εταιρικά νέα για Θέση ανάπτυξης και πρόβλεψη της σφαιρικής βιομηχανίας φωτοδιόδων χιονοστιβάδων πυριτίου (Si-APDs)

Οι φωτοδίοδοι χιονοστιβάδων πυριτίου αναφέρονται στα φωτοευαίσθητα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στην επικοινωνία λέιζερ. Αφότου εφαρμόζεται μια αντίστροφη προκατάληψη στη σύνδεση PN μιας φωτοδιόδου φιαγμένης από πυρίτιο, το συναφές φως θα απορροφηθεί από τη σύνδεση PN για να διαμορφώσει έναν photocurrent. Το μήκος κύματος απάντησης Si-APD καλύπτει 260-1100nm. APD έχει έναν εσωτερικό μηχανισμό κέρδους. Έναντι των συνηθισμένων σωλήνων ΚΑΡΦΙΤΣΩΝ, μπορεί να παρέχει τις δεκάδες στις εκατοντάδες των χρόνων το σήμα κάτω από την αντίστροφη προκατάληψη, και έχει τη γρηγορότερη ταχύτητα απάντησης και την υψηλότερη σήματος προς θόρυβο αναλογία διατηρώντας το χαμηλό σκοτεινό ρεύμα.

Θέση ανάπτυξης και πρόβλεψη της βιομηχανίας φωτοδιόδων χιονοστιβάδων πυριτίου (Si-APDs)

Κατά τη διάρκεια της περιόδου «13ων πενταετών σχεδίων» (2017-2021), το σφαιρικό μέγεθος αγοράς φωτοδιόδων χιονοστιβάδων πυριτίου (Si-APDs) ήταν το 2017 66,4 εκατομμύρια Δολ ΗΠΑ. Επηρεασθε'ν από την επιδημία στα προηγούμενα δύο έτη, σύμφωνα με την πιό πρόσφατη έρευνα από QYR, το σφαιρικό μέγεθος αγοράς φωτοδιόδων χιονοστιβάδων πυριτίου (Si-APDs) το 2021 θα είναι US$77.66 εκατομμύριο, του οποίου ο πενταετής σύνθετος ρυθμός ανάπτυξης από το 2017 ως το 2021 θα είναι 3,99%. Κατά τη διάρκεια της περιόδου «14ων πενταετών σχεδίων» (2021-2025), υπολογίζεται ότι η παγκόσμια κλίμακα θα φθάσει σε 94,17 εκατομμύριο αμερικανικά δολάρια το 2025, και ο σύνθετος ρυθμός ανάπτυξης κατά τη διάρκεια του 2021-2025 θα είναι 4,94%.

Μια φωτοδίοδος χιονοστιβάδων είναι ένας φωτοανιχνευτής ημιαγωγών (φωτοδίοδος) που λειτουργεί στις σχετικά υψηλές αντίστροφες τάσεις (χαρακτηριστικά δεκάδες ή ακόμα και εκατοντάδες των βολτ), μερικές φορές μόνο ελαφρώς κάτω από το κατώτατο όριο. Σειρά, οι μεταφορείς (ηλεκτρόνια και τρύπες) που διεγείρονται σε αυτήν την από την απορρόφηση των φωτονίων επιταχύνονται από το ισχυρό εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, και έπειτα οι δευτεροβάθμιοι μεταφορείς παράγονται, το οποίο συμβαίνει συχνά στους σωλήνες φωτοπολλαπλασιαστών. Η διαδικασία χιονοστιβάδων εμφανίζεται μόνο σε μια απόσταση μερικών μικρών, και ο photocurrent μπορεί να ενισχυθεί πολλές φορές. Επομένως, οι φωτοδίοδοι χιονοστιβάδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πολύ ευαίσθητοι ανιχνευτές, που απαιτούν τη λιγότερη ηλεκτρονική ενίσχυση σημάτων και επομένως λιγότερος ηλεκτρονικός θόρυβος. Εντούτοις, η ίδια η διαδικασία χιονοστιβάδων έχει τον κβαντικό θόρυβο και το θόρυβο ενισχυτών, ο οποίος αρνείται τα προαναφερθε'ντα πλεονεκτήματα. Ο πρόσθετος θόρυβος μπορεί να περιγραφεί ποσοτικά από το πρόσθετο σχήμα Φ, ένας παράγοντας θορύβου που χαρακτηρίζει την αύξηση στην ηλεκτρονική δύναμη θορύβου έναντι ενός ιδανικού φωτοανιχνευτή.

Οι πυρίτιο-βασισμένες στο δίοδοι χιονοστιβάδων είναι ευαίσθητες στη σειρά μήκους κύματος 450-1000 NM (μερικές φορές μέχρι 1100 NM), με το υψηλότερο responsivity στη σειρά 600-800 NM, δηλ. ελαφρώς μικρότερα μήκη κύματος από τις διόδους καρφιτσών Si σε αυτήν την σειρά μήκους κύματος. Ο παράγοντας πολλαπλασιασμού (επίσης γνωστός ως κέρδος) του Si APDs ποικίλλει μεταξύ 50 και 1000, ανάλογα με το σχέδιο συσκευών και την εφαρμοσμένη αντίστροφη τάση.

Η έρευνα για τον εντοπισμό και τη μαζική παραγωγή των συσκευών Si-APD στην Κίνα άρχισε σχετικά αργά. Αυτή τη στιγμή, οι εσωτερικές συσκευές Si-APD καθυστερούν ακόμα πίσω από τους ξένους γίγαντες. Η κύρια περιοχή μονωτικών περιβλημάτων είναι η έλλειψη εφαρμογών που οδηγούν ελλιπές serialization των προϊόντων.

Με τη γρήγορη ανάπτυξη των εφαρμογών όπως η έξυπνη οδήγηση, το έξυπνο σπίτι, και η ανίχνευση υψηλός-ευαισθησίας, ο χαμηλός φωτισμός και η ανίχνευση ενιαίος-φωτονίων θα δοκιμάσουν τη εκρηκτική ανάπτυξη. Η τεχνολογία συσκευών Si-APD έχει κυρίως δύο κατευθύνσεις ανάπτυξης, κάποια είναι η μικρογράφηση και η ολοκλήρωση των συσκευών. Αφ' ετέρου, η απόδοση των συσκευών Si-APD βελτιώνεται περαιτέρω, όπως η βελτίωση responsivity ανίχνευσης στις υπέρυθρων και near-infrared ζώνες υπεριώδους ακτίνας. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας Si-APD και την ωριμότητα της τεχνολογίας μαζικής παραγωγής Si-APD, οι συσκευές Si-APD με τη χαμηλή τιμή και την ανώτερη απόδοση μπορούν να εφαρμοστούν σε όλο και περισσότερους τομείς.

Σύμφωνα με την έρευνα, το σφαιρικό μέγεθος αγοράς φωτοδιόδων χιονοστιβάδων πυριτίου (Si-APDs) είναι περίπου 77,66 εκατομμύρια Δολ ΗΠΑ το 2021 και αναμένεται για να φθάσει σε 116,99 εκατομμύρια Δολ ΗΠΑ το 2028, με ένα σύνθετο ποσοστό ετήσιας ανάπτυξης (CAGR) 6,45 τοις εκατό για την περίοδο 2022-2028.

Το 2021, η Κίνα θα αποτελέσει 5,06% του σφαιρικού μεριδίου αγοράς. Υπολογίζεται ότι ο σύνθετος ρυθμός ανάπτυξης της κινεζικής αγοράς θα είναι 9,75% στα επόμενα 6 έτη, και η κλίμακα θα φθάσει σε 7,34 εκατομμύριο αμερικανικά δολάρια το 2028. Η σημαντική θέση αγοράς της περιοχής του Ασιατικού Ειρηνικού θα γίνει πιό προεξέχουσα τα επόμενα χρόνια.