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，并通過塞貝克效應(yīng)將紅外輻射導致的溫度變化轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。和其它類型紅外傳感器相比，紅外熱電堆傳感器可以在動態(tài)、靜態(tài)環(huán)境下工作，封裝后受測試環(huán)境影響小，不需要額外的補償算法處理，無需偏置且后續(xù)電路簡單等優(yōu)點。
傳統(tǒng)紅外熱電堆傳感器芯片由于制造工藝復雜、不適合批量制造，使得發(fā)展一直非常緩慢。隨著近年來MEMS加工技術(shù)的快速發(fā)展與進步，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、制造、封測、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，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領(lǐng)域的需求，在健康醫(yī)療、安防監(jiān)控、智能家居、消費電子、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)測儀器作為疫情防控初步篩檢手段，市場需求快速增長。國內(nèi)以額溫槍為主的非接觸式測溫設(shè)備市場需求大增，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價齊升態(tài)勢。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)點得到市場的廣泛認同，未來在眾多新興領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。
2015-2026全球市場熱電堆紅外傳感器產(chǎn)值分析
數(shù)據(jù)統(tǒng)計：中金企信國際咨詢
根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球市場熱電堆紅外傳感器消費量持續(xù)增長，2020年受新冠疫情影響，全球消費量達到3.22億只，加速了紅外熱電堆技術(shù)的普及，2015-2026年的復合增長率達到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)測設(shè)備的核心元件，其技術(shù)和制造工藝復雜，產(chǎn)品價值量較高，紅外傳感器在額溫槍中的成本占比約為15%，是額溫槍中單機價值量較高的零部件。
A、憑借熱電堆技術(shù)的諸多優(yōu)點，在醫(yī)療測溫領(lǐng)域迅速普及：應(yīng)用公司紅外熱電堆傳感器的測溫槍，具備非接觸、尺寸小、重量輕、成本低、使用方便等優(yōu)點，尤其是在疫情防控期間，在高頻、多應(yīng)用場景的情況下，測溫槍的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)，在工廠復工、學校復學、大型商業(yè)場所得到廣泛應(yīng)用，帶動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，未來體溫監(jiān)測將成為傳染病防控的常態(tài)化措施，尤其是在人員聚集場所，測溫槍憑借眾多優(yōu)點，仍將得到廣泛應(yīng)用。
B、水銀溫度計的退出，測溫槍迎來廣闊的替代市場空間：2016年4月，中國批準加入《關(guān)于汞的水俁公約》，根據(jù)該公約，中國將自2026年起停止進口及生產(chǎn)含汞的產(chǎn)品，其中即包括常見的水銀溫度計。水銀溫度計目前仍為醫(yī)療機構(gòu)、家用等場合使用范圍最廣的測溫產(chǎn)品，隨著水銀溫度計的逐步退出市場，測溫槍將成為重要的替代產(chǎn)品，走入醫(yī)療機構(gòu)及千家萬戶，市場需求持續(xù)旺盛。
根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(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合增長率達到0.98%，達到2.33億只。
②智能家居市場：
A、智能空調(diào)：
高端智能空調(diào)可搭載紅外傳感器進行智能感應(yīng)，可根據(jù)人體位置，實現(xiàn)風避人吹、環(huán)繞風等送風模式，滿足用戶在客廳活動的多種送風需求。實時檢測客廳有人無人，無人時自動降頻或自動關(guān)機節(jié)能；同時實時采集人體溫度和環(huán)境溫度，實現(xiàn)基于人體冷熱感的自動舒適控制，根據(jù)體感溫度控制來自動調(diào)節(jié)送風溫度和房間溫度，大大提升了用戶舒適體驗度。
B、智能冰箱市場：高端智能冰箱可提供恒溫儲鮮功能，依托冰箱恒溫層內(nèi)的紅外傳感器可對恒溫層內(nèi)的食物進行非接觸精準測溫，進而依據(jù)該溫度信息調(diào)節(jié)恒溫層內(nèi)的溫度，以實現(xiàn)恒溫層內(nèi)食物溫度的恒定，滿足用戶對智能控制、家居一體化等深層次需求。
③消費電子市場：
A、智能手機市場：目前，部分高端智能手機、可穿戴設(shè)備可以實現(xiàn)非接觸測溫的功能，即在后置相機模組中加入一顆紅外傳感器，通過接收紅外輻射來測量溫度，進而實現(xiàn)測溫功能。由于這種測溫方式屬于非接觸式的，所以測量過程簡單快速，擁有非常廣泛的應(yīng)用。由于目前全球疫情形勢的不確定性，未來隨著體溫監(jiān)測的常態(tài)化，紅外傳感器將有望成為智能手機、可穿戴設(shè)備的標準配置。
④工業(yè)控制：所有利用或者發(fā)射能量的設(shè)備在發(fā)生故障前都會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。不同于接觸測溫，紅外測溫能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標溫度，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進行，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)測設(shè)備。
用紅外測溫儀，可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，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一般通過目測、耳聽和鼻嗅等來了解設(shè)備的運行情況，其中以目測為主，但目測的方法有著很大的局限性，對一些有發(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)備缺陷的及時發(fā)現(xiàn)和處理造成延誤，而且可能會對運行設(shè)備造成不同程度的損壞。而紅外熱測溫技術(shù)能夠在設(shè)備發(fā)生故障之前，快速、準確、安全地發(fā)現(xiàn)故障，并及時進行維修，避免輸電線路因高溫熱故障造成斷電掉電所帶來的損失。
⑤安防監(jiān)控市場：紅外熱成像設(shè)備可進行全天候、遠距離、寬范圍的實時監(jiān)測，適用于城市安保、港口碼頭、機場、邊海防、森林防火等需要大范圍、遠距離、全天候的高清監(jiān)控場所。在安防監(jiān)控領(lǐng)域，不同面陣規(guī)格的非制冷紅外探測器，適用于不同的應(yīng)用場景，高分辨率的傳感器可用于遠距離、大現(xiàn)場應(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)控及各種移動終端，如測溫人臉識別一體機、考勤測溫一體機等。
