技术洞察
SPAD 传感器进入量产：2026 年红外探测规格定义
行业新闻 · 红外与单光子探测 · 2026 年九月
单光子雪崩二极管曾在实验室仪器领域发展二十年。2026 年九月，两篇独立文章从不同角度说明同一点：技术已进入批量档，买家定义红外探测器规格的方式随之变化。
在 2026 年九月 26 日，MEMS Consulting 发布以下技术全景： 单光子雪崩二极管（SPADs）。分析将领域分为三阶段：2008年前的基础 p-n 结研究、2008至2019年的 CMOS 集成，以及当前优化和规模化阶段，其特征为像元间距低于 4 微米 及先进工艺节点集成。
从专业仪器转向大批量商用产品的三项驱动包括：小于 4µm 的像元间距， 28nm CMOS 集成，以及 3D 堆叠传感器与逻辑 架构。三者共同让探测与处理位于同一堆栈，而非由电路板连接的独立芯片。
此前一篇报道发表于 2026 年九月 13 日，展示了产品层面的发展。Singular Photonics 发布 Litavis，被描述为首个具备以下功能的 SPAD 图像传感器： 像元内处理，在单芯片上集成成像、计时、直方图生成和光子计数，并支持片上可编程多模式工作。同期另一论文介绍低温介质超透镜与超导单光子探测器集成，工作于 1550 nm，使用更小有源面积获得更高系统探测效率，并增加偏振分辨探测。
为何这应纳入红外采购关注范围
短波红外与单光子探测共享一个特征：信号微弱，探测器噪声底与灵敏度同样重要。传统补偿方式是增大有效面积，但如 1550 nm 研究所述，更大面积会牺牲计数率、暗计数与时间抖动。新一代器件旨在打破这一权衡。
对买家而言，这改变规格书讨论范围。单一探测效率标题数值已不足以证明器件可用于系统。
红外探测器或模块规格应包含什么
- 除探测效率外，还需暗计数率。 光子稀缺应用中，噪声底决定可用距离。请索取设计实际工作温度与偏置下的暗计数。
- 测距或符合探测应用中的时间抖动。 对于激光雷达、飞行时间及量子相关应用，抖动对分辨率的影响无法靠灵敏度弥补。
- 同时考虑像元间距与填充因子。 只有填充因子和微透镜设计保持收集效率时，小像元间距才有优势。请同时索取两个数值。
- 处理位于芯片内还是芯片外。 像元内处理改变电路板设计、延迟与全部下游成本。应视为架构决策，而非功能点。
- 将光路与镀膜视为一项。 红外镜头、滤光片及窗口必须连同镀膜规定。未结合光路定义的探测器，可能在实验台达标，却在外壳内失效。
- 工作温度与制冷方式。 器件是否制冷以及如何制冷，决定功耗预算、封装尺寸与寿命。这是后期修改代价较高的系统决策。
采购观察
- 默认将可见光与红外报价分开。 材料、膜系与检验方法差异足够大，合并报价会掩盖实际成本位置。
- 依据分布数据认证，而非典型值。 红外探测性能随工艺和温度变化。请索取生产批次的实测分布。
- 在最终外壳内测试。 装配应力和杂散光经常使性能低于裸芯片测量。首件批准应在模块级进行。
- 预计采购单位会向上提升。 探测器增加片上处理后，多数买家采购已表征模组而非裸传感器，可降低集成风险。
- 规划模具时关注像元级趋势。 若处理继续进入像元，未来模组元件将减少。应避免假设当前元件数量永久不变的模具。
来源与披露
来源：MEMS Consulting（mems.me）2026年九月26日 SPAD 技术全景，涵盖专利文献趋势、三阶段模型、低于4µm像元、28nm CMOS 集成及3D堆叠架构；2026年九月13日关于 Singular Photonics Litavis 像素内处理 SPAD 图像传感器的报道；以及2026年九月13日关于低温介质超透镜与1550 nm超导单光子探测器集成、提高系统探测效率并实现偏振分辨探测的报道。上述规格与采购观察为 TUOLAN TRADE 分析，不归因于所引来源。TUOLAN TRADE 编辑与分析。