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最近跟几个做自动驾驶的朋友聊天,发现一个很有意思的现象:大家都在吐槽激光雷达贵,但具体贵在哪儿,很多人说不清楚。拆开一个激光雷达,你会发现最烧钱的地方,往往不是那个能转的电机,也不是外壳,而是藏在里面的发射模组。
发射模组,说白了就是激光雷达的“光源系统”。它负责把激光打出去,然后接收反射回来的信号。为什么它成本占比高?原因很简单,技术门槛高,而且性能要求极其苛刻。
第一,发射模组里的核心部件——激光器,本身就贵。目前主流的车载激光雷达,大多采用905nm波长的激光器,而更高端的1550nm波长激光器,价格更是翻倍。905nm的激光器,为了满足车规级要求(比如耐高温、抗震动),得用特殊的半导体工艺,良品率低,成本自然下不来。而1550nm的激光器,因为人眼安全阈值高,可以发射更大功率,但需要用光纤激光器或者InP(磷化铟)材料,这些供应链本身就不成熟,一颗激光器成本可能就是905nm的好几倍。
第二,发射模组的“光路设计”是个技术活。不是把激光器装上去就行,得让发射出来的光束精准、均匀地覆盖整个视场角。这就涉及到光束准直、分光、扫描等复杂光学系统。有些方案用VCSEL(垂直腔面发射激光器)阵列,需要精确控制每个发光点的位置和功率;有些方案用光纤阵列,得保证几百根光纤的耦合效率。这些光学元件的加工精度要求达到微米甚至纳米级,模具费、镀膜费、组装调试费,样样都是钱。
第三,发射模组里的驱动电路也不便宜。激光器是脉冲工作的,需要瞬间释放高电流,比如驱动VCSEL阵列,电流可能达到几十安培。这就要求驱动芯片有超快的响应速度(纳秒级)和极高的电流控制精度。目前能做好这种车规级驱动芯片的公司全球也就几家,比如TI(德州仪器)、ADI(亚德诺)等,芯片单价自然不低。为了散热,还得设计复杂的散热结构,金属散热片、热管、甚至液冷,都得往里砸钱。
从整机成本结构看,发射模组通常是占比最大的单一模块。我见过一些拆机报告,一个32线或64线的激光雷达,发射模组成本能占到总BOM(物料清单)的30%到40%,甚至更高。相比之下,接收模组(探测器、放大器)大概占20%到30%,扫描系统(电机、振镜)占15%到20%,剩下的才是外壳、电路板、算法芯片等。想降低激光雷达的整体成本,核心突破口就在发射模组。
随着技术进步,比如VCSEL阵列的量产成熟、驱动芯片的集成化、光路设计的简化,未来发射模组的成本肯定会下降。但短期内,它依然是激光雷达最贵的“心脏”。下次再有人说激光雷达贵,你就知道,最值钱的部分,其实是那个默默发光的“小东西”。