单光子雪崩二极管（SPAD）又称盖革模式APD，是指工作电压高于击穿电压的APD（雪崩光电二极管）。APD是一种半导体光电探测器，利用载流子的雪崩倍增效应（光电流成倍地激增的现象）来放大光电信号、提高检测的灵敏度。
SPAD是一种高增益光电探测器，可以探测到极其弱的光信号，如单个光子级别光信号。近年来，CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺的应用，极大地推动了SPAD发展，目前CMOS工艺主要可以实现n-p型、p-n型两种SPAD结构。根据材料不同，SPAD又分为基于Si（硅）材料的SPAD、基于InGaAs/InP材料的SPAD等。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年单光子雪崩二极管（SPAD）行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示，SPAD具有高雪崩增益、低功耗、低成本、易与CMOS工艺集成、快响应速度、易形成二维面阵等优点，在智能手机、平板电脑、汽车自动驾驶、量子通信、医疗成像、单光子雷达等领域具有广阔应用前景。
SPAD是单光子探测领域最佳选择之一，近年来，基于SPAD的单光子激光雷达研究在不断深入，目前单光子激光雷达已突破实验室阶段，全面迈向产业化应用。与此同时，全球范围内，SPAD专利申请量也呈现持续增长态势，专利主要分布在欧美、日本及中国等地区。
预计2024-2030年，全球SPAD芯片市场规模将从3亿美元增长至7亿美元，亚太地区在预期内年均复合增长率将高于全球平均水平。在国际市场上，SPAD技术专利或产业化布局企业包括瑞士Pi Imaging、德国X-FAB、韩国东部高科、日本松下（Panasonic）、美国安森美、艾迈斯欧司朗（ams OSRAM）等，其中瑞士Pi Imaging于2025年被卡尔·蔡司（Carl Zeiss）收购了全部股权。
近年来，随着技术突破，我国在SPAD领域逐步实现从“卡脖子”到自主可控的转变。国内SPAD布局企业包括深圳北极芯微电子公司、西安知芯半导体有限公司、南京芯视界微电子科技有限公司、深圳市灵明光子科技有限公司、武汉新芯集成电路股份有限公司等。
新思界
行业分析人士表示，SPAD对光具有高敏感度，近年来，智能手机、VR/AR设备等消费电子领域对3D传感，以及汽车自动驾驶、机器人等领域对激光雷达的需求呈爆发式增长，带动SPAD市场不断发展。SPAD正不断从实验室走向大规模商用，我国企业逐渐崛起，未来或将重塑全球SPAD竞争格局。
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