灵敏度超越APD一千倍？激光雷达接收端的“王者”SiPM强在哪

继VCSEL、APD、SPAD核心器件介绍完后，今天我们聚焦激光雷达接收端的黑科技器件——SiPM（硅光电倍增管）。

一、SiPM是什么？

在激光雷达接收端赛道，PIN、APD、SPAD、SiPM四大探测器路线长期并行演进。APD凭借成熟度占据车载激光雷达主流市场，而SiPM（Silicon Photomultiplier）作为SPAD阵列化模拟输出方案，正在快速替代传统光电探测器，成为弱光单光子探测的核心主力。

SiPM发明于二十世纪九十年代末，是一种基于半导体工艺的新型固态光电探测器件。日本滨松光子（Hamamatsu）根据其工作原理将其命名为MPPC（Multi-Pixel Photon Counter），业内也常称之为GAPD、SPM或硅PM。

一句话理解SiPM：把成百上千颗SPAD像“马赛克”一样集成在同一颗芯片上，每颗SPAD独立工作，共同输出一个模拟电流。

二、原理与架构：从SPAD到SiPM的升维

2.1 核心构成

SiPM由大量（几百到几千个）工作在盖革模式的雪崩二极管（APD）单元组成。每一个单元由一个SPAD和一个大阻值淬灭电阻串联而成，这些微元并联成一个面阵列。这两者合并构成了一个像素（Pixel）。

更精确地讲：

SiPM = SPAD微单元（microcell）阵列 + 淬灭电阻 + 求和读出电路——三者在同一片CMOS/SiGe工艺硅片上集成。

整体架构分为芯片晶圆层、封装结构层、外围电路层三级