紅外成像產(chǎn)業(yè)專題報告：全球市場穩(wěn)定增長-國內(nèi)市場潛在空間廣闊

1、紅外成像產(chǎn)業(yè)專題報告：全球市場穩(wěn)定增長_國內(nèi)市場潛在空間廣闊1. 紅外：探索“不可見”的世界1800 年，英國天文學(xué)家威赫謝爾在溫度計試驗中發(fā)現(xiàn)了一種“不可見光線”。早期的 紅外探測器研究主要是熱探測器。1821 年塞貝克發(fā)現(xiàn)了熱電效應(yīng)，不久之后第一個熱電 偶誕生了；1829 年諾比利構(gòu)造了熱電堆；1833 年梅洛尼改進了熱電堆，在此后的近半 個世紀(jì)里，熱電堆一直是應(yīng)用最廣的紅外探測器。1880 年蘭利制作出了測輻射熱計，靈 敏度比同時代的熱電堆高 30 倍，在隨后 20 年的不斷改進中，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紅外光電導(dǎo)

2、探 測器。約 20 世紀(jì) 30 年代起，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，隨后成為第一個在戰(zhàn)場上得到多種應(yīng)用的實用紅外探測 器。1941 年，卡什曼開始關(guān)注硫化砣（Ti2S）探測器技術(shù)，隨后發(fā)現(xiàn)其他鉛鹽類半導(dǎo) 體（PbSe 和 PbTe）也可以用來制作紅外探測器?，F(xiàn)代紅外探測器技術(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，使紅外探測器在 20 世紀(jì)快速發(fā)展，非本征半導(dǎo)體探測器、窄禁帶 化合物半導(dǎo)體探測器、半導(dǎo)體紅外探測器陣列、非制冷熱探測器等技術(shù)相繼面世。2. 紅外熱像儀的原理&技術(shù)路線2.1 紅外探測器品質(zhì)直接決

3、定熱像儀成像質(zhì)量紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，又稱紅外光、紅外熱輻射，是波長 介乎微波與可見光之間的電磁波。溫度高于絕對零度（-273）的任何物體都會不斷地 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、長波紅外、甚長波紅外、遠紅外、 亞毫米波。軍民最常使用的近紅外（NIR，0.761.1m）、中波紅外（MWIR，3-6m）、 長波紅外（LWIR，615m）。紅外熱像儀的工作原理。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

4、度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像。簡單來說，紅外圖像轉(zhuǎn)換成可見圖像分三步進行，第一步是利用對紅外輻射敏感的 紅外探測器把紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷蹼娦盘枺撔盘柕拇笮】梢苑从吵黾t外輻射的強弱； 第二步是利用后續(xù)電路將微弱的電信號進行放大和處理，從而清晰地采集到目標(biāo)物體溫 度分布情況；第三步是通過圖像處理軟件對上述放大后的電信號進行處理，得到電子視 頻信號，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在屏幕上顯示出來，得 到可見圖像。紅外熱像儀的核心部件是用來探測、識別和感知紅外輻射的紅外探測器，探測器性 能直接決定了最終形成的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)工作原理可將紅外探測器主要

5、分為光子探測器、熱探測器。根據(jù)探測器的工作 溫度可以將其分為制冷型和非制冷型，其技術(shù)差異來源于探測原理的不同。熱探測器材 料吸收紅外輻射后產(chǎn)生溫升，通過測量其物理性質(zhì)的變化就可以測量出它吸收的能量或 功率。光子探測器吸收光子后，探測器材料的電子狀態(tài)會發(fā)生改變，產(chǎn)生光電效應(yīng)，通 過測量光電效應(yīng)的大小可以測定被吸收的光子數(shù)。通常情況下，制冷型紅外探測器屬于 光子型，非制冷型紅外探測器在探測原理上屬于熱式。2.2.1 制冷探測器：性能好但成本高，多軍用制冷型紅外探測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，從而降低探測器的噪聲；制冷在一定程度上也可減少禁帶寬度

6、，從而 加大截止波長。 制冷紅外探測器的常用材料有碲鎘汞（MCT）、量子阱（QWIP）、銻化銦（InSb）、 二類超晶格（T2SL）四種。制冷型紅外探測器靈敏度較高，探測距離遠，但由于其價格昂貴、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，應(yīng)用場合受限，更多地運用在軍事 領(lǐng)域，如夜視偵查、精確制導(dǎo)和目標(biāo)瞄準(zhǔn)等。2.2.2 非制冷探測器：性價比高，民品市場廣闊非制冷探測器可進一步分為熱釋電式、熱電堆、微測輻射熱計等。其中微測輻射熱 計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

7、。微測輻射熱計型探測器是目 前技術(shù)最成熟、市場占有率最高的主流非制冷紅外焦平面探測器。目前市場上大部分紅外探測器都是焦平面陣列，其特點是由 MN 個熱敏單元（即 像元）排成陣列，用來接收紅外輻射。微測熱輻射探測器的每個熱敏單元主要由 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釩或非晶硅 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)計和生產(chǎn)過程難度很高，是紅外探測器的核心步驟。紅外探測器的設(shè)計、生產(chǎn)及研發(fā)涉及到

8、材料、集成電路設(shè)計、制冷和封裝等多個學(xué) 科，技術(shù)難度很大，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)。由于非制冷紅外探測器像元的加熱和冷卻是一個較慢的過程，其靈敏度與響應(yīng)度特 性還不能與制冷型紅外探測器相比。但成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命較長等優(yōu)勢有利于其應(yīng) 用的推廣，非制冷探測器在工業(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 氧化釩是非制冷紅外探測器主流技術(shù)熱敏材料的選取對于微測輻射熱計的靈敏度（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）

9、和氧化釩（VOx）則是非制冷型紅外探測器的兩大主流敏感材料。非晶硅技術(shù)源自美國 TI 公司和法國 CEA-Leti 實驗室，其工藝與標(biāo)準(zhǔn)硅完全兼容，制備 過程相對簡單，TCR 與氧化釩相當(dāng)。但由于非晶硅是無定型結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)的 1/f 噪聲比氧 化釩要高，所以 NETD 通常不如氧化釩材料。氧化釩技術(shù)源自于美國 Honeywell 研究 中心，是目前國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：高性能滿足高端需求，高性價比下沉民品市場2.4.1 小像元、大面陣：提高探測性能，豐富使用場景紅外焦平面陣列像元由光敏區(qū)（面）和

10、非光敏區(qū)構(gòu)成，這兩部分合在一起成為一個 探測單元，簡稱像元。減小像元間距是紅外探測器發(fā)展的趨勢。小像元能夠使探測器小 型化，在像元數(shù)一定的情況下，探測器變得越緊湊，需要的功率越少。此外小像元能提 高系統(tǒng)分辨率，增加探測距離，10m 像元間距探測器比 15m 的探測距離遠 20%以上。但由于紅外輻射衍射極限的限制，像元尺寸并不是無限縮小的。在過去的幾十年里， 紅外焦平面陣列像元間距從50m 左右開始不斷減小，美國 DRS已將制冷型 HgCdTe 探 測器的像元間距降至 5m；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 芯片是最全世界最小的像元尺寸。目前紅外探測器的面陣規(guī)模集中在

11、 640512 和 384288 兩種，極少數(shù)紅外探測器 高端機型采用 1024768 面陣規(guī)模。隨著探測器制造工藝的進步和像元尺寸的縮小，大 面陣探測器的應(yīng)用開始增多。與 640512 元探測器相比，大面陣探測器更適于觀察類應(yīng) 用。同樣的焦距下，大面陣探測器覆蓋的場景更廣闊，觀察的細節(jié)更豐富，能滿足某些 高性能要求的應(yīng)用。2.4.2 晶圓級封裝：降本是拓展民品市場的關(guān)鍵因素紅外探測器的成本和體積等是限制其應(yīng)用的關(guān)鍵因素。封裝成本在整個探測器研發(fā) 成本中占比超過 50%。目前常用的封裝技術(shù)包括：金屬封裝、陶瓷封裝、晶圓級封裝和 研制中的像元級封裝。金屬封裝結(jié)構(gòu)組件包括金屬外殼（管殼）、TEC（

12、半導(dǎo)體制冷器，保證探測器在室溫 下工作）、柱狀吸氣劑（成本高）和紅外窗口等，且封裝過程中進行多次焊接、粘連、劃 片和排氣（耗時 3-7 天）等工藝步驟，生產(chǎn)周期長，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。其管殼為廉價陶瓷基板，無 TEC，采用片式 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。晶圓級封裝直接在晶圓上進行大多數(shù)或是全部的封測試程序后再進行切割。與陶瓷 封裝相比，其集成度更高、工藝步驟簡化、成本低且生產(chǎn)效率高，是非制冷紅外探測器 封裝技術(shù)中最具發(fā)展前景的形式。晶圓級封裝能將封裝成本從千元量級將至百元量級， 有利于進一步降低產(chǎn)

13、品價格。目前紅外探測器產(chǎn)品價格仍較高，良率仍待進一步提升。我們認為隨著晶圓封裝技 術(shù)的推廣及規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)將推動紅外探測器成本逐步下降，高性價比紅外探測器產(chǎn)品 能催生豐富的民品應(yīng)用，帶動民品市場高速增長。3. 需求端3.1 軍用：全球市場穩(wěn)定提升，國內(nèi)滲透率亟待提升紅外熱成像儀最早運用在軍事領(lǐng)域，其最重要的應(yīng)用是晝夜觀察和熱目標(biāo)探測。自 1956 年美國 AIM-9B“響尾蛇”空空導(dǎo)彈采用了紅外導(dǎo)引技術(shù)以來，軍事應(yīng)用一直是紅外 探測器的重要市場，如夜視觀瞄、精確制導(dǎo)、光電載荷、艦載識別指揮系統(tǒng)和軍用車輛 輔助駕駛系統(tǒng)等。軍用紅外產(chǎn)品方面，全球市場規(guī)模處于穩(wěn)定增長趨勢。從上世紀(jì) 70-80 年代

14、起就 逐步應(yīng)用于海陸空戰(zhàn)場上，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 Maxtech International 及北京歐立信咨詢中心預(yù)測，2023 年全球軍用紅外市場規(guī)模將 達到 107.95 億美元。出于紅外熱成像儀的軍事敏感性，西方發(fā)達國家對于紅外成像采取嚴(yán)格的技術(shù)封鎖 及產(chǎn)品禁運政策，美國以強大的科研優(yōu)勢保持領(lǐng)先，在國際軍品市場占據(jù)絕對主導(dǎo)地位， 據(jù)睿創(chuàng)微納 2019 年報，截至 2019 年，全球軍用紅外熱成像儀市場的前十大供應(yīng)商中， 美國廠商占據(jù) 6 席。紅外產(chǎn)品在美國、法國、英國等發(fā)達國家

15、軍隊的普及率較高，市場趨于穩(wěn)定。據(jù)非 制冷紅外成像技術(shù)發(fā)展動態(tài)及其軍事應(yīng)用李其昌著，美軍在海灣戰(zhàn)爭期間，平均每名 士兵裝備了 1.7 套紅外成像裝臵（TWS），這些紅外成像裝臵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，僅英國 BAE 系統(tǒng)公司已經(jīng)獲得了價值超過 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 10 萬套武器熱瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。據(jù)睿創(chuàng)微納招股書援引自 Maxtech International 統(tǒng)計，2014 年全球軍用紅外熱成 像儀系統(tǒng)市場中，北美占 50%，歐洲占 18%，亞洲地區(qū)目前市場份額占 12%，未來市 場空間巨大。目前我國國防費占 GDP 比重相

16、對較低，軍隊紅外熱像儀配備相對較少。3.2 民用：成本下降推動民品市場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 在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。20 世紀(jì)最后 10 年以來，其民用需求急 劇增長，在電力檢測、測溫、汽車輔助駕駛、戶外運動等領(lǐng)域均有應(yīng)用。與軍用市場相比，民用紅外市場規(guī)模略小，但保持較快增長趨勢。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，其民用市場保持著很 快的增長速度，增長幅度要遠大于軍用領(lǐng)域。在 2020 年，由于紅外熱像儀在通過發(fā)熱 監(jiān)測來遏制新冠病毒上的重要性，民用紅外市場大幅增長。根據(jù)睿創(chuàng)微納招

17、股書援引自 Maxtech International 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規(guī)模 將達到 74.65 億美元。3.2.1 電力檢測：最早切入的民用領(lǐng)域，擁有率仍有較大提升空間電力行業(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)備的運行可靠性，降低了設(shè)備檢修時間，是最成熟最有效的在線電力檢測方法。將 紅外熱像儀運用于設(shè)備的安全檢修上，可對變壓器、避雷器、電容器、斷路器、絕緣子 串、互感器、發(fā)電機、電纜和導(dǎo)線、隔離開關(guān)、高壓輸電線及壓接管等電力設(shè)備狀態(tài)進 行檢查與故障診斷?！笆奈濉币?guī)劃中提到要加強加快電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)

18、建設(shè)。智能 電網(wǎng)已是城市配電網(wǎng)規(guī)劃大勢所趨，我們認為保證電網(wǎng)安全運行將是重要考量。除傳統(tǒng) 手持工業(yè)級熱像儀外，集成了紅外攝像頭的巡檢機器人能夠代替人工進行全天候巡檢， 搭載紅外載荷的無人機能夠在高空對人工難以達到的電力設(shè)備進行檢測。將電網(wǎng)檢測系 統(tǒng)與紅外技術(shù)融合，能夠?qū)崟r監(jiān)控、與主輔監(jiān)控系統(tǒng)智能聯(lián)動，我們認為其有望進一步 代替人工運維。3.2.2 工業(yè)領(lǐng)域：機器視覺打開工業(yè)“新視界”紅外熱成像技術(shù)可用于建筑檢測、石油化工設(shè)備檢測、采礦以及工業(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情況，檢測不良絕緣，電氣故障， 滲水，管道輸送，蟲蝕，霉菌等肉眼無法察覺的建筑缺陷；可以幫助油

19、氣公司以非接觸 的方式測量油箱液位，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； 可以檢測從礦石中提取礦物的過程并協(xié)助機電系統(tǒng)運維。在制造業(yè)中，由于煙霧的阻礙很多生產(chǎn)過程無法通過肉眼監(jiān)控，紅外熱成像系統(tǒng)解 決方案可測潮濕和污染、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)型升級的深入，“機器換人”是普遍趨勢，紅 外與機器視覺的碰撞使紅外的工業(yè)應(yīng)用將更具想象力。機器視覺是一種為自動化檢測、 過程控制和機器人導(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，運行步驟 包括圖像成像、圖像的自動分析和所需信息的提取

20、。其中成像方式除可見光外，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，機器視覺的應(yīng) 用從工業(yè)電子裝配缺陷檢測，逐步推廣到汽車制造、食品監(jiān)控、紡織加工等多個領(lǐng)域。 AIOT、5G 新技術(shù)應(yīng)用加持下機器視覺將會有更大發(fā)展，紅外探測器作為圖像和溫度基 礎(chǔ)之一將面臨更大的機會。3.2.3 醫(yī)療檢測與防疫：新冠疫情的防護墻，紅外行業(yè)的助燃劑新冠疫情在 2020 年對全世界造成了巨大的沖擊，我們預(yù)計其可能會在未來幾年持 續(xù)影響世界，而紅外體溫檢測儀是戰(zhàn)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，主要來源于機場、火車站等公共場所的體 溫檢測和安全監(jiān)測應(yīng)用，但

21、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 年美國就成立了研究紅外熱成像的學(xué)術(shù)機構(gòu)，并開始運用于臨床。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。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、綠色無害、非接觸式、即 時診斷等優(yōu)勢。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動如登山、露營、探險、攀巖、探洞等，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溫差看到動物熱 像圖，適合山

22、林、草原、荒漠、水域等各種地形的野生動物觀察和保護，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鏡、三防手機等，可以快 速地觀察周邊環(huán)境，以便及時發(fā)現(xiàn)野獸，確保營地安全；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，還可以用于人 員的搜救。在歐美、非洲等國家，合法狩獵是被法律允許的。2021 年美國注冊獵人共 1520 萬人，2020 年歐洲注冊獵人有約 700 萬人。過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“黑暗之眼”。微 光夜視技術(shù)又稱像增強技術(shù)，是通過帶像增強管的夜視鏡，微光夜視儀是利用夜間目標(biāo) 反

23、射的低亮度的夜天光星月光大氣輝光等自然光，將其增強放大到幾十萬倍，從而達到 適于肉眼夜間進行偵察。手持單筒微光夜視儀價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)勢明顯，近年來銷量明顯提高。但價格較高，目前 FLIR、Pulsar 等手持紅外熱像儀售價往往達幾百到幾千美元。我們認為，為了更好的狩獵體驗，獵人 有升級裝備的需求，而成本的下降能帶動紅外熱像儀滲透率的提高。3.2.5 安防監(jiān)控：國內(nèi)人均攝像頭數(shù)較少，成長空間較大安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)截至目前共經(jīng)歷了四個發(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)控時代。近年來，

24、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。紅外熱像儀是被動接受目標(biāo)自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜均可以正常工作并且 不會暴露自己，在雨、霧等惡劣天氣下仍可正常觀測目標(biāo)。因此采用紅外熱成像設(shè)備可 對各種目標(biāo)如人員、車輛進行監(jiān)控，也可以作為防火報警設(shè)備。對標(biāo)國外人均攝像頭數(shù)量，國內(nèi)數(shù)量仍較少。2017 年我國攝 像頭密度最高的北京市每千人擁有攝像頭數(shù)量僅 59 個，僅相當(dāng)于美國的 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^ 10 億支 監(jiān)控攝像頭，中國將占半數(shù)。我們認為，紅外熱成像技術(shù)在安防場景的應(yīng)用能更好地滿 足防火防盜的需求

25、，隨著攝像頭總量的增加，紅外在安防領(lǐng)域的市場空間將隨之?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煙霧監(jiān)測火 勢，以便快速計劃任務(wù)、定位熱點、挽救生命。紅外熱像儀能提供全面的場景視圖從 火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)部、外部和上方。這意味著不只是透過煙霧彌漫的房間進行觀測，而是從多 個視角檢測整個火災(zāi)現(xiàn)場，事故指揮員能在指導(dǎo)資源配臵時作出更好決策。同時，紅外 熱像儀也能清晰地可視化熱源，是搜救行動的重要工具。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、新任務(wù)不相適應(yīng)的矛 盾日益凸顯，中國消防工作面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，亟待提升消防安全智慧

26、化治理水平。 智慧消防是運用物聯(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 機制，從而實現(xiàn)火災(zāi)防控精準(zhǔn)化、滅火救援高效化、工作運行智能化。據(jù)鄭州金特萊官 網(wǎng)，2020 年我國智慧消防市場規(guī)模將達到 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，未來市場空間廣闊。另一方面，目前國內(nèi)部分城市已出臺相關(guān)政策，鼓勵中小場所（包括家庭）安裝使 用獨立式火災(zāi)探測報警器。隨著居民生活水平提高與防火意識增強，面向城市家庭開發(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 場也將是紅外熱像儀產(chǎn)品未來最具潛力市場之一。3.2.7 輔助駕駛：增加安全

27、冗余，豐富行車場景2019 年中國機動車駕駛?cè)?4.35 億人，交通事故受傷人數(shù) 25.61 萬人，交通安全道 阻且長。隨著智能汽車的發(fā)展，ADAS（Advanced Driver Assistance System，“高級駕 駛輔助系統(tǒng)”）市場快速成長。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)進行系統(tǒng)計算，從而預(yù)先為駕駛者判斷可能發(fā)生的危險，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。常見車載 ADAS 傳感器有光學(xué)攝像頭、激光雷達、毫米波、紅外熱像儀、超聲波等。 在某些場景紅外技術(shù)有獨特的優(yōu)勢。根據(jù) FLIR 官網(wǎng)援引自美國 GHSA（Gov

28、ernors Highway Safety Association）的數(shù)據(jù)，美國 2016 年發(fā)生的 5987 起行人安全事故中有 75%發(fā)生在夜間環(huán)境，紅外探測器在夜間的優(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)，紅外探測器檢測距離可達 400 米，是汽車遠光燈照射距離的 1.5 倍，不 受煙霧、陽光、炫光等的影響。我們認為，出于魯棒性考慮，未來車載 ADAS 往往不會采用單一傳感器，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 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)測車內(nèi)溫度和

29、乘員狀況、防止可疑入侵。紅外探測器可用于生命特征檢測系統(tǒng)，守護幼童生命安全。當(dāng)車外溫度僅 21左 右時，車內(nèi)溫度可能達到 46，將孩子遺忘在車內(nèi)可能會造成意外悲劇。據(jù) NoHeatStroke，1998 年-2020 年，美國死于車內(nèi)中暑的兒童有 883 人，其中 53%是因 為兒童被遺忘于車內(nèi)，26%由于兒童進入無人看管的車輛。據(jù)瑞淀光學(xué)系統(tǒng)官網(wǎng)，歐洲 新車評估測試組織（Euro NCAP）宣布 2022 年起，對將兒童存在檢測作為標(biāo)準(zhǔn)功能提 供的汽車制造商進行獎勵。4. 供給端：打破技術(shù)封鎖，中國企業(yè)迅速崛起4.1 國外廠家：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

30、集光學(xué)、集成電路設(shè)計、傳感 器設(shè)計、 MEMS 工藝、計算機和物理學(xué)等多個學(xué)科為一體的技術(shù)密集型行業(yè)。國際民 用市場上，競爭實力最強的為美國 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 FLIR 公司位居全球民用紅外探測器市場占有率第一。此外還有法國 ULIS、 Seek、美國 DRS、英國 BAE Systems、美國 L-3、美國 FLUKE 等。4.1.1 FLIR：深耕技術(shù)，廣拓市場全球紅外熱成像儀設(shè)計、制造及銷售領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者美國菲力爾公司（FLIR Systems, 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

31、。 其產(chǎn)品范圍涉及紅外熱像儀、航空攝像機和機械檢測系統(tǒng)等，我們認為其不單獨銷售焦 平面探測器，都是以機芯或整機系統(tǒng)形式銷售。2020 年 FLIR 將其業(yè)務(wù)整合為兩大部門： 政府國防服務(wù)部門和工業(yè)部門。2020 年 FLIR 總營收 19.24 億美元，其中政府和國防服 務(wù)貢獻營收 7.68 億美元（Yoy -3.44%），工業(yè)業(yè)務(wù)貢獻營收 11.56 億美元（Yoy +5.86%）， 2020 年 FLIR 市占率 35%。通過并購及合作，F(xiàn)LIR 深耕技術(shù)，廣拓市場。創(chuàng)立初期，公司致力于開發(fā)高性能 低成本機載應(yīng)用紅外熱成像系統(tǒng)，1980 年代后期開始開發(fā)商業(yè)手持設(shè)備及實驗室測量 設(shè)備。20

32、 世紀(jì)末的幾次重要收購為 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 從休斯飛機公司（Hughes Aircraft Co.）收購了熱成像部門，1998 年和 1999 年分別收購了瑞典 Agema 和美國 Inframetrics，Agema 和 Inframetrics 共代表超過 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。借助并購及合作等手段，F(xiàn)LIR 積極 開拓市場，探索并完善無人機、戶外、海事、安防、車載等產(chǎn)業(yè)布局。多年來，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器的 像元中心距以 17m 和 12m 為主；陣列規(guī)模包括

33、 336256、 640512、12801024 等；據(jù)非制冷紅外焦平面探測器研究進展與趨勢李靜等著，F(xiàn)LIR 在封裝形式上既 有陶瓷管殼封裝，也有晶圓級封裝；NETD 指標(biāo)約為 40 mK 左右；熱響應(yīng)時間約為 10 15 ms。2021 年 5 月，Teledyne 以 82 億美元完成對 FLIR 的收購。Teledyne 總部位于美 國加州，主要產(chǎn)品有儀器儀表、數(shù)字成像產(chǎn)品及軟件、航空航天與國防電子、工程系統(tǒng)。 據(jù) FLIR 官網(wǎng)，Teledyne 執(zhí)行董事長 Robert Mehrabian 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，有望通過合作為股東提供更好的回

34、報。4.1.2 Lynred（ULIS）：市場份額持續(xù)下滑2019 年，ULIS 與 Sofradir 公司合并成為 Lynred 公司。積淀了 35 年設(shè)計、制造經(jīng) 驗的 Lynred 在制冷、非制冷領(lǐng)域均有深入研究，覆蓋 SWIR 到 VLWIR 的整個紅外光譜。 其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、消防安全、汽車輔助駕駛等場景，其中約 85%產(chǎn)品對外 出口。Lynred 的非制冷紅外焦平面探測器源自 CEA-Leti 實驗室的非晶硅微測輻射熱計技 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 32024045m （NETD70mK）更迭到最新的 Atto 12801024

35、12m（NETD60mK）。2021 年 3 月，公司宣布將在法國政府的支持下投入 280 萬歐元研發(fā)下一代紅外探測器。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)級熱成像行業(yè)經(jīng)驗的專家創(chuàng)立了 Seek。通過 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 外公司官網(wǎng)援引 Yole，2020 年 Seek 在全球熱像儀的市場份額分別約為 8%。4.2 國內(nèi)：民營企業(yè)乘勢崛起，搶占市場份額國內(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企業(yè)三大類 型。2020 年，中國

36、民營企業(yè)迅速崛起，搶占市場份額。在全球十強中，中國廠商已占據(jù) 四席，分別是高德紅外、海康威視、睿創(chuàng)微納和大立科技，合計占比約 44%。從陣列規(guī)模、像元尺寸、NETD 等指標(biāo)來看，國內(nèi)與國外非制冷探測器產(chǎn)品已無明 顯優(yōu)勢。4.2.1 高德紅外高德紅外是現(xiàn)代化高科技軍工集團，在國內(nèi)的紅外探測器細分領(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器芯片、紅外熱像整機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。通過全 產(chǎn)業(yè)鏈布局，成功搭建了一個體系完整的高科技軍工集團。紅外熱成像儀及綜合光電系統(tǒng)為主要業(yè)績來源。2020 年該板塊營收同比增長 133.12%，合計貢獻 86.58%的營收。2020H1 子公司智感科技