《2022年红外热像仪行业发展趋势及市场规模分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年红外热像仪行业发展趋势及市场规模分析.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2022年红外热像仪行业发展趋势及市场规模分析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。红外热成像技术可以在 完全无光的情况下，突破雾霾、烟尘等恶劣环境影响，观测到十几公里乃至上百公里以 外的目标，具有作用距离远、抗干扰性好、可全天候、全天时工作等优点，是当今夜视、 夜战、精确打击的核心技术，广泛应用在国防高科技、民用市场等领域。1. 红外探测器为核心器件，技术门槛较高红外热像仪的核心部件是用来探测、识别和感知红外辐射的红外探测器。其设计、 生产及研发涉及到材料、集成电路设计、制冷和封装等多个学科，技术难度
2、较大，而探 测器的水平直接决定了最终形成的可见图像的清晰度和灵敏度。红外探测器可以分为制 冷型探测器和非制冷型探测器。制冷型探测器：灵敏度高，多为军用。工作温度一般在 80K200K，低温可以降低 热激发产生的载流子，暗电流较小，从而降低探测器的噪声；制冷在一定程度上也可减 少禁带宽度，从而加大截止波长。制冷红外探测器的常用材料有碲镉汞（HgCdTe）、量 子阱（QWIP）、锑化铟（InSb）、二类超晶格（T2SL）四种。整体而言，制冷型红外探 测器灵敏度较高，探测距离远，但体积大、价格贵，且制冷器的寿命只有约 10000h， 应用场合受限，更多地运用在军事领域。非制冷型探测器：性价比高，民品
3、市场广阔。由于需要低温制冷工作，制冷型红外 探测器应用场合受限。非制冷探测器在军用领域可应用于单兵装备等。而在民用领域， 非制冷型红外探测器更是有着广阔的应用前景。市面上主流的非制冷红外探测器均为焦 平面阵列，设计和生产过程难度很高，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。氧化钒是非制冷红外探测器主流。非晶硅（-Si）和氧化钒（VOx）是非制冷型红 外探测器的两大主流敏感材料。其中多晶硅材料 NETD 通常不如氧化钒材料，因此目前 国际主流的非制冷探测器材料为氧化钒，其市占率约 75%。2. 发展趋势：小像元、大面阵，晶圆及像元级封装减小像元间距、提高面
4、阵规格是当前发展趋势。对于红外探测器而言，主要有三大 评价指标：阵列规模、像元尺寸和噪声等效温差（NETD）。小像元能够使探测器小型化， 提高系统分辨率，增加探测距离，10m 像元间距探测器比 15m 的探测距离远 20%以 上。大面阵探测器覆盖的场景更广阔，观察的细节更丰富，能满足某些高性能要求的应 用。封装技术迭代推动技术降本。红外探测器的成本和体积等是限制其应用的关键因 素，其中封装成本在整个探测器研发成本中占比超过 50%。常用的封装技术包括：金属 封装、陶瓷封装、晶圆级封装和研制中的像元级封装。目前国内厂商广泛采用的晶圆级 封装提高了批量生产的效率并能将封装成本从千元量级降至百元量级
5、。我们认为，随着 晶圆封装技术的推广及规模效应的显现将推动红外探测器成本逐步下降，高性价比红外 探测器产品能催生丰富的民品应用，带动民品市场高速增长。3. 军用场景丰富，市场规模稳定增长军事领域作为红外热像仪最早的应用领域，其最重要的应用是昼夜观察和热目标探 测。自 1956 年美国 AIM-9B“响尾蛇”空空导弹采用了红外导引技术以来，军事应用一 直是红外探测器的重要市场，主要包括单兵夜视装备、导弹引导头、光电吊舱、车载辅 助驾驶等。3.1 单兵夜视装备：国内渗透率有待提升古今中外的战场上，人们十分重视利用夜幕掩护，夺取白天难以取得的战果。夜视 器材赋予军队 24h 全天候作战能力，对提高机
6、械化部队的灵活性十分重要。随着技术发 展，夜视仪根据原理可分为：主动式红外夜视仪、微光夜视仪和红外热成像仪，其中红 外热成像仪拥有透过雨雾观察的能力，尤其适合夜间观察，优势明显。目前单兵红外热 成像装备主要包含枪瞄、手持夜视仪以及夜视头盔三种类型。手持夜视仪及夜视头盔又 可分单目及多目类型。美军特别看重非制冷焦平面阵列的红外热成像瞄准系统（TWS），据非制冷红外 成像技术发展动态及其军事应用李其昌等著，在海湾战争期间，其每名士兵平均装备 1.7 套 TWS，这些热瞄准系统可以大幅改善士兵监视、瞄准和战斗的性能。截止 2013 年美陆军单兵夜视仪人均达到 1.4 件，普及率较高。目前美国较为先进
7、的单兵夜视仪为 GPNVG-18，其四眼结构可换取更大的视野。此外，自 2004 年以来，仅英国 BAE 系 统公司已经获得了价值超过 10 亿美元的热瞄准系统生产合同，向陆军交付了超过 10 万套武器热瞄准系统。与美、英等发达国家对比，目前我国军队红外热像仪配备相对较少，据夜视仪在 单兵观瞄系统中的应用史训豪著，主要包括 QTS11 式单兵综合作战系统等，夜视装 备水平基本刚刚达到美军 PVS-15 夜视仪水平。在国家积极推进军队信息化及武器装备 现代化建设的大背景下，在军民融合式发展的战略引导下，在军费增长的助推下，未来 国内单兵红外装备市场将持续增长。同时，鉴于各波段自有优势，多波段图像
8、融合技术 的应用将成为夜视仪发展的主要趋势。3.2 红外制导：“发射后不管”决定其重要地位红外制导在精确制导中占有重要地位。精确制导武器指直接命中概率大于百分之五 十的制导装备，具有命中精度高、杀伤威力大、总体效能高、可实施远程精确打击的特 点。据光学制导技术发展综述付联效等著，海湾战争中以美国为首的多国部队用 8%的精确制导武器击毁了 80%的敌方目标，而后精确制导武器在战争中的使用量不断 上升。导引头是精确制导武器系统的核心，据防空导弹成本与防空导弹武器装备建设 单绍敏著，导弹的制导分系统和稳定控制分系统成本之和占导弹总成本约 40%-60%。 红外制导技术在制导精度、抗干扰性、隐蔽性和效
9、费比等方面有很大优势，能使导弹具 有“发射后不管”的作战能力，在精确制导中占有重要的地位。据红外成像制导技术 的应用研究张旗著，1979-1985 年期间，作战飞机损失数目超过 160 架，其中 90% 是被红外制导导弹击中。空-空弹红外技术用于制导武器最早是由空空导弹开始，1948 年美国开始研制红外制导空 空导弹，1956 年“响尾蛇”AIM-9B 开始装备部队，最大射程 11km。红外制导的应用 大大提升了空空弹的智能化水平和精确打击能力。传统的红外型空空导弹为了追求远探测距离，其导引头都采用了高灵敏度的制冷型 红外探测器，但整套设备体积大、工作过程复杂、成本高。目前非制冷红外成像技术得
10、 到了越来越多的重视，未来在复合制导空空导弹上有望应用非制冷红外探测器。反坦克导弹传统肩射式反坦克导弹均是指令制导的，为了命中坦克，射手必须瞄准目标并且引 导导弹飞行。发射这样的导弹通常会发出很大的声响，烟雾及碎片会从导弹的发射管尾 部冲出，敌人很容易发现导弹的来源并进行打击。第一种真正意义的“发射后不管”的 反坦克导弹是美国研制的“标枪”（FGM-148），其主要装备方式是单兵便携，也可以安 装在轮式、履带、和两栖车辆上，全系统总重 22.5kg，有效攻击距离 2km，可以全天 候作战。其外部结构主要包括发射筒、导弹和瞄准装臵，内部结构包括红外成像导引头 （6464 碲镉汞阵列）、制导部、战
11、斗部、折叠翼、发动机、控制部和舵片。自 1996年首次在美军正式服役，“标枪”已成为美国步兵反坦克武器的主力，在美军和 19 个盟 国和地区广泛使用，据 ARMY-TECHNOLOGY 网站，美国迄今为止共生产了 50000 多 枚导弹及 12000 个发射装臵，俄乌冲突中也有“标枪”的身影。许多国家都在研制或采购“发射后不管”反坦克导弹，除“标枪”外，还有以色列的 “长钉”、法国的 MMP、日本 01 式、俄罗斯的短号反坦克导弹等。但这种导弹的研制 并不容易。曾经受限于国力，我军步兵部队未广泛配发反坦克导弹。近年来，随着我国 反坦克导弹技术实力提高，“红箭”家族不断壮大，中国版“标枪”“HJ
12、-12”于 2014 年在欧洲首次公开展示，打破了技术垄断。HJ-12 采用非制冷红外焦平面成像导 引头夜间射程 2km 以上，具备“发射前锁定”和“发射后不管”的能力，能以攻顶模 式摧毁目前任何现役坦克。除我军装配以外，HJ-12E 也成功出口海外，敲开了国际市 场的大门，我们认为未来有望持续放量。空地弹、巡航弹等红外成像制导技术也大量用于近程空对地导弹的制导以及中、远程空对地导弹（包 括空射巡航导弹）的末端制导。采用红外成像制导技术的近程空对地导弹的典型代表是 美国 AGM-65G“小牛”空对地导弹。美国于 2002 年编队飞行的巡航导弹 SLAM-ER ATA 可进行自动目标捕获，如，其
13、 红外成像导引头取自 AGM-65F 幼畜导弹，并包括自身处理器和跟踪算法软件，利用 GPS 辅助惯导自主飞向目标区域。3.3 光电吊舱：实现“广域搜索、远程侦察、精准打击”光电吊舱主要安装于各型号载机上，将各种不同类型和功能的航空侦察设备集整在 一起，使设备具有灵活性和通用性。根据载机平台不同，光电吊舱可分为固定翼作战飞 机机载光电吊舱、直升机机载光电吊舱、无人机机载光电吊舱等。根据使用需求，光电 吊舱可分为：光电探测与对抗系统、辅助导航系统、情报侦察和监视系统、搜索跟踪瞄 准系统。世界上许多国家，如美国、以色列、法国和英国等都在积极研制并装备各种型 号的机载吊舱系统以提高军事侦察能力。国内
14、光电吊舱的研制起步较晚，21 世纪初，随着机载设备需求量进一步增多，许 多企业和单位进入机载吊舱研究领域，如长春光机所、中国航空第一集团、高德红外等。 2010 年中航集团推出“WMD-7”昼夜瞄准吊舱，集合可见光、红外、激光于一体，近 年来长春光机所已研制多型号光电吊舱可应用于民用 737、无人机等。除航空侦察外，目前光电吊舱的应用领域已扩展至环境监测、资源调查、测绘勘 探、视频转播等民用领域。为了提高目标探测能力，未来光电吊舱中的红外探测器也将 继续向多波段、大面阵、高灵敏度发展，采用碲镉汞、类超晶格等材料，减少体积、 降低成本，提升系统性能，实现更高精度目标定位。3.4 车载辅助驾驶：非
15、制冷红外辅助驾驶仪基本取代微光夜视技术车载辅助驾驶仪能够有效支持部队全天时、全天候作战。三大夜视技术中，人造光 源技术采用主动照射方式，容易暴露自身，在现代军事上很少采用；微光夜视车辆辅助 驾驶仪利用微光像增强器将目标场景反射的微弱月光、星光、大气辉光等放大, 从而获 得可供人眼观察的明亮场景图像，是最早得以应用的车辆辅助驾驶装备；非制冷红外技 术在 90 年代中期已开始应用于战车驾驶，2004 年美、英开始采用非制冷热成像辅助驾 驶仪替代原有的微光夜视辅助驾驶仪。目前升级换代已基本完成，非制冷红外热像车辅 已成为美、欧等军最主要的夜间驾驶仪。3.5 全球军品市场规模稳定增长军用红外产品方面，
16、全球市场规模处于稳定增长趋势。从上世纪 70-80 年代起就 逐步应用于海陆空战场上，红外热成像技术作为夜战和精确打击武器系统中的核心技术, 红外装备精良与否将直接决定和影响着武器现代化水平。根据睿创微纳招股书援引自 Maxtech International 及北京欧立信咨询中心预测，2023 年全球军用红外市场规模将 达到 107.95 亿美元。出于红外热成像仪的军事敏感性，西方发达国家对于红外成像采取严格的技术封锁 及产品禁运政策。具体来看，行业的竞争主体集中在美国、法国、英国和以色列等国， 其中美国以强大的科研优势保持领先，在国际军品市场占据绝对主导地位。据睿创微纳 招股书援引自 Ma
17、xtech International 统计，2014 年全球军用红外热成像仪系统市场中， 北美占 50%，欧洲占 18%，亚洲地区目前市场份额占 12%，未来市场空间广阔。当前地缘政治格局复杂，未来我国军费支出仍将保持稳定增长态势。我们认为，短 期内，国际经济环境仍将较为严峻，强国必先强军，未来我国军费支出仍将保持稳定增 长态势。2022 年我国国防支出预算（中央本级）为 1.45 亿元、同比增长 7.02%，这是 中国军费时隔 2 年之后，增幅再次突破 7%。国防费投入的持续增加，奠定了军工行业 景气基础，我们预计未来我国国防费投入将持续稳定增长。武器装备建设是我国国防投入的重点，而国防信
18、息化建设为装备费的主要支出之 一。十四五规划提出加快武器装备现代化，加快机械化信息化智能化融合发展，加速武 器装备升级换代和智能化武器装备发展。我们认为，红外装备能丰富作战场景，有效提 升军队作战能力，将受益于行业高景气，需求保持快速增长。4. 技术降本推动新应用拓展，民品市场规模快速提升随着晶圆级封装的推广及规模效益的显现，非制冷红外热像仪的平均成本已经大幅 下降，同时未来有望持续降低。技术降本将使得红外热像仪在未来拥有更广泛的民用场 景。目前红外热像仪产品已应用于工业测温、消防安防、个人消费、医疗检疫等诸多领 域。我们认为，未来将有物联网、辅助驾驶等更多新兴市场需求成为红外成像市场新的 增
19、长极。使用场景的拓展驱动红外热像仪的民用市场保持较快的增长速度，其增长幅度要远 大于军用领域。据睿创微纳招股书援引自 Maxtech International，2023 年全球民用红 外市场规模将达 74.65 亿美元。5. 把握机遇，中国厂商迅速崛起国际方面，FLIR 为全球龙头。而国内厂商已实现了红外核心探测器技术自主可控， 具备从探测器到红外整机产品的全产业链生产能力，市场份额也随之迅速扩大。2020 年，在全球十强中，中国厂商已占据四席，分别是高德红外、海康威视、睿创微纳和大立科技，合计占比约 44%，其中高德红外份额达 17%。据高德红外官网援引 Yole，2025 年中国红外热像仪厂商在全球红外市场份额将达到 64%。国内参与红外产业链的企业可以分为军工企业、中科院下属单位和民营企业三大类 型。据红外焦平面阵列探测器的研究进展王欣著，兵器 211 所、上海技物所和电 子 11 所等单位主要从事成像模块或整机的研发。这些单位更多侧重于学术研究、新技 术开发，由于体制限制等原因，产业化发展受限，目前暂不具备产品的量产能力。