全球和中國紅外熱像儀行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

全球和中國紅外熱像儀行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀一、紅外熱像儀產(chǎn)業(yè)概述紅外熱像儀通過探測目標(biāo)物體的紅外輻射，然后經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、電信號處理及數(shù)字圖像處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像。通過紅外熱像儀，可以看到眼睛無法看到的事物，如藏在草叢后面的人等。紅外探測技術(shù)研究范圍包括紅外輻射的傳輸、接收以及后續(xù)的信息處理等過程。它已經(jīng)滲透到軍事和民用的多個領(lǐng)域，成為當(dāng)今最重要的探測技術(shù)之一。就紅外熱像儀產(chǎn)業(yè)鏈整體來看。上游主要是紅外熱像儀的原材料組成部分，通常由光機組件、調(diào)焦/變倍組件、內(nèi)部非均勻性校正組件（以下簡稱內(nèi)校正組件）、成像電路組件和紅外探測器/制冷機組件組成。中游主要是紅外熱像儀的組裝和生產(chǎn)，根據(jù)用途的不同制造不同的熱像儀。一般分光機掃描成像系統(tǒng)和非掃描成像系統(tǒng)。下游用途主要為軍用和民用，最近宮外熱像儀主要為軍用，隨著行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，民用熱像儀行業(yè)逐步成熟。二、紅外熱像儀技術(shù)現(xiàn)狀1、熱成像技術(shù)狀況紅外/熱成像技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)了三代，第一代熱成像儀均工作長波紅外，利用室溫下目標(biāo)的長波紅外輻射能量遠超過中波紅外輻射，并且在8~14μm有大氣透射窗口，可以使得少量探測元和光機掃描技術(shù)滿足長波紅外成像的應(yīng)用要求。第二代紅外成像技術(shù)的一大亮點是面陣型紅外焦平面探測器技術(shù)的出現(xiàn)，使得紅外/熱成像技術(shù)的工作波段拓展至中波和短波紅外。第三代紅外/熱成像探測技術(shù)向著大/超大面陣、雙色/多色探測器、高靈敏度等方向發(fā)展。第三代紅外探測器包括以下三種制冷型和非制冷型焦平面陣列：（1）具有多波段探測能力的制冷型面陣紅外探測器，且具備更高的分辨率和更強的性能；（2）非制冷型紅外焦平面陣列同時也必須具備中等或者高性能；（3）成本很低，且能在常溫下工作的紅外焦平面陣列。2、探測器技術(shù)發(fā)展非制冷紅外探測器主要朝著更小的像元間距、晶圓級封裝、ASIC集成等方向發(fā)展。更小的像元間距意味著能在同等尺寸規(guī)模的芯片上制成更大的面陣的探測器。晶圓級封裝能夠極大提升規(guī)模效應(yīng)和生產(chǎn)效率，進而降低生產(chǎn)成本。采用ASIC芯片集成方式替代PCB電路板級元器件集成，顯著減小了成像模組尺寸，同樣降低了量產(chǎn)成本。紅外探測器是熱成像的關(guān)鍵組成部分?？煞殖芍评湫秃头侵评湫蛢深?，制冷型紅外探測器具有響應(yīng)速度更快、靈敏度更高、探測距離更遠及性能更穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，但是需在低溫環(huán)境下才能體現(xiàn)性能優(yōu)勢。這就使得制冷型紅外探測器的成本高，體積重量大，主要應(yīng)用在軍事和科研領(lǐng)域。目前，其發(fā)展方向主要在提高工作溫度、減小暗電流、小型化、多波長探測以及系統(tǒng)集成等方面。而非制冷型紅外探測器整機小巧，成本低，而且使用的壽命長，但是精度相對較差，在對成像性能要求不高的軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域，得到廣泛的應(yīng)用。三、紅外熱像儀市場現(xiàn)狀1、市場規(guī)模就紅外市場規(guī)模而言。在軍用方面，根據(jù)美國MaxtechInternational市場調(diào)查報告，2019年全球紅外軍品市場規(guī)模約92.5億美元，2014-2019年復(fù)合增速為3.4%。在民用方面，隨著紅外探測器成本的下降，紅外熱成像儀在民用市場消費額快速增長，紅外技術(shù)的應(yīng)用場景不斷豐富。2019年全球民用市場規(guī)模為50億元，2020年疫情將紅外熱像儀送入大眾視野，加速了民用市場紅外產(chǎn)品的普及，目前紅外在民用市場主要應(yīng)用于工業(yè)測溫、氣體檢測、石油化工、電力檢測、安防監(jiān)控、醫(yī)療檢疫和消防應(yīng)急等領(lǐng)域。預(yù)計2020市場規(guī)模可達56億元。2、市場結(jié)構(gòu)國產(chǎn)品牌競爭力不斷增強，紅外技術(shù)是國防核心科技，長期以來，歐美等國家對我國采取了嚴密的技術(shù)封鎖，高端紅外熱成像傳感器禁止出口到中國。嚴峻的形勢倒逼中國企業(yè)自力更生，在非制冷紅外探測器技術(shù)上陸續(xù)突破，不僅打破了歐美國家的技術(shù)壟斷，競爭實力也已位于世界領(lǐng)先。注;傳統(tǒng)大廠包括FLIR.Seek和Lynred3、競爭格局紅外成像行業(yè)具有較高的資質(zhì)壁壘和技術(shù)壁壘。目前全球僅有美國、法國、以色列、中國等少數(shù)國家能夠掌握非制冷紅外探測器核心技術(shù)。根據(jù)高德紅外官網(wǎng)援引自Yole的數(shù)據(jù)，2020年美國FLIR公司位居全球民用紅外探測器市場占有率第一。中國紅外企業(yè)迅速崛起搶占市場份額。2020年，全球十強中國廠商已占據(jù)四席。注：數(shù)據(jù)為非制冷紅外整機出貨量占比四、紅外熱成像前景與趨勢1.前景分析十四五”期間國防支出有望維持較高增速，紅外設(shè)備等武器裝備加速列裝。與美國、俄羅斯等軍事強國相比，我國先進武器裝備技術(shù)和普及率仍處于落后地位。當(dāng)前世界正處于“百年未有之大變局”，國際環(huán)境形勢嚴峻，中央強調(diào)：“全面聚焦備戰(zhàn)打仗”；明確提出“確保2027年實現(xiàn)建軍百年奮斗目標(biāo)”。2020年國防支出1.3萬億元，同比增長7.5%，國防支出增速長期領(lǐng)先于同期GDP增速，預(yù)計“十四五”期間國防支出將加速增長。在軍隊信息化建設(shè)及武器裝備現(xiàn)代化建設(shè)大背景下，紅外設(shè)備將加速列裝。2、技術(shù)趨勢開發(fā)適應(yīng)性強的非均勻性校正方法是紅外焦平面探測器發(fā)展的一個技術(shù)難題。除此之外，紅外焦平面陣列各敏感元響應(yīng)不一致、1/f噪聲、紅外光學(xué)系統(tǒng)、讀出電路自身及其與探測器耦合的非均勻性、外界環(huán)境溫度和紅外焦平面陣列中無效像元等因素的影響，使得紅外焦平面探測器得到的圖像容易發(fā)生模糊和畸變，致使圖像在空間上呈現(xiàn)不均勻的特征。高精