原创 打开千亿激光雷达市场的技术路线选择

激光雷达（LiDAR)前装量产正在加速，2022-2025年装配率将出现明显提速，达到千亿市场规模。作为一家有着深厚技术积累的”百年老店“，ams OSRAM在激光雷达上游核心光学器件领域有着无可争议的领导地位。
激光雷达众多技术路线中，哪一个最优？有意在这个市场发展的厂商，该如何作出自己的选择呢？未来行业技术创新的方向会是什么呢？近日，ams OSRAM可视化与激光事业部高级市场经理梁泽春于第三届激光雷达前瞻技术展览会上作了《905nm的EEL激光器在LiADR应用中的系统优势与技术革新》主题分享，就此进行分析，并结合实际应用给出了自己的洞察与建议。

■ 演讲人

■ 演讲亮点

开场之初，梁泽春简要介绍称，合并后的ams OSRAM业务分布将更加均衡，形成60%汽车、工业、医疗即AIM业务，40%消费业务的均衡占比，并将继续围绕发射器（包括很火热的Micro  LED，EEL和VCSEL等）、光学元器件+微型模组、探测器以及集成电路+算法等方向发力，为客户提供光学系统的各个部件，进一步增强自身在光学解决方案领域的全球领导者地位。

01激光雷达应用与技术路线多样性

投资资金流向是市场在用“真金白银”说话。可以看到，激光雷达自2005年酝酿，随后持续向上生长；2019-2020年，行业投资急剧放缓，有些厂商破产，有些玩家退出江湖；随后2021年，行业投资重新焕发活力，再现红火景象。经历过起伏历练，激光雷达市场基础已相对夯牢，未来发展将更为稳健。

前景可期的激光雷达，主流技术路线有哪些？梁泽春表示，激光雷达是个系统工程，技术路线涉及激光器的发射波长和类型、扫描方式、测距范围和测距方式、光电探测器的接收波长和类型等。比如，从测距方法来看，ToF测距优势在于技术成熟度高，综合成本更有吸引力；FMCW测距适用于长距离，抗干扰性能更强。从扫描方式来说，机械、MEMS、棱镜等多种方案也是各有优劣，不同的公司有不同的选择。下图中红圈部分是当前业界的主流选择。

02LiDAR激光器及波长的选择

每个光源都有它特定的应用场景。在汽车LiDAR激光器的选择上，EEL和VCSEL各有所长。比如，EEL功率密度更高，125W激光器的光功率密度可以高达60,000W/mm2；而1000W的VCSEL，其光功率密度仅能做到1,000W/mm2。但是，从温漂来看，VCSEL的温漂更低，仅0.07nm/K，而EEL为0.3nm/K。在整个车规范围内，VCSEL的温度控制比EEL更容易，且无需外加控温器件，成本更具优势。

不同形态、扫描方式和测距范围的LiDAR，具体该如何选择激光器？梁泽春通过如下细分对比图说明到，在机械旋转式LiDAR中，不管是短距、中距还是长距，EEL都占了主导，VCSEL也有部分应用；在MEMS和棱镜式LiDAR中，各测距范围都是EEL的身影；在分区覆盖固态LiDAR中，VCSEL因其分区控制优势，成为最主要的选择；在全固态LiDAR中，VCSEL受益于面阵技术成为该领域的主打光源，但EEL也有较多应用。需要特别指出的是，受制于功率密度，固态LiDAR还很难用于长距离测距。

综合来说，可以真正“上车”且能兼顾长距离测距的EEL是当前车载LiDAR的优选。

激光器之余，LiDAR系统波长选择该留意什么呢？梁泽春深入剖析指出：

毋庸置疑，从太阳辐射曲线来看，1550nm的外界干扰很小，在噪声水平上占很大优势。

探测灵敏度上，905nm是优于1550nm等其它波长的；考虑到发射器和驱动驱动器效率，905nm也是更占优势的。

从人眼安全上来说，1550nm激光（下图红色线）为远红外光，可被吸收、不会伤害视网膜，是业内公认的安全选择；但同时，1550nm激光的工程实现难度和成本也成了市场普及的一大障碍。如何更安全地应用905nm实现更优的LiDAR系统设计，已成为业界的主流探索方向。

除这三大要素之外，还要综合光束质量、系统成本、工作温度范围，以及防水性能、尖峰功率，乃至接收器的工艺成熟度等来评估选择。毕竟作为智能驾驶的核心部件，单项性能突出不算最优解，全面平衡的系统最优才是我们的追求。同理，这也是我们看好905nm将在LiDAR应用中占主导地位的主要原因。

03ams OSRAM激光雷达底层技术革新
作为行业领军者，ams OSRAM率行业之先开发的905nm防碰撞系统应用（激光雷达应用的雏形）已有将近20年历史，具有经实践证明的高可靠性。
前面有提到，EEL激光器的温漂较VCSEL激光器更大，制约了其发展。持续创新的ams OSRAM，在不断提升VCSEL技术功率密度的同时，也在对EEL技术进行革新——基于几十年技术经验创新，现已可实现将传统EEL高达40nm的波长漂移，降低至-20°C(或-40°C)- 105°C全车载温度范围内的4-10nm（实验室条件可达4nm)，极大助力于系统信噪比处理的提升。

考虑到系统厂商快速切入市场的应用需求，ams OSRAM通过创新地用QFN的SMT封装技术，提供完整、易用的车规级（AEC-Q102认证）激光器芯片，具有短脉冲/高占空比、峰值功率达500W（4通道）、高效率、低热阻抗等优势。
梁泽春重点强调到，多通道特性可以便于集成多个芯片至单个封装，实现由单点升级至线阵乃至面阵，对固态激光雷达而言是极佳选择；创新的封装也降低了整个激光雷达光路设计的难度，未来应用成本将得以快速下降，市场将更快普及。
谈及具体EEL产品，梁泽春指出，在多种封装、孔径、功率的丰富产品以满足市场当前需求之余，ams OSRAM将继续通过多通道、更高精度、更高线束密度、更低温漂等创新技术，引领汽车激光雷达市场的未来发展方向。
最后，梁泽春总结指出，ams OSRAM基于广泛的产品组合、持续的技术创新、多年市场积累以及丰富的汽车认证经验，为业界提供更优的激光雷达解决方案。欢迎有兴趣切入激光雷达市场的业界朋友联系咨询、探讨。