1。紅外：探索“隱形”世界

1800年，英國天文學(xué)家魏明道；赫歇爾在溫度計(jì)測試中發(fā)現(xiàn)了“看不見的光”。早期對紅外探測器的研究主要是熱探測器。1821年，塞貝克發(fā)現(xiàn)了熱電效應(yīng)，不久，個(gè)熱電偶誕生了；1829年，諾比利建造了熱電堆；1833年，梅洛尼改進(jìn)了熱電堆，這是近半個(gè)世紀(jì)以來使用最廣泛的紅外探測器。蘭利于1880年生產(chǎn)了測輻射熱計(jì)，其靈敏度是同時(shí)代熱電堆的30倍。在隨后20年的不斷改進(jìn)中，其靈敏度提高了近400倍

1873年，史密斯發(fā)現(xiàn)了光電導(dǎo)效應(yīng)，幾十年后，基思研制出了臺紅外光電導(dǎo)探測器。自20世紀(jì)30年代以來，光子探測器逐漸成為紅外探測器發(fā)展的主流。1933年，硫化鉛被發(fā)現(xiàn)具有光電導(dǎo)特性，隨后成為個(gè)用于各種戰(zhàn)場應(yīng)用的實(shí)用紅外探測器。1941年，卡什曼開始關(guān)注硫丘（ti2s）探測器技術(shù)，然后發(fā)現(xiàn)其他鉛鹽半導(dǎo)體（pbse和pbte）也可以用于制造紅外探測器

現(xiàn)代紅外探測器技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)。紅外光子技術(shù)、半導(dǎo)體材料科學(xué)和光刻技術(shù)的結(jié)合導(dǎo)致了紅外探測器在20世紀(jì)的發(fā)展。非本征半導(dǎo)體探測器、窄帶隙化合物半導(dǎo)體探測器、半導(dǎo)體紅外探測器陣列和非制冷加熱探測器等技術(shù)相繼推出

2。紅外熱像儀原理；技術(shù)路線

2.1紅外探測器的質(zhì)量直接決定了熱像儀的成像質(zhì)量

紅外線是太陽的許多不可見光線之一，也稱為紅外光和紅外熱輻射。它是一種波長介于微波和可見光之間的電磁波。任何溫度高于絕對零度（-273℃）的物體都會在周圍連續(xù)輻射紅外光譜線。紅外能量的大小直接關(guān)系到物體表面的溫度和材料特性。溫度越高，紅外能量越大

按紅外窗口可分為近紅外、短波紅外、中波紅外、長波紅外、超長波紅外、遠(yuǎn)紅外和亞毫米波。近紅外（nir，0.76～1.1μm）、中波紅外（mwir，3～6）μm、長波紅外（lwir，6～15μm）。

紅外熱像儀的工作原理。紅外熱像儀檢測目標(biāo)物體的紅外輻射，然后通過光電轉(zhuǎn)換、電信號處理和數(shù)字圖像處理將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換為視頻圖像。（報(bào)告來源：未來智庫）

簡而言之，紅外圖像到可見光圖像的轉(zhuǎn)換分為三個(gè)步驟。步是利用對紅外輻射敏感的紅外探測器將紅外輻射轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，信號的大小可以反映紅外輻射的強(qiáng)度；第二步是利用后續(xù)電路對微弱電信號進(jìn)行放大和處理，以清晰地采集目標(biāo)物體的溫度分布；第三步是通過圖像處理軟件對放大后的電信號進(jìn)行處理，得到電子視頻信號。電視圖像ing系統(tǒng)將在屏幕上顯示反映目標(biāo)紅外輻射分布的電子視頻信號，以獲得可見光圖像

紅外熱像儀的核心部件是用于檢測、識別和感知紅外輻射的紅外探測器。探測器的性能直接決定了最終可見圖像的清晰度和靈敏度


2.2紅外探測器的分類

根據(jù)工作原理，紅外探測器主要可分為光子探測器和熱探測器。根據(jù)探測器的工作溫度，可分為制冷型和非制冷型。技術(shù)差異源于檢測原理的不同。熱探測器材料吸收紅外輻射后的溫升可以通過測量其物理性能的變化來測量。光子探測器吸收光子后，探測器材料的電子狀態(tài)會發(fā)生變化，產(chǎn)生光電效應(yīng)。吸收光子的數(shù)量可以通過測量光電效應(yīng)來測量。通常，制冷型紅外探測器屬于光子型，而非制冷型紅外探測器在檢測原理上屬于熱型

2.2.1制冷探測器：性能好，成本高，多軍種

制冷紅外探測器的工作溫度一般為80k～200k。低溫可以減少熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子，暗電流小，從而降低探測器的噪聲；制冷還可以在一定程度上減小帶隙，從而提高截止波長。制冷紅外探測器常用的材料有四種：碲化鎘汞（mct）、量子阱（qwip）、銻化銦（insb）和ⅱ類超晶格（t2sl）


制冷紅外探測器靈敏度高，探測距離長。然而，由于其價(jià)格高、體積大、功耗高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命只有10000小時(shí)左右等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制，更多應(yīng)用于夜視檢測、精確制導(dǎo)和目標(biāo)瞄準(zhǔn)等軍事領(lǐng)域

2.2.2非制冷探測器：性價(jià)比高，民用產(chǎn)品市場廣闊

非制冷探測器又可分為熱電、熱電堆、微測輻射熱計(jì)等。netf／1熱敏電阻傳感器的溫度主要受薄膜熱敏電阻傳感器輻照后的溫升限制。微測輻射熱計(jì)探測器是技術(shù)最成熟、市場占有率的主流非制冷紅外焦平面探測器

目前市場上的紅外探測器大多是焦平面陣列，其特點(diǎn)是m倍；n個(gè)熱單元（即像素）排列在一個(gè)陣列中以接收紅外輻射。微熱輻射探測器的每個(gè)熱單元主要由cmos讀出電路和mems傳感器組成。上層的mems傳感器通常由氧化釩或非晶硅等熱材料制成，用于吸收紅外輻射能量，并將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻變化。cmos讀出電路以電信號的形式輸出較小的電阻變化。cmos讀出電路和mems傳感器均為多層結(jié)構(gòu)，精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它們的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程都非常困難。它們是紅外探測器的核心步驟


紅外探測器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和研發(fā)涉及材料、集成電路設(shè)計(jì)、制冷和包裝等多個(gè)學(xué)科，這是非常困難的。目前，世界上只有美國、法國、以色列和中國等少數(shù)國家能夠掌握非制冷紅外探測器的核心技術(shù)

由于非制冷紅外探測器像素的加熱和冷卻是一個(gè)緩慢的過程，其靈敏度和響應(yīng)特性無法與制冷紅外探測器相比。但其成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)有利于推廣應(yīng)用。非致冷探測器在工業(yè)生產(chǎn)、監(jiān)測與安全、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域需求旺盛

2.3氧化釩是非制冷紅外探測器的主流技術(shù)

熱敏材料的選擇對微測輻射熱計(jì)的靈敏度有很大影響。首選具有高耐溫系數(shù)（tcr）和低1/f噪聲的材料。同時(shí)，應(yīng)考慮所選材料與讀出電路之間的集成過程是否方便有效

非晶硅（α-si）和氧化釩（vox）是非制冷紅外探測器的兩種主要敏感材料。非晶硅技術(shù)來自美國ti公司和法國cealeti實(shí)驗(yàn)室。其工藝與標(biāo)準(zhǔn)硅完全兼容，制備工藝相對簡單，tcr相當(dāng)于氧化釩。然而，由于非晶硅具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，其1/f噪聲高于氧化釩，因此netd通常低于氧化釩。氧化釩技術(shù)來自美國霍尼韋爾研究中心。它是目前世界上主流的非制冷紅外成像技術(shù)。其tcr較高（室溫下約為2%/k～3%/k），約占市場的75%

2.4發(fā)展趨勢：高性能滿足高端需求，高性價(jià)比淹沒民品市場

2.4.1小像素大面積陣列：提高檢測性能，豐富使用場景

紅外焦平面陣列像素由光敏區(qū)（表面）和非光敏區(qū)組成。這兩部分組合成一個(gè)檢測單元，簡稱像素?？s小像素間距是紅外探測器的發(fā)展趨勢。小像素可以使探測器小型化。當(dāng)像素?cái)?shù)確定時(shí)，探測器越緊湊，所需的功率就越小。此外，小像素可以提高系統(tǒng)分辨率并增加檢測距離，10μm像素間距檢測器比15μm的檢測距離大于20%


然而，由于紅外輻射衍射極限的限制，像素大小并沒有無限減小。在過去的幾十年中，紅外焦平面陣列的像素間距從50μm增加到了50μm。在美國，通過drs，冷卻hgcdte探測器的像素間距減少到了5μm在非制冷領(lǐng)域，瑞創(chuàng)微納2020年發(fā)布的8μm非制冷紅外檢測芯片是世界上最小的像素尺寸

目前，紅外探測器的面陣規(guī)模集中在640倍；512和384次；288，少數(shù)高端型號紅外探測器采用1024倍；768陣列比例。隨著探測器制造技術(shù)的進(jìn)步和像素尺寸的減小，大面積陣列探測器的應(yīng)用開始增多。640次；與512單元探測器相比，大面積陣列探測器更適合于觀測應(yīng)用。在相同焦距下，大陣列探測器覆蓋的場景更寬，觀測細(xì)節(jié)更豐富，可以滿足某些高p性能要求

2.4.2晶圓級密封裝飾：降低成本是擴(kuò)大民用產(chǎn)品市場的關(guān)鍵因素

紅外探測器的成本和體積是限制其應(yīng)用的關(guān)鍵因素。包裝成本占整個(gè)探測器研發(fā)成本的50%以上。目前，常用的封裝技術(shù)包括正在開發(fā)的金屬封裝、陶瓷封裝、晶圓級封裝和像素級封裝

金屬封裝結(jié)構(gòu)組件包括金屬外殼（管殼）、tec（確保探測器在室溫下工作的半導(dǎo)體冷卻器）、圓柱形吸氣劑（成本高）和紅外窗口。在包裝過程中，需要多次執(zhí)行焊接、粘合、切割和排氣（需要3-7天）等工藝步驟。生產(chǎn)周期長，每批產(chǎn)品數(shù)量有限。它只適用于高端軍事應(yīng)用

陶瓷包裝是目前廣泛使用的一種包裝形式。管殼是一種不含tec的廉價(jià)陶瓷基板，采用芯片或薄膜吸氣劑。包裝體積、重量和成本均低于金屬包裝


在晶圓上執(zhí)行大部分或所有密封測試程序后，直接切割晶圓級封裝。與陶瓷封裝相比，它集成度更高，工藝步驟簡化，成本低，生產(chǎn)效率高。它是最有前途的非制冷紅外探測器封裝技術(shù)。晶圓級封裝可將封裝成本從1000元降低到100元，有利于進(jìn)一步降低產(chǎn)品價(jià)格

目前，紅外探測器產(chǎn)品價(jià)格仍然較高，產(chǎn)量仍需進(jìn)一步提高。我們相信，隨著晶圓封裝技術(shù)的推廣和規(guī)模效應(yīng)的出現(xiàn)，紅外探測器的成本將逐漸下降。高性價(jià)比的紅外探測器產(chǎn)品可以產(chǎn)生豐富的民用產(chǎn)品應(yīng)用，推動民用產(chǎn)品市場的增長


3。需求方

3.1軍事：全球市場穩(wěn)步改善，國內(nèi)滲透率亟待提高

紅外熱像儀最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，其最重要的應(yīng)用是晝夜觀測和熱目標(biāo)檢測。自1956年美國aim-9b“響尾蛇”空空導(dǎo)彈采用紅外制導(dǎo)技術(shù)以來，紅外探測器的軍事應(yīng)用一直是紅外探測器的重要市場，如夜視、精確制導(dǎo)、光電負(fù)載、艦載識別和指揮系統(tǒng)以及軍用車輛輔助驅(qū)動系統(tǒng)。（報(bào)告來源：未來智庫）

在軍用紅外產(chǎn)品方面，全球市場規(guī)模呈穩(wěn)定增長趨勢。從20世紀(jì)70年代到80年代，它逐漸應(yīng)用于海、陸、空戰(zhàn)場。紅外熱成像技術(shù)作為夜戰(zhàn)和精確打擊武器系統(tǒng)的核心技術(shù)，將直接決定和影響武器現(xiàn)代化水平。根據(jù)瑞創(chuàng)偉納招股說明書中引用的maxtechinternational和北京愛立信咨詢中心的預(yù)測，2023年全球軍用紅外市場將達(dá)到107.95億美元

由于紅外熱像儀的軍事敏感性，西方發(fā)達(dá)國家對紅外成像采取了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)政策。美國以強(qiáng)大的科研優(yōu)勢保持著領(lǐng)先地位，在國際軍品市場上占有絕對主導(dǎo)地位。根據(jù)瑞創(chuàng)偉納2019年度報(bào)告顯示，截至2019年，美國制造商占全球軍用紅外熱像儀市場名供應(yīng)商中的6家


紅外產(chǎn)品在美、法、英等發(fā)達(dá)國家軍隊(duì)中有較高的知名度，市場趨于穩(wěn)定。據(jù)李啟昌介紹，非制冷紅外成像技術(shù)的發(fā)展及其軍事應(yīng)用，在海灣戰(zhàn)爭期間，美軍平均每名士兵配備1.7套紅外成像設(shè)備（tw），這可以大大提高士兵的監(jiān)控、瞄準(zhǔn)和作戰(zhàn)性能。自2004年以來，僅英國bae系統(tǒng)公司就贏得了一份價(jià)值超過10億美元的熱瞄準(zhǔn)系統(tǒng)生產(chǎn)合同，并向陸軍交付了100000多套武器熱瞄準(zhǔn)系統(tǒng)

據(jù)瑞創(chuàng)偉納招股說明書中引用的maxtechinternational統(tǒng)計(jì)，2014年全球軍用紅外熱像儀系統(tǒng)市場中，北美占50%，歐洲占18%，亞洲占12%。未來有巨大的市場空間。目前，中國國防支出占gdp的比例相對較低，軍用紅外熱像儀裝備相對較少

3.2土建：土建成本的降低促進(jìn)了民品市場的拓展

隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展和成熟，各種適合民用的低成本紅外成像設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。自20世紀(jì)最后十年以來，其民用需求急劇增長，已應(yīng)用于動力檢測、溫度測量、汽車輔助駕駛、戶外運(yùn)動等領(lǐng)域

與軍用市場相比，民用紅外市場規(guī)模略小，但仍保持增長趨勢。隨著非制冷紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展，紅外熱成像儀在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其民用市場保持增長，增長速度遠(yuǎn)大于軍事領(lǐng)域。2020年，由于紅外熱像儀在通過熱監(jiān)測遏制新型冠狀病毒方面的重要性，民用紅外市場將顯著增長。根據(jù)瑞創(chuàng)偉納招股說明書中引用的maxtechinternational和北京愛立信咨詢中心的數(shù)據(jù)，2023年全球民用紅外市場將達(dá)到74.65億美元

3.2.1電力檢測：最早進(jìn)入民用領(lǐng)域，擁有率還有很大提升空間

電力行業(yè)是使用紅外熱像儀的最早和的民用領(lǐng)域。紅外技術(shù)可以大大提高供電設(shè)備的運(yùn)行可靠性，減少設(shè)備維護(hù)時(shí)間。它是最成熟、最有效的在線功率檢測方法。紅外熱像儀應(yīng)用于設(shè)備的安全維護(hù)時(shí)，可以對電力設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢查和診斷，如變壓器、避雷器、電容器、斷路器、絕緣子串、變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜和導(dǎo)線、隔離開關(guān)、高壓輸電線路和壓力連接管

“十四五”規(guī)劃提出，要加強(qiáng)和加快電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設(shè)。智能電網(wǎng)已成為城市配電網(wǎng)規(guī)劃的總趨勢。我們相信，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行將是一個(gè)重要的考慮因素。除了傳統(tǒng)的手持式工業(yè)熱像儀外，該檢測機(jī)器人還具有額定紅外攝像機(jī)可替代人工24小時(shí)檢測，紅外負(fù)載無人機(jī)可檢測高空手動難以觸及的動力設(shè)備。電網(wǎng)檢測系統(tǒng)與紅外技術(shù)的集成，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，并與主、輔監(jiān)控系統(tǒng)智能鏈接。我們認(rèn)為它有望進(jìn)一步取代手動操作和維護(hù)

3.2.2工業(yè)領(lǐng)域：機(jī)器視覺開啟工業(yè)“新地平線”

紅外熱成像技術(shù)可應(yīng)用于建筑物檢測、石化設(shè)備檢測、采礦和工業(yè)生產(chǎn)制造過程控制。紅外成像技術(shù)可以通過建筑物表面的溫度分布，檢測出肉眼無法檢測到的建筑物缺陷，如絕緣不良、電氣故障、滲水、管道運(yùn)輸、蟲害、霉菌等；可幫助油氣公司非接觸式測量油罐液位，區(qū)分具有比熱特性的不同密度液體或固體之間的微小溫度變化；它可以檢測從礦石中提取礦物的過程，并協(xié)助機(jī)電系統(tǒng)的操作和維護(hù)


在制造業(yè)中，由于煙霧的阻礙，許多生產(chǎn)過程無法用肉眼監(jiān)測。紅外熱成像系統(tǒng)解決方案可以測量水分和污染、材料厚度和復(fù)合材料的緊密性，并有助于在生產(chǎn)早期檢測生產(chǎn)的產(chǎn)品是否合格

隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入，現(xiàn)代制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，“機(jī)器替代”是大勢所趨。紅外與機(jī)器視覺的碰撞將使紅外的工業(yè)應(yīng)用更加富有想象力。機(jī)器視覺是一種為自動檢測、過程控制和機(jī)器人導(dǎo)航等應(yīng)用提供基于圖像的自動檢測和分析的技術(shù)和方法。操作步驟包括圖像成像、自動圖像分析和提取所需信息。除可見光外，還有紅外成像、x射線成像、超聲波成像、微波成像等。隨著各種技術(shù)的不斷完善，機(jī)器視覺的應(yīng)用逐漸從工業(yè)電子裝配缺陷檢測擴(kuò)展到汽車制造、食品監(jiān)控、紡織加工等領(lǐng)域。隨著aiot和5g新技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)器視覺將有更大的發(fā)展，作為圖像和溫度基礎(chǔ)之一的紅外探測器將面臨更大的機(jī)遇

3.2.3醫(yī)療檢測與防疫：2019冠狀病毒疾病的防護(hù)墻和紅外行業(yè)的助燃劑

2020年，2019冠狀病毒疾病對世界產(chǎn)生了巨大影響。我們預(yù)測，在未來幾年內(nèi)，它可能會繼續(xù)影響世界，紅外溫度計(jì)是克服這一流行病的關(guān)鍵設(shè)備之一

2020年，全球?qū)t外熱像儀的需求急劇增加，主要是因?yàn)樵跈C(jī)場和火車站等公共場所應(yīng)用了溫度檢測和安全監(jiān)測。然而，紅外在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域的應(yīng)用不僅僅是檢查發(fā)熱癥狀。早在1913年，美國就建立了研究紅外熱成像的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，并開始將其應(yīng)用于臨床。疼痛性疾病，如急性和慢性肩頸痛、頸椎病和腰椎病、肌筋膜疼痛綜合征，常表現(xiàn)出明顯的體溫分布差異紅外熱像圖可以以圖像的形式顯示病變區(qū)域的溫度差異。與ct、x射線等結(jié)構(gòu)成像設(shè)備相比，紅外熱像儀作為一種功能圖像，具有早期診斷、綠色無害、非接觸、實(shí)時(shí)診斷等優(yōu)點(diǎn)


3.2.4狩獵和；戶外：獵人驢友的“黑眼睛”

戶外狩獵和其他戶外運(yùn)動，如登山、露營、探險(xiǎn)、攀巖和洞穴探險(xiǎn)，都是廣受尊重的非常健康的生活方式。紅外熱成像可以在夜間無光的情況下通過溫差看到動物的熱圖像。適用于山區(qū)、草原、沙漠、水域等地形的野生動物觀察和保護(hù)，或狩獵區(qū)狩獵。在黑夜或茂密的叢林中，望遠(yuǎn)鏡和集成紅外熱成像芯片的三防手機(jī)可以觀察周圍環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)野生動物，確保營地安全；你也可以穿上雨衣、雪衣和霧衣，讓驢友們在惡劣天氣下看到路況，避免迷路；當(dāng)有人出現(xiàn)時(shí)，也可用于人員搜索和救援，以防人員失蹤或被困

在歐洲、美洲、非洲和其他國家，法律允許合法狩獵。2021，美國有1520萬注冊獵人，2020年歐洲約有700萬注冊獵人


過去，獵人經(jīng)常使用微光夜視幫助夜間狩獵，紅外熱像儀是新一代的“黑眼”。微光夜視技術(shù)，又稱圖像增強(qiáng)技術(shù)，是通過夜鏡配上圖像增強(qiáng)管。微光夜視儀利用夜空目標(biāo)反射的低亮度夜空星光、月光、大氣輝光等自然光，將其增強(qiáng)和放大數(shù)十萬倍，以適合肉眼夜間偵察。手持式單管微光夜視儀的價(jià)格從幾十美元到幾百美元不等

紅外熱像儀不需要依賴低照度，可以在完全黑暗的環(huán)境中使用，可以克服雨霧、植物等障礙物。它具有明顯的性能優(yōu)勢，近年來銷量大幅增長。但是，價(jià)格相對較高。目前，flir和pulsar等手持紅外熱像儀的價(jià)格往往高達(dá)數(shù)百至數(shù)千美元。我們認(rèn)為，為了獲得更好的狩獵體驗(yàn)，獵人需要升級設(shè)備，而成本的下降可以推動紅外熱像儀穿透率的提高

3.2.5安全監(jiān)控：中國人均攝像機(jī)數(shù)量少，增長空間大

到目前為止，安全監(jiān)控行業(yè)經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)高清和智能監(jiān)控四個(gè)發(fā)展階段。近年來，紅外熱成像技術(shù)在安防應(yīng)用領(lǐng)域也處于越來越重要的地位。紅外熱像儀被動接收目標(biāo)自身的紅外熱輻射。它可以正常工作，無論白天或晚上，不會暴露自己。在雨霧等惡劣天氣下仍能正常觀測目標(biāo)。因此，紅外熱成像設(shè)備可以用來監(jiān)測人員和車輛等各種目標(biāo)，也可以用作火災(zāi)報(bào)警設(shè)備


國外人均攝像機(jī)數(shù)量es在中國仍然很小。2017年，中國攝像機(jī)密度的北京每1000人只有59臺攝像機(jī)，相當(dāng)于美國的60%，而二三線城市的攝像機(jī)數(shù)量較少。據(jù)cnbc引用的ihs報(bào)道，2021全球?qū)⒂谐^10億臺監(jiān)控?cái)z像機(jī)，中國將占一半。我們相信，紅外熱成像技術(shù)在安防場景中的應(yīng)用能夠更好地滿足防火和防盜的需要。隨著攝像頭總數(shù)的增加，紅外在安防領(lǐng)域的市場空間將擴(kuò)大

3.2.6消防救援：“智能消防”+家居消防

在火災(zāi)應(yīng)急救援中，紅外熱像儀是必不可少的。它可以幫助消防員通過煙霧監(jiān)測火災(zāi)，以便規(guī)劃任務(wù)、定位熱點(diǎn)并挽救生命。紅外熱像儀可以從火災(zāi)現(xiàn)場的內(nèi)部、外部和上方提供現(xiàn)場的全面視圖。這意味著不僅可以通過煙霧彌漫的房間，而且可以從多個(gè)角度探測整個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場，事故指揮員在指導(dǎo)資源分配時(shí)可以做出更好的決策。同時(shí)，紅外熱像儀還可以清晰地顯示熱源，這是搜救行動的重要工具。（報(bào)告來源：未來智庫）

目前，消防監(jiān)督部門人手不足，傳統(tǒng)工作方法與新形勢新任務(wù)的矛盾日益突出。我國消防工作面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，提高消防安全智能化管理水平刻不容緩。智能消防是利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，完善消防基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化消防工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的消防防控、高效的消防救援和智能化作業(yè)。據(jù)鄭州金特來官方網(wǎng)站介紹，2020年中國智能消防市場規(guī)模將達(dá)到40億元。紅外熱像儀能防止“未燃”，在消防中發(fā)揮關(guān)鍵作用，未來有廣闊的市場空間

另一方面，國內(nèi)一些城市已出臺相關(guān)政策，鼓勵(lì)中小場所（包括家庭）安裝和使用獨(dú)立的火災(zāi)探測報(bào)警器。隨著居民生活水平的提高和防火意識的增強(qiáng)，為城市家庭開發(fā)的消防產(chǎn)品將得到推廣，紅外熱像儀可應(yīng)用于室內(nèi)消防監(jiān)控。因此，家庭消防市場也是未來紅外熱像儀產(chǎn)品最具潛力的市場之一


3.2.7輔助駕駛：增加安全冗余，豐富駕駛場景

2019年，中國有4.35億機(jī)動車駕駛員，25.61萬人在交通事故中受傷，交通安全道路堵塞且漫長。隨著智能汽車的發(fā)展，adas（advanceddriverassistancesystem，高級駕駛輔助系統(tǒng)）的市場迅速增長。adas使用安裝在車輛上的各種傳感器收集數(shù)據(jù)，并結(jié)合地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，從而提前判斷駕駛員可能面臨的危險(xiǎn)，確保駕駛安全。車載攝像頭是adas不可或缺的傳感器之一

常見的機(jī)載adas傳感器包括光學(xué)相機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波、紅外熱像儀、超聲波等。在某些場景中，紅外技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。根據(jù)引用的數(shù)據(jù)2016年美國5987起行人安全事故中，75%發(fā)生在夜間環(huán)境中。夜間紅外探測器的出色性能提高了夜間駕駛的安全性。此外，據(jù)軒轅智佳官網(wǎng)介紹，紅外探測器的探測距離可達(dá)400米，是汽車遠(yuǎn)光燈照射距離的1.5倍，不受煙霧、陽光、眩光等的影響


我們相信，為了保證魯棒性，未來車載ada通常不會使用單個(gè)傳感器。添加紅外熱像儀可以增加傳感器模塊的冗余度和可靠性，并為車輛在復(fù)雜環(huán)境中的安全駕駛保駕護(hù)航

除了監(jiān)測外部環(huán)境外，紅外還可以用于座艙傳感系統(tǒng)。紅外線可用于檢查車后座是否有嬰兒或?qū)櫸?，監(jiān)測車內(nèi)溫度和乘員狀態(tài)，防止可疑入侵

紅外探測器可用于生命特征檢測系統(tǒng)，以保護(hù)幼兒的生命安全。當(dāng)車外溫度只有21℃左右時(shí)，車內(nèi)溫度可能達(dá)到46℃，將兒童留在車內(nèi)可能會引發(fā)事故和悲劇。據(jù)noheatstroke統(tǒng)計(jì)，從1998年到2020年，美國有883名兒童死于汽車中暑，其中53%是因?yàn)閮和贿z忘在汽車中，26%是因?yàn)閮和M(jìn)入無人看管的車輛。根據(jù)瑞電光學(xué)系統(tǒng)的官方網(wǎng)站，歐洲新車評估和測試組織（euroncap）宣布，從2022年起，將獎(jiǎng)勵(lì)提供兒童狀態(tài)檢測作為標(biāo)準(zhǔn)功能的汽車制造商



4。供給側(cè)：打破技術(shù)封鎖，中國企業(yè)崛起

4.1國外廠商：起步早，技術(shù)領(lǐng)先

紅外成像行業(yè)具有較高的資質(zhì)壁壘和技術(shù)壁壘。它是一個(gè)集光學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)、傳感器設(shè)計(jì)、mems技術(shù)、計(jì)算機(jī)和物理于一體的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。在國際民用市場上，flir是美國最具競爭力的公司。根據(jù)高德紅外官方網(wǎng)站引自yole的數(shù)據(jù)，2020年flir在全球民用紅外探測器市場份額中。此外，還有法國ulis、seek、美國drs、英國baesystems、美國l-3、美國fluke等

4.1.1flir：深耕技術(shù)拓展市場

flir系統(tǒng)公司成立于1978年，是紅外熱像儀設(shè)計(jì)、制造和銷售領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，是全球、最完整的紅外熱像儀供應(yīng)商。其產(chǎn)品范圍包括紅外熱像儀、航空相機(jī)和機(jī)械檢測系統(tǒng)。我們認(rèn)為，它不單獨(dú)銷售焦平面探測器，而是以運(yùn)動或整機(jī)系統(tǒng)的形式銷售。2020年，flir將其業(yè)務(wù)整合為兩個(gè)部門：國防服務(wù)部和工業(yè)部。2020年，flir的總收入為19.24億美元，其中和國防服務(wù)部門貢獻(xiàn)了7.68億美元（同比增長3.44%），工業(yè)企業(yè)貢獻(xiàn)了11.56億美元（同比增長5.86%），2020年flir占市場的35%

flir通過并購和合作，深度培育技術(shù)，拓展市場。公司成立之初，就致力于開發(fā)高性能、低成本的機(jī)載紅外th熱成像系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代末，該公司開始開發(fā)商用手持設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室測量設(shè)備。20世紀(jì)末的幾次重要收購為flir的發(fā)展提供了重要的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施。1990年，flir從休斯飛機(jī)公司收購了熱成像部門，1998年和1999年分別從瑞典和美國收購了agema和inframetrics。agema和inframetrics代表了60多年的主要紅外熱像儀開發(fā)和熱像應(yīng)用專業(yè)知識。在并購合作的幫助下，flir積極開拓市場，探索完善無人機(jī)、戶外、海上、安防、車輛等產(chǎn)業(yè)布局

flir技術(shù)和市場份額多年來一直處于領(lǐng)先地位。目前，flir產(chǎn)生的非制冷焦平面探測器像素中心距為17μm，主要為12μm；陣列規(guī)模包括336倍；256、640次；512、1280次；1024等；李靜等介紹了非制冷紅外焦平面探測器的研究進(jìn)展和趨勢，flir在封裝形式上既有陶瓷外殼封裝，也有晶圓級封裝；netd指數(shù)約為40mk；熱響應(yīng)時(shí)間約為10～15ms

2021年5月，teledyne以82億美元完成了對flir的收購。teledyne總部位于加利福尼亞州，主要產(chǎn)品有儀器、數(shù)字成像產(chǎn)品和軟件、航空航天和國防電子以及工程系統(tǒng)。teledyne執(zhí)行董事長robertmehrabian在flir官網(wǎng)上表示，雖然兩家公司的核心技術(shù)是傳感器，但它們的技術(shù)和產(chǎn)品重疊程度較低，預(yù)計(jì)通過合作將為股東提供更好的回報(bào)

4.1.2林里德（ulis）：市場份額繼續(xù)下降

2019年，ulis與sofradir合并成為lynred。lynred擁有35年的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，在制冷和非制冷領(lǐng)域有著深入的研究，涵蓋了從swir到vlwir的整個(gè)紅外光譜。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、消防、汽車輔助駕駛等領(lǐng)域，其中約85%的產(chǎn)品出口


lynred的非制冷紅外焦平面探測器源自cealeti實(shí)驗(yàn)室的非晶硅微測輻射熱計(jì)技術(shù)，正朝著小像素尺寸和大陣列規(guī)模的方向發(fā)展。公司產(chǎn)品規(guī)模由2000年的320倍變?yōu)?000年的320倍；240@45μm（凈直徑

4.1.3seek：雷神和nxp的發(fā)展

2012年，兩位在軍事專業(yè)熱成像行業(yè)擁有40多年經(jīng)驗(yàn)的專家成立了seek。借助雷神公司和恩智浦，seek發(fā)展迅速，2016年的發(fā)貨量位居世界第三。根據(jù)seek的官方網(wǎng)站，2020年seek的市場份額約為8%

4.2國內(nèi)：民營企業(yè)崛起搶占市場份額

參與紅外產(chǎn)業(yè)鏈的國內(nèi)企業(yè)可分為三類：軍工企業(yè)、中科院下屬單位和民營企業(yè)。2020年，中國民營企業(yè)將迅速崛起，搶占市場份額。在世界名中，中國制造商占據(jù)了四個(gè)席位，即高德紅外、?？低?、瑞創(chuàng)威納和大理科技，約占44%。在陣列尺寸、像素尺寸、netd等指標(biāo)上，國內(nèi)外非制冷探測器產(chǎn)品無明顯優(yōu)勢

4.2.1高德紅外

高德紅外是一家現(xiàn)代化的高科技軍工企業(yè)在中國紅外探測器細(xì)分領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋四大業(yè)務(wù)板塊：紅外焦平面探測器芯片、紅外熱成像機(jī)和以紅外熱成像為核心的集成光電系統(tǒng)、新型完整武器系統(tǒng)和傳統(tǒng)非致命和信息。通過對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的布局，我們成功構(gòu)建了一個(gè)體系完整的高科技軍工集團(tuán)。（報(bào)告來源：未來智庫）

紅外熱像儀和集成光電系統(tǒng)是主要的性能來源。2020年，該行業(yè)收入同比增長133.12%，占總收入的86.58%。2020h1子公司志干科技銷售額和利潤大幅增長，出貨量遠(yuǎn)高于2019年



公司是中國一家同時(shí)擁有非制冷探測器技術(shù)、碲鎘汞制冷探測器技術(shù)和超晶格探測器技術(shù)的民營企業(yè)。共建成三條制冷和非制冷8英寸紅外探測器芯片生產(chǎn)線。20213月，公司與子公司武漢高新科技聯(lián)合研發(fā)的“百萬像素中波雙色二級超晶格制冷紅外探測器”通過科技成果鑒定，打破了少數(shù)外資企業(yè)的技術(shù)壟斷。目前，公司計(jì)劃通過非公募項(xiàng)目建設(shè)“晶圓級封裝紅外探測器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”和“新基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域紅外溫度傳感器生產(chǎn)擴(kuò)建項(xiàng)目”，進(jìn)一步增強(qiáng)公司的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新實(shí)力

一家獲得完整wq系統(tǒng)整體資質(zhì)的民營企業(yè)，模型產(chǎn)品訂單持續(xù)增長。近年來，公司在各類設(shè)備產(chǎn)品招標(biāo)中取得了突出成績。自2021開始，公司已與客戶簽訂了9份樣板產(chǎn)品訂單合同，合同總金額9.16億元，較去年大幅增長，確保了公司樣板項(xiàng)目產(chǎn)品收入的持續(xù)增長。在取得整機(jī)生產(chǎn)資質(zhì)后，公司由芯片及配套光電系統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)檎麢C(jī)企業(yè)。擁有從底層核心設(shè)備到完整設(shè)備系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈批量生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破。我們相信，未來市場空間將進(jìn)一步開放

4.2.2瑞創(chuàng)微納

非制冷紅外電子技術(shù)起步，十年來一直專注于紅外熱成像領(lǐng)域。瑞創(chuàng)微納是一家專業(yè)從事非制冷紅外熱成像和mems傳感技術(shù)開發(fā)的集成電路芯片企業(yè)。其主要產(chǎn)品包括非制冷紅外熱成像mems芯片、紅外熱成像探測器、運(yùn)動和光電系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。到2020年，世界上只有美國、法國、以色列、中國等國家能夠掌握非制冷紅外探測器的核心技術(shù)，公司已成功研制出世界上臺1920&；1080@8μm非制冷紅外探測器芯片填補(bǔ)世界空白


收入迅速增長，得益于規(guī)模經(jīng)濟(jì)、降低成本和提高效率。2018年至2020年，公司營業(yè)收入為384/685/15.61億元，同比增長146.66%/78.25%/128.06%；歸屬于母公司的凈利潤分別為125/202/5.84億元，同比增長94.51%/61.44%/189.12%。其主營業(yè)務(wù)是紅外探測器、熱成像運(yùn)動模塊和熱成像儀產(chǎn)品，并取得了較大增長。得益于規(guī)模經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)品技術(shù)和工藝的改進(jìn)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，探測器和整機(jī)的毛利率有所提高。2020年，公司綜合毛利率達(dá)到62.81%，同比增長12.39%

海外民品市場拓展力度加大，戶外整機(jī)銷量大幅增長。目前，公司已與多家國際知名品牌達(dá)成戰(zhàn)略合作，為國際化戰(zhàn)略奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。艾里光電室外熱成像儀產(chǎn)品出口到40多個(gè)國家和地區(qū)，在德國、俄羅斯等國家和地區(qū)擁有領(lǐng)先的市場份額。2020年，海外銷售總收入6.28億元，同比增長162.91%，其中室外熱像儀產(chǎn)品同比增長86.87%；2021h1海外銷售收入2.99億元，同比增長37.83%。我們預(yù)計(jì)公司海外業(yè)務(wù)未來仍將保持增長

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