台积电ISSCC 2026：硅光子平台的接收端突破当AI算力需求以指数级攀升，芯片之间的数据传输正在经历一场静悄悄的材料突破。

在2026年国际固态电路会议（ISSCC 2026）上，台积电发布了一份关于硅光子平台的重磅技术报告。

报告聚焦于光互连（Optical Interconnects）技术的最新进展，全面展示了台积电如何将光子集成电路推向量产成熟阶段。

这次亮相不只是一份技术参数清单，更是台积电向业界宣示：光互连时代的基础设施，已经准备好了。

报告的核心落在光链路的接收端。在完整的光互连链路中，光电探测器负责将光信号转化为电信号，是决定系统灵敏度与传输速率的关键节点。

台积电在此次报告中重点呈现了两类核心器件：高速标准光电二极管（PD）与具备内部增益的雪崩光电二极管（APD），并配合COUPE封装架构与SiPH PDK，构成了一套完整的硅光子解决方案。

传统铜导线在高频传输下面临趋肤效应的物理瓶颈——信号频率越高，电阻越大，功耗与热量随之失控。

台积电选择以锗（Ge）作为O波段（1310nm）的吸收层材料，通过选择性外延工艺生长在硅基板上，绕开了硅材料在该波段吸收率不足的先天限制。

器件采用P-I-N结构，在反向偏压下运行，利用强电场驱动载流子快速分离，同时针对高功率输入下的空间电荷效应进行专项优化，确保器件在高速工作时维持线性度与稳定性。

最终实现的性能指标颇为亮眼：3dB带宽约110 GHz，可支持单波长200Gbps以上的传输速率；响应度达1.0 A/W；暗电流低于20 nA，噪声底噪极低。

标准PD解决了速度问题，但在长距离传输或光功率预算受限的场景中，灵敏度才是真正的瓶颈。台积电将APD纳入硅光子平台的核心技术图谱，正是为了填补这一空缺。

APD在高反向偏压下工作，利用碰撞电离产生雪崩效应，实现电流的内部放大，使微弱光信号也能被有效探测。

在台积电的SiPH PDK中，APD模块已完成标准化，支持与波导、移相器等光学元件无缝集成，并可进行精确的SPICE仿真，覆盖电光联合仿真、老化模型与多波长串扰分析，确保设计从仿真到流片的一致性。

APD的性能优势在量产落地时，同样面临一个容易被忽视的挑战：如何准确测量其真实的外量子效率（EQE）与光谱响应度？APD等先进光电探测器的有效收光面积极小，往往在数十到数百微米量级。

传统量子效率测试系统采用聚光型「功率模式」，在不同波长下存在色散差，焦点位移可达毫米级，光斑根本无法完整落入微米量级的感光区域，导致EQE曲线严重失真。

针对这一测量难题，光焱科技推出了专为先进光电探测器设计的APD-QE量子效率测量系统。

该系统采用独家傅里叶光学均光技术，以符合ASTM E1021标准的「照度模式（Irradiance Mode）」进行测试，将单色光均匀化后投射至样品表面，从根本上消除色散差与球面像差对测量结果的干扰。

APD-QE系统可测量的参数覆盖了光电探测器表征的完整需求。在光谱特性方面，系统可测得全波段外量子效率（EQE，300nm～1700nm）与光谱响应度（SR，A/W），均匀光斑在10mm×10mm面积内不均匀度可控制在1%以内。

在噪声与灵敏度评估方面，可直接输出噪声等效功率（NEP）光谱与探测率（D*）光谱，无需额外推算。

系统还支持噪声电流-频率响应曲线（A/Hz-1/2，0.01Hz～1000Hz），并可区分闪烁噪声、约翰逊噪声与散粒噪声三类噪声来源。

此外，配合多种半导体分析仪（如Keysight B2912），可同步完成不同光强条件下的I-V曲线测量。

系统支持与多种探针台集成，提供非破坏性的晶圆级测试能力，已被应用于 LiDAR传感器、血氧传感器及InGaAs APD等器件的表征工作。

台积电在ISSCC 2026呈现的硅光子平台，标志着光互连技术已从实验室阶段迈入规模量产。

110GHz带宽的Ge PD与高灵敏度APD的协同，配合COUPE 3DIC封装架构，为下一代HPC与AI互连系统奠定了坚实的器件基础。

随着硅光子PD与APD的应用持续向片内通信演进，对器件级精准表征的需求也将同步提升。

从EQE曲线到噪声频谱，每一项测量数据的准确性，都直接关系到器件的研发效率与量产良率。这正是精密测量仪器在光互连时代不可或缺的理由。

如需进一步了解APD、SPAD等先进光电探测器的EQE测量方案，欢迎联系光焱科技。