Fever Screening using thermal technology
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報告摘要：
1、 紅外線成像儀主要應用於軍品和民品市場。2018 年中國軍品市場容量約 300 億元，保持 4% 的複合成長率，民品市場容量約為180億元，年複合成長率11%。
2、 從供給端來看，本行業的競爭主體集中在美、英、法、德、日和以色列等國。其中，美國憑借其強大的科研優勢保持領先。全球軍用紅外線熱像儀市場的前 10 大供應商中，美國廠商共佔 7 席。其中排名前 3 位的美國 Lockheed Martin 公司、Raytheon 公司、L-3 公司，佔據了全球軍用紅外線熱像儀市場 45% 以上的市佔率。
3、 紅外線熱成像上市公司，近 3 年的平均毛利率超過 50%，熱成像儀的核心器件感測器佔據成本的 80%，感測器佔據了整個行業的價值鏈高點，目前非制冷感測器還一定程度依賴進口，投資價值顯現，國內高德紅外佔據市場龍頭地位，整個市場格局初步形成。
4、 從技術端看，紅外線熱成像儀沿著多色感測、高性能、低成本的方向發展，圖像辨識和機器學習技術，賦予紅外線熱成像儀強大的性能，未來在軍品、民品尤其是無人駕駛領域會有很好的應用。
一、 行業概況
紅外線熱成像，是一種可將紅外線圖像轉換為熱輻射圖像的技術，該技術可從圖像中讀取溫度值。紅外線熱像儀（Infrared Thermal Imager）是一種用來探測目標物體的紅外線輻射，並透過光電轉換、電信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像，轉換成影像圖像的高科技產品。它涉及光學、機械、微電子、物理學、電腦、圖像處理等多個學科的綜合與交叉，產品組成主要包括紅外線光學系統、焦平面探測器、後續電路和嵌入式圖像處理軟體等。
二、 產品的介紹
（1）紅外線熱像儀成像原理
紅外線熱像儀基本原理是：某個物體發出的紅外線輻射，透過光學鏡頭聚焦在紅紅外線感測器上，探測器將紅外線輻射轉換成電信號，硬體電路再對電信號進行處理，將感測器發來的數據，轉譯成可在取景器、標準影像監視器，或 LCD 顯示螢幕上查看圖像。
（2）紅外線探測系統主要組成部件及功能
熱像儀非常靈敏，能感測到小於 0.1℃ 的溫差。例如，FLIR 紅外線熱像儀可辨識細微至 0.02°C 的溫度變化，擁有先進的感測技術和先進的數學算法，精確測量 -80°C 至 +3000° 的對象的溫度。
感測器是紅外線熱像儀的核心
紅外線感測器技術是紅外線技術的核心，紅外線感測器的發展，也引領著紅外線技術的發展。
第一代以機械掃描方式實現目標成像；
第二代凝視型焦平面感測器的單元數量，比第一代高三個數量級，進入二十一世紀，紅外線焦平面技術又發展到了第三代，它與第二代相比，更注重多色感測、高性能和低成本的特質。
第三代紅外線感測器中，單色感測器包括：大面陣 InSb 中波紅外線感測器、InGaAs 近紅外線感測器和非制冷紅外線感測器。雙色或多色紅外線感測器包括：碲鎘汞、量子阱和 II 類超晶格探測器紅外線感測技術，這三種紅外線感測器技術的紅外線吸收機制不同，各具優缺點，也應用於不同的領域，被公認為是第三代紅外線感測器技術。
在紅外線熱成像系統中，紅外線感測器和光學系統，是關鍵的組成部分，決定著紅外線熱成像系統的成像品質和應用範圍，也是產品成本構成在主要部分。
熱像儀成像效果
（3）圖像處理的方法
由於紅外線熱成像的機理以及紅外線熱成像系統自身的原因，紅外線圖像與可見光圖像相比，大多圖像較為模糊、噪聲大的特點，所以一般會才使用圖像算法來去噪，以及分割出興趣目標，為紅外線圖像的後續處理做好準備。
紅外線圖像增強算法分類
紅外線圖像+AI，提升辨識率和清晰度
透過卷積神經網路的處理，熱圖像中人的眼睛、鼻子、嘴唇等的邊界被標記出來，從而可以確定出人臉的整體形狀。接下來，非線性回歸模型，將這些特徵映射到相應的面孔樣貌中。這種被稱為「多區域合成」的系統，透過損失函數進行訓練，熱圖像和可見圖像之間的誤差會被最小化，從而可以建構出一個相對準確的人臉圖像。
三、 商業模式
紅外線成像產業鏈圖譜
產業上游：紅外線感測器
在紅外線熱成像系統中，紅外線感測器和光學系統是關鍵的組成部分，決定著紅外線熱成像系統的成像品質和應用範圍，也是產品成本構成在主要部分。
感測器是熱像儀成本的重要組成部分，感測器的量產能直接顯著降低紅外線熱像儀成本。在制冷熱像儀中，探測器成本佔比達到 70%；在非制冷熱像儀中，感測器成本佔比約 1/3-1/2。感測器自身的成本也因制冷和非制冷而不同：制冷型（比如碲鎘汞）探測器的成本構成中，晶片、制冷機、封裝+電子通常各佔 1/3，非制冷探測器則主要是物料和攤銷成本。
此外，感測器的平均成本一般隨著產量增加而降低。這是因為電子晶片產品的一次性投入（生產線）很多，固定成本很大，但是後續生產過程中單位產品的可變成本較低，所以感測器的量產對於降低成本，從而降低價格具有重要意義。
中國紅外線產業在技術基礎和行業規劃上，還不完全成熟，客觀上也為行業的進入者提供了一定機會。近幾年中國的紅外線產品市場發展很快，但由於核心器件（如非致冷探測器）一定程度上依靠進口，價格、品質和維護等因素，嚴重地限制了他們國內紅外線產業的發展，和市場的廣泛推廣，遠不能適應他們國內日益成長的市場需求。
在紅外線技術產業中，與紅外線熱成像技術和紅外線感測技術相關的產品佔主導地位，而其它紅外線技術類的產品，在整個產業格局中所佔比重過小或發展緩慢，加之企業各自為政，缺少頂層規劃和行業約束，一方面容易導致惡性競爭，另一方面也為行業的進入者提供障礙。
產業鏈：下游應用客戶
軍用紅外線熱像儀
陸軍主要將其用於夜間監視、瞄準、偵察、射擊指揮、制導和防空等；海軍主要將其用於監視、巡邏、觀察和導彈跟蹤等；空軍主要將其用於轟炸機、偵察機和攻擊機等的導航、著陸、營救、空中偵察、高空攝影和射擊投彈等。從空間到地面，從水下到空中，紅外線熱成像儀已成為現代高技術，常規兵器裝備中不可缺少的重要部分。
軍用紅外線熱像儀
民用紅外線熱像儀
四、 市場規模
紅外線熱像儀產品市場，主要分為軍用產品以及民用產品，兩個市場相互獨立，有著不同的市場特性。
紅外線熱像儀產品源於軍用。全球軍用紅外線熱像儀產品市場空間較大，並保持穩定成長，2013 年全球紅外線軍用市場規模達到 79.00 億美元，2018 年的市場規模調查可達 98.26 億美元，其中紅外線感測器及感測器模組12.3 億美元，紅外線系統 85.96 億美元。軍用紅外線熱像儀產品銷售金額複合年成長率 4.47%，其中紅外線感測器及感測器模組成長率 2.9%，紅外線系統成長率 4.7%。
由於紅外線熱像儀及其相關技術的成熟和發展，紅外線熱像儀在民用領域得到了更加廣泛的應用，民用市場也保持著很快的成長速度，成長幅度也要遠遠大於軍用領域。2013 年民用紅外線熱像儀的市場規模達到 29.56 億美元，
預計在 2019 年，其市場規模可達 55.07 億美元，其中制冷型 15.12 億美元，非制冷型 39.95 億美元；民用紅外線熱像儀的銷售金額複合年成長率為 11.00%，其中制冷型成長率 6.0%，非制冷型成長率 13%。
五、 競爭狀態
（1）軍用市場狀態
軍用紅外線熱像儀產品關乎現代戰爭勝敗，其產品和技術高度保密，產品市場以國家為主體壟斷競爭。在軍用領域，由於紅外線熱像儀產品是關乎現代戰爭勝敗的關鍵裝備之一，具有高度的軍事敏感性，軍用產品往往以國家為單位實施產品與技術壟斷，尤其是各技術領先國對軍用產品和技術高度保密。
大多數軍品生產企業的產品主要提供給本國軍方，對外出口並不由市場決定，而是由國家的政治、軍事政策決定。在國際市場上，不同國家的紅外線熱像儀企業之間，在軍用領域一般不會產生直接的市場競爭。
美國主導了全球軍用紅外線熱像儀市場，在全球市場佔有率約為 50%，世界前 10 大供應商佔據 7 席。以美軍為代表的西方先進國家軍隊裝備，紅外線熱像儀的普及率遠高於世界其他地區，因此行業的競爭主體，集中在美、英、法、德、日和以色列等國。
其中，美國憑借其強大的科研優勢保持領先，在國際軍品市場佔據絕對主導地位，英國、法國、日本、德國、以色列等國的相關企業，在各自特定領域保持相對優勢，與美國展開部分競爭。據權威機構 Maxtech International 統計，2014 年全球軍用紅外線熱像儀市場的前 10 大供應商中，美國廠商共佔 7 席。
其中排名前 3 位的美國 Lockheed Martin 公司、Raytheon 公司、L-3 公司，佔據了全球軍用紅外熱像儀市場 45%以上的市佔率，排名四到十名分別是：法國的 Thales 公司、法國的 Sagem 公司、美國的 Northrop Grumman 公司、美國的 FLIR Systems 公司、美國 UTC Aerospace 公司，英國的 BAE Systems 公司，以色列的 ELbit 公司。
（2）民用市場狀態
民用領域：市佔率 一 超多強
國際民用市場上，目前北美市場佔據了全球 60% 以上的紅外線熱像產品市佔率，歐洲和亞洲市場則正處於快速發展階段。民用領域競爭實力最強的公司為美國的 FLIR，該公司於 20 世紀 80 年代，推出第一台民用紅外線熱像儀，目前已成為世界上規模最大、品種最齊全的紅外線熱像儀產品供應商。
根據 Maxtech International 統計，2014 年該公司佔據了全球民用紅外線熱像儀市場 40% 的市場佔有率，其中測溫類紅外線熱像儀領域的市場佔有率高達 61%。另外，美國 DRS 公司、英國 BAE Systems 公司、美國 L-3 公司、美國 FLUKE 公司等也都是民用紅外線熱像儀領域較強的競爭者。
另外根據相關測算，2014 年中國久之洋紅外線熱像儀產品的市場佔有率約為 2%（沒聽過這家，可能是作者公司，中國經常用這種置入）。
（3）中國市場狀態
中國狀態：國營技術強、民營產品多，感測器是弱項
由於紅外線成像技術廣泛的軍事用途，西方先進國家對中國實行嚴格的技術封鎖，與產品禁運政策。美國政府禁止向中國銷售紅外線探測器產品；法國採用嚴格審批制度，將較差的產品限量銷售至中國。
中國從事紅外線熱成像產品開發的主要有研究所和企業，其中，中國從事紅外線熱成像技術研發的民營企業有十餘家，但大部分企業研發實力弱，品牌影響力小，許多企業實際上是國外產品的代理商或系統整合商。
其中，研發實力較強、能夠獨立開發紅外線熱成像系統，及後續電路和圖像處理軟體的民用生產企業，主要有武漢高德紅外股份有限公司、浙江大立科技股份有限公司、廣州颯特紅外股份有限公司等。（很多篇報導都沒有提到海康威視與大華，但這兩家卻是在這幾個月大量將熱成像銷往世界各國，包括台灣。）
與國際紅外線熱成像廠家相比，現階段，中國相關廠家大多主要從事商用產品研發，國際市場佔有率較低。究其原因，主要是因為中國廠家在紅外線熱成像器組件等，核心器件的量產能力上發展還不夠成熟。
紅外線熱成像器組件的研製與開發，涉及新材料、光學、集成電路、微機電系統（MEMS）工藝、電腦和物理學等多個學科，研製難度很高。因此，長期以來，中國紅外線產業（尤其是民用）核心器件受制於人，企業利潤也大部分被國際企業獲得。
中國紅外線熱像儀產業呈現「國營技術強、民營產品多」的態勢，突破感測器核心部件，是實現進口替代的產業目標的關鍵。目前中國從事紅外線技術產品研製、生產和經營的單位約有 400 餘家，初具規模的約有 30 餘家。民用紅外線熱像儀的供應商有十來家，但大部分企業研發實力弱，品牌影響力小，許多企業實際上是國際產品的代理商或者是系統整合商。
中國從事紅外線材料、器件和系統的主要研製單位有：中電 11 所、兵器 211 所、中科院上海技術物理所、205 所、航空 612 所、613 所、船舶 717 所等。大立科技、武漢高德、久之洋、廣州颯特等已成為中國紅外線民品產業的主力軍。
由於各種原因，中國國營單位在民用市場的市佔率約為 5%，大立科技、武漢高德和廣州颯特三家的市場佔有率大約在 60% 以上。中國紅外熱像儀產業用 10 年的時間，從國際行業領先的 FLIR、FLUKE 等廠商搶回了超過 50% 的市場佔有率，初步實現了進口替代的產業目標。（據廠商表示，這十年來台灣有些廠商也拿中國成品，混入工業溫測成品應用）
總之，目前中國國產紅外熱像儀的產品性能，已經基本接近進口產品，但由於品牌影響力等原因，價格只是進口產品的一半。紅外線熱像儀的核心部件主要靠進口，核心技術受制於人。中國企業的競爭力主要體現在總體技術、光學系統、後續電路、圖像處理軟體等方面。
3S MARKET： 據某不願在目前曝光的廠商表示，台灣很多是從中國或新加坡，取得如 FLIR、Ulis 感測器或模組，再搭配攝影機的軟硬體或後端平台軟體（絕大多數，也是來自中國），然後以台灣自製為名，在市場上出現。
而從來自中國如本文的描述，台灣這些就近拿中國，卻又是拿到不能算真正合格的方案來做二次開發，恐怕台灣在這領域的產業與產品競爭力堪憂。
事實上，在這次武漢肺炎威脅，有立委推動教育部撥一億多預算，提供 1054 所千人以上中小學，購買測溫熱像儀，已經造成大亂鬥，以及不少濫竽充數的產品。
而多家以學校為目標市場的系統整合商也表示，他們對這類產品目前的成熟度表示質疑，所以大多沒有進行這項裝置的進行。另外，最近氣溫攀升，很多這類產品已出現溫度飄移等不穩定現象。
（4）國際市場狀態
紅外線熱像儀是典型的高科技產品，在國際市場上，形成了美國佔據領先地位，英國、法國、日本、德國、以色列等先進國家追趕的競爭格局。從國際成熟主要知名紅外線產品公司來看，雄厚的技術累積，是企業的主要競爭優勢。
在諸多歐美公司中，美國 FLIR 公司、BAE（北美）公司、DRS 技術公司、Raytheon 公司、法國 ULIS 公司，分別是國際軍用和民用紅外線熱成像領域的佼佼者。這些企業都在軍用晶片等高科技領域，具有雄厚的技術累積。
六、投資分析
重點關注紅外線熱像儀核心器件（非制冷探測器，氧化釩和多晶矽技術路線）進口替代和應用端升級的機會。
相關企業
· 艾瑞光電（384×288 17μm 數位輸出陶瓷封裝非制冷紅外線焦平面感測器)
艾睿光電（IRay）是中國高新技術企業，是行業領先的紅外線焦平面感測器、機芯組件研發生產企業，致力於為全球客戶提供專業的紅外線熱成像產品和解決方案。
IRay 超過 55% 為研發人員，擁有 167 項專利技術，涵蓋的技術領域包括整合電路開發、MEMS 感測器設計和製造、MatrixⅢ 圖像算法等。
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