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1. 激光器

在NIR波段，VCSEL替换EEL的趋势越来越明显，VCSEL份额逐渐增大：

图片来源：Yole

VCSEL替代EEL的原因主要是：

• VCSEL 加工更容易，成本更低。 VCSEL是表面发光，只需要按照正常的半导体工艺批量处理即可，加工成本低。而EEL是侧面发光，在形成晶圆后还需要进行切割，对每个激光器的侧表面进行处理、镀膜，无法按照现有半导体工艺来一次性处理整个晶圆的激光器，成本较高。

• VCSEL 发光功率的提升。 可以采用 “多结”工艺，提升VCSEL功率。一般 “多结”VCSEL激光器，可以将发光功率密度提升5-10倍。

图片来源：雪岭飞花激光雷达精品课

另外，由于接收端SPAD阵列的灵敏度提升，也在一定程度上弥补了VCSEL的发射功率弱势。

Yole报告中提到的3个激光雷达产品中VCSEL的性能指标：

图片来源：Yole

2. 接收器

APD正逐渐被SPAD/SiPM取代，后者具备更高的灵敏度和集成度，可实现200-250米的远距离探测。

Yole预测，未来十年SPAD/SiPM份额将持续提升。

图片来源：Yole

不同类型探测器的发展趋势：

图片来源：灵明光子

SPAD-SoC集成了SPAD、TDC和处理器等部件，正在成为重要的演进方向：

图片来源：Yole

Sony的IMX459：

SPAD-SoC的技术优势：

• 降低噪声与信号失真。 SPAD-SoC将SPAD阵列、淬灭电路、时间数字转换器（TDC）及信号处理集成于单芯片，大幅缩短信号传输距离，显著减少噪声干扰和信号失真，输出更纯净可靠的信号。

• 提升时间分辨率。 TDC与SPAD的同芯片集成，可实现更高精度的时间测量，从而生成更精确的距离数据和高质量点云。

• 增强灵敏度。 SPAD-SoC具备低噪声特性，可以提升激光雷达系统的灵敏度，使其能够检测更微弱的光信号。

• 加速数据采集。 芯片内集成信号处理单元，可高效完成数据实时处理，缩短系统响应时间。

• 降低功耗。 多功能单芯片设计，减少了分立元件的能耗，整体功耗显著下降。

• 微型化与系统集成。 高度集成的SPAD-SoC使激光雷达体积大幅缩小，更适用于车载等空间受限场景。

SPAD-SoC的技术挑战：

• 设计与制造复杂度。 需混合信号设计专精技术，且SPAD阵列规模扩大会进一步增加复杂度。

• 功能集成与性能平衡。 需协同优化光子探测效率（PDE）、低暗计数率、快速淬灭电路设计及TDC集成，以最小化噪声。

• 热管理问题。 大规模SPAD阵列的发热可能影响性能，需通过散热设计确保稳定运行。

许多国产SPAD-SoC芯片正在开发和量产，已实现高分辨率、低功耗等突破：

注意：Sony的IMX459和479主要面向线阵应用（半固态扫描雷达），其他产品主要用于面阵产品（Flash激光雷达）。

3. 扫描部件

MEMS扫描方式将会逐渐减少，转镜方案（尤其是1维转镜方案）和Flash扫描技术将会增加：

图片来源：Yole

MEMS方案目前主要是速腾聚创在使用，不过，越来越多的厂商在采用基于转镜方案的混合固态扫描技术。下图是转向一维转镜方案的部分案例：

图片来源：灵明光子

03

产品

1. 车辆集成

Yole报告中还特别讨论了激光雷达的安装方式。目前前向激光雷达主要是安装在车顶，未来安装在挡风玻璃的后面可能是个更好的选择：

图片来源：Yole

将激光雷达安装在挡风玻璃后面有很多好处，例如：降低整车风阻和NVH、整车更为美观、激光雷达不容易脏污、方便维护，激光雷达工作环境更优，并且可以减少防护罩和线束等组件，从而降低成本。

例如，在CES 2025，Aeva展示了将FMCW激光雷达在舱内的集成方案：

图片来源：AEVA

将激光雷达安装在挡风玻璃后面的大众ID Code汽车：

图片参考：Yole

2025年4月22日，华为发布了集成在舱内的激光雷达+摄像头方案：Limera（Lidar+Camera）：

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