CОVID и рынок ИК-устройств

С момента возникновения, рынок инфракрасной (ИК) тепловизионной техники рос, прежде всего, из-за военных применений. Сегодня парадигма развития изменилась – основной рост обеспечивает гражданская и медицинская термография, охранное и пожарное наблюдение, персональные системы ночного видения и локальные рынки безопасности (муниципальные, частные и пр.). По «до-пандемическому» прогнозу фирм Maxtech International и Industry ARC analysis (США) и сегодняшним оценкам авторов, общий рынок ИК-систем (гражданских и военных), составив 10,5 млрд долл. в 2017 году, в 2023 году достигнет почти 18 млрд долл. При этом рынок фотоприемных устройств для тепловизионных систем, составляющий 20-25% от общей величины, может меняться по разным сценариям как показано на рис.

Рынок МФПУ – оптимистический и пессимистический прогнозы

Разработкой фотоприемных устройств различного назначения в России занимается ряд предприятий, сосредоточенных в АО «Швабе» и АО «Росэлектроника», в Российской академии наук, а также частные предприятия. Основными поставщиками являются АО «НПО «Орион» и АО «МЗ Сапфир», входящие в АО «Швабе», а также частное предприятие АО «ОКБ «Астрон». Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН развивает полупроводниковое материаловедение и МФПУ на основе CdHgTe, InAs, микроболометров и квантовых ям. АО «ОКБ «Астрон» (г. Лыткарино) разрабатывает и производит тепловизионные приборы гражданского назначения на основе неохлаждаемых МФПУ собственного производства, а также охлаждаемых МФПУ на основе CdHgTe совместно с ИФП СО РАН. АО «ОКБ «Астрон» приступило к серийному выпуску матричного фотоприемного модуля в длинноволновом диапазоне на основе охлаждаемой матрицы КРТ/ Si (производства ИФП СО РАН) и собственной микрохолодильной системы Астрон-МКС500. Астрон-МКС500 работает по замкнутому обратному термогазодинамическому регенеративному циклу Стирлинга с внутренней регенерацией тепла, в качестве рабочего тела используется сверхчистый газообразный гелий. Достигнутые результаты близки по своим показателям мировому уровню.

Последствия происходящего сейчас в мире и их влияние на рынок ИК МФПУ будут краткосрочные и долгосрочные. К краткосрочным можно отнести всё, что напрямую связано с медицинской термографией. В первую очередь это относится к неохлаждаемым тепловым детекторам. Низкое время отклика в случае недорогих «смотрящих» тепловизионных систем практически несущественно, особенно для медицинских применений при измерении тепловых полей неподвижных объектов или объектов, перемещающихся с малыми угловыми скоростями. В целом, вся индустрия будет испытывать подъем (особенно заметный на фоне возможного замедления мировой экономики в целом), и этот тренд может перейти из краткосрочной в долгосрочную фазу.

Что касается долгосрочных тенденций, то весьма вероятно, что эпидемиологическая угроза займет в общественном сознании такое же место, какое после терактов в Нью-Йорке 2001 г. заняла террористическая угроза. Нельзя исключать появления в аэропортах биометрического контроля в дополнение к существующим протоколам авиационной безопасности, новых правил прохождения пунктов перехода границ, проходных учреждений и предприятий и пр. Все это потребует резкого увеличения объемов производства и снижения себестоимости изготовления тепловизоров. Будут востребованы технологии еще более крупносерийного формирования в едином техпроцессе многопиксельных матриц с низкой дефектностью, а также их гибридизацию со считывающими схемами. Из достаточно экзотического и дорогого прибора тепловизор в среднесрочной перспективе превратится в почти бытовой прибор. Начинают реализовываться идеи использования в фотоэлектронике метаматериалов, графена и других 2D-структур, что вместе с «традиционными» тепловидением необычайно широко раздвигает границы и возможности. Это значительно расширяет перспективы совершенствования и создания новых инфракрасных оптико-электронных систем.

Полностью со статьями можно ознакомиться в № 3 и 4 журнала «Фотоника» за 2020 год и на нашем сайте.