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中国制冷型红外探测器落后十年

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CDer:000176026
发表于 2020-06-30 17:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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https://zhidx.com/p/205036.html

历经十余年发展,我国国产红外热成像探测器芯片产业已从最初全部依赖国外进口,逐步实现了与国外相同水平的基本替代。

今年2月长城证券发布最新研究报告显示,目前我国的红外热成像市场仍以军用红外应用为主导,包括中国电子科技集团、中国航空工业集团和中国航天科技集团等军工企业仍占据着红外市场较大的份额。
但随着近年来民用红外市场需求的增长,以及部分民营红外企业在军工方向的研发实力增强,以高德红外、大立科技、艾睿光电和华中数控等民营企业亦逐步在我国的红外热成像产业中占据重要地位。
“从数量级角度看,我国红外民用市场的数量级比军用市场更高。”但金朝昊也认为,从产值角度看,由于我国军工市场应用的红外热成像设备比民用市场更高端,因此我国军工市场的产值规模比民用市场更高。
不足的是,实际上我国红外热成像技术在民品上的应用较少,除了军用之外,目前仍以电力行业等高端工业的非接触式测温应用为主。



“这次疫情使用红外热像仪来进行人体测温,实际上是红外技术在民用领域的一个重要突破。”陈红强谈到,以前红外热成像技术在民品市场主要应用在打猎和辅助驾驶应用中,但这两个领域的应用仍然是小众市场。
一方面,我国拥有持枪证的人较少,实际上这部分产品更多的是销往国外;另一方面,红外热像仪能够作为车载夜视仪,辅助汽车在夜间的出行,但这类辅助驾驶设备只有在高端车上才配备。
因此从应用层面看,我国红外热成像在行业上的广泛应用,仍然以导弹、军机、坦克等军用设备,以及工业领域的非接触式测温应用为主。



若从技术类别上看,陈红强也谈到,目前我国的非制冷型探测器已基本实现进口的国产化替代,但在制冷型探测器领域,我国的制冷型探测器性能和技术与国外领先企业相比,仍存在一定的差距,很难做到完全替代。
与国外顶尖的企业相比,目前我国落后了十年的技术水平,也就是至少落后一代的产品。”陈红强说,这主要体现在制冷型探测器这类高端技术上。
由于制冷型探测器需要超低温环境下工作,探测器表面越低,它接收能量的反应就越灵敏。国内一般是通过液氮将探测器温度降低,而国外已经能研发出极小的压缩机,能够迅速地将探测器表面温度降到零下200℃,而这类制冷型探测器在国内尚未有厂家能够生产。

“从全球角度来看,我国的红外热成像技术虽说不是最顶尖的,但已经进入第一梯队。”金朝昊说。
根据全球红外热像仪调查机构Maxtech International统计,在2014年全球民用红外热像仪市场 中,美国FLIR公司处于绝对领先地位,占全球市场份额40%,其余企业的市场份额均未超过5%。



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CDer:000088239 bjnr + 16 + 8 优秀文章

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CDer:001166869
发表于 2020-06-30 19:22 | 显示全部楼层
红外的高精尖大头在军事,民用不管制的是低级的,高端一点就很难扩大使用范围,企业的动力很小。
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CDer:000117482
发表于 2020-06-30 20:47 | 显示全部楼层
焦氏制冷。国内还是没有量产
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CDer:000712983
发表于 2020-06-30 21:43 | 显示全部楼层
制冷到零下200度的压缩机,还足够小型化能在红外设备上使用?这么吊的吗?直接取代液氮了哦。
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CDer:000088239
发表于 2020-06-30 21:53 | 显示全部楼层
这种压缩机是什么原理的?半导体?
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CDer:000295656
发表于 2020-06-30 22:08 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

bjnr 发表于 2020-06-30 21:53
这种压缩机是什么原理的?半导体?

虽然不熟悉这个行业,不过应该不是半导体,而是微电机类。
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CDer:000774844
发表于 2020-07-01 01:56 超大游击队员 | 显示全部楼层
零下200度,那只能是液氦了。我想问题的关健可能在这了,我国氦气极其缺乏,氦气基本被老美垄断。而氦气对科研非常重要,我觉着老美要是在这方面制裁会比芯片禁运更严重。
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CDer:000774844
发表于 2020-07-01 02:10 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

Screenshot_20200701_020602_com.doc88.reader.jpg
零下200度制冷设备我国不是没有,一般用于高端科研方面。民用用液氦先不说成本,老美卡膊子怎么办?
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 08:38 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

本帖最后由 zzaa119 于 2020-07-01 08:42 编辑
宇宙囚犯611号 发表于 2020-07-01 01:56
零下200度,那只能是液氦了。我想问题的关健可能在这了,我国氦气极其缺乏,氦气基本被老美垄断。而氦气对 ...


这两年氦资源勘探成绩不小,和田气田发现具备工业开采条件的氦气藏资源,渭河平原发展极高品味的地热伴生氦资源。没有发现上述资源前,美国氦储量206亿m3,俄罗斯是116,卡塔尔87,中国16,波兰3,阿尔及利亚储量应该比我国多。专家估算渭河氦藏如果开发,能满足我国15年氦需求
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 08:42 超大游击队员 | 显示全部楼层
真正难做的高性能的长波制冷的汞镉碲器件,成品率太低,中波和短波无论是制冷,非制冷技术都很成熟.高性能的长波制冷汞镉碲国内几家民品公司没有一家能做,国内能做的就昆明技物所.
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 08:43 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 08:42
真正难做的高性能的长波制冷的汞镉碲器件,成品率太低,中波和短波无论是制冷,非制冷技术都很成熟.高性能的长 ...

上海技物所不能做?
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 09:04 超大游击队员 | 显示全部楼层
上技所做的是硅基汞镉碲的器件,用于中波红外,性能最强的是用汞镉锌作衬底的长波汞镉碲器件,这种器件成品率低,全世界都如此,现在也主要是以线阵为主.
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 09:29 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 09:04
上技所做的是硅基汞镉碲的器件,用于中波红外,性能最强的是用汞镉锌作衬底的长波汞镉碲器件,这种器件成品率 ...

长波红外器件应用场景少吧,主要是卫星上用吧?汞镉锌衬底国内很早就能做了,难道纯度、晶格缺陷和国外有差距?
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 10:04 超大游击队员 | 显示全部楼层
zzaa119 发表于 2020-07-01 09:29
长波红外器件应用场景少吧,主要是卫星上用吧?汞镉锌衬底国内很早就能做了,难道纯度、晶格缺陷和国外有 ...

主要是成品率很低,工艺很难,不仅是中国,其它国家也一样,红外热像仪难就难这个器件,机载,舰载武器搜索,跟踪,瞄准用的长波器件用的就是它
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 10:09 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 10:04
主要是成品率很低,工艺很难,不仅是中国,其它国家也一样,红外热像仪难就难这个器件,机载,舰载武器搜索,跟 ...

原来这么重要啊,波长长不易受到烟雾干扰。那么美国法国的良品率能到多少?您估计能到20%吗?
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 10:39 超大游击队员 | 显示全部楼层
工艺难,不仅成品低,而且难以量产,一般是以提供多少产品为准,具说昆技所一年也只能提供几百套,主要用于高性能武器系统。
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 11:58 超大游击队员 | 显示全部楼层
更正一下,是碲锌镉衬底。
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 楼主| 发表于 2020-07-01 12:41 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

本帖最后由 tonyget 于 2020-07-01 12:43 编辑
liuchaojiann 发表于 2020-07-01 08:42
真正难做的高性能的长波制冷的汞镉碲器件,成品率太低,中波和短波无论是制冷,非制冷技术都很成熟.高性能的长 ...


按照这份报告中的说法,北方夜视集团的红外材料是以碲锌镉为主

红外行业深度之一:探测器技术获突破,关注国产化投资机遇.pdf (1.47 MB, 下载次数: 1)
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 楼主| 发表于 2020-07-01 13:08 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

本帖最后由 tonyget 于 2020-07-01 13:12 编辑


图表中可以看出,国外红外焦平面阵列尺寸已经做出4096x4096了,国内最高还是1920x1080

s1.png
s2.png


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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 14:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
不能只看阵元数,要看工作波长,材料,国内硅基碲镉汞在中波平面阵列都可以做得很大,真正难的的是以碲镉锌作衬底的碲镉汞的长波器件或长中波双色器件。
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 14:41 超大游击队员 | 显示全部楼层
你给出的资料中,国产的商用探测器中没有一个是这个产品,虽然也有碲镉汞产品,但是是工作在中波段的。
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 15:32 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 14:41
你给出的资料中,国产的商用探测器中没有一个是这个产品,虽然也有碲镉汞产品,但是是工作在中波段的。

那种4096X4096级别的面阵是做红外预警卫星的吧?
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CDer:000458061
发表于 2020-07-01 19:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
zzaa119 发表于 2020-07-01 15:32
那种4096X4096级别的面阵是做红外预警卫星的吧?

这个不一定,卫星上经常用的是线阵,推扫型的,可以用搭接的方式将线阵做得很长,线阵的均匀性,一致性比面阵好。
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 19:11 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 19:08
这个不一定,卫星上经常用的是线阵,推扫型的,可以用搭接的方式将线阵做得很长,线阵的均匀性,一致性比 ...

对于预警卫星,面阵比线阵有优势吧吧,刷新频率高。
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发表于 2020-07-01 19:16 超大游击队员 | 显示全部楼层
zzaa119 发表于 2020-07-01 19:11
对于预警卫星,面阵比线阵有优势吧吧,刷新频率高。

不能只考虑单一指标,还有盲元率,均匀性等,而且线阵是4元或6元,有冗余度。
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 19:20 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

liuchaojiann 发表于 2020-07-01 19:16
不能只考虑单一指标,还有盲元率,均匀性等,而且线阵是4元或6元,有冗余度。

美帝最新预警卫星好像就是用的4096的面阵?我不确定
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CDer:000117482
发表于 2020-07-01 20:05 | 显示全部楼层
美国国家航空航天局(NASA)与美国太空部队空间和导弹系统中心(SMC)完成了对“宽视场”(WFOV)卫星的联合管理和技术评审,已批准将其运往发射场。该卫星由美国太空部队空间和导弹系统中心资助并由美国国家航空航天局艾姆斯研究中心负责管理,采用波音千禧太空系统分公司的“天鹰座”(Aquila)M8卫星平台,搭载一个由L3哈里斯公司研制的OPIR 6°凝视传感器,设计寿命3~5年,总重3000千克,有效载荷重350千克,可用于支持下一代“过顶持续红外”(OPIR)导弹预警卫星系统项目。该卫星计划于2021年搭载美国联合发射联盟公司“阿特拉斯”五号运载火箭发射。
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CDer:001118329
发表于 2020-07-01 22:50 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

zzaa119 发表于 2020-07-01 08:38
这两年氦资源勘探成绩不小,和田气田发现具备工业开采条件的氦气藏资源,渭河平原发展极高品味的地热伴 ...

氦气还有储存的?惰性气体呀。我一直以为通过冷冻空气,不同温度分层,通过分子筛吸附从空气中提炼的。竟然还有矿的?不太明白。
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发表于 2020-07-02 00:01 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

猫管狗事 发表于 2020-07-01 22:50
氦气还有储存的?惰性气体呀。我一直以为通过冷冻空气,不同温度分层,通过分子筛吸附从空气中提炼的。竟 ...

工业用氦都是从天然气分离出来的
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CDer:000088239
发表于 2020-07-02 01:25 | 显示全部楼层

RE: 中国制冷型红外探测器落后十年

宇宙囚犯611号 发表于 2020-07-01 02:10
零下200度制冷设备我国不是没有,一般用于高端科研方面。民用用液氦先不说成本,老美卡膊子怎么办?

这个液氦制冷机售价多少
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CDer:000088239
发表于 2020-07-02 01:49 | 显示全部楼层
感谢楼上两位 的科普
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CDer:000229243
发表于 2020-07-02 10:57 | 显示全部楼层

而且

我以前也一直以为大家用的氦气是从 空气中分离来的,
后来根据他们科普,发现;
空气分离太贵了,而且含量太低了,哈哈
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