Skalierbare Einzelphotonendetektion, vom Sichtbaren bis SWIR.

Heutige Einzelphotonendetektoren erzwingen Kompromisse zwischen Wellenlängenbereich, Kühlung, Kosten und Skalierbarkeit. GeQD entwickelt eine CMOS-kompatible Germanium-auf-Silizium SPAD-Plattform mit Zielbereich ~600–1550 nm, um diese Grenzen aufzuheben.

Der Engpass

Einzelphotonendetektion begrenzt weiterhin skalierbare photonische Systeme.

Einzelphotonen-Anwendungen benötigen zunehmend Detektion jenseits des sichtbaren Spektrums, insbesondere im Nahinfrarot- und SWIR-Bereich. Heute vereint keine einzelne Detektortechnologie Wellenlängenabdeckung, Raumtemperaturbetrieb, Skalierbarkeit und eine damit einhergehende sinkende Stückkostenkurve in einer Lösung. Jede etablierte Option löst nur einen Teil des Problems.

Silicon SPADs

Ausgereift, skalierbar, kostengünstig. Engpass: Die Absorption fällt jedoch jenseits ~1 µm stark ab und lässt den SWIR-Bereich unbedient.

InGaAs / InP SPADs

Bieten SWIR-Empfindlichkeit um die Telekom-Wellenlängen (1310 / 1550 nm). Engpass: Kosten, Gating und Array-Skalierung bleiben schwierig.

SNSPDs

Ausgezeichnete Effizienz, Timing- und Dunkelzählraten. Engpass: Kryogene Infrastruktur beschränkt den Einsatz jedoch auf spezialisierte Umgebungen.

Um Einzelphotonen-Systeme über spezialisierte Labore hinaus zu skalieren, muss Detektortechnologie einfacher herstellbar, einfacher integrierbar und einfacher zu betreiben werden.

Keine bestehende Lösung vereint SWIR-Empfindlichkeit , Raumtemperaturbetrieb , CMOS-Skalierbarkeit , industrielle Machbarkeit .

Die Lösung

Germanium-auf-Silizium SPADs, ausgelegt für industrielle Skalierung.

GeQD entwickelt eine Einzelphotonen-Detektorplattform, die Germanium als Absorber nutzt. Damit reicht die Empfindlichkeit bis in den Nahinfrarot- und SWIR-Bereich, weit über den Bereich von Silizium hinaus. GeQD SPADs basieren auf einem Silizium-kompatiblen Halbleiterprozess. So verbinden wir SWIR-Detektion mit skalierbarer Fertigung und der Integration von CMOS-Ausleseelektronik.

Empfindlichkeit vom Sichtbaren bis SWIR

≈ 600 – 1550 nm

Germanium-Absorber für SWIR-Reichweite

Eine Materialplattform über den gesamten Bereich

Ausgelegt für Raumtemperaturbetrieb

Keine Kryotechnik im Zieldesign

Vermeidet kryostatgebundenen Einsatz

Kompakte, systemtaugliche Module

Weg zur CMOS-Integration ebnen

Silizium-kompatibler Halbleiterprozess

Kompatibel mit CMOS-Auslese

Grundlage für zukünftige Arrays

GeQD verfolgt Skalierbarkeit, SWIR-Detektion und Systemintegration in einer Plattform

Detektortyp

Wellenlänge

Kühlung

Skalierbarkeit

Kosten

Hauptlimitierung

Silicon SPAD

Sichtbar / NIR

Raumtemperatur

Hoch

Niedrig

Schwach jenseits ~1 µm. Blind im SWIR.

InGaAs / InP SPAD

900–1700 nm

Oft gekühlt / gegated

Begrenzt

Kosten, Integration, Afterpulsing

SNSPD

Breitband

Kryogen (~1–4 K)

Sehr hoch

Kühlungs- und Infrastrukturaufwand

GeQD Ge-on-Si SPAD

600–1550 nm

Raumtemperatur Noch nicht demonstriert

CMOS-kompatibel

Niedrig (bei Skalierung konkurrenzfähig zu Silicon SPADs)

LabOne heute TRL 4 — TRL 5 als Ziel für 2027/2028

Wellenlängenbereich und CMOS-Kompatibilität sind inhärente Eigenschaften der Ge-auf-Si-Plattform. Die Kostenparität zu Silicon SPADs ergibt sich aus der CMOS-Fertigung bei Skalierung. Raumtemperaturbetrieb bei der angestrebten Leistung ist das Ziel, aber noch nicht demonstriert; die TRL-Marke ist ein Roadmap-Ziel.

Wie ein Detektionsereignis abläuft

Ein einzelnes Photon trifft auf den Detektor.

Germanium absorbiert das Photon und erzeugt ein Elektron-Loch-Paar.

Der Ladungsträger wird beschleunigt und löst eine Lawine weiterer Ladungsträger aus.

Die Germanium-Absorptionsschicht ist auf einem Siliziumsubstrat und kompatibel mit standardisierten Halbleiterfertigungsprozessen.

Standard-CMOS-Elektronik wandelt die Lawine in einen sauberen elektrischen Puls.

Ein zeitgestempeltes digitales Ereignis wird an das Host-System übergeben.

Vereinfachte Ge-auf-Si SPAD-Schichtstruktur

Leistungsparameter

Die Charakterisierung der aktuellen Detektorgeneration läuft. Die Tabelle zeigt den Status je Parameter; Messdaten teilen wir unter NDA.

Parameter

Status

Photonendetektionseffizienz (PDE)

Charakterisierung läuft

Dunkelzählrate (DCR)

Timing-Jitter

Afterpulsing-Wahrscheinlichkeit

Totzeit

Betriebstemperatur

TEC-gekühlte Demonstratoren; Raumtemperatur als Entwicklungsziel

Array-Skalierbarkeit

Einzelpixel und Test-Arrays; Array-Skalierung in Entwicklung

Werte werden veröffentlicht, sobald die Charakterisierungsdaten konsolidiert sind. GeQD berichtet Parameter aus internen Labormessungen, sofern nicht anders angegeben.

Auf Basis dieser Plattform entwickelt GeQD Detektormodule und Arrays für Quanten-, Sensorik- und photonische Testanwendungen.

Germanium-auf-Silizium SPAD-Plattform · Raumtemperatur-Ziel · CMOS-kompatibel · 600–1550 nm

Prototypen

Unsere Prototypen

Vom Labormodul zu einsatzbereiten Systemen, entwickelt für den praktischen Einsatz im Labor.

GeQD LabOne

4-Kanal SWIR-SPAD-Modul

Ein kompaktes Einzelphotonen-Detektionsmodul für Quantenforschung und industrielles Prototyping.

Einfache Handhabung (Plug-and-Play)

Gewichts- und größeneffizient

Integration in kundenspezifische Anwendungen

4-Kanal SWIR-SPAD

Fasergekoppelt, Raumtemperatur-Ziel

Ge vs InGaAs vs Si

Tageslicht

Reichweite

GeQD-Reichweite ≈ 4× von Si (modellbasierter Zielwert — noch nicht demonstriert)

Regen & Nebel

GeQD-Reichweite ≈ 3× von Si (modellbasierter Zielwert — noch nicht demonstriert)

Kosten

(niedriger = besser)

GeQD ~10× günstiger als InGaAs und nah an Si (modellbasierte Projektion bei Serienfertigung — noch nicht validiert)

* Modellbasierte Zielwerte, abgeleitet aus Labormessdaten; noch nicht in Feldtests demonstriert.

Wellenlängenvorteil

Gleiche Szene, zwei Wellenlängen. 1550-nm Ge-SPADs liefern eine dichtere Punktwolke und größere Reichweite als 905-nm-Silizium — bei Tag, Nacht und widrigem Wetter.

* Basierend auf Berechnungen im Labordemonstrator.

Augensicher

1550 nm ist augensicher

Größere Reichweite

Größere Reichweite bei augensicherer Leistung

Allwetter

Bessere Nebel- & Regendurchdringung

VisionOne

SPAD-Array-Plattform

Eine skalierbare SPAD-Array-Plattform für automobiles LiDAR und industrielle Sensorik.

Hohe Leistung und Skalierbarkeit

Gewichts- und größeneffizient für vielseitige Systemintegration

Betrieb bei Raumtemperatur (Ziel)

Anwendungen

Die nächste Generation photonenbasierter Systeme

Quantentechnologien

Quantenschlüsselverteilung (QKD)

Multiphotonen-Experimente

Quantensensorik

LiDAR

1550 nm augensicherer Betrieb

Potentielle Reichweite bis zu ~400 m (modellbasierter Zielwert — noch nicht demonstriert)

Automotive-taugliche Skalierbarkeit (Ziel)

Robotik & Automatisierung

Hochpräzise ToF-Sensorik

Zuverlässigkeit unter harten Bedingungen

Kompakte Integration

Medizinische Bildgebung

SWIR-Tiefgewebedetektion

Zeitaufgelöste Bildgebung

Zukunftsplattform

Unser Team

Entstanden an der Schnittstelle von Physik und Ingenieurwesen

Vier Gründer, die tiefes Halbleiter-Know-how mit unternehmerischer Umsetzungskraft verbinden. Verwurzelt an der Universität Stuttgart.

Spin-Off der Universität Stuttgart

Klicke auf ein Profil, um mehr zu erfahren.

Maurice Wanitzek

SPAD-Bauteildesign & Prozessentwicklung

Verantwortet SPAD-Bauteildesign und Halbleiter-Prozessentwicklung für Germanium-auf-Silizium-Detektorstrukturen, von der Bauteilsimulation bis zur Wafer-Level-Charakterisierung.

Dr. Maximilian Scheu

Kommerzialisierung & Venture Development

Verantwortet Marktvalidierung, Finanzierungsstrategie, Partnerschaften und Venture Development bei GeQD und führt die Detektorplattform in ein finanzierbares, marktfähiges Unternehmen.

Jakob Finkbeiner

ASIC & Readout-Elektronik

Verantwortet ASIC- und Readout-Elektronik der Ge-auf-Si SPAD-Plattform, einschließlich Quenching, Timing und CMOS-kompatibler Ko-Integration mit den Detektor-Arrays.

Dr. Claudia Bett

Photonische Integration & Systemdesign

Verantwortet photonische Integration und Systemdesign, einschließlich Kopplung, Packaging und Modul-Integration der Ge-auf-Si SPAD-Detektoren in photonische Anwendungssysteme.

Traction

Wir machen aus wissenschaftlichen Erkenntnissen ein Technologieunternehmen.

Förderung, Prozessgenerationen, Marktvalidierung und eine definierte Roadmap — die Indikatoren, dass sich GeQD vom Forschungsergebnis zur Detektorplattform entwickelt.

ca. 1,2 Mio. €

EXIST Forschungstransfer gesichert

BMWK-gefördertes Forschungstransfer-Stipendium; Runway bis 02/2028.

Spin-Off

Aus Halbleiter- & Photonik-Forschung

Spin-Off der Universität Stuttgart mit Zugang zu Laboren und Infrastruktur und enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Halbleitertechnik , basierend auf peer-reviewter Ge-auf-Si SPAD-Forschung.

Iterativ

Iterative Verbesserungen der Halbleiterprozesse

Laufende iterative Verbesserungen der Ge-auf-Si SPAD-Halbleiterprozesse über mehrere Generationen hinweg; die nächste Iteration befindet sich aktuell in der Fertigung.

Prototyp

Prototyp- und Wafer-Iterationen laufen

Laufende Bauteil-, Wafer-Prozess- und Charakterisierungs-Zyklen in Zusammenarbeit mit IMS CHIPS .

Kundendiscovery in vier Zielmärkten

Aktive Discovery und Gespräche zu QKD, LiDAR, SWIR-Imaging und integrierten Photonik-Systemen.

Mitglied bei QuantumBW und TUM Venture Labs

Mitglied im Innovationsnetzwerk QuantumBW und im Programm TUM Venture Labs Quantum & Semiconductor.

Background-IP übertragen · ASIC- und Array-Roadmap

Background-IP von der Universität Stuttgart an das Gründerteam übertragen — Abtretung, keine Lizenz. Erstanmeldung in Vorbereitung. Die Wortmarke GeQD ist angemeldet. ASIC/Readout- und Array-Skalierungs-Roadmap für die nächsten Produktgenerationen definiert.

Nächste 2 Jahre

Klare technologische Meilensteine

Charakterisierung und Weiterentwicklung der Halbleiterprozesse, ASIC/Readout-Integration, Array-Demonstratoren und Pilot-Evaluierungen.

Stand 08/2026. Aktive Discovery und Gespräche sind unverbindliche Interessensbekundungen aus Forschung und Industrie.

Kontakt

Drei Wege, mit GeQD zusammenzuarbeiten.

Wählen Sie den Weg, der Ihrer Absicht entspricht — Pilot-Evaluierung, Investoren-Due-Diligence oder Teil des Teams werden.

Detektor-Pilotprojekte erkunden

Arbeiten Sie mit GeQD, um zu prüfen, ob Germanium-auf-Silizium SPAD-Technologie zu Ihren QKD-, LiDAR-, SWIR-Sensorik- oder Photonik-Systemanforderungen passt.

Der Roadmap folgen

GeQD entwickelt eine Halbleiter-Detektorplattform mit klaren technischen Meilensteinen zu Wellenlängenbereich, Dunkelzählrate, Timing, Array-Skalierung und Fertigbarkeit.

Die Detektorplattform mitbauen

Werde Teil eines Deep-Tech-Teams an der Schnittstelle von Halbleiter-Bauelementen, Photonik, Quantentechnologie und skalierbarer Fertigung.

Universität Stuttgart – Institut für Halbleitertechnik

Pfaffenwaldring 47

70569 Stuttgart, Deutschland

Tel: +49 711 68560896

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