下游需求有望爆发式发展 | 非制冷红外热成像仪值得关注！

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，又称红外光、红外热辐射，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.76至1000微米之间。

温度高于绝对零度（-273℃）的任何物体都会不断地向四周辐射红外谱线，红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关，温度越高，红外线能量就越大。

红外热像仪是一种用来探测目标物体红外辐射，将其温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。

而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，探测器性能直接决定了最终形成的可见图像的清晰度和灵敏度。红外探测器主要评价指标：阵列规模、像元尺寸、噪声等效温差（NETD）等。

按照工作温度可分为制冷探测器和非制冷探测器两种。

制冷型红外探测器即光子探测器，探测基于光电效应。通过探测器中敏感材料吸收光子后产生的光电效应来测定吸收的光子数，从而判定辐射强弱。制冷型红外探测器采用的各类敏感材料中,主流的是碲镉汞红外探测器，新兴的是II类超晶格（T2SL）红外探测器；需要制冷机将温度制冷到-295℃---95℃左右（80-200K），所以成本贵，很难降本；

碲镉汞红外焦平面技术发展主要围绕超大规模、长波、双色、APD和高工作温度（HOT）探测等技术来展开，Ⅱ类超晶格长波红外探测器和中波红外探测器将分别比碲镉汞长波红外探测器和中波红外探测器提高30℃和10℃工作温度。近几年Ⅱ类超晶格探测器慢慢替代部分碲镉汞探测器，主要是因为工作温度的提升，导致成本的降低。

非制冷型红外探测器的主流热敏材料有、氧化钒（七成）、非晶硅（三层）；非晶硅路线未来会逐步淘汰。红外探测器有四种主要的封装类型，金属、陶瓷、晶圆级、像元级封装。封装是降本主要因素，目前最前沿的是晶圆级封装，像元级封装世界范围内都在研究。

晶圆级封装是近几年才日趋成熟的一种封装形式，其封装难度最高，工艺最为复杂，需要制造与微测辐射热计晶圆相对应的另一片硅窗晶圆，微测辐射热计晶圆与硅窗晶圆通过精密对位，红外探测器芯片与硅窗一一对准，在真空腔体内通过焊料环焊接在一起，最后再裂片成为一个个真空密闭的晶圆级红外探测器。从工艺上来讲，可以做到体积更小，效率更高，产量更高，成本更低。

在元尺寸、晶圆封装和最大阵列规模等方面，近几年国内公司在快速追赶国外公司，甚至部分公司已经赶超国外。

元尺寸：目前17um往12um快速换代，国内技术已经赶超国外，国内最小能做到8um，国外能做到10um。

非晶圆级封装：国外最高10um，1280x1024，只有一家公司。国内R公司去年研究出8um，1920x1080，领先国外1-2个制程。国内G公司12um大阵列也已经突破。

晶圆级封装量产：国外最高的是12um晶圆级封装，国内R公司12um大阵列规模已经晶圆级封装量产，G公司12um小阵列的准备量产；

低成本、专用处理芯片、高分辨率、大阵列规模等方向是非制冷红外探测器的未来趋势。

低成本：晶圆级封装（WLP）的突破大大降低了成本。封装的成本在整个探测器的研发成本中占的比重很大(超过50%)，降低非制冷探测器的成本，关键因素之一就是探测器的封装。

专用处理芯片：实现红外图像系统对目标的有效检测识别、高速处理、小型化和高可靠。随着半导体集成电路工艺加工等技术的快速发展，可以将运算量较大的处理，如图像畸变的校正、非均匀性校正、噪声抑制、边缘增强等图像预处理算法与图像处理算法进行专用ASIC集成，实现红外信号处理ISP电路。

高分辨率：元尺寸越小说明在焦平面单位面积上集成的像素更多，红外探测器的分辨率越高。

大阵列规模：阵列规模越大说明探测器上的像元数量越多，成像的精细程度越高，同时视觉范围越大。

随着制造技术的进步和成本的降低，大面阵探测器的应用方向会越来越多，民品市场已经到了快速爆发的节点。

非制冷红外成像系统在军事和民用领域应用多年，一直没有得到广泛应用，根本原因是分辨率低、成本高、工艺不稳定和技术门槛高等；随着近几年探测器制造工艺的进步和像元尺寸的缩小，大面阵探测器的应用开始增多。

随着晶圆封装技术的推广及规模效应的显现，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。

在军事领域，非制冷红外技术可应用于单兵观瞄、车辆辅助驾驶、近程导弹、无人机吊舱等装备。随着分辨率和可靠性等提升，有进一步增加应用领域的趋势。十四五军品非制冷红外有快速列装趋势。

在民用领域，国外市场户外领域呈现爆发式发展。

根据美国鱼类及野生动植物管理局和Deutscher Jagdver bande.V.的数据，2020年美国、欧洲的猎人数量分别为1516万人、686万人,2018年加拿大的猎人数量为127万人，户外运动是当前消费级红外热像仪的主要运用场景，红外望远镜可应用于狩猎、户外探险、野外科考等活动，在北美和欧洲合计2330万猎人市场中，初步测算红外户外产品的市场规模将接近700亿元。

在安防监控和消防预警领域，低端领域未来竞争会比较激烈，但是边防、海防、森林防火等高端领域因为12um以上的大面阵的突破，未来有望较大的需求。

在辅助驾驶领域，红外探测器可用于生命特征检测系统，守护幼童生命安全。据瑞淀光学系统官网，欧洲新车评估测试组织（EuroNCAP）宣布2022年起，对将儿童存在检测作为标准功能提供的汽车制造商进行奖励，未来车舱内感测系统有机会成为红外新的重大增量市场。

此外，在车载红外摄像头上，红外摄像头具有夜视效果极佳，探测距离远的优势。红外传感器能提供的是对长距离的行人、动物检测，能够在视线不好的时候，尽早发现行人和动物，为汽车在复杂环境中安全行驶保驾护航。。

非制冷外快速降本是近几年开始的，已经催生很多领域，预计未来国内比如锂电池仓储、光伏储能、养猪行业等都会有新的需求出来，预计非制冷红外成像仪下游需求有望爆发！