春晚出圈的人形機器人令人印象深刻，傳感器作為機器人的“眼睛”，是實現智能化的最重要部分之一。激光雷達是一種利用激光束來計算物體到目標表面的距離的傳感器，作為機器人最重要的傳感器之一，能夠為機器人提供關鍵性的感知能力，幫助機器人構建地圖實時導航、精準定位、檢測障礙物。
一、智能駕駛+機器人雙賽道，激光雷達市場有望快速增長
激光雷達與人工智能感知軟件相結合，不僅能夠收集信息，還能夠解釋和分析信息，在各種環境下實現高效、安全的自動化。因此，激光雷達廣泛應用于汽車、機器人、智慧城市及V2X等。
根據TrendForce集邦咨詢最新《2025紅外線感測應用市場與品牌策略》報告，目前激光雷達在車用市場主要用于乘用車和無人出租車等，而在工業市場則支持機器人、工廠自動化和物流等應用。預計激光雷達市場產值將從2024年的11.81億美元成長至2029年的53.52億美元，年復合成長率達35%。隨著Level 3和更進階的自駕技術發展與上路，預估車用激光雷達（系統）市場產值將持續成長，有望于2029年達34.43億美元，2024至2029年間的年復合成長率為35%。
國際機器人聯合會發布的《2024世界機器人報告》顯示，全球機器人產業正加速創新發展，特別是在工業和服務機器人的應用領域。2023年全球工業機器人總保有量約428.2萬臺，較2022年增長10%。而服務機器人占據市場主導地位，預計2024年市場規模將達到362億美元，2029年將達到730.1億美元。隨著激光雷達在機器人領域的市場不斷增長，激光雷達頭部企業速騰聚創、禾賽科技等都在往機器人市場布局。
圖 “青龍”人形機器人接收RoboSense第100萬臺激光雷達E1R（搭載數字化SPAD-SoC芯片和2D VCSEL芯片），來源：速騰聚創
激光雷達由四個部分組成：發射激光的發射模塊、對特定區域進行掃描的掃描模塊、探測回光的接收模塊和對點云數據進行處理并反饋的控制模塊。半導體激光器是激光雷達的激光發射系統的核心器件，包括邊發射激光器（EEL）和垂直腔面發射激光器（VCSEL）及光纖激光器。
EEL激光器技術發展成熟，具有高功率密度和高脈沖峰值功率，是目前的主流應用選擇。VCSEL通過半導體加工技術實現高精度生產，具有較低的成本和更高的可靠性，多結VCSEL技術可顯著提高發光功率密度，滿足車載應用中對長距離和高精度探測的需求，VCSEL激光器市場應用不斷提升。
二、陶瓷封裝基板在半導體激光器的應用
目前商用半導體激光器的電光轉換效率約50%~60%，工作時，有源區會產生大量的熱，降低半導體激光器的輸出功率和使用壽命。散熱管理是保障半導體激光器功率穩定性的關鍵因素。封裝質量對器件的輸出功率、光束質量、壽命影響巨大，所以封裝技術需要解決器件在工作時散熱差的問題和由于熱膨脹系數不匹配帶來的應力問題。
在半導體激光器中，陶瓷基板及封裝發揮重要作用。陶瓷材料本身具有熱導率高、耐熱性好、高絕緣、高強度、與芯片材料熱匹配等性能，陶瓷基板以其優異的熱導率、絕緣性能及機械強度、高可靠性，確保高效散熱與電氣隔離。目前半導體激光器陶瓷封裝產品有LTCC、HTCC、DPC陶瓷基板/陶瓷熱沉等。
圖 VCSEL結構設計，來源：Würth Elektronik
多層陶瓷封裝（HTCC/LTCC）通過在封裝基板中開孔并在內部填充導體，從而實現基板上下表面垂直互連，縮短引線距離，減少寄生電容和信號延遲。
DPC 陶瓷基板具備了高導熱、高絕緣、高線路精準度、高表面平整度及熱膨脹系數與芯片匹配、可垂直互連等諸多特性，極大滿足了 VCSEL 封裝要求，在 VCSEL 的應用方面具有廣泛的前景。
日本AGC結合LTCC（低溫共燒陶瓷）技術和玻璃材料技術開發出新型玻璃陶瓷混合封裝基板，具有能夠在內部形成高熱導率的 Ag（銀）塊的特點。通過這種散熱片結構，實現了高散熱性。據介紹可滿足半導體激光器高輸出功率需求，實現使激光器具有高散熱性的設計。
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：智能駕駛+機器人雙賽道，激光雷達市場有望帶動陶瓷封裝基板發展
