一、紅外成像行業(yè)概況
經(jīng)過三代制冷光子探測器和非制冷熱探測器，紅外熱成像技術(shù)并行發(fā)展。從技術(shù)發(fā)展的歷史來看，現(xiàn)代紅外探測器技術(shù)始于20世紀(jì)40年代的制冷光子單元紅外探測器，后來發(fā)展到第三代。非制冷紅外焦平面技術(shù)屬于第三代紅外探測器技術(shù)，由霍尼韋爾于20世紀(jì)90年代中期成功開發(fā)，并于2000年左右實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
三代紅外熱成像技術(shù)的一般性沒有比較
二、紅外成像民用市場現(xiàn)狀分析
隨著紅外探測器技術(shù)的成熟，各種適合民用的低成本紅外探測器不斷出現(xiàn)，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。紅外熱成像儀廣泛應(yīng)用于電力、建筑、執(zhí)法、消防、車載等行業(yè)。除了傳統(tǒng)的應(yīng)用行業(yè)，未來更多的新興市場需求將成為紅外成像市場的新增長極。
紅外產(chǎn)品應(yīng)用于民用市場
近年來，全球民用紅外市場規(guī)模迅速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年，全球民用紅外市場規(guī)模約為50.預(yù)計(jì)到2023年，全球民用紅外市場將達(dá)到74億美元.65億美元。
2014-2019年全球民用紅外市場規(guī)模增長
三、分析我國紅外成像產(chǎn)業(yè)市場現(xiàn)狀
從 從紅外成像儀細(xì)分市場來看，預(yù)計(jì)到2024年，熱成像、監(jiān)控、消防、個(gè)人視覺系統(tǒng)、加固智能手機(jī)、軍事等紅外成像儀市場分別占24%、12%、9%、9%、7%、34%和5%。
2018-2024年紅外成像儀細(xì)分市場占比趨勢
目前，我國紅外熱像儀產(chǎn)品市場仍處于發(fā)展時(shí)期，與國外成熟市場相比仍有很大的增長潛力。隨著中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)市場對紅外熱像儀的需求也越來越強(qiáng)勁。由于紅外熱像儀產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，可以為人們的生產(chǎn)和生活提供極大的便利，預(yù)計(jì)未來紅外熱像儀的市場需求將保持穩(wěn)定的增長趨勢。
我國民用紅外熱像儀的市場規(guī)模和單價(jià)計(jì)算
四、紅外成像行業(yè)競爭格局分析
目前，民用市場競爭相對充分，全球市場份額主要由歐美制造商占據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，民用領(lǐng)域最具競爭力的行業(yè)公司是FLIR，紅外熱成像儀是世界上最大、品種最齊全的產(chǎn)品供應(yīng)商。FLIR全球民用紅外熱成像儀市場66.市場份額的3%。
全球非制冷紅外熱成像儀競爭模式
瑞創(chuàng)微納、高德紅外、大立科技、北方廣微、海康微影等國內(nèi)紅外成像產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造能力強(qiáng)的企業(yè)。瑞創(chuàng)微納是中國唯一一家能夠批量提供10微米級非制冷紅外探測器的公司，公司于2019年8月發(fā)布了1280×1024/10μm紅外數(shù)百萬像素?cái)?shù)字輸出MEMS芯片，繼美國DRS之后，第二家公司發(fā)布了最小像元間距10微米的非制冷紅外探測器，這也是目前國內(nèi)市場上最小像元中心距的焦平面探測器，能提供更清晰細(xì)膩的紅外圖像。此外，大立科技于2019年8月，成功研制出600萬像素，3072×2048/12μm紅外探測器是目前最高像素的紅外探測器。
主要企業(yè)紅外成像技術(shù)研究 ** 況對比
五、紅外成像原理分析
當(dāng)紅外熱像儀成像時(shí)，目標(biāo)對象的單位面積對應(yīng)于圖像的某個(gè)像素。像素的灰度值是熱像儀輸出的視頻信號范圍Us放大量化后獲得的電壓。
非制冷紅外成像框圖
六、紅外焦平面陣列未來發(fā)展方向
1、芯片上的A/D轉(zhuǎn)換
過去幾年，A/D轉(zhuǎn)換電路技術(shù)發(fā)展迅速，特別是聲帶寬與紅外焦平面陣列相似A/D轉(zhuǎn)換用的低功率電路技術(shù)按常規(guī)水平達(dá)到16位。kHz分辨率為18位的4階增量A/D推薦將轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于空間技術(shù)。
2、光子記數(shù)
紅外焦平面陣列中的光子記數(shù)可以通過兩種方法實(shí)現(xiàn)∶
(1)讀出前放大光電子；
(2)單個(gè)光電子用晶胞電子部件中的高增益計(jì)算。
雖然固態(tài)光電倍增管器件已經(jīng)為一些特殊的低背景和長波長應(yīng)用部件開發(fā)，但類似的放大在較寬的波長范圍內(nèi)仍然有用。
3、光學(xué)讀出
具有電容和熱負(fù)載的典型杜瓦瓶連接線已經(jīng)開始探索焦平面陣列的光學(xué)讀出。
(1)加利福尼亞阿祖薩Aerojet該公司提出利用光學(xué)信號為低溫焦平面陣列提供計(jì)時(shí)和功率。
(2)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室已開始調(diào)查焦平面光學(xué)調(diào)制器在焦平面陣列模擬光學(xué)讀取中的應(yīng)用。
四、靈巧焦平面