激光雷達(dá)“芯”戰(zhàn)局：FMCW與ToF，誰主沉??？

自動駕駛汽車的前保險杠下，一個微小的激光脈沖發(fā)射器正在以每秒數(shù)十萬次的頻率向周圍環(huán)境發(fā)射激光，這些激光返回的時間被精確記錄，構(gòu)建出車輛周圍的三維世界模型。短短幾年間，激光雷達(dá)已經(jīng)從價值數(shù)萬美元的實驗室設(shè)備變?yōu)樵絹碓蕉嗔慨a(chǎn)車的標(biāo)配傳感器。全球車載激光雷達(dá)市場正以驚人速度擴(kuò)張，僅中國市場，禾賽科技在2024年12月單月交付量就首次突破10萬臺。FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）和ToF（飛行時間法）——這兩種主流的激光雷達(dá)技術(shù)路線，正代表著自動駕駛感知層的不同未來。

技術(shù)交鋒

ToF技術(shù)是發(fā)射一束短暫的激光脈沖，然后精確計算光束遇到物體后反射回來的時間。通過光速這個恒定值，它能準(zhǔn)確繪制出前方物體的距離和三維輪廓。這是目前市場上的主流選擇，技術(shù)相對成熟，響應(yīng)速度快。FMCW技術(shù)發(fā)射的不是單一脈沖，而是一束頻率連續(xù)變化的激光。通過比較發(fā)射波與反射波之間的頻率差異，它僅能夠測距，還能直接捕捉物體相對于雷達(dá)的瞬時速度。這相當(dāng)于為激光雷達(dá)增添了第四個維度（4D感知），讓它不僅能“看見”世界，還能“理解”物體的運動趨勢。

遠(yuǎn)見與成本的博弈

ToF的優(yōu)勢在于其簡潔、可靠和經(jīng)過大規(guī)模驗證的成本控制能力。迅速將激光雷達(dá)技術(shù)從實驗室?guī)У搅肆慨a(chǎn)車。然而，它的挑戰(zhàn)也很明顯：在強(qiáng)環(huán)境光（如正午陽光）下容易受到干擾，多個雷達(dá)間可能存在信號串?dāng)_，且受限于人眼安全標(biāo)準(zhǔn)，其探測距離和功率存在天花板。

FMCW的核心魅力在于極高的靈敏度和卓越的抗干擾能力。由于采用連續(xù)的弱激光而非高能脈沖，它在人眼安全方面更具優(yōu)勢，并能在1550nm波段工作，輕松實現(xiàn)更遠(yuǎn)的探測距離（如200米以上）。更重要的是，它天生與硅光子芯片集成技術(shù)相契合——這意味著未來有望將所有核心光學(xué)部件集成到一枚小小的芯片上，為激光雷達(dá)實現(xiàn)顛覆性的小型化、低成本化鋪平道路。但眼下，它的復(fù)雜性和較高的制造成本是其普及的主要障礙。

融合與分工

在現(xiàn)階段，對于追求穩(wěn)定可靠、快速上車的L2+至L3級輔助駕駛，成熟的ToF方案依然是主力。而在追求極致安全、全場景無人駕駛的L4級以上領(lǐng)域，尤其是需要應(yīng)對高速移動、復(fù)雜車流的場景，F(xiàn)MCW提供的瞬時速度信息具有無可替代的價值。

無論哪種路線，其進(jìn)化的核心都指向了“芯片化”。誰能將復(fù)雜的激光發(fā)射、接收和掃描系統(tǒng)高度集成到更小、更穩(wěn)定、更便宜的半導(dǎo)體芯片中，誰就掌握了通往未來大規(guī)模普及的鑰匙。

檸檬光子：為“光”賦能的芯片級答案

在這場技術(shù)演進(jìn)中，上游核心光源的革新至關(guān)重要。這正是像檸檬光子這樣的創(chuàng)新企業(yè)所專注的領(lǐng)域。檸檬光子提供的VCSEL、HCSEL（水平腔面發(fā)射激光器）芯片及光源模組，為激光雷達(dá)的進(jìn)化提供了一種“芯片級”的優(yōu)質(zhì)選擇。

通過半導(dǎo)體工藝直接產(chǎn)出高質(zhì)量、窄線寬的激光，顯著提升雷達(dá)系統(tǒng)的信噪比和探測精度。無論是ToF需要的精密脈沖，還是FMCW依賴的穩(wěn)定連續(xù)波，這種從底層芯片出發(fā)的高度集成化方案，都為激光雷達(dá)實現(xiàn)高性能、高可靠性與低成本的平衡，提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。無論最終哪種系統(tǒng)架構(gòu)成為主流，對底層光源的“精耕細(xì)作”，都是驅(qū)動整個產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心動力。

業(yè)界普遍認(rèn)為，ToF將在未來幾年繼續(xù)擔(dān)當(dāng)激光雷達(dá)普及的重任，而FMCW則作為下一代技術(shù)儲備，正加速走向成熟。對于汽車制造商和消費者而言，是更安全、更智能、且最終更觸手可及的自動駕駛體驗。