雪崩光电二极管：光通讯灵敏度的“放大器”

雪崩光电二极管（APD）是光电二极管家族中的高灵敏度版本，具备内部增益能力，可将微弱光电流放大数十倍甚至上百倍，特别适合高速、长距离、高灵敏度的光通信环境。

一般光电二极管通过光子激发电子与电洞形成光电流，而APD在更高反向偏压下运作，利用强电场使电子高速撞击晶格，激发出更多电子与电洞，形成“雪崩倍增”效应。这种效应显著提升了接收灵敏度与信号品质。相较于PIN光电二极管，APD在信号杂讯比（SNR）、反应速度和灵敏度上更具优势，广泛应用于长距离光纤通信、数据中心、激光雷达（LiDAR）、激光测距和卫星通信等领域。

随着AI数据中心和高速光模块需求的快速增长，800G、1.6T等高速传输对灵敏度的要求不断提高，APD的重要性日益凸显。然而，APD的设计与制造面临诸多挑战。其高反向偏压工作模式（通常达数十甚至上百伏特）对杂讯控制、温度稳定性和电路整合提出了更高要求。若雪崩增益控制不当，可能同步放大杂讯，因此后端电路与封装技术尤为关键。

目前，高速APD的常见材料包括矽（Si）、矽锗（SiGe）和铟镓砷（InGaAs）。其中，InGaAs因对近红外波段的良好反应能力，成为高速光通信和卫星通信的重要材料之一。

在中国台湾地区供应链中，鼎元正积极布局InGaAs高速APD芯片，瞄准射频光纤（RFoF）和低轨卫星地面站需求；光环则受益于AI光通信需求增长，持续扩展光主动元件布局。此外，台积电投资的新创公司光程研创（Artilux）曾推出全球首个锗矽单光子雪崩二极管（SPAD），切入3D传感与车用激光雷达市场。富采、友达与鼎元等厂商也通过整合Micro LED与光传感技术，抢占硅光子与高速光通信商机。