一紙紅頭文件的下發(fā),為高德紅外、大立科技、睿創(chuàng)微納等國(guó)產(chǎn)紅外廠商在疫情期間的研發(fā)和生產(chǎn)節(jié)奏擰上發(fā)條,加速對(duì)紅外體溫檢測(cè)儀市場(chǎng)的供應(yīng)。
紅外體溫檢測(cè)儀也稱紅外熱像儀,它與一般的額溫槍、耳溫槍不同。從檢測(cè)距離看,額溫槍一般為1到3cm,耳溫槍需塞入耳中,而紅外熱像儀則可在1米以上,最遠(yuǎn)達(dá)10米;從檢測(cè)數(shù)量看,額溫槍和耳溫槍等都需要一對(duì)一檢測(cè),而紅外熱像儀能顯示熱分布圖像,可實(shí)現(xiàn)多人同測(cè)。
與此同時(shí),紅外熱像儀系統(tǒng)還可以自動(dòng)進(jìn)行人檢測(cè)、跟蹤臉部溫度,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)溫,而本文探討的正是這類紅外熱像儀。
據(jù)了解,截至3月初,大立科技累計(jì)已向全國(guó)29個(gè)省區(qū)市和港澳臺(tái)地區(qū)的醫(yī)院、地鐵站、火車站和學(xué)校等人員密集場(chǎng)所,出貨了超6000套測(cè)溫儀設(shè)備;高德紅外的人體測(cè)溫設(shè)備則累計(jì)出貨超10000臺(tái)。
今年2月,工信部預(yù)計(jì)疫情期間全自動(dòng)紅外熱成像體溫檢測(cè)儀需求約6萬(wàn)臺(tái),手持式約55萬(wàn)臺(tái)。與此同時(shí),隨著紅外感應(yīng)設(shè)備的需求量持續(xù)攀升,未來(lái)該市場(chǎng)的短期需求在將達(dá)到100億人民幣左右。
伴隨著國(guó)外疫情的蔓延,我國(guó)紅外芯片廠商的疫情供應(yīng)亦擴(kuò)展至海外市場(chǎng)。
大立科技的海外訂單自2月中旬以來(lái)持續(xù)增長(zhǎng),覆蓋日韓、東南亞、歐洲和美洲等多個(gè)國(guó)家和地區(qū),其中僅向韓國(guó)供貨的防疫設(shè)備就已超千余臺(tái)。
從全國(guó)出口總量看,據(jù)我國(guó)海關(guān)總署最新消息,我國(guó)自3月1日以來(lái)共驗(yàn)放出口了價(jià)值102億人民幣的主要疫情防控物資,其中含紅外測(cè)溫儀241萬(wàn)件。
短短三個(gè)多月,新冠肺炎疫情直接讓我國(guó)的紅外芯片市場(chǎng)火熱了起來(lái),使這項(xiàng)技術(shù)從幕后走到臺(tái)前,讓更多人知曉這項(xiàng)似乎離人們很遙遠(yuǎn)的技術(shù),是如何廣泛地與人們?nèi)粘I钏Y(jié)合。
而在這火熱的市場(chǎng)背后,實(shí)際上是我國(guó)紅外熱成像探測(cè)器芯片廠商長(zhǎng)達(dá)十余年的自研核心技術(shù)翻身仗。
二、軍事領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù),國(guó)產(chǎn)紅外熱成像技術(shù)的窘境與起點(diǎn)
什么是紅外熱成像探測(cè)器芯片?
理論上說,當(dāng)物體高于絕對(duì)零度時(shí),就會(huì)不斷向外輻射電磁波,其中包含波段位于0.75~100μm的紅外線,并且紅外輻射的能量會(huì)隨著溫度升高而增強(qiáng),紅外熱成像探測(cè)器芯片則是利用這一原理而制作。
我們可以做個(gè)類比,它就像是數(shù)碼相機(jī)的CMOS傳感器,相機(jī)里的CMOS用于可見光成像,而紅外熱成像探測(cè)芯片則負(fù)責(zé)紅外光成像。
但紅外熱成像探測(cè)器芯片在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制程工藝、封裝、基底材料甚至技術(shù)生命周期方面,都與數(shù)碼相機(jī)的CMOS傳感器有著較大的不同。就拿技術(shù)周期來(lái)說,CMOS傳感器的技術(shù)路徑遵循“摩爾定律”的發(fā)展,一般產(chǎn)品的生命周期不到半年就會(huì)被淘汰,而紅外熱成像探測(cè)器芯片這類產(chǎn)品的生命周期可延長(zhǎng)至2年。
作為紅外熱像儀的最核心部件,紅外熱成像探測(cè)器直接決定了設(shè)備最終成像的分辨率和靈敏度,它能夠幫助設(shè)備收集紅外線的溫度數(shù)據(jù)和熱分布信息,并通過其余零部件進(jìn)行成像以檢測(cè)物體溫度。
從技術(shù)類別上分,紅外熱成像探測(cè)器又可分為制冷型和非制冷型探測(cè)器。
簡(jiǎn)單地說,制冷型探測(cè)器需要在零下190℃左右的超低溫環(huán)境下工作,因此它一般會(huì)添加制冷裝置,通常應(yīng)用在航天、船艦、導(dǎo)彈、科研等高端軍工領(lǐng)域,具有靈敏度高和作用距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),同時(shí)工藝技術(shù)和制造成本也非常高。
▲制冷型探測(cè)器
相比之下,非制冷型探測(cè)器可以在常溫下工作,雖然靈敏度和觀測(cè)距離較短,但在成本、功耗、重量和壽命等方面具有優(yōu)勢(shì),同時(shí)工藝技術(shù)門檻也更低,能夠應(yīng)用在大部分民用領(lǐng)域和常規(guī)軍用領(lǐng)域。
▲非制冷型探測(cè)器