全球和中国红外热像仪行业发展现状

全球和中国红外热像仪行业发展现状一、红外热像仪产业概述红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。通过红外热像仪，可以看到眼睛无法看到的事物，如藏在草丛后面的人等。红外探测技术研究范围包括红外辐射的传输、接收以及后续的信息处理等过程。它已经渗透到军事和民用的多个领域，成为当今最重要的探测技术之一。就红外热像仪产业链整体来看。上游主要是红外热像仪的原材料组成部分，通常由光机组件、调焦/变倍组件、内部非均匀性校正组件（以下简称内校正组件）、成像电路组件和红外探测器/制冷机组件组成。中游主要是红外热像仪的组装和生产，根据用途的不同制造不同的热像仪。一般分光机扫描成像系统和非扫描成像系统。下游用途主要为军用和民用，最近宫外热像仪主要为军用，随着行业的持续发展，民用热像仪行业逐步成熟。二、红外热像仪技术现状1、热成像技术状况红外/热成像技术发展历经了三代，第一代热成像仪均工作长波红外，利用室温下目标的长波红外辐射能量远超过中波红外辐射，并且在8~14μm有大气透射窗口，可以使得少量探测元和光机扫描技术满足长波红外成像的应用要求。第二代红外成像技术的一大亮点是面阵型红外焦平面探测器技术的出现，使得红外/热成像技术的工作波段拓展至中波和短波红外。第三代红外/热成像探测技术向着大/超大面阵、双色/多色探测器、高灵敏度等方向发展。第三代红外探测器包括以下三种制冷型和非制冷型焦平面阵列：（1）具有多波段探测能力的制冷型面阵红外探测器，且具备更高的分辨率和更强的性能；（2）非制冷型红外焦平面阵列同时也必须具备中等或者高性能；（3）成本很低，且能在常温下工作的红外焦平面阵列。2、探测器技术发展非制冷红外探测器主要朝着更小的像元间距、晶圆级封装、ASIC集成等方向发展。更小的像元间距意味着能在同等尺寸规模的芯片上制成更大的面阵的探测器。晶圆级封装能够极大提升规模效应和生产效率，进而降低生产成本。采用ASIC芯片集成方式替代PCB电路板级元器件集成，显著减小了成像模组尺寸，同样降低了量产成本。红外探测器是热成像的关键组成部分。可分成制冷型和非制冷型两类，制冷型红外探测器具有响应速度更快、灵敏度更高、探测距离更远及性能更稳定等诸多优点，但是需在低温环境下才能体现性能优势。这就使得制冷型红外探测器的成本高，体积重量大，主要应用在军事和科研领域。目前，其发展方向主要在提高工作温度、减小暗电流、小型化、多波长探测以及系统集成等方面。而非制冷型红外探测器整机小巧，成本低，而且使用的寿命长，但是精度相对较差，在对成像性能要求不高的军事领域和民用领域，得到广泛的应用。三、红外热像仪市场现状1、市场规模就红外市场规模而言。在军用方面，根据美国MaxtechInternational市场调查报告，2019年全球红外军品市场规模约92.5亿美元，2014-2019年复合增速为3.4%。在民用方面，随着红外探测器成本的下降，红外热成像仪在民用市场消费额快速增长，红外技术的应用场景不断丰富。2019年全球民用市场规模为50亿元，2020年疫情将红外热像仪送入大众视野，加速了民用市场红外产品的普及，目前红外在民用市场主要应用于工业测温、气体检测、石油化工、电力检测、安防监控、医疗检疫和消防应急等领域。预计2020市场规模可达56亿元。2、市场结构国产品牌竞争力不断增强，红外技术是国防核心科技，长期以来，欧美等国家对我国采取了严密的技术封锁，高端红外热成像传感器禁止出口到中国。严峻的形势倒逼中国企业自力更生，在非制冷红外探测器技术上陆续突破，不仅打破了欧美国家的技术垄断，竞争实力也已位于世界领先。注;传统大厂包括FLIR.Seek和Lynred3、竞争格局红外成像行业具有较高的资质壁垒和技术壁垒。目前全球仅有美国、法国、以色列、中国等少数国家能够掌握非制冷红外探测器核心技术。根据高德红外官网援引自Yole的数据，2020年美国FLIR公司位居全球民用红外探测器市场占有率第一。中国红外企业迅速崛起抢占市场份额。2020年，全球十强中国厂商已占据四席。注：数据为非制冷红外整机出货量占比四、红外热成像前景与趋势1.前景分析十四五”期间国防支出有望维持较高增速，红外设备等武器装备加速列装。与美国、俄罗斯等军事强国相比，我国先进武器装备技术和普及率仍处于落后地位。当前世界正处于“百年未有之大变局”，国际环境形势严峻，中央强调：“全面聚焦备战打仗”；明确提出“确保2027年实现建军百年奋斗目标”。2020年国防支出1.3万亿元，同比增长7.5%，国防支出增速长期领先于同期GDP增速，预计“十四五”期间国防支出将加速增长。在军队信息化建设及武器装备现代化建设大背景下，红外设备将加速列装。2、技术趋势开发适应性强的非均匀性校正方法是红外焦平面探测器发展的一个技术难题。除此之外，红外焦平面阵列各敏感元响应不一致、1/f噪声、红外光学系统、读出电路自身及其与探测器耦合的非均匀性、外界环境温度和红外焦平面阵列中无效像元等因素的影响，使得红外焦平面探测器得到的图像容易发生模糊和畸变，致使图像在空间上呈现不均匀的特征。高精