红外成像应用领域

核心提示1、技术创新向小像元间距、晶圆级封装、ASIC集成等方向发展随着非制冷热成像产品在安防、测温、汽车和个人视觉系统中的广泛应用,市场对热成像模组的分辨率、功耗、体积和价格提出了新的要求,更大面阵规模、更小像元间距、更小封装体积、更高集成化日益

1.技术创新正朝着小像素间距、晶圆级封装、ASIC集成等方向发展。

随着非制冷热成像产品在安防、测温、汽车和个人视觉系统中的广泛应用,市场对热成像模块的分辨率、功耗、体积和价格提出了新的要求。更大的面阵规模、更小的像素间距、更小的封装体积和更高的集成度正日益成为主流发展方向。

目前业界非制冷红外芯片的像素尺寸已经从最初的35μm迅速发展到目前主流的12μm,并且正在向更小尺寸发展。小像素尺寸的优势在于,更小的像素尺寸是降低芯片尺寸和芯片成本,进一步满足热成像模块小型化和集成化要求的基础。另外,在相同焦距光学系统下,像素尺寸越小,在空之间的分辨率越高,对于同一物体,像素尺寸越小,识别距离越远。所以小像素尺寸是技术创新的主流方向。

目前行业内的红外探测器多采用金属封装和陶瓷封装技术。两种封装方式是将晶圆切割成单个芯片,用单个芯片封装。随着晶圆级封装和3D封装的逐渐成熟,行业内部分企业已经实现了先整体封装后切割的封装工艺。新的包装工艺可以大大提高规模效应和生产效率,有效降低包装成本。此外,圆片级封装可以大大减小探测器的封装体积,满足热成像模块小型化、轻量化的要求。因此,基于晶圆级封装的先进技术创新成为主流发展方向。

目前红外成像产品的信号和图像处理电子主要采用FPGA方式。近年来,业界采用ASIC芯片集成取代传统成像模块的FPGA模式,大幅降低了成像模块的尺寸、功耗和量产成本。未来随着采用ASIC集成的产品量产,规模效应将凸显,行业内会有更多厂商采用该技术。ASIC芯片集成将是未来技术发展的趋势。

国内企业在RD的投资在过去几年里有了很大的增长。未来随着国内企业创新能力的加强,会有更多与生产过程相关的技术进步,进一步降低生产环节的成本,从而降低供应成本。

2.新兴民用领域需求快速增长。

目前,国内红外热成像市场每年的实际需求与潜在需求相差较大。造成这种差异的主要原因是红外探测器甚至红外热像仪的成本和售价较高。未来,随着红外产品价格的降低和性价比的提高,市场渗透率将进一步提高,尤其是在对价格敏感的消费领域。

在国际市场上,随着新兴经济体的快速发展,红外热像仪已经成为民用领域的重要消费市场。红外热像仪可应用于新兴经济体的安防监控、智慧城市、物联网等领域,需求广泛;在国内市场,随着我国经济结构的调整和经济的持续增长,红外热像仪将在工业现代化进程中发挥更大的作用,如工业检测、人工智能、检验检疫、消防等现代工业生产领域。

随着产业结构的升级和消费水平的提高,未来我国民用红外热像仪将越来越多地应用于汽车驾驶辅助、个人消费电子、物联网等新兴领域,市场规模不断扩大,需求广泛空。

3.“本土化”成为主流。

非制冷红外焦平面阵列探测器是20世纪80年代在美国军方的支持下发展起来的。由于非制冷焦平面探测器在国防上的诸多应用,美国一直对中国实施严格的禁运措施。美国的制造商只在中国大陆销售整个热像仪,或者在分辨率和帧速率上有限制的热像仪运动部件。法国红外探测器可以出口到中国,但是实行最终用户许可制度,严格限制高端产品。

过去一些材料、传感器、读出电路技术的研究主要在国内的高校等研究机构进行,但一直无法实现国内批量供应。2014年以来,国产红外探测器在国内多个领域得到广泛应用,成为替代进口产品的主力军,为红外产业的快速发展奠定了基础。

4.非制冷红外热成像设备在特种设备领域的应用迅速提高。

非制冷红外成像产品在特种设备中的应用主要是瞄准镜、夜视头盔、手持夜视设备、车载夜视设备、无人机光电吊舱和反坦克导弹导引头。由于非制冷红外成像产品性价比高、体积小、重量轻、功耗低、使用维护方便,正逐渐在特种设备领域得到应用。而且,随着高性能、低功耗、小尺寸等优势的国产红外热成像产品全部推出,以及圆片级封装等非制冷红外探测器制造技术的开发应用,非制冷红外探测器的成本大幅下降,也将推动先进的非制冷红外热成像设备在特种设备领域的快速应用。

 
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