【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，產業路徑逐漸明晰

　　激光雷達即將大規模量產，轉鏡/MEMS方案用作遠距離探測主雷達，Flash作為補盲雷達的產品形態有望維持，遠期純固態的OPA+FMCW有望成為激光雷達行業終局。激光雷達即將進入大規模量產前夜，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、並且更容易滿足車規要求，成為中短期可以大規模推廣的兩大方式，產業鏈公司有望迎來機會。Flash方案由於短期探測距離有限、低成本、純固態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有方案極限的性能以及低廉的成本和純固態化結構下的高穩定性成為激光雷達行業的終局。

　　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，FMCW測距方式性能優異，但技術壁壘高短期難以實現。目前市場上的玩家主要採用TOF方式測距。FMCW發射功率低，信噪比高，同時具有較強的抗干擾能力，產品更容易晶片化，並可以獲得物體的速度資訊。但用於FMCW的調製器、激光器尚不成熟，集成化的矽光工藝也尚未達到量產程度，當前難以大規模量產使用。

　　掃描方式：MEMS和轉鏡性能優異，相對易過車規，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要求，前裝量產上車存在困難。轉鏡式類似於微型化的機械掃描，性能優異，相對容易過車規，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，但MEMS鏡的穩定性有待提升。Flash方案純固態、價格低，但目前受限探測距離多用於補盲。OPA方案具有純固態、掃描頻率/精度高、降本潛力大等優勢，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，另一方面矽光工藝尚不成熟，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、溫漂係數低、低成本且易於集成，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，且該波段環境光較弱，干擾較小，同時且更易於在矽光晶片中集成，有望在未來擴大份額。

　　風險提示：行業需求不及預期，技術路線發生重大變化。