你看不到的竞争力:光电测量能力正在重塑半导体芯片产业的版图?

传感器的奥妙 2天前 阅读数 8 #科技

APD与SPAD技术高速发展下的关键检测需求

随着AI、高速光通信、数据中心以及LiDAR自动驾驶汽车等先进技术的蓬勃发展,各种光电探测器件的性能要求正呈现前所未见的飞跃式成长。

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其中,以高速且具高灵敏度特性而闻名的「雪崩光电二极管」(Avalanche Photodiode,APD)与具备单光子级检测能力的「单光子雪崩光电二极管」(Single Photon Avalanche Diode,SPAD),更是近年最受产业界与学术界瞩目的焦点技术之一。

APD因其内部放大增益机制,能在高速通信、量子密码通信、高精度距离测量、以及微弱信号检测领域大放异彩,不仅逐渐取代传统光检测器件,更是5G、6G及数据中心高速光通信的关键推动力量之一。

另一方面,SPAD则以卓越的单光子感测能力,为量子通信、量子计算、医学影像、低光照摄影、以及新兴的自动驾驶汽车LiDAR技术提供了无可取代的基础能力,被广泛视为未来智能型感测器件的重要里程碑。

然而,这两类高性能的光检测器件因具备极高的敏感度与复杂的动态特性,让器件的设计、验证、与量产阶段中的检测难度空前提升。

特别是在高速通信与量子应用领域中,APD与SPAD的器件有效感光面积从数百微米逐步微型化至数十微米甚至数微米等级(例如10 µm~200 µm),这使得传统的器件检测方法与设备逐渐难以满足高精度、高解析度以及稳定性的需求。

举例来说,若无法精准地将特定波长光点准确聚焦到数十微米甚至更小的器件有效光感应面上,检测数据将不可避免地产生误差,严重影响器件性能分析的准确性。

同时,传统设备所使用的功率模式(Power Mode)在聚焦微小光点的过程中会伴随严重的色散与球面像差,造成EQE光谱曲线失真或误判,成为众多研究团队与厂商在器件验证阶段所共同面对的困境。

此外,当芯片或模块进入量产阶段,检测设备更需要具备高重复性与高自动化程度,才能满足产线高产能、快速检测与高度稳定的需求。

不论是学术研究团队或产业界,目前均亟需具备更高精度、更佳稳定性与多功能特性的APD与SPAD专用检测设备及解决方案,这成为光电检测器件相关领域能否有效推进下一波技术创新的关键所在。

当前APD与SPAD性能检测市场的现况与挑战

随着硅光子(SiPh)芯片逐渐成为数据中心、高速通信、AI等先进应用领域的主流技术,内部用于光电转换的APD(雪崩光电二极管)与SPAD(单光子雪崩二极管)之性能检测,也逐渐成为影响整个产业竞争力的重要因素。

然而,尽管需求快速成长,目前APD与SPAD性能检测市场仍存在诸多现实挑战,严重影响研发与量产团队的工作效率、成本控制以及竞争优势。

一、

尚缺乏统一的性能检测标准

目前APD与SPAD相关性能参数,如量子效率(QE)、暗电流、后脉冲(Afterpulsing)、时间抖动(Jitter)、击穿电压(Breakdown Voltage)等,虽为业界公认的关键性能指标,但却尚未有一套完整且业界广泛认可的统一检测标准。

这导致各家芯片厂商、设计团队或封装测试业者,为满足内部或外部客户要求,不得不建立各自的测试流程与验证规范。

因此,无论是设计验证阶段、开发修改阶段,或量产质量控制阶段,都极需一套精准、可靠且具备弹性满足多样参数需求的检测设备,才能有效支持芯片从研发到量产的完整生命周期。

然而目前市场现状是,大部分设备仅能满足特定阶段或单一测试项目,难以满足多阶段需求。

二、

光源集成能力不足,升级既有设备成为重要挑战

对于许多PIC芯片相关的业者,包括IC设计公司(IC design)、晶圆代工厂(foundry)或封装测试厂(packing & test)而言,原本都已具备在电子集成电路(EIC)领域的传统「以电测电」相关检测设备,例如电测机、探针台、精密测量仪器(如SMU)等。

这些设备大多已使用多年,早已经历过成本摊提期,原本在财务上具有很高的成本优势。然而,当业者面临需要检测硅光子(PIC)光电子芯片时,因为需要加入高度精准且可控的光源进行「以光测电」,传统检测设备立即遭遇到新的挑战。

若采购全新专业的光学检测设备,则必须面对巨大的成本压力与导入风险,以及产品上市与开发时程紧迫的现实问题。实务上,大多数研究或制造团队会优先考虑通过在原有的检测设备上,进行「光源升级集成」的方式,以更快速地满足需求。

然而,这种策略在现实执行过程中却面临三大困难:

(1).

原有检测设备缺乏光源集成设计

绝大多数研究或量产团队既有的电测设备(如电测机、探针台等),在设计初期完全未曾考量日后需要集成光源,因此无论从空间布局、机构结构甚至于控制接口,都未预留集成光源的弹性。

当团队尝试进行光源升级集成时,不但需要在极为紧凑的设备结构内寻找可利用的空间,更需针对光源本身设计极为特殊的外观机构,以达到光学准直、均匀、稳定性等严格需求。

这种双重困难(集成空间不足与光源特殊机构需求),经常使得团队的升级计划陷入困境,严重拖延开发进程,甚至可能沦为一场资源与时间的无底洞。

(2).

光源集成面临严重的技术门槛与能力瓶颈

第二个关键困难点,则来自于光学技术本身的专业性极高、市场既有检测设备供应商及PIC芯片开发、制造团队所面临的技术瓶颈。

市场现有的检测设备供应商(例如传统电测机厂商、SMU测量仪器供应商、探针台制造商等),或甚至从事PIC芯片开发设计、制造封装的团队,绝大多数在电子领域都具备非常丰富的经验与专业背景。

然而,这些团队普遍在光学领域的经验与能力则相对薄弱,导致设备开发上的重点经常过度聚焦于电学性能或机构结构,而忽略了本轮设备升级集成的真正核心与关键——即高品质、高稳定性与精密控制的光源系统。

实际上,光源设计与控制技术,以及光电转换性能的精确检测与测量,均属于极为专业且高度复杂的跨领域技术,更需要长期且深入的研发投入,才能确实掌握其精髓与诀窍。

具体而言,光学领域中的以下这些技术能力与需求,经常构成PIC芯片检测的基本需求,但对传统仅专精于「电」与「机构」领域的供应商来说,却经常成为难以跨越的技术鸿沟:

光束准直度 (Beam Collimation):光束必须达到高精准的准直性,避免测试过程中因光束扩散或偏离,造成测试数据失真或不稳定。

光斑均匀性 (Uniformity):在晶圆级检测中,光源必须在晶圆表面实现极高且稳定的均匀性,以确保不同位置上的器件测量结果一致,进一步提高良率控制精度。

光强度精确控制 (Optical Intensity Precision):测量过程需对光强度进行微量调整与精密控制,以满足APD、SPAD芯片性能检测中严格的线性动态范围与灵敏度需求。

光强功率稳定性 (Stability):长时间测量中,光源功率波动必须严格控制在极小范围内,否则将导致测量数据漂移,严重影响产品性能分析准确性。

宽广的光谱波长与全光谱控制 (Broadband Spectrum Control):为满足不同用途与结构的芯片检测需求,光源必须能够提供从近紫外(UV)、可见光(VIS)到近红外(NIR)甚至中红外(MIR)的全光谱波长精确控制能力。

快速频率调变与高精度时间控制 (High-Speed Modulation & Timing Control):光源必须支持快速的频率与脉冲调变,甚至达到纳秒(ns)或皮秒(ps)级精准控制,以满足高速芯片检测中对光电响应、时间抖动(Jitter)与后脉冲(Afterpulsing)分析的严苛需求。

CRA多角度光路调整与耦合精度 (Multi-angle Adjustment & Coupling Precision):在晶圆或芯片阶段,须针对特定器件结构提供不同入射角度的光束,以精确模拟实际使用环境中的光耦合与光路条件,从而获得更贴近真实应用环境的检测结果。

精密光电转换检测 (Precise Optoelectronic Measurement):结合高度精准的光电转换测量技术,以量化器件性能,精准掌握光电响应特性。

这些跨领域且高度复杂的光学需求,对于传统只专注于电子学或机械结构设计的设备供应商而言,技术门槛相当高且难以迅速跨越。

事实上,业界普遍承认,隔行如隔山,这些光学需求若无专业的光学背景或长期的技术积累,几乎不可能独立掌握。

相较之下,产业中专注于光电检测领域且具备长期研发经验的专业团队,已经积累了丰富的技术知识与集成实务。

这类专业光学团队不仅掌握各项关键技术,更具备多年的实际问题解决经验。若能引入此类专业光学团队协助进行设备升级集成,将能大幅节省PIC芯片研发或制造团队的技术试错时间、降低开发成本,并有效加速产品开发与上市进程。

(3).

多数光源供应商仅销售组件(Component),

缺乏系统集成能力

第三个明显的产业痛点,是多数市面上具备光源控制能力的供应商(光学组件商或激光模块厂商),普遍仅提供单一光学零组件(Component)或基础功能模块(Module),而不具备或不愿意提供完整的系统级升级集成服务。

实际上,若要真正实现高效且完整的光源升级集成,所需技术不仅仅是将光源组件简单地加入设备之中,而必须具备更广泛且复杂的跨领域能力,包括:

精密光学设计与光机系统集成能力

高稳定性的电控与软件集成

光电信号精准分析与测量

测量自动化与客制化软件系统集成能力

除此之外,厂商还须具备面对各种不同品牌与规格电测机、探针台或检测设备的集成经验,并能满足客户端各种多变的PIC芯片检测需求。

这些多样且复杂的要求,这些需求已大幅超出一般芯片设计团队或量产团队的技术范畴与资源能力,导致市场上实务上少见成功案例。而对大部分传统光学零组件供应商而言,在技术能力、市场策略、规模效益或经验上,往往不具备或不愿意投入相关集成服务。

理想的解决方案提供者应具备完善且专业的光学与光电测量系统,同时在跨领域集成(光学、机构、电子控制、软件开发)等面向具有丰富的实务经验,展现高度的客制化服务能力与集成弹性。通过系统级光学升级与集成解决方案,可以帮助芯片研究团队与制造商快速跨越技术鸿沟,有效地完成光电检测能力的升级,提升产业竞争力,满足业界目前的迫切需求。

三、

满足APD/SPAD检测市场之关键需求与挑战

传统测量系统在进行APD检测时,受限于设备本身采用的「功率模式(Power Mode)」,经常因光路设计缺陷而导致严重的色散现象,无法准确将光束聚焦于微米级光检测面积上,造成EQE测量严重失真甚至错误。

先进的检测技术通过「辐照度模式(Irradiance Mode)」设计,成功突破这一瓶颈。藉由控制入射光束之「辐照度(irradiance)」而非单纯的「功率(power)」,有效避免了色散所造成的聚焦误差,从而实现了高精度的EQE及SR测量,精确掌握APD器件在不同波长下的量子效率与响应性能。

但随着光通信、数据中心与量子科技等应用对光检测器件性能要求的不断提高,雪崩光电二极管(APD)器件的有效感光面积已逐渐缩减至500 µm以下,甚至200 µm以内的极微型尺寸,以追求极致的响应速度与灵敏度。

尽管这种微型化设计策略可带来更优异的光信号探测能力,但却也大幅提升了相关性能测量的难度与复杂度。

以实务经验而言,当APD器件有效收光面积小于500 µm以下时,器件设计往往已经接近材料与工艺技术极限,为达到极高的灵敏度,其内部的增益设计也往往被推向极致。

此时,器件在高增益状态下容易产生较大的背景暗电流(Dark Current)与暗噪声(Dark Noise)。这些背景噪声会在测量过程中造成严重干扰,若无法提供足够高的入射光强,光电流信号便无法有效从背景中清晰地分辨出来,严重影响测量的精准度与可信度。

因此,目前检测极微型APD的团队面临了两个关键难题:

如何在微米尺度下精准将光斑准确地聚焦到极小的器件收光面积上?

如何在确保精准聚焦的同时,又保证足够的光强度以凸显光电信号,使其从暗电流与暗噪声中清晰地分离?

此外,APD器件在实际运行环境下,经常需要处于极高的偏压状态,这进一步加剧了检测环境与设备的复杂性,要求检测设备本身必须具备更高的稳定性与绝缘性能,以避免测量过程中的误差与器件损坏。

具微米级精准聚焦与超高均匀光斑的创新双模解决方案

针对上述严苛且充满矛盾的技术需求,市面上传统检测设备通常仅提供单一的光学模式,如功率模式或简单的幅照度模式,这些模式各有缺陷,如光斑无法缩小至足够精细,或光强不足以从高噪声背景中精确提取信号,因而难以真正解决微型APD器件检测的复杂痛点。

针对这些挑战,新一代APD检测系统特别研发出的「双模光学引擎系统」。该系统同时具备:

超高均匀光斑的幅照度模式光学引擎:能提供高度均匀且稳定的光场分布,解决传统功率模式下光场色散、焦距不一致的问题,提升EQE与SR测量的准确性与重复性。

极致微型化光斑的进化版功率模式光学引擎(Falcon):如同精密外科手术刀一般,可将光斑尺寸精确控制至仅5 µm直径,并在高光强下精确聚焦至微米级APD器件,有效将光电信号从暗噪声中明确分离,彻底克服微型化器件检测的难题。

更具突破性的是,这两种光学模式可以在30秒内快速切换,使检测人员在面对不同器件尺寸与性能需求时,能即时调整测量策略。这种创新的双模式快速切换能力,不仅大幅节省了测量前置作业时间,更能满足研究及量产阶段不同的测量需求,从根本上解决了市场长期面临的技术痛点。

智能化一体测量与分析,从根本降低使用负担与误差风险

另一个目前APD检测设备普遍存在的缺陷,是许多相关产品仅能提供基本的EQE或SR测量功能,而对于其他重要的性能参数,如NEP、D*、暗电流特性、Gain增益曲线、噪声频谱等,仅提供原始数据(Raw data)给客户自行分析。这种做法无形中增加了使用者的工作量与分析困难,甚至可能因人为分析错误而导致性能误判。

理想的检测解决方案应从根本上解决这一产业痛点,能一次同步完成所有关键性能参数的精准测量,并内建专为APD测量设计的智能分析算法,能自动快速地将原始数据转换成使用者可立即解读的专业化报告。使用者无须额外花费时间自行撰写分析程序或复杂计算,通过智能化的一体测量系统,极大降低了操作负担、减少人为误差,显著提升整体检测效率与准确性。

四、

SPAD器件性能的极致化带来的测量难题

相较于APD,单光子雪崩光电二极管(SPAD)的性能需求与设计极限更为严苛。由于SPAD器件在设计之初便定位于单光子级别的极限感测能力,具有极高的灵敏度、极低的暗计数率(Dark Count Rate, DCR)与超精准的时域解析能力(极低的Jitter)。这使得SPAD器件迅速成为量子通信、量子计算、高阶LiDAR自动驾驶系统及先进医疗影像技术的首选器件。

但随着SPAD器件性能的不断提升,对应的测量难度也呈现指数级成长。具体而言,SPAD器件需精准测量的性能指标不仅仅是光谱响应(Spectral Response)或量子效率(QE)等基本参数,还涉及更高难度的性能指标,包括:

极低的暗计数率(DCR)的精确测量,须排除一切外界噪声干扰,否则会严重影响测量准确性。

单光子雪崩光电二极管(SPAD)的独特优势之一在于其极低的暗计数率(Dark Count Rate, DCR),此特性对于量子通信、量子计算与极低光量感测等高端应用场景而言至关重要。但要精确测量如此极低的DCR,并非简单的光电检测仪器就能达成。

DCR的精确测量条件极为苛刻,首先,外界噪声的排除成为测量的基本门槛。外界噪声来源包含环境中微弱的背景光、温度波动、电子设备的电磁干扰(EMI)等,这些细微噪声在一般检测环境中可能不明显,但在SPAD单光子级的感测能力面前,却可能被放大数百倍甚至数千倍,严重干扰测量的准确性与再现性。因此,进行精确的DCR测量时,系统必须具备极高的电磁干扰防护能力、绝佳的温控稳定性、以及超精细的环境光屏蔽设计,方能真正呈现SPAD器件本身极低的暗计数性能。

实务上,传统设备缺乏专业的EMI抑制措施与精密温控机制,导致检测团队经常陷入反复调整设备与测量条件的困境中,耗费大量时间却未必能达成理想结果,这正是许多研究人员共同的痛点与瓶颈。

皮秒(picosecond, ps)甚至更精细尺度的时间抖动(Jitter)分析,以确认器件能否满足量子级应用的极高时域解析需求。

SPAD器件另一重要的性能优势在于其卓越的时间解析能力,通常可达皮秒级(ps, picosecond)甚至次皮秒(sub-picosecond)级别,这一性能对量子级应用(如量子密码通信与量子成像)而言非常重要。

然而,皮秒级的Jitter分析难度极高。从技术层面而言,若想精确捕捉与分析如此微细的时间差异,测量设备的时域解析度与光脉冲信号的稳定度必须达到极致。

例如,一般的光脉冲信号可能具有数十甚至数百皮秒的脉冲宽度,在如此短暂的瞬间内,设备必须具备极为精准的脉冲产生能力与信号测量能力,方能进行真正的皮秒级分析。

此外,SPAD器件在实际运作时,时间抖动信号可能只有数个皮秒的变化,若测量设备的本身时间响应特性不足,便会直接造成误差,导致研究人员无法准确判定器件是否达到设计目标。

因此,高品质的SPAD检测方案必须同时拥有高度稳定、精准的高速脉冲光源系统与皮秒级信号检测分析仪器,以确保实验数据能真正精确反映器件的真实性能。

精准的后脉冲效应(Afterpulsing)分析控制需求,必须精准控制光源的时间序列及光脉冲强度。后脉冲效应(Afterpulsing)也是SPAD测量中不可忽视的重要指标,后脉冲会导致器件在检测单光子之后产生连续的假信号,严重影响应用端的可靠性与稳定性。若无法精确地测量与控制此现象,SPAD器件在量子通信或高阶LiDAR系统中会面临信号可靠度问题。

为了精确分析后脉冲效应,测量设备必须具备极高的时间序列控制能力,特别是能够精密且稳定地控制脉冲光源的发射频率与脉冲强度。若光源控制不精准,无法稳定且可重复地提供规律的单光子脉冲信号,将导致测量到的后脉冲效应数据不稳定或不准确。实务上,传统SPAD检测设备普遍缺乏这种高度精密的脉冲控制能力,导致团队不得不自行尝试多种不同光源搭配方式,耗费大量研发资源与时间。

面对这些高性能特性,传统光电测量设备不仅难以精确实现这些性能的全面测量,更无法兼顾量产所需的高速、高稳定性和高自动化需求。

先进的SPAD检测技术解决方案

针对SPAD器件在设计、验证到量产全阶段的各项检测需求与痛点,市场上已经出现了集成型检测解决方案,旨在克服SPAD测量中的关键瓶颈,提升器件的测量效率与可靠性,为研究开发与量产团队带来价值与竞争优势。

先进的SPAD检测系统应具备以下关键技术特点:

(1) 高稳定性的极低DCR测量能力: 通过精密温控模块、电磁干扰(EMI)隔绝设计与光暗室环境控制技术,为器件提供接近真空式的测量环境,排除外界噪声干扰,确保暗计数测量的精准性与再现性。

(2) 皮秒级时间抖动分析: 先进的检测系统需集成专业皮秒脉冲激光与高解析度时间数字转换器(TDC),提供皮秒甚至次皮秒级的时间解析能力,满足量子通信与量子成像应用的严格要求。

(3) 精密后脉冲分析与控制: 高度稳定的光脉冲发射系统可精准控制脉冲光的强度与频率,配合自动化算法分析后脉冲效应,协助快速验证器件性能。

(4) 模块化架构设计: 模块化的系统架构能灵活满足从芯片设计、晶圆测试到封装量产的多样化需求,让研发团队避免重复投资,有效提高开发效率。

(5) 自动化测试与集成能力: 集成探针台、影像检测与电性参数分析的能力,提供一站式自动化测量解决方案。这类系统设计应具备跨平台集成能力,减少设备导入期与学习曲线,快速投入实际应用。

(6) 智能化数据分析功能: 理想的检测系统能自动分析各项重要性能参数(EQE、SR、DCR、Jitter、Afterpulsing),并输出直观的专业报告,减少人工分析时间与可能的误差,确保测量结果的可靠性与一致性。

(7) 高度客制化弹性: 完善的检测系统应提供可调整的操作与分析界面,能根据特定需求调整测量流程、分析方法与报告格式,适应不同应用场景的多样化要求。

(8) 实验室与产线双重应用能力: 同时满足实验室精细研究与产线高产能需求的系统设计,兼具高精度测量能力与高重复性、自动化运行特性,为研究与量产提供一致性的技术平台。

(9) 市场可用的集成解决方案: 由于SPAD器件的特殊性能与检测难度,完全集成的商用解决方案在市场上相对稀少。理想的解决方案应填补产业空白,同时满足研发与量产需求,加速SPAD产品的市场化进程。

高精度检测技术如何影响产品开发效率与供应链竞争力

在APD与SPAD等高性能光检测器件的设计与开发过程中,「性能验证」不再只是研发后段的附属流程,而是整体产品竞争力的核心之一。随着器件朝更小尺寸、更高灵敏度、更快响应速度发展,如何在短时间内完成高准确度的性能检测,已成为供应链中的关键竞争力。

从研究验证到量产质量控制,每一个关键环节都与检测能力息息相关。拥有高效、精密且自动化的检测系统,不仅能缩短开发周期,更直接决定了产品是否能即时进入市场、是否能取得国际级客户认证、是否具备长期供应合作的信任基础。

高性能检测能力如何影响供应链竞争力与订单争取能力?

对芯片研发、生产团队而言,良好的测量设备能大幅提升产品设计验证效率、缩短开发周期并快速进行良率分析与优化。这不仅提升团队内部资源的使用效率,更能快速满足下游客户(如光模块厂商、数据中心业者、车用雷达制造商)的产品规格与性能需求。

相对地,缺乏足够性能的检测设备会严重限制产品开发进程与良率提升,使得团队无法及时完成产品验证,进而错失市场时机与客户订单。

从市场策略角度来看,当前全球顶尖的系统厂商与芯片使用者(如高阶LiDAR厂商、量子通信系统商或高速数据中心运营商)正逐渐提高对器件供应商检测能力与数据可靠性的要求。

供应链中的芯片或器件供应商若能藉由高度精准且快速的检测设备,向客户展示明确、可信的器件性能数据,将大幅提升自身在产业链中的竞争力与可信度,从而提高争取国际级大客户订单的成功概率。

先进解决方案如何推动产业整体效率与创新能力?

高精度且高效率的检测解决方案不仅能大幅缩短产品从设计到验证再到量产的时间周期,更能有效降低器件开发过程中的迭代次数,协助供应链更快达到产品设计定案、快速投入市场,从而抢占市场先机,赢得客户信任并扩大市场占有率。

更重要的是,先进的测量设备所提供的智能化分析功能与集成式自动化测量平台,能大幅减少人力成本,避免人为失误,并提供稳定且高度可重复的测量结果。

这使得企业在产品良率提升、性能优化与工艺管控上,能快速有效地达成目标,进一步提高企业的整体竞争力与市场地位。

快速、高效能的检测系统如何成为产业创新的加速器?

从产业创新角度来看,高效能的检测系统更是重要的技术加速器。通过高度集成的检测方案,企业可迅速且精确地验证新型器件或芯片设计是否达到性能目标,大幅降低试错成本。

这样的能力将鼓励企业勇于进行更多的创新与前瞻研发,尝试更大胆、更具挑战性的设计方案,加速产业整体技术进步,推动光电检测器件向更高性能、更小尺寸、更低成本的方向快速发展。

以量子技术领域或自动驾驶汽车LiDAR系统为例,高精度检测系统能够提供极其精细的时间抖动分析与极低暗计数分析,使研究团队有信心开发出满足严苛条件的下一代量子通信器件或新型LiDAR产品,成为推动整个产业朝更高阶应用前进的重要关键技术平台。

另一方面随着硅光子(SiPh)成为高速数据中心、光互连与量子通信架构的技术核心,APD 作为关键的光电转换器件之一,其性能直接影响整体 SiPh 芯片的接收灵敏度与误码率(BER)。

尤其是在高速通信收发器(如 ROSA/Receiver Optical Sub-Assembly)模块中,SiPh 平台对于接收端 APD 的增益稳定性、暗电流控制、噪声表现与频率响应等指标,都有极高的要求。

然而,由于 SiPh 封装异质集成程度高、收光面积极小(通常小于 250 µm²)、光路调整空间有限,使得对光入射精度、光源均匀性与绝对强度控制都提出前所未有的挑战。这也让「具有光源控制与精密聚焦能力的检测系统」成为 SiPh 开发与验证流程中不可或缺的基础建设。

此外,对于许多正在进入或扩展硅光子平台的芯片设计公司与光模块代工厂而言,若缺乏能准确验证自家 SiPh-APD 芯片性能的内部测量能力,不仅会拖慢设计验证流程,还可能影响与数据中心或电信设备商的合作协商,进一步限制出货节奏与商机拓展。

因此,能够提供稳定、具可扩展性且兼容 SiPh 检测需求的检测设备,将不只是技术层面的助力,更是 SiPh 供应链中「商业信任」与「产能准备度」的象征。当团队能够用高品质的测量数据回应客户需求,甚至能预测并主动解决潜在失效风险,就等同于在高度竞争的 SiPh 市场中,赢得了更长期的合作基础与品牌信任度。

未来竞争的新焦点:测量能力决定供应链布局与话语

展望未来的产业竞争态势,检测能力将从过去的单纯「支持」性角色,转变为决定企业竞争力甚至市场地位的核心要素之一。能够快速且准确提供器件性能数据的供应商,将在未来的供应链中拥有更大的话语权与订单谈判能力。尤其在SPAD、APD器件这类高端、高性能市场中,掌握优异的检测技术与设备,将成为未来企业间竞争的全新决胜关键。

高精度光电测量技术正协助供应链上的各个环节企业提前布局未来竞争格局。通过卓越的测量技术能力,前瞻企业得以掌握更多市场机会与未来发展先机,这些关键技术正成为新一代光电产业竞争的重要推动力。

结论:检测能力,将成为新世代光电竞争的关键门槛

无论是朝极限灵敏度发展的单光子检测器(SPAD),或是在高速光电转换效率与可靠性之间取得平衡的雪崩光电二极管(APD),这些关键器件的研发与验证,早已不再只是「设计端」的工程问题,而是关乎整个供应链节奏与商业竞争力的核心。

随着量子科技、数据中心、硅光子平台与自动驾驶汽车LiDAR等应用加速落地,我们正处于一个光电器件世代转换的关键时间点。企业不仅需要能开发出高性能的器件,更需要能「快速且准确」验证其性能的能力。测量设备,从过去的实验工具,正在蜕变为整个研发与产业布局中的核心战略资产。

这意味着——谁能掌握更完整、更即时、更可信的测量能力,谁就有机会在下一轮竞争中站上更高的位置。而这正是许多研究与开发团队逐渐认知到的:测量能力不仅是支撑研发的工具,更是取得产业话语权的关键筹码。

值得欣慰的是,今日已有越来越多来自不同领域的研究人员与工程师意识到这个改变,并积极寻求更先进、更多元、更精密的检测解决方案,无论是在校园研究、初创研发,或是大型量产产线上。我们可以预见,在不远的未来,当越来越多团队将性能测量能力内化为其技术体系的一部分,整个光电产业将以更高的标准与效率,迎接更复杂、更多元的挑战。

而这,也正是所有掌握技术本质、看重测量价值的团队与企业,共同推动产业前进的契机。

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