军工细分领域之红外线行业

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今天的概念题材很是活跃,光伏、储能、特高压等板块再度冲高,前几天说的汽车零部件板块也在持续走强,合兴股份和京泉华等超10股涨停,军工、注册制次新股等板块也纷纷拉升,昨日强势的地产、券商股回调。

对于这些概念股的逻辑,经常看文章的粉丝应该都不陌生。昨天,还有人问我,说是最近中国台湾的问题,对军工板块会有怎样的影响,对于这个板块,细分领域很多,我们单从大概念去说是模糊的,我就给大家多讲些相关细分领域吧。

一、红外热像仪与红外探测器

红外热像仪肯定会涉及到一种不可见光,即红外线,它按照红外窗口可以分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外、甚长波红外、远红外、亚毫米波。

军民最常使用的是近红外、中波红外和长波红外。

因为温度越高,红外线能量就越大,这个特性决定了红外热像仪的工作原理。它就是通过探测目标物体的红外辐射,再经过光电转换、数字图像处理等手段处理后,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。

从上面的工作原理可以看到,它的核心是探测、识别和感知红外辐射,这个步骤主要应用的部件叫做红外探测器,它直接决定最终形成可见图像的清晰度和灵敏度。

根据探测原理的不同,探测器可以分为光子探测器、热探测器。

热探测器是它的材料在吸收红外辐射后产生温升,通过其物理性质的变化就可以测量出它吸收的能量或功率。

光子探测器是吸收光子后,它的材料会产生光电效应,通过测量光电效应的大小去测定被吸收的光子数。

根据工作温度的不同,探测器还分为制冷型和非制冷型。

二、制冷型红外探测器

通常下,制冷型红外探测器属于上面的光子型,它的工作温度一般在80-K,而且还可使探测器的噪声降低,灵敏度也较高,探测距离也比较远。

对应这些优势,它也具有价格昂贵、体积大、功耗大、结构复杂、寿命短等缺点。整体看,它的性价比并不高,所以它的应用场合有限,更多的是运用在军事领域,像夜视侦察、精确制导和目标瞄准等。

该技术可以称为是夜战和精确打击武器系统中的核心技术,它的精良与否将直接决定和影响着武器现代化水平。

这是具有一定的军事敏感性的,所以像美国这样的国家就会有一些技术封锁和产品禁运的政策,截至年,全球军用红外成像仪市场的前十大供应商中美国厂商占据6成。

相比其他国家,目前我国国防费占GDP比重相对较低,军用红外热像仪的配备也相对较少。

数据显示,年全球军用红外市场规模将达到.95亿美元。而我国的潜在市场规模达亿元。在现在军事环境背景下,未来这个军用市场是有成长性的。

三、非制冷探测器

非制冷探测器的性价比就相对较高了,主要是应用在民用市场。它可以被进一步分为热释电式、热电堆、微测辐射热计等类型。

其中微测辐射热计型是目前技术最成熟、市场占有率最高的,它的本质是热性的,即通过温度的感知去成像。

与军用市场相比,民用红外市场规模略小,但保持较快增长趋势。特别是在去年,红外热像仪可以通过发热监测来遏制新冠病毒,也给它带来了市场空间,数据显示到年全球民用红外市场规模将达到74.65亿美元。

具体看看民用市场的应用,它可以应用在电力检测方面,对变压器、避雷器、高压输电线等电力设备状态进行检查与故障诊断。

“十四五”期间电网及相关产业投资规模将超6万亿元,其中红外热像仪市场规模将达20亿元。特别要强调是,目前仅是经济发达地区配有红外电力检测设备,且这些地区的拥有量也仅为需求量的20%左右。在这背景下,随着智能电网布局的展开,电力检测市场将进一步打开,这样红外热像仪的需求也将快速增长。

还有工业领域,它可用于建筑检测、石油化工设备检测、采矿以及工业生产制造过程控制。

因为红外热像仪是被动接受目标自身的红外热辐射,无论白天黑夜均可以正常工作并且不会暴露自己,所以还可以应用在安防监控产业中。

在消防救援的紧急关头,红外热像仪也必不可少,它可以帮助消防员快速计划任务、定位热点、挽救生命,我国消防车约3万辆,假设每车配1台红外热像仪,预计市场规模将达12亿。

车载领域里,它的应用还可以监控外部环境和车舱内情况,确保行车安全。

这些需求面上,都是存在着不同的潜在市场。对应需求面,我们再看看供给端是怎样的,我们可以先看看它的构成。

四、结构与供给

因为它是从温度的角度去探测,所以热敏材料的选取对它的灵敏度有非常大的影响,要选择高温度电阻系数和低噪声的材料,同时还要考虑到所选材料是否适合生产加工。

制冷红外探测器的常用材料有碲镉汞(MCT)、量子阱(QWIP)、锑化铟(InSb)、二类超晶格(T2SL)四种。非晶硅(α-Si)和氧化钒(VOx)则是非制冷型红外探测器的两大主流敏感材料。

有了原材料,到了封装环节,这里封装成本在整个探测器研发成本中占比是超过50%的。

目前常用的封装技术包括:金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装和研制中的像元级封装。

从这些封装技术来看,就可以判断这个行业是具有较高的技术壁垒和资质壁垒的。它会涉及到光学、集成电路、传感器设计、计算机和物理学等多个学科。

所以这些供给公司的格局表现很清晰。在国际民用市场上,竞争实力最强的是美国FLIR公司,在年该公司的市场占有率是第一,在去年其将业务整合为两大部门,分别是政府国防服务部门和工业部门,显然这俩对应的市场分别是军用和民用。

我们重点看国内,国内参与红外产业链的企业可以分为军工企业、中科院下属单位和民营企业三大类型。

在全球十强中,中国厂商已占据四席,分别是高德红外、海康威视、睿创微纳和大立科技,合计占比约44%。

高德红外算是这其中的龙头,它是国内唯一一家同时拥有非制冷探测器技术、碲镉汞制冷探测器技术、超晶格探测器技术的民营企业,也是唯一取得完整WQ系统总体资质的民营企业。

业务领域始终是围绕着红外结构,例如红外焦平面探测器芯片、红外热像整机等板块,属于是全产业链布局。

在这些技术和产品优势下,公司产品订单是持续增长。年年初至今已与客户签署了9份型号产品订货合同,合同金额合计9.16亿元

这其中的红外热成像仪及综合光电系统为主要业绩来源,年该板块营收同比增长.12%,合计贡献86.58%的营收。

睿创微纳是一家专业从事非制冷红外热成像与MEMS传感技术开发的集成电路芯片企业,属于是非制冷红外热成像界的王者。

截至年,全球仅有美国、法国、以色列、中国等少数国家能够掌握非制冷红外探测器核心技术,而该公司成功研制出全球第一款×

8μm非制冷红外探测器芯片,填补了世界空白,可见公司掌握技术的突出。




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