1、紅外成像產(chǎn)業(yè)專題研究報(bào)告1 .紅外：探索“不可見(jiàn)”的世界1800年，英國(guó)天文學(xué)家威赫謝爾在溫度計(jì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一種“不可見(jiàn)光線”。早期的紅外探測(cè)器研究主要是熱探測(cè)器。1821年塞貝克發(fā)現(xiàn)了熱電效應(yīng)，不久之后第一個(gè)熱電偶誕生了；1829年諾比利構(gòu)造了熱電堆；1833年梅洛尼改進(jìn)了熱電堆，在此后的近半個(gè)世紀(jì)里，熱電堆一直是應(yīng)用最廣的紅外探測(cè)器。1880年蘭利制作出了測(cè)輻射熱計(jì)，靈敏度比同時(shí)代的熱電堆高30倍，在隨后20年的不斷改進(jìn)中，其靈敏度提高了近400倍。在1873年史密斯發(fā)現(xiàn)光電導(dǎo)效應(yīng)的幾十年后，凱斯研制出了第一個(gè)紅外光電導(dǎo)探測(cè)器。約20世紀(jì)30年代起，光子探測(cè)器逐漸成為紅外探測(cè)器發(fā)展的主流。

2、1933年硫化鉛被發(fā)現(xiàn)具有光電導(dǎo)特性，隨后成為第一個(gè)在戰(zhàn)場(chǎng)上得到多種應(yīng)用的實(shí)用紅外探測(cè)器。1941年,卡什曼開(kāi)始關(guān)注硫化蛇（Ti2S）探測(cè)器技術(shù)，隨后發(fā)現(xiàn)其他鉛鹽類半導(dǎo)體（PbSe和PbTe）也可以用來(lái)制作紅外探測(cè)器?，F(xiàn)代紅外探測(cè)器技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)期間。紅外光子技術(shù)與半導(dǎo)體材料科學(xué)及光刻技術(shù)的結(jié)合，使紅外探測(cè)器在20世紀(jì)快速發(fā)展，非本征半導(dǎo)體探測(cè)器、窄禁帶化合物半導(dǎo)體探測(cè)器、半導(dǎo)體紅外探測(cè)器陣列、非制冷熱探測(cè)器等技術(shù)相繼面世。2 .紅外熱像儀的原理&技術(shù)路線2.1 紅外探測(cè)器品質(zhì)直接決定熱像儀成像質(zhì)量紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見(jiàn)光線中的一種，又稱紅外光、紅外熱輻射，是波長(zhǎng)介乎微

3、波與可見(jiàn)光之間的電磁波。溫度高于絕對(duì)零度（-273C）的任何物體都會(huì)不斷地向四周輻射紅外譜線，紅外線能量的大小與物體表面的溫度和材料特性直接相關(guān)，溫度越高，紅外線能量就越大。按紅外窗口可分為近紅外、短波紅外、中波紅外、長(zhǎng)波紅外、甚長(zhǎng)波紅外、遠(yuǎn)紅外、亞毫米波。軍民最常使用的近紅外（NIR,0.761.1小俄中波紅外（MWIR,3-6wM、長(zhǎng)波紅外（LWIR,615Wn）紅外熱像儀的工作原理。紅外熱像儀通過(guò)探測(cè)目標(biāo)物體的紅外輻射，然后經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)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。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，紅外圖像轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)圖像分三步進(jìn)行，第一步是利用對(duì)

4、紅外輻射敏感的紅外探測(cè)器把紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷蹼娦盘?hào)，該信號(hào)的大小可以反映出紅外輻射的強(qiáng)弱；第二步是利用后續(xù)電路將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大和處理，從而清晰地采集到目標(biāo)物體溫度分布情況；第三步是通過(guò)圖像處理軟件對(duì)上述放大后的電信號(hào)進(jìn)行處理，得到電子視頻信號(hào)，電視顯像系統(tǒng)將反映目標(biāo)紅外輻射分布的電子視頻信號(hào)在屏幕上顯示出來(lái)，得到可見(jiàn)圖像。紅外熱像儀的核心部件是用來(lái)探測(cè)、識(shí)別和感知紅外輻射的紅外探測(cè)器，探測(cè)器性能直接決定了最終形成的可見(jiàn)圖像的清晰度和靈敏度。2.2 紅外探測(cè)器的分類根據(jù)工作原理可將紅外探測(cè)器主要分為光子探測(cè)器、熱探測(cè)器。根據(jù)探測(cè)器的工作溫度可以將其分為制冷型和非制冷型，其技術(shù)差異來(lái)源于探測(cè)

5、原理的不同。熱探測(cè)器材料吸收紅外輻射后產(chǎn)生溫升,通過(guò)測(cè)量其物理性質(zhì)的變化就可以測(cè)量出它吸收的能量或功率。光子探測(cè)器吸收光子后，探測(cè)器材料的電子狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生光電效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量光電效應(yīng)的大小可以測(cè)定被吸收的光子數(shù)。通常情況下，制冷型紅外探測(cè)器屬于光子型，非制冷型紅外探測(cè)器在探測(cè)原理上屬于熱式。2.2.1 制冷探測(cè)器：性能好但成本高，多軍用制冷型紅外探測(cè)器的工作溫度一般在80K200K。低溫可以降低熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子，暗電流較小，從而降低探測(cè)器的噪聲；制冷在一定程度上也可減少禁帶寬度，從而加大截止波長(zhǎng)。制冷紅外探測(cè)器的常用材料有硫鎘汞（MCT）、量子阱（QWIP）、狒化錮（InSb）、二類超

6、晶格（T2SD四種。制冷型紅外探測(cè)器靈敏度較高，探測(cè)距離遠(yuǎn)，但由于其價(jià)格昂貴、體積大、功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且制冷器的壽命僅有約10000h等缺點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合受限，更多地運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，如夜視偵查、精確制導(dǎo)和目標(biāo)瞄準(zhǔn)等。2.2.2 非制冷探測(cè)器：性價(jià)比高，民品市場(chǎng)廣闊非制冷探測(cè)器可進(jìn)一步分為熱釋電式、熱電堆、微測(cè)輻射熱計(jì)等。其中微測(cè)輻射熱計(jì)是一種熱敏電阻型傳感器，在紅外輻射照射到傳感器后，傳感器溫度升高，熱敏薄膜的阻值改變，其NETD主要受限于熱敏材料的1/f噪聲。微測(cè)輻射熱計(jì)型探測(cè)器是目前技術(shù)最成熟、市場(chǎng)占有率最高的主流非制冷紅外焦平面探測(cè)器。目前市場(chǎng)上大部分紅外探測(cè)器都是焦平面陣列，其特點(diǎn)是由M

7、KN個(gè)熱敏單元（即像元）排成陣列，用來(lái)接收紅外輻射。微測(cè)熱輻射探測(cè)器的每個(gè)熱敏單元主要由CMOS讀出電路及MEMS傳感器兩部分組成，上層的MEMS傳感器通常使用氧化鈕或非晶硅等熱敏材料制成，用于吸收紅外輻射能量并將溫度變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，CMOS讀出電路將微小的電阻變化以電信號(hào)的方式輸出。CMOS讀出電路和MEMS傳感器為多層結(jié)構(gòu)，精密復(fù)雜，其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程難度很高，是紅外探測(cè)器的核心步驟。紅外探測(cè)器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及研發(fā)涉及到材料、集成電路設(shè)計(jì)、制冷和封裝等多個(gè)學(xué)科，技術(shù)難度很大，目前全球僅有美國(guó)、法國(guó)、以色列、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家能夠掌握非制冷紅外探測(cè)器核心技術(shù)。由于非制冷紅外探測(cè)器像元的加熱和冷

8、卻是一個(gè)較慢的過(guò)程，其靈敏度與響應(yīng)度特性還不能與制冷型紅外探測(cè)器相比。但成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命較長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)有利于其應(yīng)用的推廣，非制冷探測(cè)器在工業(yè)生產(chǎn)、監(jiān)控安防、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域需求較大。2.3 氧化鈕是非制冷紅外探測(cè)器主流技術(shù)熱敏材料的選取對(duì)于微測(cè)輻射熱計(jì)的靈敏度（NETD）有非常大的影響，優(yōu)選具有高溫度電阻系數(shù)（TCR）和低1/f噪聲的材料，同時(shí)還要考慮到所選材料與讀出電路的集成工藝是否方便高效。非晶硅（-Si）和氧化銳（VOx）則是非制冷型紅外探測(cè)器的兩大主流敏感材料。非晶硅技術(shù)源自美國(guó)TI公司和法國(guó)CEA-Leti實(shí)驗(yàn)室，具工藝與標(biāo)準(zhǔn)硅完全兼容，制備過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，TCR與氧化鈕相當(dāng)。但由于非

9、晶硅是無(wú)定型結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)的1/f噪聲比氧化鈕要高，所以NETD通常不如氧化銳材料。氧化鈕技術(shù)源自于美國(guó)Honeywell研究中心，是目前國(guó)際主流的非制冷紅外成像技術(shù)，具有較高的TCR（室溫環(huán)境下約為2%/K3%/K,市占率75%左右。2.4 發(fā)展趨勢(shì)：高性能滿足高端需求，高性價(jià)比下沉民品市場(chǎng)2.4.1 小像元、大面陣：提高探測(cè)性能，豐富使用場(chǎng)景紅外焦平面陣列像元由光敏區(qū)（面）和非光敏區(qū)構(gòu)成，這兩部分合在一起成為一個(gè)探測(cè)單元，簡(jiǎn)稱像元。減小像元間距是紅外探測(cè)器發(fā)展的趨勢(shì)。小像元能夠使探測(cè)器小型化，在像元數(shù)一定的情況下，探測(cè)器變得越緊湊，需要的功率越少。此外小像元能提高系統(tǒng)分辨率，增加探測(cè)距離，10

10、wm像元間距探測(cè)器比15區(qū)m的探測(cè)距離遠(yuǎn)20陽(yáng)上。但由于紅外輻射衍射極限的限制，像元尺寸并不是無(wú)限縮小的。在過(guò)去的幾十年里，紅外焦平面陣歹J像元間距從50區(qū)m左右開(kāi)始不斷減小，美國(guó)DRS已將制冷型HgCdTe探測(cè)器的像元間距降至5區(qū)”非制冷領(lǐng)域，2020年睿創(chuàng)微納發(fā)布的8m非制冷紅外探測(cè)芯片是最全世界最小的像元尺寸。目前紅外探測(cè)器的面陣規(guī)模集中在640X512和384X288兩種,極少數(shù)紅外探測(cè)器高端機(jī)型采用1024X768面陣規(guī)模。隨著探測(cè)器制造工藝的進(jìn)步和像元尺寸的縮小，大面陣探測(cè)器的應(yīng)用開(kāi)始增多。與640X512元探測(cè)器相比，大面陣探測(cè)器更適于觀察類應(yīng)用。同樣的焦距下，大面陣探測(cè)器覆蓋的

11、場(chǎng)景更廣闊，觀察的細(xì)節(jié)更豐富，能滿足某些高性能要求的應(yīng)用。2.4.2 晶圓級(jí)封裝：降本是拓展民品市場(chǎng)的關(guān)鍵因素紅外探測(cè)器的成本和體積等是限制其應(yīng)用的關(guān)鍵因素。封裝成本在整個(gè)探測(cè)器研發(fā)成本中占比超過(guò)50%目前常用的封裝技術(shù)包括：金屬封裝、陶瓷封裝、晶圓級(jí)封裝和研制中的像元級(jí)封裝。金屬封裝結(jié)構(gòu)組件包括金屬外殼（管殼）、TEC（半導(dǎo)體制冷器，保證探測(cè)器在室溫下工作）、柱狀吸氣劑（成本高）和紅外窗口等，且封裝過(guò)程中進(jìn)行多次焊接、粘連、劃片和排氣（耗時(shí)3-7天）等工藝步驟，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，每批生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量有限，只適用于高端的軍事應(yīng)用。陶瓷封裝是目前使用廣泛的封裝形式。其管殼為廉價(jià)陶瓷基板，無(wú)TEC,采用片式

12、或薄膜吸氣劑，封裝體積、重量、成本較金屬封裝都有一定程度下降。晶圓級(jí)封裝直接在晶圓上進(jìn)行大多數(shù)或是全部的封測(cè)試程序后再進(jìn)行切割。與陶瓷封裝相比，具集成度更高、工藝步驟簡(jiǎn)化、成本低且生產(chǎn)效率高，是非制冷紅外探測(cè)器封裝技術(shù)中最具發(fā)展前景的形式。晶圓級(jí)封裝能將封裝成本從千元量級(jí)將至百元量級(jí)，有利于進(jìn)一步降低產(chǎn)品價(jià)格。目前紅外探測(cè)器產(chǎn)品價(jià)格仍較高，良率仍待進(jìn)一步提升。我們認(rèn)為隨著晶圓封裝技術(shù)的推廣及規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)將推動(dòng)紅外探測(cè)器成本逐步下降，高性價(jià)比紅外探測(cè)器產(chǎn)品能催生豐富的民品應(yīng)用，帶動(dòng)民品市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。3 .需求端3.1 軍用：全球市場(chǎng)穩(wěn)定提升，國(guó)內(nèi)滲透率亟待提升紅外熱成像儀最早運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，其

13、最重要的應(yīng)用是晝夜觀察和熱目標(biāo)探測(cè)。自1956年美國(guó)AIM-9B“響尾蛇”空空導(dǎo)彈采用了紅外導(dǎo)引技術(shù)以來(lái)，軍事應(yīng)用一直是紅外探測(cè)器的重要市場(chǎng)，如夜視觀瞄、精確制導(dǎo)、光電載荷、艦載識(shí)別指揮系統(tǒng)和軍用車輛輔助駕駛系統(tǒng)等。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）軍用紅外產(chǎn)品方面，全球市場(chǎng)規(guī)模處于穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。從上世紀(jì)70-80年代起就逐步應(yīng)用于海陸空戰(zhàn)場(chǎng)上，紅外熱成像技術(shù)作為夜戰(zhàn)和精確打擊武器系統(tǒng)中的核心技術(shù)，紅外裝備精良與否將直接決定和影響著武器現(xiàn)代化水平。根據(jù)睿創(chuàng)微納招股書援引自MaxtechInternational及北京歐立信咨詢中心預(yù)測(cè)，2023年全球軍用紅外市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107.95億美元。出于紅外熱成像

14、儀的軍事敏感性，西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于紅外成像采取嚴(yán)格的技術(shù)封鎖及產(chǎn)品禁運(yùn)政策，美國(guó)以強(qiáng)大的科研優(yōu)勢(shì)保持領(lǐng)先，在國(guó)際軍品市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，據(jù)睿創(chuàng)微納2019年報(bào)，截至2019年，全球軍用紅外熱成像儀市場(chǎng)的前十大供應(yīng)商中，美國(guó)廠商占據(jù)6席。紅外產(chǎn)品在美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家軍隊(duì)的普及率較高，市場(chǎng)趨于穩(wěn)定。據(jù)非制冷紅外成像技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)及其軍事應(yīng)用李其昌著，美軍在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，平均每名士兵裝備了1.7套紅外成像裝輅（TWS）,這些紅外成像裝輅可以大幅改善士兵監(jiān)視、瞄準(zhǔn)和戰(zhàn)斗的性能。自2004年以來(lái)，僅英國(guó)BAE系統(tǒng)公司已經(jīng)獲得了價(jià)值超過(guò)10億美元的熱瞄準(zhǔn)系統(tǒng)生產(chǎn)合同，向陸軍交付了超過(guò)10萬(wàn)套武器熱瞄

15、準(zhǔn)系統(tǒng)。據(jù)睿創(chuàng)微納招股書援引自MaxtechInternational統(tǒng)計(jì)，2014年全球軍用紅外熱成像儀系統(tǒng)市場(chǎng)中，北美占50%歐洲占18%亞洲地區(qū)目前市場(chǎng)份額占12%未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。目前我國(guó)國(guó)防費(fèi)占GDP比重相對(duì)較低，軍隊(duì)紅外熱像儀配備相對(duì)較少。3.2 民用：成本下降推動(dòng)民品市場(chǎng)拓展隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，各種適用于民用的低成本紅外成像設(shè)備出現(xiàn)，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。20世紀(jì)最后10年以來(lái)，其民用需求急劇增長(zhǎng)，在電力檢測(cè)、測(cè)溫、汽車輔助駕駛、戶外運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。與軍用市場(chǎng)相比，民用紅外市場(chǎng)規(guī)模略小，但保持較快增長(zhǎng)趨勢(shì)。隨著非制冷紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展，紅外熱

16、成像儀在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其民用市場(chǎng)保持著很快的增長(zhǎng)速度，增長(zhǎng)幅度要遠(yuǎn)大于軍用領(lǐng)域。在2020年，由于紅外熱像儀在通過(guò)發(fā)熱監(jiān)測(cè)來(lái)遏制新冠病毒上的重要性，民用紅外市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)。根據(jù)睿創(chuàng)微納招股書援引自MaxtechInternational及北京歐立信咨詢中心的數(shù)據(jù)，2023年全球民用紅外市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到74.65億美元。3.2.1 電力檢測(cè)：最早切入的民用領(lǐng)域，擁有率仍有較大提升空電力行業(yè)是使用紅外熱像儀最早及數(shù)量最多的民用領(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，降低了設(shè)備檢修時(shí)間，是最成熟最有效的在線電力檢測(cè)方法。將紅外熱像儀運(yùn)用于設(shè)備的安全檢修上，可對(duì)變壓器、避雷器、電容器、

17、斷路器、絕緣子串、互感器、發(fā)電機(jī)、電纜和導(dǎo)線、隔離開(kāi)關(guān)、高壓輸電線及壓接管等電力設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢查與故障診斷?！笆奈濉币?guī)劃中提到要加強(qiáng)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)已是城市配電網(wǎng)規(guī)劃大勢(shì)所趨，我們認(rèn)為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行將是重要考量。除傳統(tǒng)手持工業(yè)級(jí)熱像儀外，集成了紅外攝像頭的巡檢機(jī)器人能夠代替人工進(jìn)行全天候巡檢，搭載紅外載荷的無(wú)人機(jī)能夠在高空對(duì)人工難以達(dá)到的電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。將電網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)與紅外技術(shù)融合，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控、與主輔監(jiān)控系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)，我們認(rèn)為其有望進(jìn)一步代替人工運(yùn)維。3.2.2 工業(yè)領(lǐng)域：機(jī)器視覺(jué)打開(kāi)工業(yè)“新視界”紅外熱成像技術(shù)可用于建筑檢測(cè)、石油化工設(shè)備檢測(cè)、采礦

18、以及工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程控制。紅外成像技術(shù)可以通過(guò)建筑物表面的溫度分布情況，檢測(cè)不良絕緣，電氣故障，滲水，管道輸送，蟲蝕，霉菌等肉眼無(wú)法察覺(jué)的建筑缺陷；可以幫助油氣公司以非接觸的方式測(cè)量油箱液位，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；可以檢測(cè)從礦石中提取礦物的過(guò)程并協(xié)助機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維。在制造業(yè)中，由于煙霧的阻礙很多生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法通過(guò)肉眼監(jiān)控，紅外熱成像系統(tǒng)解決方案可測(cè)潮濕和污染、材料的厚度以及復(fù)合材料結(jié)合的緊密度，協(xié)助在生產(chǎn)的前期環(huán)節(jié)檢測(cè)出生產(chǎn)的產(chǎn)品是否合格。伴隨著現(xiàn)代化制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)的深入，“機(jī)器換人”是普遍趨勢(shì)，紅外與機(jī)器視覺(jué)的碰撞使紅外的工業(yè)應(yīng)用將更具想象力。機(jī)器

19、視覺(jué)是一種為自動(dòng)化檢測(cè)、過(guò)程控制和機(jī)器人導(dǎo)航等應(yīng)用提供基于圖像的自動(dòng)檢測(cè)和分析的技術(shù)和方法，運(yùn)行步驟包括圖像成像、圖像的自動(dòng)分析和所需信息的提取。其中成像方式除可見(jiàn)光外，還有紅外成像、X光成像、超聲成像、微波成像等。隨著各類技術(shù)的不斷完善，機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用從工業(yè)電子裝配缺陷檢測(cè)，逐步推廣到汽車制造、食品監(jiān)控、紡織加工等多個(gè)領(lǐng)域。AIOT、5G新技術(shù)應(yīng)用加持下機(jī)器視覺(jué)將會(huì)有更大發(fā)展，紅外探測(cè)器作為圖像和溫度基礎(chǔ)之一將面臨更大的機(jī)會(huì)。3.2.3 醫(yī)療檢測(cè)與防疫：新冠疫情的防護(hù)墻，紅外行業(yè)的助燃劑新冠疫情在2020年對(duì)全世界造成了巨大的沖擊，我們預(yù)計(jì)其可能會(huì)在未來(lái)幾年持續(xù)影響世界，而紅外體溫檢測(cè)儀是戰(zhàn)

20、勝疫情的關(guān)鍵裝備之一。2020年全球紅外熱像儀需求的大幅增長(zhǎng)，主要來(lái)源于機(jī)場(chǎng)、火車站等公共場(chǎng)所的體溫檢測(cè)和安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用，但紅外在醫(yī)療診斷領(lǐng)域的應(yīng)用不只排查發(fā)熱癥狀。早在1913年美國(guó)就成立了研究紅外熱成像的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，并開(kāi)始運(yùn)用于臨床。疼痛性疾病如急、慢性肩頸痛，頸、腰椎病，肌筋膜疼痛綜合征等，往往在病變區(qū)域會(huì)顯示出明顯的體溫分布差異，而紅外熱像技術(shù)正可以將這溫度差異以圖像的形式呈現(xiàn)出來(lái)。和CT、X光等結(jié)構(gòu)影像設(shè)備相比，作為功能影像的紅外熱像儀具有早期診斷、綠色無(wú)害、非接觸式、即時(shí)診斷等優(yōu)勢(shì)。3.2.4 狩獵&戶外：獵人驢友的“黑暗之眼”戶外狩獵及其他戶外運(yùn)動(dòng)如登山、露營(yíng)、探險(xiǎn)、攀巖、探

21、洞等，均是被人們廣為推崇、非常健康的生活方式。紅外熱成像在夜間不需要任何光照即可通過(guò)溫差看到動(dòng)物熱像圖，適合山林、草原、荒漠、水域等各種地形的野生動(dòng)物觀察和保護(hù)，或是獵區(qū)狩獵。在漆黑的夜晚或濃密的叢林中，集成了紅外熱成像芯片的望遠(yuǎn)鏡、三防手機(jī)等，可以快速地觀察周邊環(huán)境，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)野獸，確保營(yíng)地安全；也可以穿透雨雪霧，使驢友在惡劣天氣情況下看清路況，以免迷路；當(dāng)出現(xiàn)人員失聯(lián)或被困的情況時(shí)，還可以用于人員的搜救。在歐美、非洲等國(guó)家，合法狩獵是被法律允許的。2021年美國(guó)注冊(cè)獵人共1520萬(wàn)人，2020年歐洲注冊(cè)獵人有約700萬(wàn)人。過(guò)去獵人們常用微光夜視儀幫助夜間狩獵，紅外熱像儀則是新一代“黑暗之

22、眼”微光夜視技術(shù)又稱像增強(qiáng)技術(shù)，是通過(guò)帶像增強(qiáng)管的夜視鏡，微光夜視儀是利用夜間目標(biāo)反射的低亮度的夜天光星月光大氣輝光等自然光，將其增強(qiáng)放大到幾十萬(wàn)倍，從而達(dá)到適于肉眼夜間進(jìn)行偵察。手持單筒微光夜視儀價(jià)格從幾十到幾百美元不等。紅外熱像儀不需依賴微光，能在完全黑暗的環(huán)境中使用，且能克服雨霧、植物等障礙清晰成像，性能優(yōu)勢(shì)明顯，近年來(lái)銷量明顯提高。但價(jià)格較高，目前FLIRPulsar等手持紅外熱像儀售價(jià)往往達(dá)幾百到幾千美元。我們認(rèn)為，為了更好的狩獵體驗(yàn)，獵人有升級(jí)裝備的需求，而成本的下降能帶動(dòng)紅外熱像儀滲透率的提高。3.2.5 安防監(jiān)控：國(guó)內(nèi)人均攝像頭數(shù)較少，成長(zhǎng)空間較大安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)截至目前共經(jīng)歷了四

23、個(gè)發(fā)展階段，分別為模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)高清和智能監(jiān)控時(shí)代。近年來(lái)，紅外熱成像技術(shù)在安防應(yīng)用領(lǐng)域也處于越來(lái)越重要的地位。紅外熱像儀是被動(dòng)接受目標(biāo)自身的紅外熱輻射，無(wú)論白天黑夜均可以正常工作并且不會(huì)暴露自己，在雨、霧等惡劣天氣下仍可正常觀測(cè)目標(biāo)。因此采用紅外熱成像設(shè)備可對(duì)各種目標(biāo)如人員、車輛進(jìn)行監(jiān)控，也可以作為防火報(bào)警設(shè)備。對(duì)標(biāo)國(guó)外人均攝像頭數(shù)量，國(guó)內(nèi)數(shù)量仍較少。2017年我國(guó)攝像頭密度最高的北京市每千人擁有攝像頭數(shù)量?jī)H59個(gè)，僅相當(dāng)于美國(guó)的60%而二線、三線城市的攝像頭數(shù)量更少。根據(jù)CNBC援引自IHS,2021年全球?qū)⒂谐^(guò)10億支監(jiān)控?cái)z像頭，中國(guó)將占半數(shù)。我們認(rèn)為，紅外熱成像技術(shù)在安防場(chǎng)

24、景的應(yīng)用能更好地滿足防火防盜的需求，隨著攝像頭總量的增加，紅外在安防領(lǐng)域的市場(chǎng)空間將隨之?dāng)U大。3.2.6 消防救援：“智慧消防”+家用消防在消防救援的緊急關(guān)頭，紅外熱像儀必不可少。其可有助于消防員透過(guò)煙霧監(jiān)測(cè)火勢(shì)，以便快速計(jì)劃任務(wù)、定位熱點(diǎn)、挽救生命。紅外熱像儀能提供全面的場(chǎng)景視圖一從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部、外部和上方。這意味著不只是透過(guò)煙霧彌漫的房間進(jìn)行觀測(cè)，而是從多個(gè)視角檢測(cè)整個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，事故指揮員能在指導(dǎo)資源配輅時(shí)作出更好決策時(shí)，紅外熱像儀也能清晰地可視化熱源，是搜救行動(dòng)的重要工具。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）目前，消防監(jiān)管部門人手不夠充裕，傳統(tǒng)工作方式與新形勢(shì)、新任務(wù)不相適應(yīng)的矛盾日益凸顯，中國(guó)消防工

25、作面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，亟待提升消防安全智慧化治理水平。智慧消防是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，改善消防基礎(chǔ)建設(shè)，優(yōu)化消防工作機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防控精準(zhǔn)化、滅火救援高效化、工作運(yùn)行智能化。據(jù)鄭州金特萊官網(wǎng)，2020年我國(guó)智慧消防市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到40億元。紅外熱像儀可防患于“未燃”，在消防中發(fā)揮關(guān)鍵作用，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。另一方面，目前國(guó)內(nèi)部分城市已出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)中小場(chǎng)所（包括家庭）安裝使用獨(dú)立式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器。隨著居民生活水平提高與防火意識(shí)增強(qiáng)，面向城市家庭開(kāi)發(fā)的消防產(chǎn)品將得到推廣，而紅外熱像儀便可應(yīng)用于室內(nèi)火災(zāi)消防監(jiān)控，因此家庭消防市場(chǎng)也將是紅外熱像儀產(chǎn)品未來(lái)最具潛力市場(chǎng)之一。3.2

26、.7 輔助駕駛：增加安全冗余，豐富行車場(chǎng)景2019年中國(guó)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)?.35億人，交通事故受傷人數(shù)25.61萬(wàn)人，交通安全道阻且長(zhǎng)。隨著智能汽車的發(fā)展，ADAS（AdvancedDriverAssistanceSystem,“高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)”）市場(chǎng)快速成長(zhǎng)。ADAS利用安裝在車上的各式各樣傳感器收集數(shù)據(jù)，并結(jié)合地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，從而預(yù)先為駕駛者判斷可能發(fā)生的危險(xiǎn)，保證行車的安全性。車載攝像頭是ADAS不可或缺的傳感器之一。常見(jiàn)車載ADAS傳感器有光學(xué)攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波、紅外熱像儀、超聲波等。在某些場(chǎng)景紅外技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)FLIR官網(wǎng)援引自美國(guó)GHSA(GovernorsHig

27、hwaySafetyAssociation)的數(shù)據(jù)，美國(guó)2016年發(fā)生的5987起行人安全事故中有75婿生在夜間環(huán)境，紅外探測(cè)器在夜間的優(yōu)良性能增加夜間行車的安全性。此外，據(jù)軒轅智駕官網(wǎng)，紅外探測(cè)器檢測(cè)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(yáng)光、炫光等的影響。我們認(rèn)為，出于魯棒性考慮，未來(lái)車載ADAS往往不會(huì)采用單一傳感器，紅外熱像儀的加入能為傳感器模組增加冗余度及可靠性，為汽車在復(fù)雜環(huán)境中安全行駛保駕護(hù)航。除監(jiān)控外部環(huán)境外，紅外也可應(yīng)用于車艙內(nèi)感測(cè)系統(tǒng)。紅外光可用于檢查汽車后座上嬰兒或?qū)櫸锏拇嬖谛?、監(jiān)測(cè)車內(nèi)溫度和乘員狀況、防止可疑入侵。紅外探測(cè)器可用于生命特征檢測(cè)系統(tǒng)，

28、守護(hù)幼童生命安全。當(dāng)車外溫度僅21c左右時(shí)，車內(nèi)溫度可能達(dá)到46C,將孩子遺忘在車內(nèi)可能會(huì)造成意外悲劇。據(jù)NoHeatStroke,1998年-2020年，美國(guó)死于車內(nèi)中暑的兒童有883人，其中53娓因?yàn)閮和贿z忘于車內(nèi)，26岫于兒童進(jìn)入無(wú)人看管的車輛。據(jù)瑞淀光學(xué)系統(tǒng)官網(wǎng)，歐洲新車評(píng)估測(cè)試組織(EuroNCAP)宣布2022年起，對(duì)將兒童存在檢測(cè)作為標(biāo)準(zhǔn)功能提供的汽車制造商進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。4.供給端：打破技術(shù)封鎖，中國(guó)企業(yè)迅速崛起4.1 國(guó)外廠家：起步較早，技術(shù)領(lǐng)跑紅外成像行業(yè)具有較高的資質(zhì)壁壘和技術(shù)壁壘，屬于集光學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)、傳感器設(shè)計(jì)、MEMS工藝、計(jì)算機(jī)和物理學(xué)等多個(gè)學(xué)科為一體的技術(shù)密集型

29、行業(yè)。國(guó)際民用市場(chǎng)上，競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力最強(qiáng)的為美國(guó)FLIR公司，根據(jù)高德紅外官網(wǎng)援引自Yole的數(shù)據(jù)，2020年美國(guó)FLIR公司位居全球民用紅外探測(cè)器市場(chǎng)占有率第一。此外還有法國(guó)ULISSeek、美國(guó)DRS英國(guó)BAESystems美國(guó)L-3、美國(guó)FLUKE等。4.1.1 FLIR深耕技術(shù)，廣拓市場(chǎng)全球紅外熱成像儀設(shè)計(jì)、制造及銷售領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)菲力爾公司(FLIRSystems,Inc)成立于1978年，是世界上規(guī)模最大、品種最齊全的紅外熱成像儀產(chǎn)品供應(yīng)商。其產(chǎn)品范圍涉及紅外熱像儀、航空攝像機(jī)和機(jī)械檢測(cè)系統(tǒng)等，我們認(rèn)為其不單獨(dú)銷售焦平面探測(cè)器，都是以機(jī)芯或整機(jī)系統(tǒng)形式銷售。2020年FLIR將其業(yè)務(wù)整

30、合為兩大部門：政府國(guó)防服務(wù)部門和工業(yè)部門。2020年FLIR總營(yíng)收19.24億美元，其中政府和國(guó)防服務(wù)貢獻(xiàn)營(yíng)收7.68億美元(Yoy-3.44%),工業(yè)業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)營(yíng)收11.56億美元(Yoy+5.86%),2020年FLIR市占率35%通過(guò)并購(gòu)及合作，F(xiàn)LIR深耕技術(shù)，廣拓市場(chǎng)。創(chuàng)立初期，公司致力于開(kāi)發(fā)高性能低成本機(jī)載應(yīng)用紅外熱成像系統(tǒng)，1980年代后期開(kāi)始開(kāi)發(fā)商業(yè)手持設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量設(shè)備。20世紀(jì)末的幾次重要收購(gòu)為FLIR的發(fā)展提供了重要技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)。1990年FLIR從休斯飛機(jī)公司(HughesAircraftCo.)收購(gòu)了熱成像部門，1998年和1999年分別收購(gòu)了瑞典Agema和美

31、國(guó)Inframetrics,Agema和Inframetrics共代表超過(guò)60年的重大紅外熱像儀發(fā)展與熱成像應(yīng)用專業(yè)知識(shí)。借助并購(gòu)及合作等手段，F(xiàn)LIR積極開(kāi)拓市場(chǎng)，探索并完善無(wú)人機(jī)、戶外、海事、安防、車載等產(chǎn)業(yè)布局。多年來(lái)，F(xiàn)LIR技術(shù)及市占率一直領(lǐng)先。目前，F(xiàn)LIR生產(chǎn)的非制冷焦平面探測(cè)器的像元中心距以17wm和12m為主；陣列規(guī)模包括336X256、640X512、1280X1024等；據(jù)非制冷紅外焦平面探測(cè)器研究進(jìn)展與趨勢(shì)李靜等著，F(xiàn)LIR在封裝形式上既有陶瓷管殼封裝，也有晶圓級(jí)封裝；NETD指標(biāo)約為40mK左右；熱響應(yīng)時(shí)間約為1015ms。2021年5月，Teledyne以82億美元

32、完成對(duì)FLIR的收購(gòu)。Teledyne總部位于美國(guó)加州，主要產(chǎn)品有儀器儀表、數(shù)字成像產(chǎn)品及軟件、航空航天與國(guó)防電子、工程系統(tǒng)。據(jù)FLIR官網(wǎng)，Teledyne執(zhí)行董事長(zhǎng)RobertMehrabian稱，盡管兩家公司核心技術(shù)都是傳感器，但其技術(shù)和產(chǎn)品重疊性低，有望通過(guò)合作為股東提供更好的回報(bào)。4.1.2 Lynred（ULIS；）:市場(chǎng)份額持續(xù)下滑2019年，ULIS與Sofradir公司合并成為L(zhǎng)ynred公司。積淀了35年設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)白Lynred在制冷、非制冷領(lǐng)域均有深入研究，覆蓋SWIR到VLWIR的整個(gè)紅外光譜。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、消防安全、汽車輔助駕駛等場(chǎng)景，其中約85%T

33、品對(duì)外出口。Lynred的非制冷紅外焦平面探測(cè)器源自CEA-Leti實(shí)驗(yàn)室的非晶硅微測(cè)輻射熱計(jì)技術(shù)，并朝著小像元尺寸、大面陣規(guī)模發(fā)展。公司產(chǎn)品尺寸從2000年的320X24045m(NETD<70mK)更迭至U最新的Atto1280X102412m(NETD<60mK)。2021年3月，公司宣布將在法國(guó)政府的支持下投入280萬(wàn)歐元研發(fā)下一代紅外探測(cè)器。4.1.3 Seek：借力Raytheon>NXP,迅猛發(fā)展2012年，兩位有著40余年軍用專業(yè)級(jí)熱成像行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的專家創(chuàng)立了Seek。通過(guò)借力Raytheon和NXP,Seek發(fā)展迅猛，2016年出貨量已位列全球第三。根據(jù)高德紅

34、外公司官網(wǎng)援引Yole,2020年Seek在全球熱像儀的市場(chǎng)份額分別約為8%4.2 國(guó)內(nèi)：民營(yíng)企業(yè)乘勢(shì)崛起，搶占市場(chǎng)份額國(guó)內(nèi)參與紅外產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)可以分為軍工企業(yè)、中科院下屬單位和民營(yíng)企業(yè)三大類型。2020年，中國(guó)民營(yíng)企業(yè)迅速崛起，搶占市場(chǎng)份額。在全球十強(qiáng)中，中國(guó)廠商已占據(jù)四席，分別是高德紅外、?？低暋㈩?chuàng)微納和大立科技，合計(jì)占比約44%從陣列規(guī)模、像元尺寸、NETD等指標(biāo)來(lái)看，國(guó)內(nèi)與國(guó)外非制冷探測(cè)器產(chǎn)品已無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。4.2.1 高德紅外高德紅外是現(xiàn)代化高科技軍工集團(tuán)，在國(guó)內(nèi)的紅外探測(cè)器細(xì)分領(lǐng)域處于龍頭地位。公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋紅外焦平面探測(cè)器芯片、紅外熱像整機(jī)及以紅外熱成像為核心的綜合光電系統(tǒng)、新型完整武器系統(tǒng)和傳統(tǒng)非致命性彈藥及信息化彈藥四大業(yè)務(wù)板塊。通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈布局，成功搭建了一個(gè)體系完整的高科技軍工集團(tuán)。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）紅外熱成像儀及綜合光電系統(tǒng)為主要業(yè)績(jī)來(lái)源。2020年該板塊營(yíng)收同比增長(zhǎng)133.12%合計(jì)貢獻(xiàn)86.5