企業轉型有挑戰 紅外傳感器未來市場預測

隨著科學技術水平的提高、計算機微處理器技術的發展、現代數字信號處理技術的提升、新型半導體等材料的推出和加工制造工藝等各方面的進步，紅外傳感器近年發展迅猛。據國外某研究機構預測，紅外傳感器全球銷售額將會從2010年的$1.52億美元增長到2016年的2.86億美元。而據美國市場研究公司ASDReports的一份研究報告預測，全球光電/紅外（EO/IR）傳感器市場規模到2024年將達到100億美元，與2014年73億美元的市場規模相比，其復合年增長率將達到3.22%。

    紅外傳感器技術是近年來發展最快的技術之一，紅外傳感器目前已廣泛應用于航空航天、天文、氣象、軍事、工業和民用等眾多領域，起著不可替代的重要作用。紅外線，實質上是一種電磁輻射波，其波長范圍大致在0.78m～1000m頻譜范圍內，因其是位于可見光中紅光以外的光線，故而得名為紅外線。任何溫度高于絕對零度的物體，都會向外部空間以紅外線的方式輻射能量。利用紅外輻射實現相關物理量測量的傳感技術，即為紅外傳感技術。

    近年來，紅外傳感器的發展趨勢主要集中體現在以下幾個方面：

    1、新型材料和處理技術的發展

    用新型材料和處理技術，使得傳感器的紅外探測率提高，響應波長增大，響應時間縮短，像素靈敏度和像素密度更高，抗干擾性能提高，生產成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型熱釋電敏感技術，使得敏感元件可以實現陣列化。

    2、傳感器的大型化和多功能化

    隨著微電子技術的發展和傳感器的應用領域的不斷擴大，紅外傳感器正從小型、單一功能，向大型化、多功能化方向發展。如國外所研制的大型紅外傳感器(16×16到64×64像素)除可進行溫度場測量外，還可獲得先進的、小型紅外傳感器所不具有的人體探測功能(即可精確定位個人在空間中的位置，即使人不活動，也可識別出)或大型區域的安全監視等功能，十分適宜于家庭自動化、醫療保健、安全防護等場合的應用。此外，新型多光譜傳感器的研制，也大大改善了紅外成像陣列的功能性。

    3、傳感器的智能化

    新型的智能紅外傳感器通常內置多個微處理器，具備傅里葉變換、小波變換等先進數字信號處理或補償功能，自診斷功能，雙向數字通信等功能，使得傳感器的穩定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。

    4、傳感器的進一步微型化、集成化

    采用片上集成技術(包括盲元替代、非均勻性校正、部分圖像處理功能等)和其它新的器件結構及新的制造工藝技術，在MEMS(微機電系統)，甚至基于納米科技的NEMS(納機電系統)推動下，紅外傳感器尺寸大為縮小，功耗大大降低，集成度顯著提高。由于紅外傳感器的優越性能，許多主流儀表研究單位和生產制造商對它的研發投入也越來越高。

    紅外傳感器主要應用于哪些領域？

    市場研究機構發表的最新紅外線感測器(IRdetectors)技術與市場趨勢報告指出，智慧建筑自動化及行動裝置溫度感測等新興應用，將成為紅外線感測器市場成長新動力。

    ˙應用于消費性行動裝置的小型紅外線感測器──例如手機跟平板裝置新增內部及現場溫度紅外線單一畫素感測功能，若是能采用晶圓級封裝技術，可以產出更低廉，更小巧的感測器；

    光是手機及平板大量內建紅外線感測器的趨勢，便有可能在2018年左右增加3,000萬美元的市場規模。

    ˙中型紅外線陣列感測器(4x4~16x16像素)已成功打入住宅及汽車的空調，暖氣及通風系統；預估將來若產品價格更親民，在零售及居家電氣應用也大有可為。

    ˙大型紅外線陣列感測器(32x32像素或以上)的未來市場是智慧型住宅所需的多元感測裝置，雖然這個市場客戶能負擔較高費用，不過產品的普及仍然有賴價格的下降。

    紅外傳感器未來市場規模預測

    YoleDeveloppement報告指出，技術的不斷創新是將紅外線感測器推向高階紅外線陣列探測器應用的要素，一向被視為低成本易制造的紅外線感測器，已被大量且多樣地應用于建筑、保全、電器、工業的動作感應，溫度測量，計算及氣體與火災偵測等。最初的紅外線感測器只是具有基本動作偵測的單一像素熱釋電感測器，近來紅外線感測器已逐漸邁向復雜且高階的市場，例如溫度測量、氣體、光譜及火災感測等。

    從2000年起，由于陣列感測器進入市場，開始成功將紅外線感測器推往多元高階市場。在HeimannSensors帶動下，多家公司踩著「技術帶動創新」的腳步，將熱釋電(Pyroelectric)及熱電堆(Thermopiles)技術加入生產紅外線感測陣列的行列。

    來自MEMS產業的Omron及Panasonic則挾MEMS復雜制程的豐富經驗，將熱電堆技術推廣為生產紅外線陣列感測器的領導地位。不過2013年由紅外線成像市場跨足紅外線感測器的ULIS挑戰熱電堆成為主流的可能性，推出第一個備有高畫質微測輻射熱計(Microbolometer)且像素在100x100以下的超大型紅外線感測器，預計將瓜分正在成長中的大型紅外線感測器市場。預估2014年來自非制冷紅外成像市場的龍頭FLIR，將在小型紅外線陣列感測器上推出使用微測輻射熱計的商品蠶食市占率。

    由于紅外線感測大廠的多元化，導致紅外探測器競爭格局十分復雜。必需要清楚地了解每個主要廠商的技術背景和定位，才能清楚整體市場商機和將要面臨的挑戰；YoleDeveloppement表示，小型紅外線感測器的市場已趨成熟，走向價格戰，中大型紅外線陣列感測器還是以性能及品質為主，尚有容納新人加入的利潤空間。

    總之，從小型紅外線探測器轉成生產中大型紅外線陣列感測器是具有挑戰性的，需要有足夠的zhuanli及MEMS制造能力。因此，現有廠商大都沒有直接從小型紅外線感測器轉戰中大型紅外線陣列感測器的企圖。