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红外探测行业--潜在及其广阔市场需求空间

2008-09-24 16:21
论恒
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1 红外热像仪的基本原理

 

  所有温度高于绝对零度(-273℃)的物质都不断地辐射着红外线即热辐射,而热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度和材料特性相关。

 

  红外热像仪通过探测目标物体的红外热辐射,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图像转换成视频图像,其核心器件和技术主要为焦平面探测器、后续电路、图像处理软件等三部分。焦平面探测器用于感知目标物体的温度分布,并转换为微弱的电信号;后续电路将微弱的电信号进行电子学放大和逻辑处理,从而能够清晰地采集到目标物体温度分布情况;图像处理软件则对上述放大后的输出电信号进行处理,呈现为目标物体温度分布的可见光像。

 

  2 红外热像仪存在潜在巨大的市场需求

 

  从长期来看,无论是军用还是民用红外热像仪,全球潜在市场需求都非常巨大。

 

  在军用领域,红外热像仪将装备到各种现代化武器中,目前全球军队数量约为2000万人,如果10%的军队按每个士兵配备1具红外热像仪,每具红外热像仪按2000美元(目前售价约为1万美元)计算,全球军用红外热像仪市场需求总量可达40亿美元;在民用领域,红外热像仪在民用领域可广泛用于预防检测、消防、制程控制、安防、汽车夜视、环境监测等多个领域。而且随着红外热像仪行业在新领域的应用,未来将渗透到国民经济生活的各个领域,民用领域的红外热像仪市场极有可能呈现出爆发性增长,未来民用潜在需求市场高达上千亿美元。

 

  军用领域—军队现代化建设需要大量的红外仪

 

  在发达国家,红外热像仪已配置在陆军、空军、海军等各个军种中,海湾战争中平均每个美国士兵配备1.7具红外热像仪。

 

  目前我国军队中红外热像仪应用的相对较少,按照我国政府发布的《2006年中国的国防》白皮书,我国军队的人员数量为230万人,如果未来我军 10%的部队装备红外热像仪,则我国军用红外热像仪市场容量就可达到23万套,以每套10万元(目前大部份军用红外热像仪实际售价远超过10万元)来计算,其市场远景需求量可达230亿元。

 

  民用领域—从长期来看,民用潜在市场需求空间大

 

  1)消防领域

 

  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,因此,红外热像仪可应用于消防的火场救生和检测设备。

 

  据统计,目前全球有大约500万消防人员,如果每辆消防车辆配备一台热像仪,市场总量将达到200,000台。

 

  我国消防车中还鲜有配备红外热像仪,据我国公安部消防局装备处的统计资料,目前我国消防车保有量约为2.3万辆,按照公安部、国家发展和改革委员会、建设部修订的《城市消防站建设标准》要求,到2008年,每个消防站的消防车配置将由目前的3.2辆增加到5辆,消防站将新增500个,全国消防车总量因此将增加近8000辆。随着我国经济社会的发展,消防车配备红外热像仪将成为一个趋势,如果每台消防车配备一台红外热像仪,我国消防行业的红外热像仪市场将达到3万台左右,每台按4万元计算,市场需求总量达到12亿元。

 

  2)电力行业领域

 

  虽然该行业是目前我国民用红外热像仪应用最多的行业,但仅限于广东、浙江、江苏、山东等沿海经济发达地区,而且目前这些发达地区的拥有量也仅为需求量的20%。

 

  作为最成熟、最有效的电力在线检测手段,红外热像仪可以大大提高供电设备运行的可靠性,大大降低了设备的检修时间,因此,随着我国经济的发展,其它内陆省份的电力行业也将使用红外热像仪,这为红外热像仪行业的发展提供巨大的发展空间。

 

  据统计,我国电力行业红外热像仪的总需求量约为2.5万台,以平均每台售价8万元(目前售价约为10万元)计算,市场需求总额约为20亿元。

 

  3)建筑行业领域

 

  2006年11月1日,中国工程建设标准化协会批准实施《红外热像法检测建筑外墙饰面层脱粘结缺陷技术规程》,对红外热像仪在建筑行业的应用进行了规范。目前,我国建筑企业约为10万家,如果每家配备1台红外热像仪,则市场需求总量可达10万台,以平均每台售价2万元计算,市场需求额可达20亿元。

 

  4)企业制程控制领域

 

  截止2006年未,我国制造业共有132万家企业,例如:冶金企业有1.5万家,食品制造企业有30多万家,电子制造企业7万家,机械设备制造业3.68万家,这些制造业如果利用红外热像仪做制程控制,则能大大提高企业的产品品质,如制造业中10%的大型企业配备红外热像仪,按每家企业配备一台红外热像仪来计算,则市场需求总量达到13.2万台,以每台售价10万元计算(目前售价为15万元)市场需求额可达132亿元。

 

  3 红外热像仪的实际市场需求增长情况

 

  目前红外热像市场实际年需求与潜在需求存在较大的差异,造成这种差异的主要原因是:其一,红外热像仪中的核心部件——探测器的成品率不高,从而造成探测器乃至红外热像仪的成本和售价居高不下,影响了红外热像仪市场潜在需求的开发;其二,目前,红外热像仪应用最多的行业是军事、电力、消防等行业,红外热像仪在更多领域应用的推广需要一个过程。

 

  随着人们对红外热像仪特性的理解,红外热像仪在预防检测、制程控制、消防、安防及夜视领域将得到更为广泛的应用;同时政府部门对红外热像仪应用规范的出台,技术进步导致的产品制造成本的下降,将推动红外热像仪市场有效需求的快速增长,从而使潜在需求转化为有效需求。

 

  据美国著名的红外热像仪行业咨询公司Maxtech International的预测,未来5年全球民用红外热像仪市场需求年均增长率将达到15%,到2012年,全球民用红外热像仪的市场需求将达到38.12亿美元。

 

  但是,如果考虑到新的应用领域的开发,其实际的市场需求总量将可能超过这个预测数。

 

  4 国内、国际红外热像仪的市场竞争分析

 

  1)国内市场竞争

 

  近10年来,国内民用红外热像仪市场逐步由“进口为主”向“进口替代”转变。在市场发展初期,FLIR、FLUKE等国外企业占据了国内红外热像仪的大部分市场。近几年来,随着国内红外热像仪企业在产品技术、性能和质量等方面的改进,国内红外热像仪企业的市场竞争力逐步提高,市场份额逐步扩大,进口替代现象越来越明显。

 

  目前,国内产品和国外进口产品的性能已基本接近,但进口产品的价格往往高出国内产品价格50%以上(部分进口高端产品价格高于国内同类产品价格一倍以上)。

 

  目前,我国民用红外热像仪的供应商有十来家,但大部分企业研发实力弱,品牌影响力小,许多企业实际上是国外产品的代理商或者是系统集成商。国内研发实力较强、具有自主知识产权、能够独立开发红外热像仪后续电路和图像处理软件的国内民用生产企业主要为大立科技、广州飒特和武汉高德三家业。

 

  据不完全统计,目前中国国内市场从事红外技术产品研制、生产和经营的单位数约有400余家,初具规模的约有30余家。

 

  国内从事红外材料、器件和系统的主要研制单位有:华北光电技术研究所、航天科工集团8358所、昆明物理研究所、中科院上海技术物理所等。

 

  2)国际市场竞争分析

 

  美、英、法、德、日、加拿大、韩和以色列等西方发达国家都在竞相研制和生产先进的红外焦平面阵列摄像仪,其中处于领先地位的是美国,公司主要有雷声、洛克希德-马丁、霍尼韦尔、洛克威尔、德州仪器、柯达、休斯、因的哥系统、萨尔洛夫、劳拉尔、辛辛那提电子、波特兰前视红外(FLIR)和传感器无限公司等,另外,还有一些大学和研究机构,如夏威夷大学和喷气式推进实验室等。

 

  日本在红外焦平面阵列器件基础技术方面投入的研究力度远不及美国,主要的公司和机构有三菱电机、日本电气、尼康、富士通、东洋技术、日制产业、商岩宇航、ITI、安全技术电子、光洋、切洛、日本航空电子、NEC三荣、日本电子数据和日本巴恩斯等。

 

  欧洲的竞争伙伴国主要有法国、荷兰、瑞典、英国、德国和意大利等。主要的公司有英国的GEC-MACONI、法国的Sofradir、CEA-LETI,荷兰的AGMA、比利时的1MEC,德国的AEG红外组件和STNATLAS电子等。

 

  此外,北美的加拿大的一些公司和机构,如国家光学研究所、EG&G光电子和AEREX航空电子公司,以色列的飞机工业公司,韩国的先进科学技术研究所。

 

  目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力,其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握,日本和以色列则由美国取得技术许可,在其国内生产和有限制地使用。

 

  国内焦平面探测器全部来自于法国,其高端产品对我国禁售,中低端产品价格昂贵,并实行最终用户许可制度。

 

  目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计,根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。

 

  氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功,目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。

 

  非晶硅技术主要由法国的CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功,目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产,也是中国市场的供应商。

 

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