从军事技术封锁到抗疫立神功，国产红外芯片十年崛起路

理论上说，当物体高于绝对零度时，就会不断向外辐射电磁波，其中包含波段位于0.75～100μm的红外线，并且红外辐射的能量会随着温度升高而增强，红外热成像探测器芯片则是利用这一原理而制作。

我们可以做个类比，它就像是数码相机的CMOS传感器，相机里的CMOS用于可见光成像，而红外热成像探测芯片则负责红外光成像。

但红外热成像探测器芯片在结构设计、制程工艺、封装、基底材料甚至技术生命周期方面，都与数码相机的CMOS传感器有着较大的不同。就拿技术周期来说，CMOS传感器的技术路径遵循“摩尔定律”的发展，一般产品的生命周期不到半年就会被淘汰，而红外热成像探测器芯片这类产品的生命周期可延长至2年。

作为红外热像仪的最核心部件，红外热成像探测器直接决定了设备最终成像的分辨率和灵敏度，它能够帮助设备收集红外线的温度数据和热分布信息，并通过其余零部件进行成像以检测物体温度。

从技术类别上分，红外热成像探测器又可分为制冷型和非制冷型探测器。

简单地说，制冷型探测器需要在零下190℃左右的超低温环境下工作，因此它一般会添加制冷装置，通常应用在航天、船舰、导弹、科研等高端军工领域，具有灵敏度高和作用距离远等特点，同时工艺技术和制造成本也非常高。

▲制冷型探测器

相比之下，非制冷型探测器可以在常温下工作，虽然灵敏度和观测距离较短，但在成本、功耗、重量和寿命等方面具有优势，同时工艺技术门槛也更低，能够应用在大部分民用领域和常规军用领域。

▲非制冷型探测器

红外热成像探测器亦是红外热像仪制造中最主要的成本构成。据长城证券在今年2月发布最新报告数据，非制冷热像仪的探测器成本占比1/3至1/2左右，而制冷型探测器占制冷热像仪成本高达70%。

目前，全球红外热成像技术主要应用于军事领域，但随着非制冷红外热成像探测器的发展，民用领域的应用市场也正逐渐开拓。

在军事领域，由于制冷型红外热像仪具有灵敏度高、隐蔽性好、抗干扰性强和目标识别能力强等特点，能够在可见度极低的环境下工作，因此它被广泛应用于军事侦察、监视，以及装甲车、坦克、飞机和导弹武器等武器装备中。

而红外热成像技术在民用市场亦十分具有发展潜力，能应用在电力和工业行业的设备运作检测，以及辅助驾驶、边防、消防等场景的观察和追踪中。

实际上，红外热成像技术的发展始于美国，并长期运用在军事领域，成为西方发达国家多年来在实行军事制裁的重要手段。

例如，在20世纪90年代的海湾战争中，美国军队在陆地战中至少为500辆坦克装备了热像仪作为夜视设备；在2003年的伊拉克战争中，平均每个美国士兵都配备1.7个具有红外热像仪的产品。

相比之下，上世纪90年代，我国在红外技术领域应用的是一种比较低端的热释电红外探测器，其余所有红外热成像设备全部依赖进口。

▲热释电红外探测器

但基于该技术在军事领域的重要运用和敏感性，早期的红外热成像探测器芯片技术不仅被美国、法国、以色列和日本等发达国家牢牢掌握，同时还长期对我国实行严格的出口审批制度甚至禁运。

直到2000年左右，法国开始每年向我国出口少量工业级低端红外热成像产品，并明确不允许应用在军事领域。

值得注意的是，法国的供货亦存在设备价格昂贵和供货周期长的缺点，导致我国的红外热成像芯片技术仍然处于卡脖子的状态。

当时间的指针滑到21世纪的第一个十年，我国军品业务的发展需求和国产芯片崛起的呼声越来越高，但外部面临着西方发达国家的技术封锁和钳制，内部亦存在自主研发技术不足的困境。因此，我国红外热成像技术的自主研发已迫在眉睫。

三、十余年长途跋涉，国产红外热成像技术的崛起

2008年前后，我国陆续有企业走上红外热成像技术的自主研发之路，砸资金采购设备、半导体材料、搭建厂房、自建产线、引进研发人才……一步一个脚印地搭建起从上游红外热成像探测器到中游机芯，再到下游红外热成像整机的全产业链布局。

尤其在上游红外热成像探测器的研发中，如何突破国外对我国先进制造工艺和封装等技术的封锁，亦成为这场红外热成像技术翻身仗胜利的关键所在。

与此同时，我国各省市政府也相应出台了各项相关政策，涉及财政补贴、税务优惠、人才补贴等各个层面，进一步为我国红外热成像技术的国产化发展提供了良好的发展环境和强力支持。

其中，国务院分别于2014年和2015年出台的《国家集成电路产业发展推进纲要》和《中国制造2025》，更是直接将集成电路（IC）产业的发展提高到了国家层面，着力提升包括红外热成像探测器芯片在内的国产IC设计制造水平，以及封装和测试技术的自主发展能力。

（编辑：555手机网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!