如果最近有关注红外热成像领域的行业动态,就会注意到一个高频词,8 μ m 小像元技术。从芯片厂商到机芯模组企业,从安防监控到消费电子,整个产业链都在围绕 " 更小、更轻、更低功耗 "。这场看似只是数字变化的微米级革命,实际上正在重新定义热成像设备的能力边界。
为什么热成像设备需要瘦身?
像元尺寸的持续缩小,是红外探测器技术演进的必然方向。12 μ m 像元曾凭借成熟工艺长期占据主流,但它的物理局限也很明显:芯片面积偏大,配套锗镜头体积大、成本高,整机难以做小。
而无人机吊舱、可穿戴设备、智能眼镜等新场景,对模组提出了苛刻要求,体积小、重量轻、功耗低。12 μ m 方案已很难满足这些集成需求,小像元技术成为破局关键。
8 μ m 小像元:不只是更小
把像元尺寸从 12 μ m 压缩到 8 μ m,表面上看只是一个数字的变化,但背后涉及的是一整套技术体系的协同突破。
原理并不复杂:同样的芯片面积上,像元越小,能塞进去的像素就越多。8 μ m 比 12 μ m 的像素数量多出近一倍,空间分辨率随之显著提升,同款镜头可以探测更小的目标,图像层次也更丰富。但真正的技术难点在于像元缩小后,每个像素接收红外辐射的面积减少了,如果材料质量、读出电路和图像算法没有同步升级,灵敏度就会下降,最终可能牺牲画质换分辨率。
▲ 8 μ m 与 12 μ m 空间分辨率对比
这就引出了一个关键概念:NETD(噪声等效温差)。它衡量的是红外探测器能从噪声中分辨出的最小温差,单位是毫开尔文(mK)。NETD 数值越低,探测器对细微温度差异的感知能力越强。8 μ m 小像元技术要真正可用,必须把 NETD 控制在合理范围内,甚至要比 12 μ m 产品更优。
芯火微电子(SensorMicro)在这方面给出了一个值得关注的答案。作为高德红外(股票代码 002414)的全资子公司,芯火微电子推出的 ApexCore 系列超级红外探测器,以全新材料体系与 MEMS 架构为基础,将系统热灵敏度 sNETD 降至 15mK,整体噪声降低 42%。这意味着 8 μ m 像元在灵敏度上不仅没有退步,反而实现了显著提升。
8 μ m 小像元的实际效果:数据说话
技术参数的意义在于落地。芯火微电子基于 ApexCore 8 μ m 探测器开发的 iTL 系列机芯,用具体产品验证了小像元技术的实际价值。
(芯火微电子实测)
640 × 512 芯片像素密度
iTL1208 含 12mm 镜头总重
▲ iTL1208 机芯
从表格中可以直观看到,8 μ m 技术带来的 SWaP(尺寸、重量、功耗)优化是全方位的。iTL608 的横截面仅 13 × 13mm,含 6mm 镜头后整重只有 6.4g,功耗低至 0.4W,这个体量已经可以轻松嵌入手持机、卡片机甚至可穿戴设备中。
而 iTL1208 在保持 1280 × 1024 百万像素分辨率的同时,机身截面控制在 22.6 × 22.6mm,含 12mm 镜头总重仅 34.5g,实现了小体积与高分辨率的统一。
更值得注意的是,8 μ m 技术还带来了光学系统层面的连锁优化。像元缩小后,探测器芯片尺寸相应减小,配套镜头也可以同步瘦身,这意味着昂贵的锗镜片用量减少,整个光学系统的成本随之下降。MICO608 机芯采用的 3.2/6/8.7mm 全硫系无锗镜头配置就是一个典型例子,既控制了成本,也摆脱了供应链制约。
▲ MICO608 机芯
轻量化之后,应用边界被推到哪里?
当热成像模组做到 6.4g、0.4W 的水平,一些此前难以想象的场景开始变得可行。芯火微电子产品部负责人王天太在 CIOE 2026 现场访谈中给出了这样的判断:" 更小、更轻、更省电、更清晰、更便宜—— 8 μ m 重新定义了红外产品的能力边界。" 具体来说,8 μ m 机芯已经在以下几个方向展现出明确的落地价值:
可穿戴设备与 AR/VR:iTL608 的超小体积和低功耗特性,使其可以集成到智能眼镜或 AR 头显中,实现无感的热成像感知能力。
▲ iTL608 红外机芯
无人机与低空经济:iTL1208 的百万像素配合全硫系镜头(覆盖 5/10/12/17/25/30/15-75mm),从近距巡检到远距瞭望全程覆盖,在低空航拍、周界安防等广域探测场景下优势突出。
电力巡检:iTL608 可灵活部署于各类电力巡检系统,实时采集设备运行状态的热数据,开发机载巡检模块或在线监测终端。
医疗健康:iHA608W 采用 8 μ m 高性能探测器实现 640 × 512 画质,配合 4mm 专用医疗镜头和全新医疗成像测温算法,全面阵输出生命体热量数据,通过即插即用的 Type-C 接口实现免驱动安装。
▲ iHA608W 红外机芯
车载夜视:基于 640 × 512/8 μ m 红外探测器开发的车载红外芯片(KP608W)已通过 AEC-Q100 认证,意味着 8 μ m 产品在车规级可靠性上得到了权威认可,为智能驾驶的夜间感知提供了新的器件选择。
8 μ m 小像元的落地不是单一环节的突破,而是材料、工艺、封装、算法多环节协同的结果。ApexCore 采用的第四代先进封装技术,无需额外配置防尘挡片,用户无需搭建高等级无尘车间即可实现基于探测器的二次开发,这直接降低了红外集成的开发门槛。
从产业视角看,8 μ m 技术带来的影响还在向上游传导。像元越小,同一块晶圆上切出的芯片数量越多,以 384 × 288 面阵为例,25 μ m 能产出约 100 颗,12 μ m 能产出 300 颗以上,8 μ m 的产出效率进一步提升。
▲ 8 μ m 成本大幅下降
小像元不是万能药,但方向已经明确
需要客观指出的是,像元尺寸并非越小越好。光敏面积的缩减对材料质量、制造工艺和读出电路的要求会越来越高,如果配套技术跟不上,NETD 可能不降反升。8 μ m 之所以能成为当前量产阶段的一个关键节点,正是因为芯火微电子等企业在电路设计、热学结构和图像算法上做了系统性突破,而不是单纯把像素做小。
从行业格局来看,8 μ m 已经不再是实验室里的概念。芯火微电子在 2026 年完成了 8 μ m 非制冷红外机芯的全系布局,覆盖从 640 × 512 到 1280 × 1024 的分辨率,产品线横跨超微型机芯、网络机芯、医疗测温机芯等多个系列。睿创微电子、Teledyne FLIR 等企业也在加速 8 μ m 产品的量产和交付。
可以预见,随着产业链成熟度进一步提升,8 μ m 将在未来两三年内成为非制冷红外探测器的主流规格,而这场从微米级开始的 " 瘦身革命 ",正在推动热成像设备走向一个更轻、更小、更普及的时代。
免责声明:本文来源于网络整理,选择服务商需慎重,本文内容不作为合作依据。广告。


登录后才可以发布评论哦
打开小程序可以发布评论哦