單光子雪崩二極管（SPAD）又稱蓋革模式APD，是指工作電壓高于擊穿電壓的APD（雪崩光電二極管）。APD是一種半導體光電探測器，利用載流子的雪崩倍增效應（光電流成倍地激增的現象）來放大光電信號、提高檢測的靈敏度。
SPAD是一種高增益光電探測器，可以探測到極其弱的光信號，如單個光子級別光信號。近年來，CMOS（互補金屬氧化物半導體）工藝的應用，極大地推動了SPAD發展，目前CMOS工藝主要可以實現n-p型、p-n型兩種SPAD結構。根據材料不同，SPAD又分為基于Si（硅）材料的SPAD、基于InGaAs/InP材料的SPAD等。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年單光子雪崩二極管（SPAD）行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示，SPAD具有高雪崩增益、低功耗、低成本、易與CMOS工藝集成、快響應速度、易形成二維面陣等優點，在智能手機、平板電腦、汽車自動駕駛、量子通信、醫療成像、單光子雷達等領域具有廣闊應用前景。
SPAD是單光子探測領域最佳選擇之一，近年來，基于SPAD的單光子激光雷達研究在不斷深入，目前單光子激光雷達已突破實驗室階段，全面邁向產業化應用。與此同時，全球范圍內，SPAD專利申請量也呈現持續增長態勢，專利主要分布在歐美、日本及中國等地區。
預計2024-2030年，全球SPAD芯片市場規模將從3億美元增長至7億美元，亞太地區在預期內年均復合增長率將高于全球平均水平。在國際市場上，SPAD技術專利或產業化布局企業包括瑞士Pi Imaging、德國X-FAB、韓國東部高科、日本松下（Panasonic）、美國安森美、艾邁斯歐司朗（ams OSRAM）等，其中瑞士Pi Imaging于2025年被卡爾·蔡司（Carl Zeiss）收購了全部股權。
近年來，隨著技術突破，我國在SPAD領域逐步實現從“卡脖子”到自主可控的轉變。國內SPAD布局企業包括深圳北極芯微電子公司、西安知芯半導體有限公司、南京芯視界微電子科技有限公司、深圳市靈明光子科技有限公司、武漢新芯集成電路股份有限公司等。
新思界
行業分析人士表示，SPAD對光具有高敏感度，近年來，智能手機、VR/AR設備等消費電子領域對3D傳感，以及汽車自動駕駛、機器人等領域對激光雷達的需求呈爆發式增長，帶動SPAD市場不斷發展。SPAD正不斷從實驗室走向大規模商用，我國企業逐漸崛起，未來或將重塑全球SPAD競爭格局。
關鍵字：
