《铟镓砷（InGaAs）光电探测器专利态势分析-2025版》
2025-12-12 16:08:41   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

InGaAs Photodetector Patent Landscape Analysis 2025

据麦姆斯咨询介绍，铟镓砷（InGaAs）是一种由铟（In）、镓（Ga）、砷（As）组成的具有直接带隙的III-V族三元化合物半导体材料，化学式为InₓGa₁₋ₓAs（其中x表示In的摩尔分数，0 < x < 1），通过调节In组分可以在理论范围内精确调控其带隙和晶格常数，从而适应不同的应用需求。其中，In_0.53Ga_0.47As与InP单晶衬底的晶格常数高度匹配，两者组合可通过外延生长获得高质量、低缺陷密度的InGaAs单晶薄膜。凭借高载流子迁移率和适宜的带隙，InGaAs/InP材料体系已被广泛应用于各类高性能光电子器件，尤其在0.9~1.7 μm的近红外/短波红外（NIR/SWIR）波段表现出优异的性能。

不同组分InGaAs材料的晶格常数与截止波长

InGaAs光电探测器是一种利用InGaAs材料的光电效应将待测光信号转换成可用电信号的器件。其工作原理主要基于光电导效应（Photoconductive Effect）和光生伏特效应（Photovoltaic Effect），并可通过雪崩倍增效应（Avalanche Multiplication Effect）进一步放大光生电流，以提高探测灵敏度。

典型InGaAs成像传感器的架构与背照式（BSI）CMOS图像传感器相似，其核心的InGaAs焦平面阵列（FPA）由二维光电二极管阵列构成，包括InP衬底、InGaAs吸收层以及超薄InP盖层，并通过倒装芯片键合技术与读出电路（ROIC）集成。索尼（Sony）通过Cu-Cu键合连接突破了传统倒装芯片键合中的凸块尺寸限制像元微缩的瓶颈，并于2023年11月推出了面向工业应用的IMX992短波红外InGaAs成像传感器，达到“业内最高的像素数（532万）”和“最小像元尺寸（3.45 μm）”。

典型InGaAs成像传感器的架构示意图（来源：Teledyne）

凸块倒装芯片键合 vs. Cu-Cu键合（来源：Sony）

总体而言，InGaAs光电探测器具有低暗电流、高量子效率、快速响应和室温工作等特性，并朝着宽波段、多功能/多维度和智能化方向持续发展，其在光通信、光谱分析、激光测距与遥感、夜视与红外成像等领域的应用前景愈加广阔。

短波红外成像技术具备较强的烟雾与雾霾穿透能力、对物质光谱特征的敏感响应及在低光条件下的被动成像等特性，在工业检测、安防监控、医疗诊断及国防军工等领域具有重要应用价值。随着短波红外成像器件的体积不断缩小、性能稳步提升和成本持续下降，其应用正在从科研与军用加速向工业、消费级市场扩张。法国知名调研公司Yole在《短波红外、中波红外和制冷型红外成像-2025版》报告中预测，短波红外（SWIR）、中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）成像传感器市场规模将从2024年的11亿美元增长至2030的15亿美元，其中短波红外的增长速度最快，复合年增长率（CAGR）达到7.7%，展现出稳步增长的市场潜力。与基于量子点和Ge-on-Si的技术路线相比，基于InGaAs的技术路线最为成熟，百万像素高性能、高密度InGaAs大面阵焦平面阵列已实现产业化，并在国防和科研等高端应用市场中占据主导，而民用领域仍需进一步技术优化以降低成本门槛。

2024-2030年短波红外、制冷型中波红外和长波红外成像传感器市场预测（来源：Yole）

据麦姆斯咨询报道，自2022年以来，在地缘政治波动与多领域应用场景需求快速上升的共同推动下，基于InGaAs的短波红外成像领域吸引了大量资本关注与行业并购。例如Exosens收购总部位于比利时的先进短波红外InGaAs成像探测器和相机厂商Xenics；Lynred收购总部位于法国巴黎的InGaAs短波红外成像传感器和模块厂商New Imaging Technologies，市场格局持续演变。与此同时，滨松（Hamamatsu）、Teledyne、Sensors Unlimited等国际主流厂商持续投入相关技术研发并积极布局专利，推动InGaAs光电探测器产品不断迭代，以提升其市场竞争力。目前，索尼凭借其先进的InGaAs光电探测器已成为市场领导者，并在工业应用领域持续扩大份额。在国内，以中科德芯、苏纳光电、芯思杰为代表的新兴企业正加快技术研发与专利布局，陆续推出具有自主知识产权的InGaAs光电探测器产品，逐步打破国外长期的技术垄断。总体而言，InGaAs技术路线凭借成熟的工艺与优异性能，已在短波红外成像领域形成较为完整的产业化生态，国际竞争与国内自主化进程正共同推动该技术向更高性能、更低成本、更广应用方向持续发展。

InGaAs光电探测器代表性厂商的相关产品

在全球InGaAs光电探测器产业蓬勃发展之际，非常有必要了解InGaAs光电探测器厂商及科研机构的专利布局和专利地位，并识别InGaAs光电探测器领域新进入者及其所带来的威胁。在本报告中，麦姆斯咨询深入分析了全球及中国InGaAs光电探测器专利发展现状及趋势，挖掘出InGaAs光电探测器领导厂商、新进厂商和科研机构，并对其InGaAs光电探测器专利申请活动进行了统计与分析，从而为InGaAs光电探测器相关从业人员的技术调研、产品创新、产学研合作提供极有价值的参考资料。

全球InGaAs光电探测器专利申请概况

根据麦姆斯咨询统计与分析，InGaAs光电探测器全球专利申请量累计超3600件，涉及四百多位专利申请人。从InGaAs光电探测器全球专利申请趋势来看，1980年以前处于萌芽期，年度申请量不足10件（因申请量较少，下图中未列出）；1980-1998年处于振荡发展期，年度申请量从15件增至121件，后又降至35件，呈现“先逐步攀升后持续回落”的波动态势；1999年至今处于稳定发展期，年度申请量保持在50件以上，2003年出现一个波峰（111件），后续呈波浪式上升，2023年的专利申请量达171件，整体呈“高位波动+逐步攀升”的态势。需要说明的是，除要求提前公开的专利申请之外，专利申请通常自申请日起满18个月公开，因此2024年和2025年的申请可能尚未完全公开，数据统计仅供参考。

InGaAs光电探测器全球专利申请趋势（来源：麦姆斯咨询）

InGaAs光电探测器专利主要布局在日本、中国（不含港澳台）、美国、欧洲（特指欧洲专利局）、德国等国家/地区，其中，在日本申请的InGaAs光电探测器专利有1125件，处于领先地位；InGaAs光电探测器专利授权量排名前五的技术目标国家/地区依次为美国、中国、日本、德国、韩国，其授权量依次为515、388、366、148、118件。

主要技术目标国家/地区的InGaAs光电探测器专利申请量和授权量统计（来源：麦姆斯咨询）

专利申请可以反映一个国家或专利申请人对特定技术的研发投入水平，同时提供有关主要专利申请人技术成熟度的线索。本报告对3600多件InGaAs光电探测器专利进行了统计与分析，麦姆斯咨询在下图中展示了InGaAs光电探测器有效和审中专利数量排名前20的申请人（按有效和审中专利量之和计）。索尼、住友电工（Sumitomo Electric）的专利申请总量、有效和审中专利量之和均位居前列，它们在该领域具有较强的研发实力并注重全球化的专利布局。此外，有效专利量较多的Sensors Unlimited、三菱电机（Mitsubishi Electric）、中国科学院上海技物所也具有较强的技术创新和技术积累；审中专利量较多的滨松、原子能和替代能源委员会（CEA）、中国科学院半导体所、华为的技术创新活力也不容小觑。

InGaAs光电探测器专利主要申请人及其专利组合的地理覆盖范围（部分模糊化）

发现InGaAs光电探测器领域的新进入者

InGaAs光电探测器全球专利申请新进入者指在2020-2025年首次申请InGaAs光电探测器专利的申请人。麦姆斯咨询给出了简单同族数量排名前20的新进入者。其中，中科德芯的简单同族数量为17个，位列第一；德华芯片、诺尔光电的简单同族数量分别位居第二和第三位。在这20位新进入者中，来自中国、美国、英国的申请人数量分别为17、2、1位。其中，中国申请人的数量占比达85%，表明中国正积极布局InGaAs光电探测器领域，以加速其发展进程。

InGaAs光电探测器专利申请新进入者统计（部分模糊化）

主要申请人的竞争格局和专利布局策略

本报告清晰地给出了InGaAs光电探测器领域活跃的专利申请人，通过对主要专利申请人的专利组合分析，揭示了它们的知识产权地位。本报告深入分析了10家领导厂商、9家新进厂商以及10家领先科研机构的InGaAs光电探测器专利组合，分别介绍了它们的InGaAs光电探测器专利申请概况、专利申请活跃度、关键专利以及近期申请的专利。此外，专利转让分析揭示了通过收购方式而进入该领域的厂商。

InGaAs光电探测器专利数据库

麦姆斯咨询还提供一份包含本报告分析的所有InGaAs光电探测器专利的Excel数据库，支持多字段检索，包括公开号、标题、申请日、优先权日、公开（公告）日、授权日、预估到期日、当前申请（专利权）人、当前申请（专利权）人地址、原始申请（专利权）人、原始申请（专利权）人地址、发明人、法律状态/事件、受理局、IPC分类号、被引用次数、简单同族成员数量、简单同族被引用次数总数等。

报告目录：

1. InGaAs光电探测器技术概述

内容包括InGaAs材料的概念及基本特性、量子限域与维度、制备方法，光电探测器工作原理、InGaAs光电探测器概念及分类，高灵敏度的InGaAs光电探测器示例，高分辨率的InGaAs光电探测器示例，高速效应的InGaAs光电探测器示例、多波段成像的InGaAs光电探测器示例，多光谱成像的InGaAs光电探测器示例、偏振成像的InGaAs光电探测器示例。

2. InGaAs光电探测器专利分析方法

内容包括检索与分析流程，专利相关概念，InGaAs光电探测器专利研究对象，InGaAs光电探测器专利分析主题，InGaAs光电探测器专利检索策略，InGaAs光电探测器专利分类说明。

3. InGaAs光电探测器全球专利分析

内容包括InGaAs光电探测器全球专利申请趋势分析，InGaAs光电探测器专利技术来源国家/地区分析，InGaAs光电探测器专利技术目标国家/地区分析，InGaAs光电探测器专利申请流向分析，InGaAs光电探测器专利法律状态分析，InGaAs光电探测器专利申请人分析，InGaAs光电探测器专利细分领域分析，InGaAs光电探测器发明人分析，值得关注的InGaAs光电探测器专利统计。

4. InGaAs光电探测器中国专利分析

内容包括InGaAs光电探测器中国专利申请趋势分析，InGaAs光电探测器中国专利技术来源国家/地区分析，InGaAs光电探测器中国专利法律状态分析，InGaAs光电探测器中国专利细分领域分析，InGaAs光电探测器中国专利申请人分析，近期专利申请统计。

5. InGaAs光电探测器领导厂商专利分析

内容包括InGaAs光电探测器领导厂商地理分布图及索引，分别提供每家厂商简介、专利概况、当前关键专利、近期专利申请。

6. InGaAs光电探测器新进厂商专利分析

内容包括InGaAs光电探测器新进厂商地理分布图及索引，分别提供每家厂商简介、专利概况、当前有效专利、近期专利申请。

7. InGaAs光电探测器科研机构专利分析

内容包括在InGaAs光电探测器专利申请数量方面领先的科研机构地理分布图及索引，分别提供每家科研机构介绍（包括机构名称、相关院系/实验室、机构简介、机构官网）、专利概况、当前有效专利、近期专利申请。

8. InGaAs光电探测器专利法律事件分析

内容包括InGaAs光电探测器专利转让分析，InGaAs光电探测器专利许可分析，InGaAs光电探测器专利诉讼分析。

若需要购买《铟镓砷（InGaAs）光电探测器专利态势分析-2025版》报告，请联系麦姆斯咨询王懿，邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）；电话：17898818163。