密度有望逐步提升進而替代EEL。1550nm波段技術限制下目前仍以光纖激光器為主。接收端，陣列化的SPAD有望憑藉高靈敏度、低成本逐步替代當前主流的APD。波長方面，905nm簡單易用，是目前主流鐳射波長，但因人眼安全要求下功率存在上限，測遠能力不足。而1550nm波段則可加大功率提升探測距離，且該波段環(huán)境光較弱，干擾較小，同時且更易于在硅光晶片中集成，有望在未來擴大份額。

風險提示：行業(yè)需求不及預期，技術路線發(fā)生重大變化。

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