各種非制冷紅外陣列傳感器技術(shù)的對此分析

紅外陣列傳感器定義

紅外傳感器是紅外線信號檢測的核心器件。按照一個芯片上紅外敏感單元（像素）的數(shù)量，紅外傳感器可以大致分為單元傳感器、陣列傳感器、焦平面探測器三大類。

其中，紅外陣列傳感器是指在同一芯片上集成了80×60至320×240個敏感單元的紅外傳感器。紅外陣列傳感器是由多個紅外敏感單元（像素）在同一個芯片上二維排列構(gòu)成，每個敏感單元都可以接收并檢測目標(biāo)物體輻射的紅外能量，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后輸出與目標(biāo)物體的溫度分布及紅外輻射強(qiáng)度相關(guān)的電信號。

紅外陣列式傳感器相比目前日常廣泛應(yīng)用的單元紅外傳感器具有精度高、檢測范圍寬、能輸出可觀察的圖像信號等優(yōu)點(diǎn)。與主要應(yīng)用于軍事等用途的紅外焦平面探測器相比，又具有體積小、成本低、利于隱私保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

紅外陣列傳感器兼具性能與成本優(yōu)勢

紅外陣列傳感器可以廣泛地應(yīng)用于工業(yè)檢測、家庭安防、智能家居、節(jié)能控制、醫(yī)療看護(hù)、流量計數(shù)、氣體檢測、火災(zāi)監(jiān)控、消費(fèi)電子等多個領(lǐng)域，具有巨大市場需求和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

根據(jù)法國Yole發(fā)布的市場預(yù)測，紅外陣列傳感器的市場規(guī)模可達(dá)10億美元以上，具有良好的市場前景。

非制冷紅外陣列傳感器技術(shù)比較

目前，成熟的非制冷紅外陣列傳感器技術(shù)主要有熱釋電、熱電堆、微測輻射熱計三種。熱釋電和熱電堆過去主要用于單元紅外傳感器，而微測輻射熱計技術(shù)主要用于制造紅外焦平面探測器。近年來，由于新的市場應(yīng)用需求，熱釋電和熱電堆逐步從單元傳感器向陣列傳感器發(fā)展，而微測輻射熱計則向下發(fā)展，使得過去幾乎沒有交叉的兩類技術(shù)在紅外陣列傳感器領(lǐng)域發(fā)生競爭。

從技術(shù)特點(diǎn)來看，熱釋電技術(shù)像元尺寸最大，與CMOS工藝兼容性最差，基本局限于單點(diǎn)傳感器或2×2陣列的形式。熱電堆的像元尺寸做到50~100μm左右就基本達(dá)到極限，而微測輻射熱計目前普遍達(dá)到17μm及以下，熱電堆的靈敏度也比較差。但是熱電堆在制造成本方面有一些優(yōu)勢，因此熱電堆比較適合32×32或更小的陣列規(guī)模形式。

微測輻射熱計（micro-bolometer）在三種技術(shù)中的像元尺寸可以做到最小、靈敏度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩種技術(shù)，而且與CMOS電路集成度高。通過改進(jìn)封裝形式等技術(shù)方法，近年來微測輻射熱計的體積和成本都有大幅下降。因此，我們看到目前在80×60至320×240的紅外陣列傳感器領(lǐng)域，微測輻射熱計技術(shù)已經(jīng)取得了壓倒性優(yōu)勢。

熱釋電、熱電堆、和微測輻射熱計三種技術(shù)的性能對比

大立微電子的紅外陣列傳感器產(chǎn)品

杭州大立微電子有限公司成立于2013年，是國內(nèi)A股紅外行業(yè)首家上市公司大立科技（SZ002214）的下屬子公司。杭州大立微專業(yè)從事非制冷紅外陣列傳感器芯片設(shè)計、生產(chǎn)、銷售，以努力降低傳感器的成本，促進(jìn)紅外熱像在各領(lǐng)域的大范圍應(yīng)用為發(fā)展目標(biāo)。

大立微電子的非制冷紅外陣列傳感器采用非晶硅技術(shù)路線，具有輸出均勻性好、使用簡單方便、測溫精度和穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。

目前，大立微電子的紅外陣列傳感器包括：

25μm像元，80×80、120×120、160×120陣列；

17μm像元，160×120、240×180、320×240、384×288陣列的多款產(chǎn)品。

杭州大立微紅外陣列傳感器產(chǎn)品總覽

為了滿足不同用戶的需要，在傳感器的基礎(chǔ)上，大立微電子還開發(fā)了SC16A、SD16A微型紅外測溫模塊、M系列紅外測溫模組、M系列無擋片成像模組、DM20網(wǎng)絡(luò)型模組等產(chǎn)品。

大立微電子的紅外陣列傳感器和模組產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于手持測溫儀器、設(shè)備溫度在線監(jiān)測、工藝在線測溫、安防監(jiān)控、消防預(yù)警、在線測溫、戶外運(yùn)動、人員計數(shù)統(tǒng)計等多個領(lǐng)域。得到了用戶的認(rèn)可和好評。
來源；MEMS