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日期：2023年04月27日 14:51 浏览量：1

作者：鹏华国防

国防军工高景气赛道：光电红外

来源：整合各家券商研报

1. 红外技术介绍

1.1 红外基本概念

红外线是一种肉眼不可见的光线，在1800年被英国天文学家威廉·赫谢尔发现，又称为红外热辐射。红外辐射本质是一种电磁辐射，在物理学上定义波长在0.75~1000μm的电磁波。红外辐射的波长介于可见光和微波之间，其短波与可见光波段的红光相邻，长波段与微波相接。

根据红外辐射的产生机理、红外辐射的应用和发展情况并结合考虑了红外辐射在地球大气层中的传输特性，进一步将0.75~1000μm 的红外辐射划分为四个波段：（1）近红外或短波红外，波长范围为0.75~3μm；（2）中红外或中波红外，波长范围为3~6μm；（3）远红外或长波红外，波长范围为6~15μm；（4）极远红外，波长范围为15~1000μm。

红外辐射虽然不能直接被人眼感知，但它却是自然界中最广泛存在的辐射之一。任何温度在绝对零度（-273.15℃）以上的物体都会源源不断的向外辐射包括红外辐射在内的全谱段辐射信号，辐射能力的大小与物体表面的温度和材料的特性有关，温度越高，辐射的能量越大。

1.2 红外技术的优势

红外热成像仪运用光电技术以被动的方式探测物体所发出的红外辐射，算出物体表面每一点的温度，以不同的颜色来显示不同的温度，从而转换为可供人类视觉分辨的图像和图形。

红外热成像仪可以突破人类视觉障碍，能在完全黑暗的环境下探测到物体，即使在有烟雾、粉尘的情况下也可实现探测，且不需要光源照明，因此可以全天候使用。由于红外热成像具有隐蔽性好、抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作等特点，在军事和民用领域都发挥着越来越重要的作用。

红外热成像技术优势：

1.3 红外热像仪

红外热像仪是一种二维平面成像的红外系统，用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布转换成灰度分布，以视频或图像的形式输出。

红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，能够为人体肉眼所看见，同时如果在热像仪中加一块温度信息处理电路板，则能够根据所接收的辐射能量得出探测目标每个点的温度。

具体来说，在红外热像仪中，红外图像转换成可见图像分两步进行。第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射变为电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱；第二步是通过电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在电视荧光屏上显示出来，实现从电到光的转换，最后得到反映目标热像的可见图像。

红外热成像仪工作原理：

红外探测系统主要组成部件及功能：

红外光学系统、焦平面探测器、后续电路和嵌入式图像处理软件是红外热像仪的重要组成部分。其中，探测器是热成像系统的核心部件，起到光信号转换为电信号的作用，这是探测、识别和分析物体红外信息的关键。

2. 红外探测器

红外探测器是红外探测系统的核心，红外探测器是能对外界红外光辐射产生响应的光传感器。现在使用的红外探测器几乎都是焦平面阵列，而非分立型红外探测器。

分立型红外探测器是指器件单独封装实现光电转换功能，每个探测器元单独输出信号，再与前放等信号处理电路相连，每个器件都形成一个单独的通道。

而焦平面阵列（IRFPA）是指大规模M*N（元）面阵型或4N或6N（元）型探测器芯片与信号处理电路芯片集成互连耦合后，共同封装在一个外壳中，在焦平面上实现光电转换和信号处理将各元件的光电信号多路传输至一条或几条输出线，以行转移或帧转移的视频信号的形式输出，探测器结构大大简化，包括电源线、驱动电路和信号输出等全部引出线大约只需几十条。

2.1 红外探测器的分类

红外探测器按照不同的分类标准可以分为多种：

1）按成像方式分为扫描型和凝视型两种，其区别在于：扫描型一般采用时间延迟积分（TDI）技术，采用串行方式对电信号进行读取；凝视型式则利用了二维形成一张图像，无需延迟积分，采用并行方式对电信号进行读取。

凝视型成像速度比扫描型成像速度快，但是其需要的成本高。

2）红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种。

单片式集成在一个硅衬底上，即读出电路和探测器都使用相同的材料；混成式是指红外探测器和读出电路分别选用两种材料，如红外探测器使用HgCdTe，读出电路使用硅（Si）。混成式主要分为倒装式和Z平面式两种。

3）制作焦平面探测器的材料有HgCdTe、GaAs、Si二极管等等，根据这些材料工作原理的不同，焦平面探测器可以分为光子探测器和热探测器。

由于光子探测器的构成材料大多在低温下工作，需要制冷，因此光子探测器又称为制冷型探测器；热探测器可以在常温工作、无需制冷，因而又被称为非制冷型探测器。

红外探测器的分类（按工作方式）：

光子探测器（制冷型）在红外辐射的作用下，材料的载流子浓度发生变化，从而引起探测元电学特性的变化。

因为光子探测器的工作机理是光子与探测器材料直接作用，产生内光电效应。因此，其响应时间为微秒或纳秒级，光子探测器的探测率一般比热探测器大1至2个数量级，正常工作一般需要制冷，探测波段一般较热探测器也较窄。

由于光子探测器的工作机理是由光子直接转换为电信号的过程，因此其具有响应速度快、可靠性高等特点。然而在室温下，由于材料本身激发特性，其暗电流较大，将增加其噪声水平，从而降低器件信噪比。所以，光子探测器要发挥其最佳性能，需要在低温制冷。这就增加了其系统的复杂性，造成系统价格居高不下，从而制约了它的应用和发展。光子探测器（制冷型）目前仅在对灵敏度要求非常高的军事领域和部分工业领域中得到应用。

热探测器（非制冷型）是利用红外辐射特有的热效应，将红外辐射先转换为热，再通过敏感元材料将热转换为电信号的探测器。

红外首先入射到探测元，引起敏感元温度变化，从而引起敏感元某一物理量的变化，最终导致电信号变化。其探测机理有：辐射热效应，热伏效应，热气动效应和热释电效应。热探测器的响应信号只取决于红外辐射功率的强弱，与红外光谱成分无关。

由于热探测器换能过程较慢，因此与光子探测器相比，热探测器的响应时间较长，光子探测器的响应时间一般为微秒级，而热探测器为毫秒级。非制冷焦平面探测器因具有可靠性高、价格低廉、体积小、重量轻、功耗低等优势，近年来得到了各行业的关注，发展迅速，成为了红外焦平面探测器在民用领域的主流产品。

在非制冷焦平面探测器的整个生产成本中，封装成本占到了其总成本的80%以上，而其余20%主要是由焦平面芯片产生的，焦平面芯片的成本降低主要是通过提高芯片成品率来实现的。

2.2 红外探测器的评价指标

红外探测器首先是一种传感器，与其他传感器一样，信噪比是衡量其特性的最基本参数，因此信噪比也是衡量红外探测器性能的最主要参数。

其评价指标主要包括以下一些参数：

1）响应率

红外探测器响应率是表征红外探测器对入射辐射灵敏程度的物理量，是输出信号电压与输入红外辐射功率之比，其响应率越大，探测器对辐射信号的灵敏度越好。

2）噪声等效温差（NETD，Noise Equivalent Temperature Difference）

红外热成像的热灵敏度 (NETD)是热成像系统灵敏度的客观评价指标，定义为：景物上两个相邻单元之间给出等于系统噪声信号时的温差。

例如：某红外热像仪在25 ℃时的热灵敏度为100mk，表示被测物的表面温度为25℃ 时，当发生100mk(0.1℃)的温度变化时，该红外热像仪的探测器就可以感应到。热灵敏度决
定热像仪区分细微温差的能力。

3）响应时间

当照射到探测器敏感单元上的红外辐射改变时，其输出信号要经过一段时间才能改变并稳定到与这该辐射相对应的值。这一段从激励改变到输出信号稳定的时间叫探测器的响应时间。

当入射辐射突然照射到探测器上时，它的输出需要经过一定时间才能上升到与入射辐射功率相对应的稳定值。当辐射突然撤离时，也需要一定时间才能下降到最初的稳定值。该指标直接影响系统设计中的帧频，但帧频对应的时间小于响应时间的时候，辐射由弱变强时，其信号不能达到预定的响应值，但信号由强变弱时，其上一帧的信号还没有释放完，因此不能得到清晰的图像。

4）盲元率

由于制造材料、工艺等因素的影响（如材料的不均匀性、掩膜误差、缺陷等），红外焦平面阵列器件存在不可避免的非均匀性，而在不均匀的极端情况下，部分探测器元甚至失去探测能力，成为盲元。

盲元的数量和分布对红外图像的信噪比和图像质量产生很大的影响，如果盲元过多或者分布过于集中，则红外图像上将出现大量的或者过于集中的白点（黑点）。盲元率是评价一款红外探测器优劣的最为直观的指标。

3. 红外探测应用及市场规模

3.1 全球军用市场稳定增长，红外探测广泛应用于各个武器平台

红外热成像仪主要应用类型可以分为昼夜观察和热目标探测两大类，从上世纪70-80年代就逐步应用于海陆空战场。许多国家为加强自身防御能力和提高夜战水准，把热成像技术作为现代先进武器装备的重要技术纳入国防发展战略和计划，并加大了热成像研制经费的投入。

经过多年的技术迭代及产品换代，目前红外产品在美国、法国等发达国家军队中的普及率较高，红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代战争中是很重要的战术和战略手段。

红外探测在军事上的应用：

从全球角度来看，军用红外产品市场呈现稳定增长的态势。根据美国Maxtech International 红外热像仪市场调查报告，军用红外热像仪将保持较为稳定的增速，在2019年的市场规模预计可以达到92.51亿美元，自2014年起年复合增长率为3.4%。红外探测器约占军用红外探测器总市场规模的13%，在2019 年预计可以达到11.90亿美元。

2014-2019年全球军用红外市场规模预测：

由于军用红外产品具有高度军事敏感性，国际军用红外市场呈现出以国家为主体的垄断竞争形态。大多数军品红外探测器主要提供给本国军方，对外出口不是由市场决定，而是由国家的政治、军事政策决定。

军用红外探测器以制冷型红外探测器为主，不同供应商的产品技术路线与适用性具有较大的差异，所以不同国家的军品红外热像仪企业一般不产生直接市场竞争。

从地域分布上来看，目前竞争主体集中在美、英、法、德、日和以色列等国。其中美国占据绝对的主导地位，约占据全球军用红外热像仪销售份额的50%。

根据权威机构Maxtech International的统计，全球军用红外市场前10大供应商，有6家美国公司，其中Lockheed Martin公司、Raytheon公司和L-3公司占据了全球军用红外市场45%以上的份额。

1）个人携带式武器装备

在地面武器系统中，红外成像克服了主动近红外成像和微光夜视的困难，配有红外热瞄准具的反坦克导弹和步枪等武器能在夜间对目标进行精确定位、跟踪和射击。

在发达国家，红外热像仪已经广泛配置于陆军、空军、海军等各个军种，在海湾战争中平均每个美国士兵配备1.7具红外热像仪。与发达国家相比，目前我国军队中红外热像仪应用覆盖面不足。

2）陆地车辆

陆地武器主要指装有红外成像设备的坦克、装甲车等军用车辆。配有红外夜视仪的坦克等车辆可在夜间关灯行驶，辅助车长在夜间进行观察指挥，帮助炮长在夜间进行瞄准射击。

3）侦察与作战飞机

机载红外探测器主要用于空中侦察和与夜视武装。空中侦察监视利用人或无人驾驶的侦察机、侦察直升机等携带红外成像装置，对敌方军队及其阵地、地形等情况进行侦察与监视。

红外夜视武装指用于各种作战飞机、武装直升机的导航、瞄准配备前视红外摄像机等设备的导航吊舱和瞄准吊舱，可以用于飞机昼夜飞行和攻击的导航和搜索、捕捉目标，为制导武器及非制导武器提供精确制导和瞄准，以提高命中精度。

4）侦察卫星

侦察卫星携带红外成像设备可获得更多地面目标的情报信息，并能识别伪装目标和在夜间对地面的军事行动进行监视。很多国家现役的光学成像侦察卫星上一般都配备了红外成像系统，如美国的“高级KH-l1” 卫星、俄罗斯的“宇宙2344”卫星以及法国的“太阳神2”卫星等。

导弹预警卫星利用红外探测器可探测到导弹发射时尾焰的红外辐射并发出警报，为拦截来袭导弹提供一定的预警时间。海湾战争中爱国者导弹成功地击落飞毛腿导弹，其主要的原因之一就在于美国国防支援计划（DSP）红外预警卫星及早地探测到导弹的发射。

“天基红外系统（SBIRS）”是美国新型反导系统的重要组成部分，是美国正在研制的下一代天基导弹预警系统，将替代之前的“国防支援计划”（DSP）系统。

5）海军舰艇

舰载红外成像可分为夜间识别和射击指挥（雷达、激光、红外复合）两大系统。红外成像系统可以自动搜索、捕获和跟踪目标，并向控制台中心计算机提供敌方目标方位和俯仰数据，还可用于探测和报警敌方导弹，从海面、岛屿和水平背景中将导弹识别出来，减少反辐射导弹袭击的可能性。

目前光电跟踪仪的一个显著特点是装在桅杆上，典型设备包括：法国的ALIS、CT II 、PIRANA III和VIGY-105型红外瞄准具和以288×4元红外摄像机为基础制成的IRIS红外成像系统；以色列EI-OP 公司的MSIS多传感器稳定组合系统；美国的TISS热成像传感器系统等。

6）红外制导导弹

红外制导是利用目标本身的红外辐射来引导导弹自动接近目标，以提高命中率。红外制导是当前空空、空地、地空、反坦克导弹等普遍采用的工作方式。红外精确制导技术的发展分为三代：

第一代为红外点源寻的制导，以目标的高温部分作为制导信号源，只用单一的红外探测器，抗点源干扰能力较差。

第一批红外和半主动雷达制导导弹于1956年投入使用，1962年后称为AIM-4 猎鹰。猎鹰构造复杂、性能有限，特别是安全性差，命中率当时仅为9％。后经过改良，采用红外点源寻的制导技术有代表性的型号为美国 “响尾蛇”AIM-9近程空空导弹。

第二代为红外成像制导技术，采用光机扫描和线列多元探测器为第二代红外制导技术的标志。

红外成像制导导弹多采用制冷多元线列探测器和旋转光机扫描相结合的方法，实现探测对空间二维图像的读出，可以实现发射前、发射后锁定。由于红外成像导引头体积、质量较大，一般用在口径较大的空地导弹中。

采用红外成像制导技术的典型代表为美国1975 年开始研制的AGM-65D“小牛”空地导弹，该导弹采用4×4元红外碲镉汞探测器光机扫描成像导引头，后来发展的红外成像制导反坦克导弹。

第三代为先进红外成像制导技术，特点是采用中、长波，其标志性技术为采用凝视焦平面阵或扫描焦平面阵红外探测器技术。探测波长涵盖了长波、中波和短波红外，采用电子扫描的凝视成像方式代替机械扫描。

第三代红外制导技术的代表型号有：AGM-154C“联合防区外武器”、FGM-148“标枪”反坦克导弹。“标枪”反坦克导弹作为步兵使用的便携式反坦克导弹，导弹采用长波红外64×64碲镉汞焦平面探测器，具有“发射后不管”功能，可以攻击坦克的前装甲与顶部装甲。

3.2 全球民用增速高于军用，非制冷型探测是主力

自20世纪70年代开始，欧美一些发达国家先后使用红外热像仪在各个领域进行探索。随着非制冷焦平面阵列探测器的发展与成熟，实现了设备的小型化、低成本和高可靠性，在电力、工业、安保、消防、车载和医疗等行业的应用不断扩大。

红外探测在民用领域的应用：

红外热像仪目前在民用领域已经充分实现了市场化竞争。从需求端看，随着适用场景和应用范围的不断扩大，红外热像仪在民用市场的消费额保持着很快的增长速度。

根据美国Maxtech International的红外热像仪市场调查报告，民用红外热像仪在2014年的市场规模达到31.07亿美元，预计2020年市场规模可达56.01亿美元。民用红外热像仪总消费额自2014 年的复合年增长率约10.3%，增长速度要大于军用领域。

2014-2020年全球民用红外市场规模预测：

从供给端来看，虽然民用红外热像仪的厂商众多，但是市场份额相对集中。竞争力最强的业内公司为美国的FLIR，目前也是世界上规模最大、品质最齐全的红外热像仪产品供应商。

根据Yole的统计，2017年FLIR公司占据了非制冷红外热像仪66.2%的市场。此外，法国的ULIS、美国的SEEK 也是民用红外热像仪领域较强的竞争者，三家公司合计市占率超过全球总消费额的90%。

1）电力检测的应用

电气系统中是红外热像仪应用最早也最普遍的应用领域。FLIR在1965年售出的第一台商用热成像摄像机就被用于高压电源线检查。

红外热像仪在电气工业中主要用于电气设备的在线检测和诊断，利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不触体、准确、快速、直观等特点。对提高电气设备的可靠性与有效性、提高运行经济效益、降低维修成本都有很重要的意义。

因此，在未来电力工业投资规模不断增大的背景下，电力设备投资规模将一直保持高位，从而会对萌生对电力设备状态检测与监测产品的新的市场需求。

2）制造生产的应用

工业生产中，大多设备发生故障的地方温度都发生明显变化，利用红外探测器可以避免生产中接触温度测量带来的问题。

在冶炼行业中利用红外热像仪对高炉表面进行分区块的检测，并通过红外分析软件，可对得到的热图像进行温度分布的分析。在电子工业领域红外热像仪可在电路板研发初期对整个电路的温度分布情况进行掌控，方便工程师进行合理布局。

3）安防领域的应用

现如今大多数的夜间监控系统采用可见光摄像头，除了需要人力实时监测之外，在光线差的地方成像十分模糊，以致于夜间犯罪案件频频发生。

红外夜视监控系统应运而生，可以在完全无光、距离较远时都可以对任何有温度的物体成像，并且可以透过烟雾、云雾，包括已经伪装的目标和高速运动目标。

红外探测器在安防领域的应用：

国内安防市场按照客户结构可以大概分为政府市场、企业级市场和民用市场。目前安防的第一需求驱动还是依靠政府端需求，“平安城市”、“智慧城市”、“雪亮工程”等计划，有望加快我国视频监控渗透率的提高。

视频监控室安防行业的的主战场，已经成为当下保障社会稳定与公共安全的必需品。我国2017年视频监控市场规模已经达到1063亿元，同比增长10.5%，根据前瞻研究院预测，未来市场仍将保持10%以上的增速。

目前视频监控行业已经达到一定的规模，但是产品同质化严重，市场集中度更趋向大型专业设备商，价格竞争激烈，凭借规模效应带来的成本优势，国内海康、大华等龙头厂商市场份额逐渐提升。

红外热成像技术在安防领域产品化应用主要指红外热成像网络摄像机，仍以传统视频监控龙头企业为主导。目前海康威视已经形成较为系统的产品线，包括各种形式云台、球机、单目或双目筒机等产品系列，能适应各类监控环境需求。

国内红外热像仪专业厂商，目前对安防用摄像机的研发和销售重视程度不足，安防行业产品单一，并没有形成专业型红外摄像机龙头企业，市场契机静待爆发。

4）消防领域的应用

消防领域是世界上发达国家红外热像仪最大的民用市场。由于红外成像的透烟雾及测温特性，红外热像仪可应用于消防的火场救生和检测设备，用于确定火焰中心位置、燃烧程度和蔓延情况。

智慧消防是为了消防建设的必然趋势。2017年我国消防设备规模约818亿元，相比于2014年的430亿元，年复合增长率达到了24%。随着行业技术水平和制造能力的不断提高，智慧消防也逐渐向多级启动、智能化、灭火提效和特殊领域等方向发展。

随着我国智慧消防的推进，消防车和消防人员配备红外热像仪将成为一个趋势，消防市场将会有成为红外热像仪最有前景的发展方向。

5）医疗领域的应用

由于红外波段包含了大量生物分子的特征谱线，因此可以利用红外成像技术对人体进行医疗诊断。如利用红外热像仪在海关出入境检疫口岸对大量出入境人群的体温进行非接触式快速测量，根据体温的变化及时发现病患，在SARS 和禽流感期间发挥了巨大的作用。

医用红外热成像技术是对结构成像技术（B超、CT、核磁共振）是一个很好的补充，许多以往结构成像技术不能表现或晚于机能表现的异常信息，却能通过红外热成像技术表达，在发现肿瘤方面，它比CT、核磁早6～12个月。

红外热像仪最早于上世纪英国成功应用于临床，目前在医学领域已取得广泛应用。我国这方面起步较晚，自2001年引进第一台医用红外热像仪开始，才逐渐在国内各大医院开始应用。在我国目前医院装机医用红外热像仪中绝大部分为外国产品，截止2018年底，我国现有773所的三甲医院，只有的部分医院装有红外热像仪。

面对我国每年近亿计的检测数量，我国医用红外热像仪存在很大缺口，市场的需求潜力巨大。目前国外限制出口高端红外检测设备，国内红外医疗设备性能受限。同时，制约热像仪推广的原因主要是成本高，国内医疗红外热像仪目前售价约50万，如果国内设备在提升性能基础上成功降低成本，将有利于实现国产替代，为大范围推广铺平道路。

3.3 国内军品市场渗透率有待提升，民用领域应用亟待拓展

1）军用领域

根据英国《简氏防务周刊》预计，中国2016年军费以1918亿美元的军费支出位列世界第二，亚洲第一。美国排名第一，军费达到了6220亿美元，中美军费比约为1:3.2。

按照Maxtech International 预测，2016年全球军用红外探测市场总规模约71.58亿，北美占据全球市场约50%的份额，可以推算美国军用红外探测支出约占军费支出的0.58%。

2016年亚太地区国家防务总支出达到4500 亿美元，世界前10个军费大国中有5个来自亚太地区，其中中国军费支出约占据亚太地区的42%。

按照亚太地区军用红外探测占据了全球市场的21%，由此粗略计算中国2016年军用红外探测市场规模约6.4亿美元，约占军费总支出的0.33%，中国军用红外探测市场相对美国仍存在较大的差距，渗透率有待提升。

2）民用领域

根据Yole Développement Group的统计，全球非制冷红外热像仪市场中热成像、红外监控和消防应用所占比例分别为24%、14%和13%，合计占据整个非制冷红外市场一半以上的份额。

目前国内民用红外探测器以手持式热像仪为主，在监控、消防等领域的应用亟待拓展。同时，在一些新兴应用领域如智能手机热成像配件占据全球市场份额的5%，但是在国内普及度和应用度较低。

民用红外热像仪市场最大障碍就是成本而非技术，根据Yole Développement Group的统计，在红外热像仪的成本中，份额最大的是装配、测试和校准的成本，约占总成本的43.9%，其次是红外探测器，占总成本的24.9%。

红外成像仪成本下降主要通过三种方式：

使用晶圆级技术生产探测器，通过大量生产享受规模效应带来的成本下降；

减少感测器芯片尺寸，即减少像素间距尺寸，所有微测辐射热计生产商都在积极推进12μm 像素结构，将感测器热灵敏度提高到50mK；

生产更适应低成本低像素的非制冷红外感测器，随着低端市场扩张，感测器像素分辨率的要求降低，因此低分辨率感测器的商业机会将会增加。

随着国产红外探测器技术突破，红外热像仪成本将进一步下降，我们预测未来红外探测在民用领域将可能出现高速增长。

4. 国内红外产业格局

红外热像仪是一种二维平面成像的红外系统，其组成部件及技术包括了红外光学系统、红外焦平面探测器、后续电路以及图像处理软件，这四部分的性能与设计水平直接影响了红外热像仪的成像质量与稳定性。红外探测器位于整个产业链的中游，约占总成本的四分之一，是红外产业链的核心。

红外热成像装置加工流程：

我国从事红外研制生产的单位可以分为军工集团、中科院下属单位和民营企业三部分，军工集团占据了军用红外领域主要的市场。

近年来，随着非公有制企业被允许进入国防科技工业领域、武器装备科研生产领域以及装备采购制度改革的逐步深化，包括高德红外、大立科技和睿创微纳在内的国内实力较强的民参军红外企业开始逐步直接参与军队与武警红外产品装备的供应，占据了部分市场。

国内红外产业链格局：

4.1 央企军工集团

1）中国电子科技集团

华北光电技术研究所（中电科11 所），创建于1956年，是新中国成立的第一个电子元器件和材料研究所，激光、红外两大专业并存，集材料器件、整机、系统集成应用为一体的综合性研究所，中国光学光电子行业协会理事长单位，在激光器件、红外器件、光电集成应用等方面技术水平保持国内领先水平，现有职工1200余人。

十一所积极进行国有事业单位局部股份制及公司化运作的探索，先后成立了北京奥依特科技有限责任公司、北京波谱华光科技有限公司等民品公司。其中，北京波谱华光科技有限公司是中国电子科技集团公司第十一研究所控股公司，是非制冷红外领域的技术提供者，是中国最早开始非制冷红外整机研发和生产的企业之一。

2）中国航空工业集团

洛阳电光设备研究所（613所），于1970年5月10日成立，是我国唯一的以火力控制系统总体技术为核心的火控系统和光电系统专业研究所，集产品研发、生产、维修、服务为一体的光机电综合性多学科应用技术研究所，是面向全球客户的光电系统与显示系统供应商，资产总额逾79.8亿元，现有职工2825人（含子公司），其中科技人员1654人。

613所在火力控制与指挥、光电探测与对抗、瞄准显示与任务处理三大核心领域持续保持行业领军地位，承担着多项国家重点型号及核心产品的研制生产任务。截至目前，光电所累计完成国家重点型号任务几十项，完成产品设计定型百余项，为国内外军方用户提供先进航空装备一万五千余台套，产品覆盖亚洲、非洲及全国30个省、自治区、直辖市。与巴基斯坦等多国空军，南非、阿尔及利亚等国多家军工集团、国际知名公司开展军贸合作，“龙之眼”系列光电吊舱、“锐视”系列头显等9个项目29型产品获得出口立项批复。

中国空空导弹研究院，国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制开发及批量生产的研究发展基地，于2001年8月18日挂牌成立运行，是由1961年成立于西安的原中国空空导弹研究院和1966年成立于陕西汉中的原南峰公司经调整重组而成。

研究院拥有职工5700余名，其中科技人员2400余名，在红外成像制导、毫米波雷达制导、仿真、微波、遥测、地面测试、计算机应用等专业领域具有雄厚的研制开发能力，具有在精密机械、电子装配、红外探测器件等方面的批量生产能力和现代化的计量、理化、环境及动力等方面试验能力，已发展成为专业齐全、设备先进、设计手段一流、技术实力雄厚、生产经验丰富、接近世界领先水平的科研生产经营综合型的精确制导武器系统发展基地。

3）中国航天科技集团

北京空间机电研究所（五院508所）：成立于1958年，是我国最早从事空间技术研究的单位之一，致力于空间光学遥感、航天器回收着陆、航天器复合材料成型与航天器火工装置四大专业的探索与研究，现有职工近千人，其中具有高级专业技术职称的专业人员150 余人。

研究所拥有我国空间光学遥感器技术的最高水平，引导着国内空间光学遥感器领域多项前沿技术的发展，成功研制58台（套）可见光和红外遥感器，分别装备与返回式卫星、“资源”卫星，海洋卫星等应用卫星，广泛应用于国防建设和国土普查、资源开发等各个领域，为国防建设和国民经济发展做出了重大贡献。

航天八院第八〇三研究所：经过50多年的发展，形成了飞行控制和红外制导两大核心专业，惯性技术、光电探测技术、空间执行机构技术、伺服技术、仿真测试技术、精密加工技术等六大重点支撑专业，是专业优势突出、产品配套齐全、具有自主创新能力的大型专业研究所，现有职工2000余人。

研究所的专业产品涉及弹、箭、星、船、器等领域，主要承担了战术导弹红外制导及飞控系统、运载火箭控制系统、卫星控制系统、飞行器控制系统、飞行仿真转台及其配套单机的研制、试验任务，以及航天环境模拟试验、精密加工等科研生产任务，同时承担着上海市“航天器智能控制”重点实验室以及集团公司红外探测技术研发中心等平台的建设工作。

4）中国航天科工集团

航天三院8358所：是我国最早从事光电技术工程应用研究与产品研发、生产的单位之一，是集光、机、电、算、控于一体的光电技术研究所，重点从事光电（红外、可见光/微光、紫外、激光）成像与探测技术研究与系统产品研发，光学系统设计与装校技术研究与产品研发，薄膜光学与红外光学材料技术研究与产品研发，精密光学加工技术研究与产品生产，特种光电器件研发，相关技术和成果广泛用于航天、国防及民用领域。

现有科工集团级、院级、天津市级各类专家共20余人，享受政府特殊津贴专家20余人，硕士导师21人。

北京遥感设备研究所（航天二院25所）：创建于1965年，是我国精确制导专业骨干研究所，现有在职职工1600余名。

二十五所产品包括导引头、引信、指令制导、空间载荷等，涉及海、陆、空、天等领域，主要专业包括微波、毫米波系统工程及红外光学系统工程总体技术，微波、毫米波接收与发射技术，信号与信息处理技术，自动控制技术，天馈系统与天线罩技术，通信工程技术，模块电源技术，特种器件与微组装技术，结构设计及制造技术，可靠性技术等。

5）中国兵器工业集团

北方夜视子集团：根据中国兵器工业集团公司与云南共建昆明光电子基地的战略部署，由昆明物理研究所（昆明北方红外技术股份有限公司）、云南北方光电仪器有限公司、北方夜视技术股份有限公司三家单位整合重组成立的专业化、区域化、产研融合型子集团。

重组后的夜视集团，注册资本25亿元，其中兵器方出资20亿元，云南出资5亿元。重组后的夜视集团职工总人数约3200人，其中中国工程院院士1名，集团公司级首席专家1名，集团公司级科技带头人12名。

夜视集团产品主要分为三类，一是三大核心器件产品，二是两类整机产品，三是光学材料及配套元件、零部件产品。核心器件分别是红外探测器、微光像增强器和OLED显示器件。两类整机分别是红外整机和微光整机。光学材料及配套元件、零部件主要是红外锗材料提纯、精密光学元件制造、精密机械零部件制造。

北方光电集团：中国兵器工业集团公司所属重点保军企业，由原中国兵器工业集团西安应用光学研究所、西安北方光电有限公司、河南平原光电有限公司、江苏北方湖光光电有限公司四家单位为主体组建而成，总部设在西安市雁塔区电子工业园区。拥有总资产80多亿元，员工总数9000余人，年主营业务收入40多亿元。

西安应用光学研究所（205 所）其前身是在炮兵科学技术研究院第二研究所光学技术和红外技术研究室基础上组建的军用光学仪器研究所，创建于1962 年。

经过五十多年的不断发展壮大，西安应用光学研究所从最初从事炮兵光学仪器研究的军用光学仪器研究所，逐步发展成为以开展侦察预警、光电系统集成和计量技术研究为主，产品服务于陆、海、空、火箭等多军兵种的光电系统工程总体研究所，是我国国防光电领域最重要的研究机构之一，总资产近30亿元，全所现有在职职工1400余人，其中专业技术人员1000余人。

6）中国船舶重工集团

华中光电技术研究所（717 所）：始创于1960年，地处武汉“中国光谷”。主要从事以工程光学为基础、以激光技术与红外技术为重点的光电探测技术研究和大型特种光电系统的研发，主导专业涉及光电检测、精密机械、信息处理、自动控制、软件工程、系统集成及其他相关领域，主要承担光电技术的应用基础研究和大型、特种光电系统的研发设计和生产等任务，是国防骨干科研机构和军用光电技术的主要研究中心，现有员工1000余人，下辖五个技术研究部和五个高科技公司，占地1000余亩，拥有固定资产15亿元，年产值近10亿元。

久之洋是光电所旗下的唯一的上市平台，由光电所控股58.25%，主要从事红外热像仪、激光测距仪的研发、生产与销售。

久之洋是国内少有的，同时具备红外热像仪和激光测距仪自主研制生产能力的高新技术企业公司具有全谱系全系列红外激光产品，覆盖短波、中波、长波、面阵、扫描等系列化热像仪；YAG、半导体泵浦、光纤、饵玻璃等系列化激光器，应用领域广泛。

目前，公司主要产品包括具有先进水平的各型制冷红外热像仪，非制冷红外热像仪以及激光测距仪等。红外热像仪是公司主要收入来源，2018年红外热像仪收入4.22亿元，占比90%，产品广泛用于两方面：（1）军用领域：主要用于昼夜监视、情报获取、目标探测、观瞄、测距等；（2）民用领域：主要应用于海洋监察、维权执法、安防监控、森林防火监控、水上交通安全监管和救助、搜索救援、工业检测、检验检疫以及辅助驾驶等领域。

4.2 中科院

1）上海技术物理研究所

中国科学院上海技术物理研究所（简称上海技物所）创建于1958年10月，是集基础研究、工程技术研发和高新技术产业化为一体的综合型研究机构。

上海技物所以红外物理与光电技术研究为定位，以红外光电新材料、新器件、新方法等作为主要研究方向，重点发展先进的航空航天有效载荷、红外凝视成像及信号处理、红外焦平面及遥感信息处理等技术。

经过近六十年的发展，上海技物所逐渐形成了具有自身特色的、覆盖“基础前沿—核心组部件—系统集成”完整的研发体系，建成了“从红外材料物质结构基础理论研究，红外探测器和红外焦平面、可见光探测器、空间制冷机等核心组部件研制，到航天航空以及装备用红外、光电探测系统技术”较为系统性的科技活动创新技术链。

截至2018年底，上海技物所共有在岗职工1152人，其中专业技术人员730人，包括中国科学院院士7人、中国工程院院士2人。

2）长春光学精密机械与物理研究所

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（简称“长春光机所”）始建于1952年，由中科院长春光机所与中科院长春物理所于1999 年整合而成，是新中国在光学领域建立的第一个研究所，主要从事发光学、应用光学、光学工程、精密机械与仪器的研发生产。

长春长光奥立红外技术有限公司是隶属于中科院长春光机所的高新技术企业，于2012年成立，主要从事红外光电仪器的研发、生产、销售与服务，现有各类工程技术人员80余人。公司以本所专家为技术核心，以具有博士、硕士学位的工程师为骨干，组建的一支具备综合创新能力的团队，已开发出大变倍长焦监控镜头、激光照明器、红外热像仪、重载云台、抗风球等系列产品。

4.3 民营企业

1）高德红外：制冷与非制冷兼备，产业链纵向拓展

高德红外前身高德有限成立于1999年，致力于红外热成像产品的设计、生产和市场开拓等方向，并于2008年整体变更为高德红外股份有限公司。

2010年上市初期，高德红外掌握的技术仅为红外光学系统自主设计、后续电路独立开发及图像处理软件等，而当时占红外热成像仪成本70%左右的关键零部件焦平面探测器仍需向法国SOFRADIR公司及其子公司ULIS公司采购进口。经过多年的创新投入，高德红外突破国外对红外成像领域核心器件控制，掌握了上游核心红外探测器技术，于2013年实现了焦平面探测器国产化。

目前，公司已经拥有高性能非制冷探测器、制冷型碲镉汞及二类超晶格红外探测器三条核心器件批产线，成为国际少有的具备三类器件研产能力的厂家，具备短波、中波、长波、中短波、中长波双色等多个波段探测器的研产能力，产品性能达国际顶尖水平，可满足国内军、民领域各类用户的需求。

在红外探测器芯片技术攻关及产业化突破后，高德红外逐渐由单一的红外热成像仪制造商，向红外芯片和平台供应商转变。现在已经具备红外核心器件自主研发能力、高端红外光学设计加工能力、精密光机结构设计加工能力、核心电子电路硬件集成能力、人工智能机图像处理技术能力、高精度稳定平台伺服控制能力、先进光电系统总体集成能力。

目前公司共有子公司9家，除部分开展贸易业务外，各核心子公司分别对应探测器、武器系统、汽车市场、消费市场、安防信息化等各领域的产品和业务开拓，平台化发展初具雏形。

高德红外子公司及主营业务：

2）大立科技：非晶硅非制冷探测器实现产业化，热像仪整机技术突出

大立科技是1984年的浙江省测试技术研究所改制后与浙江日报报业集团有限公司、浙江省科技风险投资有限公司组建而成的高新技术企业，专业从事红外热像仪、安防监控产品的生产和销售。公司是红外领域国内A 股首家上市公司。

公司于2006年正式启动了非制冷红外焦平面项目，沿袭法国非晶硅方案。目标为替换从法国进口的非晶硅成像芯片，建设了从设计、生产、到封装测试的技术条件，实现探测器国产化替代，并将通过持续研发提高探测器的面阵规模、降低封装成本，非制冷红外焦平面探测器的研发和产业化领域保持国内领导地位。

公司具有武器装备科研生产的完备资质，是国家二级保密资格单位。依托核心芯片研制能力为部队提供自主可控的红外装备，并成功拓展了光电导航领域，军品科研项目保持持续增长，军品科研项目的储备为公司在军品市场的可持续发展提供了有力保障，军品应用现已涵盖陆、海、空及武警部队。

在热像仪新兴应用领域方面，大立科技除继续研发探索自动驾驶、个人消费等重点领域，还将利用非制冷探测器产业化的领先优势，研发晶圆级封装产品实用化技术。

3）睿创微纳：聚焦氧化钒非制冷探测器及其应用，整机增长拉动业绩

睿创微纳是一家2009 年底注册成立的高科技半导体芯片产业，专注于非制冷红外热成像领域，主要产品包括非制冷红外热成像MEMS 芯片、探测器、机芯、热像仪及光电系统。

公司全资子公司艾睿光电（烟台艾睿）主要负责研发生产红外焦平面探测器芯片、机芯组件等产品。睿创微纳主要客户为军品整机或系统厂商以及民用安防监控设备企业，军用业务收入占比约为30%，民用收入占比为70%，公司2018年第一大客户为安防龙头海康威视。

睿创微纳2018年主要客户：

睿创微纳2018年收入为3.84亿元，同比增长146.66%；归母净利润为1.25亿元，同比增长94.51%。主要是受益于公司高性能红外焦平面探测器技术的突破，睿创微纳军品型号逐步定型放量、民品获得安防龙头订单，使得睿创微纳收入快速增长。

5. 从行业龙头FLIR发展看我国差距与机遇

5.1 FLIR发展历程：相关产业并购不断，纵横双向扩张

FLIR Systems全球红外行业巨头，成立于1978年，目前已经是是全球最大的红外先进传感器和集成传感器系统的生产商。

FLIR公司的出色业绩表现也可以从股价上得到体现，FILR业绩和股价经历了“十年十倍”。

上市以来股价经历2000年网络破灭潮时最低价格0.48美元后，FILR进入快速增长期，营收从2000年的1.86亿美元增长到2010年的13.8亿美元，复合年增长率超过22%，公司股价也与营收同步上涨数十倍。

FLIR公司上市以来股票价格与营收走势（亿美元）：

FLIR十年间的高速增长主要来源于公司在政府、商业视觉系统和热成像产品三部分业务的快速扩张。其中政府是最大的细分市场，自2005年以来收入以22%的复合年增长率增长，2010年政府部门收入为6.611亿美元，占合并收入的48%。商业夜视系统的收入自2005年以来以25%的复合年增长率增长，2010年商业视觉系统收入为2.561亿美元，占合并收入的18%。工业和商业热成像产品的收入自2001年以来以15%的复合年增长率增长，2010年达到3.179亿美元，占合并收入的23%。

2010年以来，FLIR发展进入成熟期，营收增长减缓，公司重点关注产品应用领域的扩展与产品成本的降低，规模化优势逐渐增强。FLIR的营业收入在2012年经历了一次大幅下降，主要是因为军用市场在历史上一直是FLIR公司收入的主要来源，而2012年美国军用开支大幅削减。

FLIR的发展历程可以描述为“纵横双向扩张”：纵向扩张是指公司通过收购和内部开发实现了红外产业链的纵向一体化，涵盖了光学镜头、探测器、后续电路及软件、红外热像机芯、热成像整机全产业链，可快速响应客户需求的变化，提高产品设计灵活性，并减少对第三方供应商的依赖；横向扩展是指公司通过收购实现了红外周边产业的扩张，扩充了包括雷达、可见光等探测手段，丰富了产品线，满足客户多样化的需求，提供一站式解决方案。

FLIR公司收购历史：

5.2 FLIR业务三分天下，工、商、国防齐发展

2017年8月，公司宣布将业务重组为三个业务部门：工业、政府和国防、商业，自2018年1 月1日起生效。

政府和国防：政府和国防业务部门向世界各地的各种军事、执法、公共安全和其他政府客户提供军事合格（“CDMQ”）的红外传感器、仪器和集成平台解决方案，用于检测识别和抑制化学、生物、放射、核和爆炸威胁，提升军事力量保护国土安全。

政府和国防业务部门的产品为现货销售或可针对特定应用进行定制，价格从某些手持式和武器安装系统的10,000美元以下到最先进的多光谱目标稳定系统的100多万美元。2018年政府和国防业务部门的收入为6.634亿美元，占合并收入的约37.4％。

工业：工业业务部门开发和制造FLIR和Extech品牌下的热和可见光成像相机机芯和组件，包括红外热像仪、气体检测摄像机、消防摄像机、过程自动化摄像机和环境测试和测量设备，广泛用于电气和机械、建筑围护结构、制造工厂设施维护、石化、公用事业、供暖、通风、空调和制冷、消防、安全和健康以及各种其他部门。

工业业务部门还拥有新兴业务，包括无人机系统（UAS）的成像解决方案、机器视觉相机、智能人体计数和跟踪、以及供智能手机和移动设备市场消费者使用的热成像解决方案。2018年工业业务部门的收入为7.179亿美元，占合并收入的约40.4％。

商业：商业业务部门以FLIR和Ray marine品牌销售产品，产品包括用于商业的红外和可见光谱安全摄像机、数字和网络视频录像机、过程自动化摄像机、商业海事的全套网络海洋电子系统、各种规模的船只通信设备、交通摄像头和相关的交通管理软件、手持式热热像仪。

2018年2月6日，FLIR为了专注于更广泛的安全市场的关键基础设施，将其加拿大安全产品子公司Lorex以及总部位于多伦多的中小型(SMB)安全产品业务出售给大华股份。2018年商业业务部门的收入为3.944亿美元，占合并收入的约22.2％。

2017年FILR分部门营收占比：

5.3 FLIR竞争优势：红外行业领军者，规模化优势显著

1）完善的内部供应网络，针对不同领域具有广泛产品线

FLIR通过收购和内部开发，掌握红外热成像生产过程中关键组件技术，创建了完善的内部供应网络，实现垂直整合的制造过程，可以进行整体优化设计，同时可以根据客户需求对产品进行灵活定制，通过内部供应也减少了对第三方供应商关键组件的依赖，提高产品设计可靠性，降低生产成本，提高议价能力。

通过不断扩张的内部供应网络，FLIR实现了广泛的产品覆盖，包括红外成像相机和系统、探测器核心、可见光相机、测试和测量仪器、雷达、海事电子产品并且提供按要求定制解决方案。丰富的产品类型为FLIR渗透进入不同应用领域提供了可能。产销量的增加也降低了FLIR整体业务的成本，从而能够带来更低价格的新产品，进一步提高FLIR市场份额，实现良性循环。

2）持续较高的研发投入，新兴市场开拓“先行者”

红外探测技术已处于相对成熟阶段，由于存在较高技术壁垒，新公司进入门槛较高，所以行业内企业的主要竞争基于开发新技术并有效地向客户推销这些技术的能力。

FLIR公司研发方面投入了大量资金，一直以来维持在营业收入10%的水平，自2014年初以来，FLIR已投资7.7 亿美元用于内部资助的新技术和产品的研发。

持续较高的研发投入，使得FLIR一直以来保持行业领先的创新能力，具备较多的专利技术，对公司最终产品具有完全所有权。

FLIR历年研发投入情况：

3）具有完善的销售和分销机构，多元化客户群保障公司业绩长期增长

FLIR投入巨资建立的分销机构是业内规模最大的，通过直接销售、第三方代表和分销商、独立经销商、零售店、应用工程师以及服务和培训中心的组合，有效地覆盖了全世界。强大的分销能力是FLIR 全球业务的一个关键优势，FLIR也计划通过内部增长和外部收购继续扩展这个分销平台。

FLIR 产品面向的用户十分广泛，包括美国和外国政府和政府机构、航空航天和国防承包商、电工、商业海港、急救人员、关键基础设施运营商、发电和天然气处理厂、供暖和空调技术人员、建筑检查员、食品加工商、汽车零部件制造商、商业和住宅安全提供商、研究和实验室技术人员、制造公司和一般商业消费者，最终用户的多样性也为FLIR提供了多种长期增长机会。

5.4 启示：国内红外企业众多有待整合，横向拓展丰富产品种类

国内红外行业集中度较低，需要向龙头集中以提升整体竞争实力。国内红外领域市场规模与发达国家相比较小，但从事红外领域的企业很多，企业综合实力与国外相比较弱。

另外，国内红外行业尤其是上游探测器领域仍需要技术突破，高端部分需要提升探测器性能，低端部分需要突破晶圆级封装技术以降低成本，技术突破均需要较高的研发投入，国内红外行业需要提升集中度以提升研发投入使用效率，进而在全球市场中取得竞争优势。

国内红外企业产品种类较为单一，横向拓展红外周边产业有益于实现做大做强。国内红外企业一般只聚焦红外探测应用，应用范围较窄，难以完全解决客户的需求。

FLIR除了红外探测，还通过外延并购拓展了可见光、毫米波雷达等领域，更好的为下游客户提供全方位服务。国内红外企业同样也需要紧跟下游需求，向红外产业周边拓展。

$高德红外(SZ002414)$ $大立科技(SZ002214)$ $睿创微纳(SH688002)$