制冷红外热成像仪

4年前，刚刚成立的烟台睿创公司决定研制一只&ldquo 火眼金睛&rdquo &mdash &mdash 无论雨雪交加，还是烟尘雾霾，完全不受光线影响的&ldquo 透视眼&rdquo ，看透暗夜中隐藏的秘密。　　&ldquo &lsquo 非制冷红外成像&rsquo 及 &lsquo 太赫兹实时成像&rsquo 是一种比孙悟空的&lsquo 火眼金睛&rsquo 更神奇的技术&rdquo ，在研发者看来，它们的&ldquo 神奇&rdquo 之处在于：在战场上，可以探测夜幕掩盖下的目标、显示烟雾中隐藏的坦克 在日常生活中，可以打造车辆的夜视系统 在机场安检中&ldquo 1秒安检扫描全身&rdquo ，也可以&ldquo 验明&rdquo 建筑大楼的&ldquo 瑕疵&rdquo &hellip &hellip 　　这只&ldquo 眼睛&rdquo 的研制过程究竟有怎样的故事?　　&ldquo 红外之眼&rdquo 能看到什么?　　正在高速行驶的轿车前方突然窜出一只动物，在能见度只有两三米的情况下，车辆却提前十米刹了车。借助车上的远红外线摄像机，驾驶员能及时识别出人、动物和车辆等不同散热物体 一座建筑的质量&ldquo 瑕疵&rdquo 与节能水平难以用肉眼观察，但通过红外成像技术，检测易如反掌，因为裂缝处与其他地方的温度不同。　　&ldquo 借助于目标自身发射的红外辐射来看透肉眼看不到的东西&rdquo ，就是红外成像技术。上述两个例子只是这项技术广泛用途的部分显示。　　在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域 在民用方面，可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾&hellip &hellip 　　这是一个散发着巨大诱惑的市场，也是一个&ldquo 难以高攀&rdquo 的市场&mdash &mdash 核心成像芯片的研制太难了，难到只被西方少数国家掌握，却因其广泛的军事用途被列入技术封锁和产品禁运之列。而国内，围绕着这项&ldquo 高门槛、宽应用&rdquo 的技术，一批国字头科研院所和高新企业展开角逐，其中包括资金、实力并不占优的民营企业睿创公司。　　这家公司创业者认为，&ldquo 实际上，红外行业特别是非制冷红外成像行业在中国是一个空白，没有谁真正突破了核心技术，这就给我们同等竞争的机会。&rdquo 　　企业的嗅觉是最灵敏的，这促使睿创公司招兵买马，试图在这个行业一展身手，&ldquo 成立公司之前，我们没有100%的把握，只有70%。&rdquo 在公司的创业者看来，睿创是民企，&ldquo 没有退路，只能拼命&rdquo ：&ldquo 我们把身家性命都押上了，这就是我们的饭碗，做不成就没有饭吃。&rdquo 　　不过，破釜沉舟的创业者还是没想到，&ldquo 这个领域的&lsquo 水太深了&rsquo 。&rdquo 　　&ldquo 深不可测&rdquo 的研发大海淹没了谁?　　黑夜是光的坟墓，也让人们产生了对光明的渴求，红外成像与红外探测器便应运而生。　　在夜视领域，红外探测器是热成像系统的核心，主要分为制冷型和非制冷型。尽管前者被认为是高端应用中的最佳选择，但因为成本居高不下，所以尺寸较小、重量较轻且功耗较低的非制冷红外探测器更获大家青睐。　　但制作非制冷红外探测器并不容易。　　作为资金密集型和技术密集型产业的代表，睿创的&ldquo 非制冷红外探测器&rdquo 之路首先面临着钱的考验，&ldquo 研发包括几个步骤，从设计开始就要花钱，做芯片肯定要流片，半导体流片需要花钱 这里面的风险在于，如果设计细节稍有不慎，则前功尽弃，整个之前的投入全部废掉 然后，封装、测试，上马设备都需要花钱 在此之外，原材料的费用，人员费用等等都离不开资金的投入&rdquo 。　　投钱多、见效慢考验着企业的定力，但找钱还不是最难的，探测器所需要的芯片攻关才是最大挑战，&ldquo 红外焦平面探测器芯片采用IC(集成电路)+MEMS(微机电系统)，长期以来，我国电子信息产业一直饱受&ldquo 缺芯&rdquo 之痛，况且，红外成像芯片相对其它芯片来说，复杂程度和研发难度更高&rdquo 。　　大浪淘沙，适者生存，&ldquo 深不可测&rdquo 的研发大海检验着研发阵营的成色：那些并未做好准备的投入者，一个接一个被淘汰 剩下的是善水的坚持者。千百次的&ldquo 实验&mdash 失败&mdash 再实验&mdash 再失败&mdash 直到成功&rdquo ，亲历者的刻骨记忆永远比文字记述来得真切，公司负责人一句&ldquo 太不容易了&rdquo ，概括了所有的研发故事。　　尽管步履维艰，挑战重重，但&ldquo 非制冷红外探测器&rdquo 的研制还不是这家企业的终极野心。　　如何掌握改变未来的技术?　　如果问一下联合国维和部队最怕的是什么，路边炸弹是回答之一。防不胜防的路边炸弹，给爱好和平的人们造成的伤亡不绝于耳。在传统威胁面前，高技术也无能为力?比&ldquo 非制冷红外成像技术&rdquo 更为先进的&ldquo 太赫兹成像&rdquo 的穿墙透视能力给出了答案。　　太赫兹技术被美国评为&ldquo 改变未来世界的十大技术&rdquo 之一，它可以穿透墙体对房屋内部进行扫描，是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。同时，与耗资较高、作用距离较短、无法识别具体爆炸物的X射线扫描仪相比，太赫兹成像具有独特优势，目前已经初步应用于检查邮件、识别炸药及无损探伤等安全领域。　　2013年1月对中国红外行业来说有着标志性意义：这一天，烟台睿创研制的第一代&ldquo 非制冷红外焦平面探测器&rdquo 迎来&ldquo 鉴定大考&rdquo ，&ldquo 国际同类产品先进水平&rdquo 的结论证明了过去3年努力所达到的高度。2014年初,睿创又发布了第二代高性能红外成像探测器产品，关键指标已经优于国外的竞争产品。　　公司负责人表示,&ldquo 以前，核心的芯片和器件主要依赖进口，它的价格从几万到十几万不等，我们产品开发成功可以使价格大幅度下降，当前我们看好安防监控和汽车辅助驾驶市场，这个量是非常大的。&rdquo 　　利用3年时间将非制冷红外探测器打造出来后，这个上进的民企并没有停下脚步，而是瞄准了下一代非制冷红外成像技术与更高难度的太赫兹探测器。　　借助在前期非制冷技术的积淀，睿创又开发出了国内首款太赫兹焦平面探测器产品。值得一提的是：经过国外权威机构的测试，该设备的成像芯片指标达到了国际一流水准。　　为什么是他们做出来了?　　睿创成立短短四年，做出了西方需要十年时间才能做出的产品。公司负责人时常面临的疑问是：你们是如何做出来的?　　&ldquo 之所以能取得成功，是因为我们站在巨人的肩上。在调研、分析与总结之前很多伟大科学家与工程技术人员的杰出成果的基础上最终形成了公司自己的核心技术，争取少犯前人犯过的错误&rdquo 。　　在关键的环节找关键的人和灵活的用人机制也推动着项目的成功。&ldquo 我觉得成功的重要原因是股东和董事会充分放权，对总经理和研发团队信任。在公司，500万以下的研发资金支出可以不经过董事会 总经理全国各地搜罗产业链条上所需人才，薪金待遇随需而定&rdquo 。　　公司近100名员工，研发人才占了50%多，这就是睿创作为研发初创企业的典型特征。记者了解到，这个包括8名博士、34名硕士的研发团队已经在短短4年间取得了26项专利，其中包括6项发明专利。当然，股权激励是必不可少的。公司一旦上市，拥有股权的研发人员也将获得相应的回报。　　激励机制和充分放权给企业带来了活力。　　眼下，&ldquo 非制冷红外成像&rdquo 和&ldquo 太赫兹成像&rdquo 的技术都已成熟，进入了产业化的&ldquo 前夜&rdquo ，这让睿创公司有了更大的信心：&ldquo 预计我们的一期芯片达产后，年产值可以达到10亿人民币，在二期完工之后，我们可以达到50亿的产值。&rdquo

2020年，由于新冠爆发，中国的红外热成像仪在测温领域取得了惊人增长。那么，2021年随着国内疫情趋于稳定，测温需求下滑，国内厂商的业绩表现如何呢？目前，我国红外热成像仪的生产厂家众多，本次将主要了解市场份额排在前列的四家国内厂商——高德红外、海康威视、睿创微纳和大立科技在2021年的业绩表现。核心技术方面，高德红外拥有完全自主知识产权的“中国红外芯”全套研制、批产技术，一举打破了西方多年的技术封锁、实现了完全自主可控，建成了三条8英寸（制冷碲镉汞、Ⅱ类超晶格、非制冷）红外焦平面探测器批产线。海康威视自建一条自主可控的8寸MEMS生产线及封装线，具备年产晶圆1万片，探测器百万颗的生产能力，在非制冷红外热成像传感器的先进集成电路设计、MEMS微桥结构设计、MEMS及封装制程开发、高真空封装技术等方面具备优势。睿创微纳自主研发的非制冷红外传感器焦平面阵列敏感材料制备、非制冷红外焦平面阵列设计与制备、非制冷红外焦平面探测器晶圆级封装技术、基于非制冷红外技术的高精度非接触式测温技术研发等均实现了量产。大立科技拥有国内唯一的非制冷红外焦平面探测器（非晶硅）产业化基地，发布的业内首款600万像素非制冷红外焦平面探测器，至今仍是国内最高分辨率的非制冷红外焦平面探测器。红外热成像仪国产厂商核心技术红外热成像仪国产厂商高德红外海康威视睿创微纳大立科技核心技术建成了三条8英寸（制冷碲镉汞、Ⅱ类超晶格、非制冷）红外焦平面探测器批产线非制冷红外热成像传感器技术(自建8寸MEMS 生产线及封装线)非制冷红外传感器焦平面阵列敏感材料制备；非制冷红外焦平面阵列设计、制备；非制冷红外焦平面探测器晶圆级封装技术；基于非制冷红外技术的高精度非接触式测温技术研发国内唯一的非制冷红外焦平面探测器（非晶硅）产业化基地，国内最高分辨率的非制冷红外焦平面探测器营业收入方面，截至2021年第三季度，高德红外、海康威视、睿创微纳年初至报告期末营业收入均有不同程度增长——高德红外营业收入24.54亿元，比同期增长26.26%；海康威视营业收入556.30亿元，比同期增长32.38%；睿创微纳营业收入12.09亿元，比同期增长12.15%。大立科技截至2021年第三季度期末，防疫类产品收入975.23万元，较上年同期减少98.18%，非防疫类产品业务收入实现161.22%的大幅增长，防疫类产品收入大幅减少是影响其营收的重要因素。2021年第三季度财报中营收情况红外热像仪国产厂商年初至报告期末营业收入（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)高德红外2,444,778,946.4126.26海康威视55,629,267,490.8832.38睿创微纳1,208,508,540.9412.15大立科技741,397,083.44-9.37净利润方面，截至2021年第三季度，高德红外和海康威视归属于上市公司股东的净利润及归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润增加，而睿创微纳和大立科技归属于上市公司股东的净利润及归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润减少。相比同期，高德红外研发投入2.38亿元，增加15.15%；海康威视研发投入60.64亿元，增加27.90%；睿创微纳研发投入2.09亿，增加67.11%；大立科技研发投入2175.20亿，增加27.10%。2021年第三季度财报中归属于上市公司股东的净利润情况红外热像仪国产厂商归属于上市公司股东的净利润（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)高德红外919,328,504.1615.49海康威视10,965,641,158.1129.94睿创微纳423,682,306.65-8.84大立科技250,845,311.53-25.962021年第三季度财报中归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润情况红外热像仪国产厂商归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)高德红外898,761,131.0914.26海康威视10,693,898,565.4433.01睿创微纳392,696,685.26-10.29大立科技190,528,629.69-42.05综合来看，截至2021年第三季度，国内红外热成像仪厂商总体营收呈增长态势，尽管不同程度受到防疫产品需求下滑带来的不利影响，但在非防疫类的红外热成像仪市场也各自通过规划布局取得了大幅增长。此外，在研发投入上，各大厂商也纷纷加大了研发力度，力求通过提升技术水平，稳固当前占据的市场份额，并加速进入红外热成像仪应用的新兴领域。2021年第三季度财报中营收和净利润情况红外热像仪国产厂商年初至报告期末营业收入（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)归属于上市公司股东的净利润（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润（元）年初至报告期末比上年同期增减变动幅度(%)高德红外2,444,778,946.4126.26919,328,504.1615.49898,761,131.0914.26海康威视55,629,267,490.8832.3810,965,641,158.1129.9410,693,898,565.4433.01睿创微纳1,208,508,540.9412.15423,682,306.65-8.84392,696,685.26-10.29大立科技741,397,083.44-9.37250,845,311.53-25.96190,528,629.69-42.05

红外热成像仪产业或许已达到了迈入家庭生活的里程碑。“红外行业正朝着多样化、智能化和便捷化的方向发展，飒特红外基于32年技术积累和对市场的深刻洞察，决定推出红外消费品，这或许是一次大胆尝试，但一定是行业里的一个正确决定。” 飒特红外总经理陈振鹏在日前落幕的2023年中国家电及消费电子博览会（以下简称“AWE”）上如此表示。据华经产业研究院数据，截至2021年，我国红外热成像仪行业市场规模达到655.34亿元。“随着非制冷红外热成像技术的发展，红外热成像仪在民用领域得到了广泛应用。”华经产业研究院方面表示。记者了解到，在此背景下，专注于红外热成像仪产品研制生产和销售的飒特红外等企业，开始针对民用红外热成像这一蓝海市场布局谋篇。“从用户消费意愿来看，很多用户已经逐步认可和接受热成像仪产品，而且植入手机将是重要的突破点之一。红外蓝海市场的消费浪潮，正在向我们扑面而来。” 飒特红外副总经理吴京京表示。飞入寻常百姓家民用红外热成像仪的功能正随着技术进步逐步拓展。华经产业研究院方面分析认为，在民用领域，红外热成像仪的应用不断发展。“目前在工业生产、食品安全检测、安保监控、预防检测、消防、交通监控、辅助驾驶、民用夜视等领域都得到了实际应用，未来随着红外热成像技术、“互联网+”技术、小型化设计技术的进一步发展，红外热成像仪的功能将进一步扩展，在民用领域将得到更广阔的应用前景。”在吴京京看来，目前红外产品的普及也已满足了其所需的条件。“国内自主掌握了全产业链技术。技术的提升，带动了价格的不断下降。价格的下降，推动了需求的提升，从而又对技术提出更高的要求，形成了产业的良性循环。”吴京京进一步表示，红外是高端制造产业里极少数可以在国内形成全产业链应用的行业。“从芯片，到探测器，再到整机，都不依靠国外进口，在国内完全实现自主全产业链开发。在市场认知上，拐点已经来临，目前热成像仪已迅速进入大众视野，而具备红外热像的无人机在户外搜救工作的出色表现，也赢得了民众的信赖。”对此，飒特红外在本届AWE上带来了包括智能双摄热成像仪、户外三防热成像手机、医用级体温仪等在内的多款红外热成像产品。“公司将推动红外热成像产品从单纯的工业级应用，走向覆盖户外登山露营、健康检测、老人监控、宠物监控、安防监控、教育等大众消费领域。”飒特红外方面表示。值得注意的是，该款智能双摄像仪还与北京现代数字红外成像技术研究院院长袁云娥教授合作，基于袁云娥教授团队研发的红外中医智能算法模型，联合开发了一款全新的红外中医可视化健康检测服务信息软件“盈孚健康”。“通过‘盈孚健康’，用户可以轻松在家实现家庭一站式中医健康管理服务。” 飒特红外全资子公司盈孚睿泰总经理王光磊表示。此外，另一专注于红外热成像仪领域的企业烟台艾睿光电科技有限公司（以下简称“艾睿光电”）也正促进红外热成像技术在多个领域的应用。据了解在今年的上海车展，艾睿光电旗下子公司烟台睿创微纳技术股份有限公司（以下简称“睿创微纳”，688002.SH）就带来了全球首款8μm 1920×1080红外热成像芯片、国内首款通过AEC-Q100车规级认证红外热成像芯片。睿创微纳方面表示，其车载红外热成像产品可广泛应用于乘用车、商用车、特种车、高铁和轨道交通的前装、后装及智能驾驶解决方案等，“能够解决雾霾雨雪等恶劣天气环境、夜间光照不良、眩光视线不佳等影响安全驾驶的重点问题，结合可见光摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器实现多维感知，提升智能驾驶系统的安全性和可靠性。”未来或现黄金10年红外行业的未来发展或许会迎来新增长格局。据Maxtech International数据，全球民用红外市场规模2023年将超过76亿美元，而近4年，红外行业都保持11%以上的增速。“未来10年，将会成为红外发展的黄金10年，按照现在的增长速度，如果头部公司占市场份额20%以上，那么将在10年后诞生一家千亿美元的公司，有望迎来万亿美元规模。”吴京京表示：“可以断定2023年是红外消费品的一个全新的开始，它正在走向大消费时代。”对此，飒特红外已在B端企业市场和C端消费市场进行了双向布局。“更好地服务不同类型客户，满足不同市场需求的同时，扩大公司的业务规模，获得更多的机会和发展空间，巩固在红外热成像仪行业的领先地位。”飒特红外方面表示。睿创微纳方面则表示，目前国内红外热成像市场实际年需求与潜在需求存在较大的差异，“造成这种差异的主要原因为红外探测器乃至红外热成像仪的成本和售价较高。未来，随着红外产品价格下降，性价比提升，市场普及率将进一步提升，尤其是对价格更为敏感的民用消费类领域。”事实上，睿创微纳方面已在非制冷红外成像领域具备完善的技术和产品研究、开发和创新体系，具有较强的产品研发能力、持续创新能力和项目市场化能力。“公司已掌握集成电路设计、MEMS传感器设计及制造、封装测试、机芯图像算法开发、系统集成等非制冷红外成像全产业链核心技术及生产工艺。”睿创微纳方面表示，目前已成功研发出世界第一款像元间距8μm、面阵规模1920×1080 的大面阵非制冷红外探测器，提出行业第一个红外真彩转换算法并建立了第一个红外开源平台，夯实了公司在非制冷红外领域国内领先，国际先进的技术地位。