激光雷達產業(yè)鏈上游主要有激光器、探測器、模擬芯片、FPGA主控芯片、光學組件，這些元件構成了激光雷達的激光發(fā)射系統(tǒng)、光電接收系統(tǒng)、信號采集處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，共同實現激光雷達對目標物體的探測功能。中游市場按照所生產激光雷達在掃描系統(tǒng)所使用不同技術路線可分為機械式激光雷達、MEMS激光雷達、Flash激光雷達和OPA激光雷達等，最后應用到下游汽車行業(yè)等領域。

（2）測距方式：ToF為當前主流，FMCW仍處于發(fā)展期

ToF與FMCW能夠實現室外陽光下較遠的測程（100~250m），是車載激光雷達的優(yōu)選測距方法。ToF即飛行時間測距方法，通過測量光等信號在發(fā)射器和反射器之間的“飛行時間”來計算出兩者間距離。FMCW測距方法通過發(fā)送和接收連續(xù)激光束，把反射光和本地光做干涉并利用混頻探測技術來測量發(fā)送和接收的頻率差異，再通過頻率差換算出目標物的距離。

ToF是目前市場上車載中長距激光雷達的主流方案，ToF激光雷達系統(tǒng)主要包括發(fā)射模塊、接收模塊、控制及信號處理模塊和掃描模塊。FMCW激光雷達整機和上游產業(yè)鏈仍處于發(fā)展期。FMCW與ToF技術相比具備靈敏度高、探測距離遠、抗干擾能力強、能夠直接測速的優(yōu)點，但在短期很難達到較高集成度的情況下，FMCW激光雷達成本較高，FMCW激光雷達的硅光芯片化有望推動成本下降或為發(fā)展趨勢。

（3）發(fā)射模塊：有望實現發(fā)射端的VCSEL取代EEL，FMCW光源處于發(fā)展期

在激光雷達芯片化架構趨勢下，發(fā)射端逐漸采用平面化的激光器器件。EEL因具備高發(fā)光功率密度被廣泛用作激光發(fā)發(fā)射器器件，EEL發(fā)光面位于半導體晶圓的側面，需經過繁復地處理后才能使用，工藝上依賴人工裝調難以標準化生產。而VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）發(fā)光面與半導體晶圓平行，在工藝上與EEL相比更具優(yōu)勢；并且近年來國內外開發(fā)了多層結VCSEL激光器將其發(fā)光功率密度提升了5~10倍，彌補了傳統(tǒng)的VCSEL激光器發(fā)光密度功率低的缺陷。未來VCSEL有望逐漸取代EEL，并且激光發(fā)射器的波長有望從905nm向1550nm演進。

FMCW激光雷達的光源不同于ToF激光雷達，窄線寬的線性調頻光是實現相干檢測的基礎。目前商用的能夠實現窄線寬輸出的激光器有四種類型：分布式反饋激光器（DFB）、分布式布拉格反射激光器（DBR）、外腔激光器以及通過窄線寬激光器的種子元加上外調制的方案。

上述四種解決方案各自存在問題，DFB激光器、DBR激光器頻率功率起伏大、線性度差，外腔激光器量產困難，外調制方案各項性能最優(yōu)，但成本過高難以實現商業(yè)化。同時，以上方案還共同存在功率不足的問題。FMCW激光雷達的光源解決方案仍處于發(fā)展期。

（4）掃描模塊：混合固態(tài)方案是當前上車的主流

根據掃描系統(tǒng)方案，激光雷達可分為機械式、混合固態(tài)（包括轉鏡式、MEMS）和全固態(tài)（包括Flash和OPA）?；赥oF方案的混合固態(tài)方案是當前上車的主流。混合固態(tài)激光雷達比機械式成本低、比純固態(tài)(OPA、FLASH)方案成熟，易實現商業(yè)化推廣，是第一個通過車規(guī)級規(guī)定、成本可控、滿足車企性能要求、可實現批量供貨的技術方案。目前混合固態(tài)激光雷達包括轉鏡、棱鏡、MEMS等，均采用ToF方案。

（5）探測模塊：SPAD/SiPM具有更高靈敏度

激光探測的核心器件是光電探測器，能把光能轉換成電信號，主要要求包括頻帶寬、靈敏度高、線性輸出范圍寬、噪聲低等。激光雷達探測器主要分為光電二極管（PD）、雪崩二極管（APD）、單光子雪崩二極管（SPAD）和硅光電倍增管（SiPM）四種，APD目前是激光雷達的主流探測器。

SPAD工作在蓋革模式，能夠達到106量級的增益。SiPM由SAPD陣列并聯組成，與APD相比，SPAD/SiPM具有靈敏度高、結構緊湊等優(yōu)點。SPAD/SiPM可探測距離超過200m、5%的低反射率目標，在明亮的陽光下也能工作，在具備較高分辨率的同時可采用小光圈與固態(tài)設計集成到汽車中，正成為新興激光雷達探測器。