紅外熱電堆傳感器是由熱電偶構(gòu)成的一種器件，其直接感應(yīng)紅外輻射，并通過(guò)塞貝克效應(yīng)將紅外輻射導(dǎo)致的溫度變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。和其它類型紅外傳感器相比，紅外熱電堆傳感器可以在動(dòng)態(tài)、靜態(tài)環(huán)境下工作，封裝后受測(cè)試環(huán)境影響小，不需要額外的補(bǔ)償算法處理，無(wú)需偏置且后續(xù)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)紅外熱電堆傳感器芯片由于制造工藝復(fù)雜、不適合批量制造，使得發(fā)展一直非常緩慢。隨著近年來(lái)MEMS加工技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，基于MEMS技術(shù)的紅外熱電堆傳感器芯片也獲得了飛速發(fā)展。紅外熱電堆傳感器一般采用硅基微加工工藝制造，其產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、系統(tǒng)集成和終端應(yīng)用等。
與傳統(tǒng)的紅外熱電堆傳感器相比，基于MEMS技術(shù)的紅外熱電堆傳感器具有尺寸小、重量輕、噪聲小、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此MEMS紅外熱電堆傳感器在性能與成本方面能夠較好的兼顧民用消費(fèi)領(lǐng)域的需求，在健康醫(yī)療、安防監(jiān)控、智能家居、消費(fèi)電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
2020年初，受突發(fā)新冠疫情影響，非接觸式紅外體溫監(jiān)測(cè)儀器作為疫情防控初步篩檢手段，市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)以額溫槍為主的非接觸式測(cè)溫設(shè)備市場(chǎng)需求大增，紅外熱電堆傳感器作為關(guān)鍵部件需求同步上升，熱電堆傳感器上半年呈量?jī)r(jià)齊升態(tài)勢(shì)。受疫情期間紅外熱電堆產(chǎn)品的廣泛普及影響，其眾多優(yōu)點(diǎn)得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)同，未來(lái)在眾多新興領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。
2015-2026全球市場(chǎng)熱電堆紅外傳感器產(chǎn)值分析
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：中金企信國(guó)際咨詢
根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球市場(chǎng)熱電堆紅外傳感器消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，2020年受新冠疫情影響，全球消費(fèi)量達(dá)到3.22億只，加速了紅外熱電堆技術(shù)的普及，2015-2026年的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11.08%。
紅外熱電堆傳感器應(yīng)用領(lǐng)域：
①醫(yī)療健康：紅外熱電堆傳感器是非接觸式體溫監(jiān)測(cè)設(shè)備的核心元件，其技術(shù)和制造工藝復(fù)雜，產(chǎn)品價(jià)值量較高，紅外傳感器在額溫槍中的成本占比約為15%，是額溫槍中單機(jī)價(jià)值量較高的零部件。
A、憑借熱電堆技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療測(cè)溫領(lǐng)域迅速普及：應(yīng)用公司紅外熱電堆傳感器的測(cè)溫槍，具備非接觸、尺寸小、重量輕、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在疫情防控期間，在高頻、多應(yīng)用場(chǎng)景的情況下，測(cè)溫槍的優(yōu)勢(shì)得到充分體現(xiàn)，在工廠復(fù)工、學(xué)校復(fù)學(xué)、大型商業(yè)場(chǎng)所得到廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)紅外熱電堆傳感器的需求大幅提升。在全球多發(fā)流行性傳染疾病的背景下，未來(lái)體溫監(jiān)測(cè)將成為傳染病防控的常態(tài)化措施，尤其是在人員聚集場(chǎng)所，測(cè)溫槍憑借眾多優(yōu)點(diǎn)，仍將得到廣泛應(yīng)用。
B、水銀溫度計(jì)的退出，測(cè)溫槍迎來(lái)廣闊的替代市場(chǎng)空間：2016年4月，中國(guó)批準(zhǔn)加入《關(guān)于汞的水俁公約》，根據(jù)該公約，中國(guó)將自2026年起停止進(jìn)口及生產(chǎn)含汞的產(chǎn)品，其中即包括常見的水銀溫度計(jì)。水銀溫度計(jì)目前仍為醫(yī)療機(jī)構(gòu)、家用等場(chǎng)合使用范圍最廣的測(cè)溫產(chǎn)品，隨著水銀溫度計(jì)的逐步退出市場(chǎng)，測(cè)溫槍將成為重要的替代產(chǎn)品，走入醫(yī)療機(jī)構(gòu)及千家萬(wàn)戶，市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛。
根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年-2026年醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域紅外熱電堆傳感器的出貨量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到0.98%，達(dá)到2.33億只。
②智能家居市場(chǎng)：
A、智能空調(diào)：
高端智能空調(diào)可搭載紅外傳感器進(jìn)行智能感應(yīng)，可根據(jù)人體位置，實(shí)現(xiàn)風(fēng)避人吹、環(huán)繞風(fēng)等送風(fēng)模式，滿足用戶在客廳活動(dòng)的多種送風(fēng)需求。實(shí)時(shí)檢測(cè)客廳有人無(wú)人，無(wú)人時(shí)自動(dòng)降頻或自動(dòng)關(guān)機(jī)節(jié)能；同時(shí)實(shí)時(shí)采集人體溫度和環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)基于人體冷熱感的自動(dòng)舒適控制，根據(jù)體感溫度控制來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度和房間溫度，大大提升了用戶舒適體驗(yàn)度。
B、智能冰箱市場(chǎng)：高端智能冰箱可提供恒溫儲(chǔ)鮮功能，依托冰箱恒溫層內(nèi)的紅外傳感器可對(duì)恒溫層內(nèi)的食物進(jìn)行非接觸精準(zhǔn)測(cè)溫，進(jìn)而依據(jù)該溫度信息調(diào)節(jié)恒溫層內(nèi)的溫度，以實(shí)現(xiàn)恒溫層內(nèi)食物溫度的恒定，滿足用戶對(duì)智能控制、家居一體化等深層次需求。
③消費(fèi)電子市場(chǎng)：
A、智能手機(jī)市場(chǎng)：目前，部分高端智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)溫的功能，即在后置相機(jī)模組中加入一顆紅外傳感器，通過(guò)接收紅外輻射來(lái)測(cè)量溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測(cè)溫功能。由于這種測(cè)溫方式屬于非接觸式的，所以測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單快速，擁有非常廣泛的應(yīng)用。由于目前全球疫情形勢(shì)的不確定性，未來(lái)隨著體溫監(jiān)測(cè)的常態(tài)化，紅外傳感器將有望成為智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。
④工業(yè)控制：所有利用或者發(fā)射能量的設(shè)備在發(fā)生故障前都會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。不同于接觸測(cè)溫，紅外測(cè)溫能夠安全地讀取難以接近的或不可到達(dá)的目標(biāo)溫度，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度。非接觸溫度測(cè)量還可在不安全的或接觸測(cè)溫較困難的區(qū)域進(jìn)行，像蒸汽閥門或加熱爐附近、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，必須使用非接觸監(jiān)測(cè)設(shè)備。
用紅外測(cè)溫儀，可快速探測(cè)操作溫度的微小變化，在其萌芽之時(shí)就可將問(wèn)題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍，大大降低因設(shè)備故障導(dǎo)致的停工、維修等成本，將成為智能工廠的必備選擇。
電力系統(tǒng)的設(shè)備巡視人員以前在巡視時(shí)一般通過(guò)目測(cè)、耳聽和鼻嗅等來(lái)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，其中以目測(cè)為主，但目測(cè)的方法有著很大的局限性，對(duì)一些有發(fā)展性的缺陷，特別是設(shè)備內(nèi)部缺陷，要到設(shè)備發(fā)熱到一定程度后才能被發(fā)現(xiàn)，這樣不但給設(shè)備缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理造成延誤，而且可能會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備造成不同程度的損壞。而紅外熱測(cè)溫技術(shù)能夠在設(shè)備發(fā)生故障之前，快速、準(zhǔn)確、安全地發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免輸電線路因高溫?zé)峁收显斐蓴嚯姷綦娝鶐?lái)的損失。
⑤安防監(jiān)控市場(chǎng)：紅外熱成像設(shè)備可進(jìn)行全天候、遠(yuǎn)距離、寬范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，適用于城市安保、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)、邊海防、森林防火等需要大范圍、遠(yuǎn)距離、全天候的高清監(jiān)控場(chǎng)所。在安防監(jiān)控領(lǐng)域，不同面陣規(guī)格的非制冷紅外探測(cè)器，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，高分辨率的傳感器可用于遠(yuǎn)距離、大現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的高清視頻監(jiān)控；而低分辨率的紅外熱電堆傳感器可適用于對(duì)成本非常敏感的小范圍周界防范、室內(nèi)消防監(jiān)控及各種移動(dòng)終端，如測(cè)溫人臉識(shí)別一體機(jī)、考勤測(cè)溫一體機(jī)等。
