企業(yè)轉(zhuǎn)型有挑戰(zhàn) 紅外傳感器未來市場(chǎng)預(yù)測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高、計(jì)算機(jī)微處理器技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的提升、新型半導(dǎo)體等材料的推出和加工制造工藝等各方面的進(jìn)步，紅外傳感器近年發(fā)展迅猛。據(jù)國外某研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，紅外傳感器全球銷售額將會(huì)從2010年的$1.52億美元增長(zhǎng)到2016年的2.86億美元。而據(jù)美國市場(chǎng)研究公司ASDReports的一份研究報(bào)告預(yù)測(cè)，全球光電/紅外（EO/IR）傳感器市場(chǎng)規(guī)模到2024年將達(dá)到100億美元，與2014年73億美元的市場(chǎng)規(guī)模相比，其復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到3.22%。

    紅外傳感器技術(shù)是近年來發(fā)展最快的技術(shù)之一，紅外傳感器目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、天文、氣象、軍事、工業(yè)和民用等眾多領(lǐng)域，起著不可替代的重要作用。紅外線，實(shí)質(zhì)上是一種電磁輻射波，其波長(zhǎng)范圍大致在0.78m～1000m頻譜范圍內(nèi)，因其是位于可見光中紅光以外的光線，故而得名為紅外線。任何溫度高于絕對(duì)零度的物體，都會(huì)向外部空間以紅外線的方式輻射能量。利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測(cè)量的傳感技術(shù)，即為紅外傳感技術(shù)。

    近年來，紅外傳感器的發(fā)展趨勢(shì)主要集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

    1、新型材料和處理技術(shù)的發(fā)展

    用新型材料和處理技術(shù)，使得傳感器的紅外探測(cè)率提高，響應(yīng)波長(zhǎng)增大，響應(yīng)時(shí)間縮短，像素靈敏度和像素密度更高，抗干擾性能提高，生產(chǎn)成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型熱釋電敏感技術(shù)，使得敏感元件可以實(shí)現(xiàn)陣列化。

    2、傳感器的大型化和多功能化

    隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，紅外傳感器正從小型、單一功能，向大型化、多功能化方向發(fā)展。如國外所研制的大型紅外傳感器(16×16到64×64像素)除可進(jìn)行溫度場(chǎng)測(cè)量外，還可獲得先進(jìn)的、小型紅外傳感器所不具有的人體探測(cè)功能(即可精確定位個(gè)人在空間中的位置，即使人不活動(dòng)，也可識(shí)別出)或大型區(qū)域的安全監(jiān)視等功能，十分適宜于家庭自動(dòng)化、醫(yī)療保健、安全防護(hù)等場(chǎng)合的應(yīng)用。此外，新型多光譜傳感器的研制，也大大改善了紅外成像陣列的功能性。

    3、傳感器的智能化

    新型的智能紅外傳感器通常內(nèi)置多個(gè)微處理器，具備傅里葉變換、小波變換等先進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理或補(bǔ)償功能，自診斷功能，雙向數(shù)字通信等功能，使得傳感器的穩(wěn)定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。

    4、傳感器的進(jìn)一步微型化、集成化

    采用片上集成技術(shù)(包括盲元替代、非均勻性校正、部分圖像處理功能等)和其它新的器件結(jié)構(gòu)及新的制造工藝技術(shù)，在MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))，甚至基于納米科技的NEMS(納機(jī)電系統(tǒng))推動(dòng)下，紅外傳感器尺寸大為縮小，功耗大大降低，集成度顯著提高。由于紅外傳感器的優(yōu)越性能，許多主流儀表研究單位和生產(chǎn)制造商對(duì)它的研發(fā)投入也越來越高。

    紅外傳感器主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

    市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)發(fā)表的最新紅外線感測(cè)器(IRdetectors)技術(shù)與市場(chǎng)趨勢(shì)報(bào)告指出，智慧建筑自動(dòng)化及行動(dòng)裝置溫度感測(cè)等新興應(yīng)用，將成為紅外線感測(cè)器市場(chǎng)成長(zhǎng)新動(dòng)力。

    ˙應(yīng)用于消費(fèi)性行動(dòng)裝置的小型紅外線感測(cè)器──例如手機(jī)跟平板裝置新增內(nèi)部及現(xiàn)場(chǎng)溫度紅外線單一畫素感測(cè)功能，若是能采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)，可以產(chǎn)出更低廉，更小巧的感測(cè)器；

    光是手機(jī)及平板大量?jī)?nèi)建紅外線感測(cè)器的趨勢(shì)，便有可能在2018年左右增加3,000萬美元的市場(chǎng)規(guī)模。

    ˙中型紅外線陣列感測(cè)器(4x4~16x16像素)已成功打入住宅及汽車的空調(diào)，暖氣及通風(fēng)系統(tǒng)；預(yù)估將來若產(chǎn)品價(jià)格更親民，在零售及居家電氣應(yīng)用也大有可為。

    ˙大型紅外線陣列感測(cè)器(32x32像素或以上)的未來市場(chǎng)是智慧型住宅所需的多元感測(cè)裝置，雖然這個(gè)市場(chǎng)客戶能負(fù)擔(dān)較高費(fèi)用，不過產(chǎn)品的普及仍然有賴價(jià)格的下降。

    紅外傳感器未來市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

    YoleDeveloppement報(bào)告指出，技術(shù)的不斷創(chuàng)新是將紅外線感測(cè)器推向高階紅外線陣列探測(cè)器應(yīng)用的要素，一向被視為低成本易制造的紅外線感測(cè)器，已被大量且多樣地應(yīng)用于建筑、保全、電器、工業(yè)的動(dòng)作感應(yīng)，溫度測(cè)量，計(jì)算及氣體與火災(zāi)偵測(cè)等。最初的紅外線感測(cè)器只是具有基本動(dòng)作偵測(cè)的單一像素?zé)後岆姼袦y(cè)器，近來紅外線感測(cè)器已逐漸邁向復(fù)雜且高階的市場(chǎng)，例如溫度測(cè)量、氣體、光譜及火災(zāi)感測(cè)等。

    從2000年起，由于陣列感測(cè)器進(jìn)入市場(chǎng)，開始成功將紅外線感測(cè)器推往多元高階市場(chǎng)。在HeimannSensors帶動(dòng)下，多家公司踩著「技術(shù)帶動(dòng)創(chuàng)新」的腳步，將熱釋電(Pyroelectric)及熱電堆(Thermopiles)技術(shù)加入生產(chǎn)紅外線感測(cè)陣列的行列。

    來自MEMS產(chǎn)業(yè)的Omron及Panasonic則挾MEMS復(fù)雜制程的豐富經(jīng)驗(yàn)，將熱電堆技術(shù)推廣為生產(chǎn)紅外線陣列感測(cè)器的領(lǐng)導(dǎo)地位。不過2013年由紅外線成像市場(chǎng)跨足紅外線感測(cè)器的ULIS挑戰(zhàn)熱電堆成為主流的可能性，推出第一個(gè)備有高畫質(zhì)微測(cè)輻射熱計(jì)(Microbolometer)且像素在100x100以下的超大型紅外線感測(cè)器，預(yù)計(jì)將瓜分正在成長(zhǎng)中的大型紅外線感測(cè)器市場(chǎng)。預(yù)估2014年來自非制冷紅外成像市場(chǎng)的龍頭FLIR，將在小型紅外線陣列感測(cè)器上推出使用微測(cè)輻射熱計(jì)的商品蠶食市占率。

    由于紅外線感測(cè)大廠的多元化，導(dǎo)致紅外探測(cè)器競(jìng)爭(zhēng)格局十分復(fù)雜。必需要清楚地了解每個(gè)主要廠商的技術(shù)背景和定位，才能清楚整體市場(chǎng)商機(jī)和將要面臨的挑戰(zhàn)；YoleDeveloppement表示，小型紅外線感測(cè)器的市場(chǎng)已趨成熟，走向價(jià)格戰(zhàn)，中大型紅外線陣列感測(cè)器還是以性能及品質(zhì)為主，尚有容納新人加入的利潤(rùn)空間。

    總之，從小型紅外線探測(cè)器轉(zhuǎn)成生產(chǎn)中大型紅外線陣列感測(cè)器是具有挑戰(zhàn)性的，需要有足夠的zhuanli及MEMS制造能力。因此，現(xiàn)有廠商大都沒有直接從小型紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)戰(zhàn)中大型紅外線陣列感測(cè)器的企圖。