红外探测行业深度研究报告未来智库

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一、红外探测应用领域:总量上军品大于民品,增速上民品大于军品

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。此外,由于红外热成像具有隐蔽性好、抗干扰性强、目标识别能力强等优点,在军事和民用领域都发挥着越来越重要的作用。

1.1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。

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MaxtechInternational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,在年的市场规模预计可以达到92.51亿美元,自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%,在年预计可以达到11.90亿美元。

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MaxtechInternational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LockheedMartin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。

1.1.1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。

“ENVGIII/FWS-I整合式夜视瞄准方案”是美军正在开发着一种增强前线士兵快速捕获目标能力的瞄具系统,具有微光+红外复合夜视能力。该系统由两个子系统组成:“第三代增强型夜视镜”(ENVGIII)和“单兵型武器准星家族”(FWS-I),两套子系统的研发和整合都是由BAESystems公司负责。

“单兵型武器准星家族”,是热影像瞄准具,能装置于M4卡宾枪、M班用机枪甚至是AT-4火箭筒,工作时它能够将画面通过无线数据即时传回人眼前的ENVGIII,数字合成一个整合后的大画面。据美国陆军表示,军方总共将采购36,具FWS-I以及64,具ENVG-III,预计于年春季开始配发给特战单位和部分步兵单位。这种装备报价昂贵,FWS-I要价约9,美元、ENVG-III则为7,美元。

1.1.2陆地车辆

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。

M1A2SEP(系统增强计划)“艾布拉姆斯”主战坦克是美军二十一世纪军力计划陆军数字战场的核心,是美军现役最先进的数字化坦克,美国M1A2SEP主战坦克装备了二代热成像系统以及车长独立热成像仪。相对于海湾战争中的M1A1,M1A2的最大探测距离从4公里提升到了6.8公里。其装配的第二代前视红外夜视仪可以实现宽视场和窄视场转换,放大倍率可切换3倍、6倍、13倍、25倍乃至50倍。

1.1.3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。美国空军RC-系列飞机任务是收集弹道导弹信号特征、遥测数据和通信情报以及战区弹道导弹防御。RC-s“眼镜蛇球”战略侦察机有4个光学窗口,内有3个主要传感器系统:2个中波红外焦平面阵列系统和1个光学系统(RTOS),能跟踪km以外的导弹飞行。RQ-4A“全球鹰”是由诺斯罗普格鲁门公司生产的,是美国空军乃至全世界最先进的无人机,“全球鹰”可同时携带光电、红外传感系统和合成孔径雷达,其红外工作波段在为3.6-5μm。

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。

美国诺斯罗普·格鲁曼公司为洛克希德·马丁公司F-35研制的光电综合系统包括分布孔径红外系统(DAIRS)和光电瞄准系统(EOTS)。分布孔径红外系统位于F-35的机头、机腹、机背部位,由6个红外凝视型红外焦平面阵列传感器组成,使用像元数为×的HgCdTe阵列。每个传感器覆盖90×90°视场,与头盔显示器配合形成高清红外影像,主要探测敌方红外信息,为飞行员提供预警、指示目标。

1.1.4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”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。SBIRS包括6颗高轨道卫星和24颗低地球轨道和导弹跟踪系统(SMTS)卫星。6颗高轨道卫星由4颗地球同步轨道(GEO)卫星和2颗大椭圆轨道(HEO)卫星构成。每一个卫星都包含了短波红外、中波红外传感器。美国东部时间年1月19日,美国空军的SBIRSGEO-4(地球同步轨道4号卫星)发射升空进入预定轨道。

4颗地球同步轨道(GEO)采用双探测器模式,每颗卫星都装有高速扫描探测器和交互配对的凝视型焦平面阵列探测器,无论是扫描速率还是灵敏度都将比第三代DSP预警卫星提高10倍以上。扫描探测器采用一维阵列对地球的南北半球进行扫描,当探测到强红外辐射后,由凝视型探测器对辐射源进行详细的二维观察。而两颗大椭圆轨道(HEO)卫星旨在加强预警系统对南极和北极地区的监视

每颗低地区轨道卫星(SMTS)有两类可独立对准的红外探测器:一个宽视场的捕获探测器和一个窄视场的跟踪探测器,具备捕获和跟踪弹道导弹的能力。捕获探测器利用短波红外捕获和跟踪助推段导弹发动机的尾焰,接力地区同步轨道卫星的探测。跟踪探测器包括4种波长,其中中波红外主要对预警目标进行低空跟踪;中长波红外、长波红外和可见光主要承担导弹中段跟踪和识别,从而可为中段拦截提供弹道估算。

1.1.5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、CTII、PIRANAIII和VIGY-型红外瞄准具和以×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。

1.1.6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年投入使用,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-C“联合防区外武器”、FGM-“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。

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

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,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%。

1.2.1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。

“十一五”末期,随着电力设备状态检测、监测技术的逐步成熟以及一系列与之相关的科技项目的相继完成,电力设备状态检测与监测行业逐步进入了成长阶段。目前,智能电网建设和增强供电可靠性已上升为国家战略。在此背景下,两大电网公司提出了建设智能电网和推广状态检修的明确规划,随着状态检修的全面推广和智能电网建设的全面推进,电力设备状态检测与监测产品的市场需求预计将呈现出快速增长势头。

根据中电联发布的《电力工业“十二五”规划研究报告》,“十二五”期间,电网投资总额约为2.55万亿元,占全部电力投资的48%。年,全国电网工程建设完成投资亿元,虽然增速有所回落,但是从电力投资趋势来看,电网饱和程度仍存在发展空间。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。

虽然电力行业是目前我国民用红外热像仪应用最多的行业,但目前仅限于广东、浙江、江苏、山东等沿海经济发达地区,而且这些发达地区的拥有量也远没有饱和。在智能电网建设全面推广情况下,未来电力设备状态检测、监测产品的市场需求将会非常巨大。

1.2.2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。

1.2.3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。

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。在“十二五”和“十三五”期间,智慧城市的普及促进安防行业从年的亿元翻倍增长至年的亿元,年复合增长率达到了15%的中高速发展。根据前瞻研究院预测,未来几年中国智慧城市支出仍将维持14%左右的增长率,这将会不断刺激安防行业需求,安防视频监控行业增长可期。

年安防产品行业应用中,平安城市、智能交通和智能楼宇所占比例分别为24%、18%和16%,合计占据整个应用市场一半以上的份额。随着安防智能化的不断推广,新兴市场如无人超市、自动驾驶等业务的打开将会为安防监控带来持续的需求。

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。我国年视频监控市场规模已经达到亿元,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。

1.2.4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。年我国消防设备规模约亿元,相比于年的亿元,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。

我国消防人员配置主要有以下几类:公安消防部队近12.5万人,即全国各地消防总队、消防支队和消防特勤大队、消防站等;地方或企业以合同制用工方式招收专职消防队员,约1万多人;在机场、港口、油田、电厂和其他火灾危险性较大的大型企业、事业单位设立的单位内部专职消防队共有7.6万人。此外还有解放军专职消防队。我国消防车行业企业生产规模不断扩大,行业产量稳步发展,到年我国消防车产量约辆。但是与国外相比消防装备配套率低,我国消防车保有量约有2.3万台,相对美国和德国均超过7万台保有量而言提升空间很大。消防人员车辆所需红外热像仪市场空间广阔。

1.2.5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,自年引进第一台医用红外热像仪开始,医院开始应用。

毕马威(KPMG)针对医疗器械行业前景研究显示,该行业有望保持稳定增长。全球年度销售额预测以每年超过5%的速度增长,到年销售额将达到近8亿美元。随着我国居民生活水平的提高和医疗保健意识的增,-年中国医疗器械市场保持高速增长态势。年中国医疗器械市场规模达亿元,增速为20.3%,而到年这规模进一步突破5亿元,预计年我国医疗器械市场规模将近6亿元,医疗器械市场规模将持续稳定增长。

医院装机医用红外热像仪中绝大部分为外国产品,截止年底,我国现有医院,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。

1.3国内军品市场渗透率有待提升,民用领域应用亟待拓展

年亚太地区国家防务总支出达到4亿美元,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。

根据YoleDéveloppementGroup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YoleDéveloppementGroup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:1、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。2、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。3、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。

二、国内红外企业小而散,军工业务占比较高

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。

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。

2.1军工央企与中科院下属单位

2.1.1军工集团:每个军工集团旗下都有红外设备相关单位

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。目前,公司主要产品有红外机芯组件、手持系列红外热像仪、安防消防专用、车辆辅助驾驶仪、红外光学镜头、大型城市监控光电综合系统等,产品广泛应用于电力、消防、公安、冶金、化工等领域。

2、中国航空工业集团

洛阳电光设备研究所(所):于年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,是集产品研发、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,现有职工人(含子公司),其中科技人员人。

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。

所在努力推进主营业务机载航空电子设备更新换代、性能持续提升、产品不断丰富的同时,着力将军用航空领域得到成熟应用的技术和产品向非航空防务、非航空民品领域拓展,其中,非航空防务业务在军委装备发展部、陆军、海军、火箭军、海监、武警、公安、舰船、兵器、航天、中电等领域取得突破;民品领域以智能机器人、民用光电、虚拟现实、电子电源等为重点,40余种产品成功进军民用市场。

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,于年8月18日挂牌成立运行,是由年成立于西安的原中国空空导弹研究院和年成立于陕西汉中的原南峰公司经调整重组而成。

研究院拥有职工余名,其中科技人员2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(五院所):成立于年,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2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):创建于年,是我国精确制导专业骨干研究所,现有在职职工余名。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省委省政府“省部合作”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,云南省方出资5亿元。重组后的夜视集团职工总人数约人,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。

昆明物理研究所,始建于年,是我国专门从事红外材料、红外探测器、红外热像仪研发、生产的研究所,也是目前国内规模最大的红外科研生产基地和该行业的领军企业,技术水平已跻身于世界先进行列。云南北方光电仪器有限公司(国营云南光学仪器厂)始建于年,是我国最早的军用光学仪器厂,也是国内外知名的光电仪器制造企业。公司主营业务为微光夜视整机和系统、精密光学元件等方面的研发、生产,在行业内处于领先地位。北方夜视技术股份有限公司,成立于2年,公司注册地为昆明市高新技术开发区,设北京总部、昆明分公司、南京分公司、西安研究中心、昆明应用推广部。公司主营业务为微光像增强器、微通道板的研发、生产,是国内唯一的微光像增强器研发与生产企业。

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9余人,年主营业务收入40多亿元。

西安应用光学研究所(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1余人,其中专业技术人员1余人。

6、中国船舶重工集团

华中光电技术研究所(所):始创于年,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1余人,下辖五个技术研究部和五个高科技公司,占地1余亩,拥有固定资产15亿元,年产值近10亿元。

2.1.2中科院:科研实力强,产业化能力较弱

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。

截至年底,上海技物所共有在岗职工人,其中专业技术人员人,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”)始建于年,由中科院长春光机所与中科院长春物理所于年整合而成,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。

2.2民营企业

2.2.1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,并于年整体变更为高德红外股份有限公司。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。

高德红外自上市以来收入一直保持稳健增长。年公司营收10.84亿,同比增长6.61%,公司业绩增长不及预期,主要原因是军品订单受军改影响拖延及民用红外市场开拓较慢。受益于应收账款收回情况良好以及享受政府税收优惠政策,公司归母净利润同比增.98%,体现出军改收尾后公司产品交付及回款逐步恢复,业绩有望进入高增长期。年公司毛利率为42.13%,相比去年下降7.74个百分点,主要是由于产品结构变化导致毛利率略降,毛利率较低的弹药类业务占比提升,同时军改影响了毛利率较高的红外军品交付。期间费用率保持稳定,销售费用率和财务费用率略升,主要是拓展市场增加销售支付相关费用和贷款、票据贴现等相关融资成本上升所致。

高德红外是典型的技术创新型企业,高度重视技术和产品研发创新,持续加大研发投入,研发支出占比维持在25%左右。截至年末,拥有研发人员人,占员工总数比例为27.02%,拥有项专利权(其中发明专利63项、实用新型专利87项,外观设计专利32项),63项著作权和6项集成电路布图专有权。持续较高的研发投入保障公司未来新产品的投放和潜在市场的开发,将在中长期推动公司的业绩增长。

目前高德红外营业产品仍以红外产品为主,年营收占比57%。自年全资收购湖北汉丹机电有限公司以来,公司主业增加了传统非致命弹药、信息化弹药等系列军工产品,营收占比逐渐提升。未来随着公司新型制导武器系统批量交付,武器系统将有望成为公司营收的重要组成部分。

2.2.2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。

大立科技公司年业绩受军改等因素的影响,营业收入和利润略有下滑。随着军改影响的消除,公司产品订货步入正轨,业绩进入增长通道。年实现收4.23亿元,实现归母净利润0.55亿元,分别同比增长40.46%和80.99%。主要是由于年度公司军品订单持续恢复,新完成科研定型相关军品型号,如期实现批量交付;前期已定型相关军品型号,批产任务恢复,实现批量交付;同时公司民品订单也保持了同步高速增长。

年大立科技毛利率持续维持在高位,为50.18%,虽然公司新增巡检机器人等业务模块,但是营收仍取决于公司核心非制冷红外焦平面探测器芯片及红外热像仪业务。销售费用率和财务费用率下降,主要是由于公司年业绩改善,营业收入的高增长所致。

由于大立科技的红外热像、光电系统和巡检机器人等产品都是技术密集型产品,年公司研发投入6,.04万元,同比增长23.11%,研发投入占公司营业收入的14.86%。截至年末,拥有研发人员人,占员工总数比例为40.18%。已取得发明专利19项,实用新型12项,外观专利5项。研发项目聚焦于红外监控、光电惯导、图像识别及人工智能等领域,将在中长期实现公司业绩快速增长。

目前大立科技仍以红外产品为主,年营收占比93.04%。于年开始进行机器人的设计、开发、生产、销售、租赁及技术服务,现已研发成功多型巡检机器人,多次成功中标国家电网机器人招标采购,年巡检机器人实现销售收入.90万元。巡检机器人的广阔市场,将成为公司新的业绩增长点。

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。

2.2.3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%,公司年第一大客户为安防龙头海康威视。

睿创微纳年收入为3.84亿元,同比增长.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。

睿创微纳年销售毛利率为60.07%,销售净利率为32.59%。年公司毛利率有所下滑,一方面是成熟型号产品售价下降,另一方面是毛利率较低的整机产品收入占比快速提升所致。随着公司收入规模快速增长,规模效应将会使得公司管理费用率大幅下滑。

睿创微纳十分重视技术发展,研发投入占营收比例一直在15%以上。截止年末,公司拥有研发人员人,占员工总数比例为37.39%。已获授权专利共计96项(其中发明专利49项、实用新型专利25项、外观设计专利22项)、14项集成电路布图设计权以及软件著作权38项。

探测器、整机和机芯是睿创微纳三大收入来源,探测器和机芯毛利率相对较高,在70%左右,整机毛利率相对较低,约为30%左右。年整机业务快速增长,由于整机毛利率相对较低,使得年毛利率有所下滑。

2.2.4飒特红外:国内率先实现红外热像仪产业化,加大全球销售布局

飒特红外是一家总部设在中国广州、专注于红外热像仪产品的研制、生产和销售的高新技术企业。是国内第一家专业从事民用红外热成像产品研发的高新技术企业,具备二十多年的专业红外热成像技术研究开发经验,拥有业内领先的自主核心技术与持续研发能力,提供入门迷你型、普通工具型、工业维护型、高端研究型、消防救援型、矿用防爆型、安全侦察型、夜驾辅助型、医疗诊断型、智能监控型等十大系列超过60种热像仪产品,年产量超过一万台。

飒特红外高度重视国际红外热成像技术应用市场,年,飒特红外投资3万欧元拓展飒特(欧洲)爱尔兰有限公司,创办飒特红外欧洲总部及生产基地,使得飒特红外逐步实现“跨海就地生产、就地销售”。为了积极拓展海外市场源源不断的订单需求,年实施“中爱一号工程”,飒特爱尔兰有限公司将承担全新的汽车安全产品生产线,为欧洲异常发达的汽车安全配件市场添砖加瓦。据悉该项目可年产30余万套各类红外电子产品,年产值将超过3亿欧元。

联创光电在年,拟以不超过人民币1.5亿元受让飒特红外20%股权,在收购股权同时,联创光电拟以现金不超过人民币1.5亿元对飒特红外进行增资,占飒特红外16.67%股权;收购增资完成后,公司持有飒特红外33.34%的股权。飒特红外实际控制人吴继平承诺年、年、年飒特红外扣除非经常性损益后的净利润分别不低于2万元、5万元、7万元。最终交易各方在交易细节中未能达成一致,决定终止《框架协议》。

三、从行业龙头FLIR发展看我国差距与机遇

3.1FLIR发展历程:相关产业并购不断,纵横双向扩张

FLIRSystems全球红外行业巨头,成立于年,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2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2年的1.86亿美元增长到年的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,自年以来收入以22%的复合年增长率增长,年政府部门收入为6.亿美元,占合并收入的48%。商业夜视系统的收入自年以来以25%的复合年增长率增长,年商业视觉系统收入为2.亿美元,占合并收入的18%。工业和商业热成像产品的收入自年以来以15%的复合年增长率增长,年达到3.亿美元,占合并收入的23%。

年以来,FLIR发展进入成熟期,营收增长减缓,公司重点


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