红外行业分析报告Word文档下载推荐.docx

1、2.1、军用领域152.2、民用领域163、全球红外产业市场规模及市场格局173.1、全球军用红外产业市场173.2、全球民用红外产业市场194、国内红外产业市场规模224.1、国内军用市场224.2、国内民用市场235、国内红外产业市场格局245.1、国内红外产业的发展历程245.2、国内红外领域研制力量255.2.1、中科院系红外研制力量265.2.2、兵器系红外研制力量275.2.3、电科系红外研制力量295.2.4、船舶系红外研制力量305.2.5、航天系红外研制力量305.2.6、航空系红外研制力量315.2.7、民企红外研制力量32红外热像仪产品市场主要分为军用产品市场以及民用产品

2、市场。两个市场 相互独立，具有不同的竞争特点。红外热像仪产品源于军用。全球军用红外热像仪产品市场空间较大，并保 持稳定增长，2013年全球红外军用市场规模达到79.00亿美元，2018年的市场 规模预计可达98.26亿美元，其中红外探测器及探测器模块12.3亿美元，红外 系统85.96亿美元。军用红外热像仪产品销售金额复合年增长率4.47%,其中红 外探测器及探测器模块增长率2.9%,红外系统增长率4.7%o由于红外热像仪及其相关技术的成熟和发展，红外热像仪在民用领域得到 了更加广泛的应用，民用市场也保持着很快的增长速度，增长幅度也要远远大 于军用领域。2013年民用红外热像仪的市场规模达到2

3、9.56亿美元，预计在 2019年，其市场规模可达55.07亿美元，其中制冷型15.12亿美元，非制冷型 39.95亿美元：民用红外热像仪的销倍金额复合年增长率为11.00%,其中制冷 型增长率6.0%,非制冷型增长率13%。根据我们的测算，我国军用红外市场总容量达300亿元以上，假设红外系 统更新周期为10年，可以估算出年市场规模在30亿元以上：我国民用红外热 像仪的市场总容量约184亿元，假设产品更新周期为10年，可以估算出年市场 规模约为18.4亿元。我国红外领域国有企事业单位主要有：中科院上海技物所、长春光机所， 兵器集团夜视子集团（兵器211所、北方广微、云南北方光电）、光电子集团

4、（205 所、江苏北方湖光光电、浙江华东光电、山东北方光电）、凌云子集团 （北方长城光电），兵装集团湖北华中光电，中国电科11所，中船重工717所 （含久之洋），航天8358所，中航工业空空导弹研究院，中航工业613所等， 这些单位占据了军用红外市场的主要份额。红外领域的民参军企业主要有高德 红外、大立科技、烟台艾容。1、红外技术简介1.1、红外线红外线是太阳光线中众多不可见光线.中的一种，由英国科学家赫歇尔在1800年通过 分析太阳光塔发现.红外线又称红外光、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，是波长较可见光中的红光长的非可见光.图1、太阳光波

5、谱红外线可根据波长长度范围的不同，划分为三类：（1）近红外线，波长 为0.76-1.5微米之间，在光谱上更靠近红光；（2）中红外线，波长为1.55.6 微米之间，光谱结余近红外与远红外之间：（3）远红外线，波长为5.6-1000微 米之间，在光谱上更远离红光。红外线是自然界中存在最为广泛的辐射，所有温度高于绝对蓼度（一273C）的物质都不断地辐射红外线,，也称为热辐射，热辐射能量的大小直 接和物体表面的温度和材料特性相关。温度越高，辐射的能量就越大。利用红 外线的这种特性，人们可以使用红外发射装置对物体进行加热，也可以通过被 动捕获射线的方式，对物体进行无需接触的温度测量以及进行热状态分析。1

6、.2、红外线的大气穿透性原理及应用红外线在大气中传输，在某些波长上会剧烈衰减，但留下了一部分具有很 高透过率的波段，透过率较高的这些红外光谱波段祢为“大气窗口”。红外辐射 有三个主要“大气窗口”，为13微米波段，35微米波段，814微米波段。 能对35微米和814微米这两个波段的红外光进行响应的中、远红外探测器 一直受到人们很高的重视。其中35微米波段红外线对雨天、雾天等湿度大的 气候条件穿透性尤其强，而814微米波段的红外线在沙尘条件下作用距离较 其他波段更长。利用大气窗口，可以实现在完全无关的夜晚或是在烟云密布的战场，通过 捕获红外线,而非可见光的方式，清晰地观察到现场的情况。1.3、红外

7、热像仪红外热像仪也叫红外成像系统或红外探测系统，红外热像仪是一种用来探 测目标物体的红外辐射，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技 产品。图2、红外热像仪工作原理图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 理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，能够为人体肉眼所看 见，同时如果在热像仪中加一块温度信息处理电路板，则能够根据所接收的辐 射能量得出探测目标每个点的温度。具体来说，在红外热像仪中，红外图像转 换成可见图像分两步进行。第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外 辐射变为电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱：第二步是通过电 视显像系统

8、将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在电视荧光屏上里示出来, 实现从电到光的转换，最后得到反映目标得到的图像。表1、红外探测系统主要组成部件及功能主要组成部件主要功能红外光学系统将目标的红外辐射集聚到红外探测器上，以光 谱和空间滤波方式抑制背景干扰红外焦平面探测器将红外辐射转换为微弱电信号后续电路接收探测器输出电信号，并对电信号放大图像处理软件处理放大后的信号呈现为目标物体温度分布 的可见光图像红外光学系统、焦平面探测器、后续电路和嵌入式图像处理软件是红外热 像仪的重要组成部分。其中，探测器是热成像系统的核心部件，起到光信号转 换为电信号的作用，这是探测、识别和分析物体红外信息的关键。1.4、

9、红外探测器红外探测器是红外探测系统的核心，红外探测器是能对外界红外光辐射产 生响应的光传感器.现在使用的红外探测器几乎都是焦平面阵列，而非分立型红外探测器.分 立型红外探测器是指器件单独封装实现光电转换功能，每个探测器元单独蠲出 信号，再与前放等信号处理电路相连，每个器件都形成一个单独的通道。而焦 平面阵列（IRFPA）是指大规模M*N （元）面阵型或4N或6N （元）型探测器芯 片与信号处理电路芯片集成互连耦合后，共同封装在一个外壳中，在焦平面上 实现光电转换和信号处理将各元件的光电信号多路传输至一条或几条输出线.， 以行转移或帧转移的视频信号的形式输出，探测器结构大大简化，包括电源线、 驱

10、动电路和信号输出等全部引出线大约只需几十条.图3、分立型器件图4、焦平面阵列结构1.4.1、红外探测器的分类红外探测器按照不同的分类标准可以分为多种：（1）按成像方式分为扫描型和凝视型两种，其区别在于扫描型一般象用 时间延迟积分（TDI）技术，采用串行方式对电信号进行读取；凝视型式则利用 了二维形成一张图像，无需延迟积分，采用并行方式对电信号进行读取。凝视 型成像速度比扫描型成像速度快，但是其需要的成本高。（2）红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。 因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种。单片 式集成在一个硅衬底上，即读出电路和探测器都使用相同的材

11、料；混成式是指 红外探测器和读出电路分别选用两种材料，如红外探测器使用HgCdTe,读出电路使用硅（Si）混成式主要分为倒装和Z平面图5、红外探测器分类（3）制作焦平面探测器的材料有HgCdTe. GaAs、Si二极管等等，根据这 些材料工作原理的不同，焦平面探测器可以分为光子探测器和热探测器。由于 光子探测器的构成材料大多在低温下工作，需要制冷，因此光子探测器又称为 制冷型探测器。表2、红外探测器的分类（按工作方式）典型敏感材料光于探测器 （制冷婴）光导型（光敏电俎）HgCdTc. PbS, PbSc灵敏度高、响应速度快具 有枝高的响应频率，一般 寄在低温下工作，探测波 段校窄.光伏型HgC

12、dTe, InSb, PbSnTe光发射-肖#基势垒探测器PtSi/Si, IrSi/Si量子阱探测若GaAs/GaAlAs, GeSi/Si热探溺客 （非制冷型）然敏电朋（微测辐射热计）贝化机非晶硅响应时间较长、灵敏度较 低，响应波段宽、可以在 室派下工作、使用简单.热样电BST薄膜，铁电PZT热电偶Au/Poly Si二极管型Si二极管光机横Au/SiNx双金属片光子探测器（制冷型）在红外辐射的作用下，材料的载流子浓度发生变化, 从而引起探测元电学特性的变化。因为光子探测器的工作机理是光子与探测器 材料直接作用，产生内光电效应。因此，其响应时间为微秒或纳秒级，光子探 测器的探测率一般比热探

13、测器大1至2个数量级，正常工作一般需要制冷，探 测波段一般较然探测器也较窄。由于光子探测器的工作机理是由光子直接转换 为电信号的过程，因此其具有响应速度快、可靠性高等特点。然而在室温下， 由于材料本身激发特性，其暗电流较大，将增加其噪声水平，从而降低器件信 噪比。所以，光子探测器要发挥其最佳性能，需要在低温制冷。这就增加了其 系统的复杂性，造成系统价格居高不下，从而制约了它的应用和发展。光子探 测器（制冷型）目前仅在对灵敏度要求非常高的军事领域和部分工业领域中得到应用。图6、光子探测器热探测器（非制冷型）是利用红外辐射特有的热效应，将红外辐射先转换为推，再通 过敏感元材料将热转换为电信号的探测

14、器。红外首先入射到探测元，引起敏感元温度变化, 从而引起敏感元某一物理量的变化，最终导致电信号变化。其探测机理有：辐射热效应， 热伏效应，热气动效应和热释电效应。然探测器的响应信号只取决于红外辐射功率的强弱, 与红外光诺成分无关。由于热探测器换能过程较慢，因此与光子探测器相比，然探测器的 响应时间较长，光子探测器的响应时间一般为微秒级，而热探测器为毫秒级。非制冷焦平 面探测器因具有可靠性高、价格低廉、体积小、重量轻、功耗低等优务，近年来得到了各 行业的关注，发展迅速，成为了统外焦平面探测器在民用领域的主流产品。在非制冷焦平 面探测器的整个生产成本中，封装成本占到了其总成本的80%以上，而其余2

15、0%主要是由 焦平面芯片产生的，焦平面芯片的成本降低主要是通过提高芯片成品率来实现的。图7、红外热敏探头1.4.2、红外探测器的评价指标统外探测器首先是一种传感器，与其他传感器一样，信噪比是衡量其特性的最基本参 教，因此信噪比也是衡量位外探测器性能的最主要参教。其评价指标主要包括以下一些参 数：（1） 响应率虹外探测器响应率是表征红外探测器对入射辐射灵敏程度的物理量，是输出信号电压 与输入红外辐射功率之比，其响应率越大，探测君对辐射信号的灵敏度越好。（2） 噪声等效温差（NETD, Noise Equivalent Temperature Difference）位外热成像的热灵敏度（NETD）是热