我国红外光电行业发展概况及发展趋势
思瀚产业研究院 和普威视    2024-04-25

（1）我国红外光电行业发展概况

①红外成像技术简介

红外成像技术是一种利用不同波段的红外光，采用主动或被动方式获取成像目标图像信息的技术。

红外成像技术依照成像原理的不同分为被动红外成像技术和主动红外成像技术，其中被动红外成像技术又称红外热成像技术。

②红外光电设备的应用领域

目前我国红外光电设备主要应用于国防领域和民用领域，国防领域包括边海防监控、军事基地监控以及与各类武器装备配套使用，如车辆辅助驾驶系统、枪械和火炮观瞄系统、车载和船载观测系统等。

近些年来随着无人机技术的发展，红外光电设备亦与雷达、反制器等配件组合形成反无人机系统。在民用领域，红外光电设备广泛的应用于交通监控、农林防火、环保监控、水利监控、能源行业监控、机场港口监控、人体和工业测温、公安、刑侦和警用领域等。

（2）我国红外光电行业的发展趋势

①国产化和进口替代是行业发展的基本趋势

红外热成像技术始于美国，并首先应用在军事领域，产品不仅涉及成像技术，亦涉及数字电路技术、光电半导体技术、嵌入式软件技术等。早年在全球经济一体化的趋势下，我国光电产品部分核心零部件或元器件，如探测器、FPGA 芯片、MCU 芯片、智能处理芯片、ADC 等直接从国外进口。

在军工领域，随着我国军工市场国产化的要求，我国红外热成像和半导体领域企业的技术和产品逐渐成熟，包括睿创微纳在内的一批企业提供的红外探测器、核心芯片等产品逐渐投入批量使用，产品性能与国外差距逐渐缩小。

在上述背景下，随着我国基础学科、基础工业水平的不断提升，我国光电产业未来将进一步发展，探测器、芯片、机芯、镜头等硬件以及图像处理和伺服控制等嵌入式软件的性能水平将逐渐达到甚至是超越国际先进水平，实现全面的自主发展和进口替代。

②红外热成像技术在军工领域应用将越来越广

在军工领域，党的“十九大”制定了新时代我国国防和军队建设三步走的战略目标，力争到 2035年基本实现国防和军队现代化。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中也提出“加快国防和军队现代化建设，实现富国和强军相统一”。基于红外热成像等技术的光电产品在军工领域广泛用于昼夜监控、要地预警、单兵装备、车辆辅助驾驶和武器观瞄等场景，是实现军队现代化建设的重要技术之一。同时，党的十八大、十九大已明确强调把国防发展上升为国家战略，并要求尽快构建一体化的国家战略体系和能力，要“优化制度环境，坚决拆壁垒、破坚冰、去门槛”，着力破除“民参军”的体制机制障碍，“民参军”企业迎来了历史性重大机遇。

③红外热成像技术广泛应用于民用领域

各行业公共卫生事件带动测温市场爆发。公共卫生事件的防控要求对红外测温仪的需求带来了行业爆发性的增长，一批行业内企业在该领域的产品出现爆发性的增长，带来经营业绩的快速提升。随着后疫情时代的来临，虽然红外测温仪的需求会有所下滑，但随着测温技术的逐渐成熟，工业测温领域展现出越来越高的发展潜力，测温市场将保持持续稳定增长。铁路行业需求带动激光摄像机的需求增长。

2022 年，中国国家铁路集团有限公司发布《铁路区间线路视频监控设置标准》（铁建设〔2022〕93 号），分别对设计时速为 300 公里以上和 250 公里的高速铁路，以及普通铁路的主要干线及关键区域热成像摄像机及激光摄像机的布置方案及基本技术指标制定了具体标准。根据国务院于 2022 年 1 月 18 日印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，我国十四五期间，铁路营业里程将从 14.6 万公里增长至 16.5 万公里。随着我国铁路建设事业的发展，铁路行业激光摄像机将会保持持续稳定的需求。农林防火是热成像技术的重要应用领域。

国务院于 2016 年 12 月下发国家森林防火规划，2016-2025 年将累计投入 450 亿元用于森林防火体系建设。该项规划采取中央投资 2/3、地方投资 1/3的筹资模式，由各级林业厅（局）下属的森林防火办公室组织建设。《森林防火视频监控系统技术规范》中明确图像传感器宜配备可见光和红外热成像双传感器监控火情，并要求平台软件具有智能烟火识别功能。

④多种成像技术融合、多种侦测技术融合

随着传感器技术以及信息处理软硬件技术的不断发展，融合高清可见光、红外热成像、激光夜视、微光/星光甚至紫外光的多光谱融合技术将极大的提高光电产品的适用性，通过发挥各光谱技术各自优势，使光电产品实现全天候、各类场景、各类环境、各类距离下的观测功能。

通过光电设备与其他侦测技术，如雷达、无线电侦测、反制等技术的融合，实现多类侦测技术融合、侦查与反制融合、监控与预警融合的目标，提升远距离、小目标、复杂条件下的综合侦测能力，为平台和作战人员提供全方位的监视、侦察、精确瞄准和电子战的能力。行业内以红外热成像为主要技术方向的企业均在积极布局激光、短波红外、可见光/微光等技术，未来多光谱融合的成像技术将越来越成为行业的主流，具有综合技术优势的企业将更加有效的满足客户的多方面需求，并在市场竞争中占据优势。

⑤硬件与嵌入式软件及算法的配合越来越重要

随着我国各行业应用水平的不断发展、国家军事实力的不断提升，以及外部环境的不断变化，用户对光电产品的使用方式、使用环境日益多样化，对光电产品的关键性能，如成像效果、目标探测和识别能力以及伺服系统性能等方面提出了更高的要求。

虽然我国光电产品所涉及的关键基础零部件在近年内已取得高速发展，但部分环节与国际顶尖水平仍存在一定差距，因此在特定硬件性能的前提下如何通过软件算法的优化提升产品整体性能是我国光电产品研发过程中需解决的重要问题，只有与软件算法匹配，硬件部分才能发挥最大效能。

在热成像领域，机芯电路搭载的嵌入式软件通过各种图像处理算法在探测器输出信号的基础上提升红外图像的清晰度，从而获得更优的性能指标。图像处理算法的设计既要考虑最终成像效果，又要考虑硬件计算能力，同时还需与整机其他部件协调与匹配。

在伺服控制领域，控制算法既要考虑提升设备运动性能，又要考虑整机成本、未来扩展能力和所采用部件的体积、重量等制约因素。只有嵌入式软件和硬件相互配合，才能使整机在成本可控的前提下达到最佳性能。

⑥人工智能技术是光电产品未来重要的发展方向

随着我国基础科学的不断进步和各行业的不断发展，用户对光电产品的功能和性能要求从最基本的“看得见”发展到“看得清”，近些年来进一步发展到“看得懂”，即光电系统可实现目标自动识别与分析、自动跟踪、自动巡航、自动告警等智能化功能，以实现无人值守、降低人为失误率、提升目标探测精确度等目标。除实现基本智能功能外，人工智能技术与使用场景深度融合，针对具体使用需求为行业深度赋能亦是行业发展方向之一。

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