隨著中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，基于VCSEL光發(fā)射模組的車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)在過(guò)去三年里實(shí)現(xiàn)了真正的量產(chǎn)落地和普及。數(shù)年前曾經(jīng)售價(jià)上萬(wàn)美元的高線(xiàn)數(shù)激光雷達(dá)，如今已經(jīng)降本到200美元以下，成本下探、規(guī)模效應(yīng)和應(yīng)用場(chǎng)景多元化使得其價(jià)格已進(jìn)入車(chē)企可接受區(qū)間。中國(guó)激光雷達(dá)制造商的出貨量已占據(jù)全球約90%的市場(chǎng)份額，中國(guó)企業(yè)與市場(chǎng)正引領(lǐng)全球激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。2026年，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正邁向滲透率40%-50%的成熟階段，車(chē)載激光雷達(dá)也迎來(lái)固態(tài)化量產(chǎn)與規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵之年。二者深度融合，共同推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向智能化、電動(dòng)化方向加速轉(zhuǎn)型。

市場(chǎng)機(jī)遇： 2026年將迎來(lái)激光雷達(dá)真正的爆發(fā)窗口期

圖1 2022-2030年激光雷達(dá)單價(jià)預(yù)測(cè)

圖2 2024-2030激光雷達(dá)搭載量預(yù)測(cè)

事實(shí)上，多結(jié)VCSEL陣列芯片是激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)快速普及的最大功臣，當(dāng)前激光雷達(dá)的高線(xiàn)數(shù)、高分辨率、全固態(tài)化、成本普惠化等趨勢(shì)都離不開(kāi)VCSEL的底層技術(shù)突破，不同工作距離的激光雷達(dá)對(duì)光源的要求也不盡相同。

本次上海慕尼黑光博會(huì)展會(huì)上，長(zhǎng)光華芯展示了基于全自主IDM平臺(tái)的完整VCSEL芯片產(chǎn)品矩陣，包括高功率點(diǎn)光斑VCSEL、高效率線(xiàn)光斑VCSEL、高性?xún)r(jià)比1D可尋址VCSEL，以及重點(diǎn)推出的高功率高亮度2D可尋址VCSEL等，全面賦能激光雷達(dá)在2026年的大規(guī)模放量。

高結(jié)數(shù)和低角度特性推動(dòng)功率、效率、亮度持續(xù)全面升級(jí)

針對(duì)點(diǎn)光斑VCSEL系列產(chǎn)品 ，長(zhǎng)光華芯推出高性?xún)r(jià)比設(shè)計(jì)方案，功率覆蓋10W-100W，支持MHz量級(jí)高重復(fù)頻率工作，批量應(yīng)用于割草機(jī)、無(wú)人車(chē)、智能機(jī)器人等海量消費(fèi)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景。

針對(duì)線(xiàn)光斑VCSEL系列產(chǎn)品 ，當(dāng)前已突破12結(jié)外延設(shè)計(jì)和工藝難題，功率、效率、亮度持續(xù)全面升級(jí)，單芯片在功率300W保持38%以上的電光效率，滿(mǎn)足L3級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)激光雷達(dá)長(zhǎng)距離、高精度、高可靠等要求。

圖3 長(zhǎng)光華芯VCSEL芯片產(chǎn)品路線(xiàn)圖：點(diǎn)光斑和線(xiàn)光斑產(chǎn)品

圖4 長(zhǎng)光華芯線(xiàn)光斑VCSEL功率效率特性

針對(duì)全固態(tài)激光雷達(dá)市場(chǎng)需求 ，長(zhǎng)光華芯的1D 可尋址VCSEL陣列起步即采用8J-940nm外延平臺(tái)，已量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)單通道輸出功率100W-200W和均勻的近場(chǎng)光斑；獨(dú)特的器件設(shè)計(jì)還可實(shí)現(xiàn)接近平頂?shù)膱A形或矩形對(duì)稱(chēng)光斑，大幅降低雷達(dá)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)和調(diào)校難度，使能高性?xún)r(jià)比全固態(tài)激光雷達(dá)。

針對(duì)業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的2D可尋址VCSEL陣列 ，長(zhǎng)光華芯也已實(shí)現(xiàn)了低漏電率、高均勻性、自動(dòng)批量篩選和老化測(cè)試等量產(chǎn)階段驗(yàn)證，單通道功率從40W提升到100W，支持MHz量級(jí)的高重頻和-20℃到+125℃的超寬工作溫區(qū)。

基于全棧自主的器件設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、芯片加工、測(cè)試分選等流程管控，長(zhǎng)光華芯已成為目前國(guó)內(nèi)唯一的2D可尋址VCSEL量產(chǎn)IDM平臺(tái)，可快速定制指定尺寸和通道數(shù)規(guī)格，助力全球高精度、高線(xiàn)數(shù)全固態(tài)激光雷達(dá)量產(chǎn)落地。

圖5 長(zhǎng)光華芯VCSEL芯片產(chǎn)品路線(xiàn)圖：1D和2D可尋址VCSEL

卓越的寬溫工作特性

圖6 激光功率隨溫度的變化特性

長(zhǎng)光華芯車(chē)規(guī)級(jí)VCSEL具備超寬的工作溫區(qū)，-20℃到+125℃功率波動(dòng)不超過(guò)25%。

靈活可控的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散特性

圖7 VCSEL激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑分布

長(zhǎng)光華芯建立了專(zhuān)有的光學(xué)模式調(diào)控模型，可靈活實(shí)現(xiàn)平頂分布的小角度圓形光斑或者矩形光斑，完美匹配激光雷達(dá)光學(xué)設(shè)計(jì)要求，提高激光雷達(dá)裝調(diào)容差和組裝效率。

2D 可尋址VCSEL

通過(guò)AEC-Q102認(rèn)證

長(zhǎng)光華芯已建成全棧自主的2D可尋址VCSEL量產(chǎn)IDM平臺(tái)并順利通過(guò)AEC-Q102認(rèn)證。

激光雷達(dá)VCSEL芯片

一站式IDM解決方案商

長(zhǎng)光華芯是一家IDM模式的半導(dǎo)體激光芯片公司，擁有從芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、晶圓制造到封裝測(cè)試的完整自主工藝平臺(tái)和量產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)核心工藝與生產(chǎn)流程的全鏈條把控，這種模式確保了技術(shù)快速迭代、產(chǎn)品性能一致性與高品質(zhì)交付能力，是公司能夠持續(xù)推出具有競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

基于IDM模式，我們?cè)诩す饫走_(dá)領(lǐng)域可提供定制化與標(biāo)準(zhǔn)化兼?zhèn)涞娜盗挟a(chǎn)品，為客戶(hù)提供高效、穩(wěn)定、可靠的全系列產(chǎn)品解決方案。