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单光子雪崩光电二极管行业基本情况介绍

与单像素SPAD相比，阵列探测器提高了空间分辨率和信噪比(SNR)例如，在共焦显微镜的应用中，阵列中的每个像素可以充当一个虚拟的针孔，带来更好的水平和垂直分辨率，这样的多个像素可以共同收集来自实际显微镜针孔的信号。但是早期用CMOS工艺制造的SPAD阵列存在灵敏度低噪声大等问题。因为每个SPAD单元需要独立的保护环并集成相应的电子元件，所以基于这些探测器阵列存在填充因子低的问题。

随着设备技术的提高、随着设计的改进和微光学元件的优化，阵列式SPAD可以克服这些限制，使灵敏度和信噪比达到单像素检测设备的水平。因此，SPAD阵列和成像探测器的兴起，极大地提高了空间和时间的分辨率水平，给共焦显微镜和其他光子计数应用带来了革命性的变化。

图表：单光子雪崩光电二极管行业基本情况介绍

资料来源：智研瞻产业研究院整理

单光子雪崩光电二极管行业发展特点分析

SPAD是一种工作在盖革模式下的APD，器件上的反向偏置电压高于其击穿电压。SPAD以其极快的响应速度和极高的灵敏度成为微光探测和高速成像领域的热点技术之一。但是SPAD芯片有很多技术难点，包括器件的物理问题，比如提高小像素的光子探测效率（PDE）它还涵盖了电路设计和制造技术的问题。

SPAD可以在低激光功率下实现长距离探测，但过于灵敏的接收也会导致较大的通道串扰、寄生脉冲等问题和电路设计等工艺问题带来制造成本高。SiPM和SPAD可以探测200米以上的物体、5%低反射率目标，可以在明亮的阳光下工作，具有优异的分辨率，尽可能小的孔径和固态设计，实现紧凑的系统集成到汽车上，具有很大的成本优势，正在成为一种新的激光雷达探测器。

图表：各类探测器性能比较

资料来源：智研瞻产业研究院整理

全球单光子雪崩光电二极管行业发展历程回顾

单光子雪崩光电二极管（SPAD）APD的历史和发展与二极管和早期的p-n结晶体管（尤其是贝尔实验室的战争努力）固态技术的发展有很多共同点。JohnTownsend在1901年和1903年研究了真空管中气体的电离，发现随着电势的增加，气体原子和分子可能被电场加速的自由电子的动能电离。然后新释放的电子本身被场加速，一旦它们的动能达到足够的水平，就会发生新的电离。这个理论后来被应用于闸流管和盖革-米勒管的发展起到了重要作用。Townsend放电也有助于硅和锗中的电子倍增现象（直流和交流）的基础理论。

然而，早期发现和利用雪崩增益机制的主要进展是对准纳米击穿、相关（雪崩）击穿机制和早期硅锗晶体管和p-N结器件结构缺陷的研究成果。这些被称为“微等离子体”APD的缺陷在APD和SPAD的发展史上是非常重要的。同样，对p-研究N结的光探测特性是非常重要的。在20世纪50年代和60年代，人造微等离子体被用于研究。显然，由于光和α粒子都被用来研究这些器件和击穿机制，雪崩机制也为二极管本身的信号放大研究拉开了帷幕。

以‘SPADLab’以这个团队的研究成果为例，以时间轴为对象，早在1975年，该团队就发表了一篇题为astudyoftheoperationandperformancesofanavalanchediodeasasingphotondetector”在随后的几年里，发表了许多与SPAD相关的研究成果。涉及领域有器件（Ingas silicon pad/InPSPADSPADModelTimigjitter串扰）,电路（IaqcVLQC贸发局ITAC）SPAD数组等。与此同时，其他研究团队和学者也从各个角度加大了对SPAD的探索。

图表：全球单光子雪崩光电二极管行业发展历程回顾

资料来源：智研瞻产业研究院整理

中国单光子雪崩光电二极管行业市场规模

统计数据显示，2017年中国单光子雪崩光电二极管行业市场规模为0.33亿元，2022年中国单光子雪崩光电二极管行业市场规模为0.66亿元。2017-2022年中国单光子雪崩光电二极管行业的市场规模如下：

图表：2017-2022年中国单光子雪崩光电二极管行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

单光子雪崩光电二极管行业产业链图解

单光子雪崩光电二极管的上游主要是硅(si)锗(Ge)铟镓砷(InGaAs)等行业；中游是单光子雪崩光电二极管的相关品牌和代工厂；下游主要用于激光雷达、激光测距、激光成像、生物医学成像和其他领域。

图表：单光子雪崩光电二极管行业产业链图解

资料来源：智研瞻产业研究院整理

中国单光子雪崩光电二极管行业解决问题的策略分析

建立和完善单光子雪崩光电二极管行业自律管理机制，加强对行业发展的宏观指导，进一步推动建立科学规范的国家单光子雪崩光电二极管行业“十四五”规划公平的总体要求和部署，完善行业自律管理机制。建立健全行业统计调查制度，深入研究单光子雪崩光电二极管产业发展规模、结构、布局、市场、需求、效益等问题；以专业化生产为原则，引导相关企业进行专业化分工合作，形成适度集中的格局、规模经济原则和优胜劣汰的市场机制，由大企业主导和协调发展、中、小企业中的单光子雪崩光电二极管产业。

大力推进核工业产业结构优化升级。随着竞争的加剧，单光子雪崩光电二极管行业的利润率将进一步下降，一些结构性矛盾将更加突出。单光子雪崩光电二极管产业结构亟待优化升级。大力推动单光子雪崩光电二极管产业发展，拓展新的开发应用领域；通过自主创新加速关键技术、研发共性技术和配套技术，加强推广应用，扩大高端产品在单光子雪崩光电二极管行业的市场份额，改变低水平恶性竞争的局面；通过专业分工合作，形成配套产品的合作生产能力；通过股份制改革、股份制、上市等形式，组建大型企业集团，成为调整和优化单光子雪崩光电二极管产业结构的中坚力量；落实中小企业优惠扶持政策，完善中小企业服务体系，促进单光子雪崩光电二极管产业中小企业专业化、精细化、专业化、向新的方向发展，提高支持大企业的能力。

图表：中国单光子雪崩光电二极管行业解决问题的策略分析

资料来源：智研瞻产业研究院整理

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单光子雪崩光电二极管行业市场前景如何？智研瞻产业研究院发布的《2023-2029年中国单光子雪崩光电二极管行业市场现状调研及前瞻分析报告》详细分析了单光子雪崩光电二极管行业相关定义 、全球单光子雪崩光电二极管行业市场发展现状、中国单光子雪崩光电二极管产业发展环境、中国单光子雪崩光电二极管行业运行情况、中国单光子雪崩光电二极管所属行业运行数据监测、中国单光子雪崩光电二极管市场格局、中国单光子雪崩光电二极管行业需求特点与动态、中国单光子雪崩光电二极管行业区域市场现状、中国单光子雪崩光电二极管行业竞争情况、中国单光子雪崩光电二极管行业发展前景分析与预测、中国单光子雪崩光电二极管行业发展策略及投资建议等，帮助企业和投资者了解单光子雪崩光电二极管行业市场投资价值。您若想对单光子雪崩光电二极管行业有个系统的了解或者想投资单光子雪崩光电二极管行业，本报告是您不可或缺的重要工具。