鑫鼎晟觀點:傳感器市場格局變化與投資價值
發布時間:2023-02-10
瀏覽量:3325

 

鑫鼎晟研究觀點|高光譜成像邁向「芯片化+場景化」拐點:MEMS微型高光譜有望打開民用規模化應用

 

 

鑫鼎晟觀察發現,高光譜成像(HSI)正處於由「科研/軍用主導」向「工業落地+民用拓展」過渡的關鍵窗口期。當前產業競爭的核心不再僅是單一硬體參數,而是圍繞成像路線選擇、成本結構重塑、演算法與場景方案閉環展開的系統化能力較量。隨著MEMS微型高光譜等新技術路線加速成熟,高光譜相機從「昂貴的實驗設備」走向「可量產的行業傳感器」,乃至進一步走向消費級設備,正成為明確趨勢。

 

 

一、觀點速覽:成熟路線與潛力路線並存,行業仍處應用早期

 

 

鑫鼎晟認為,高光譜成像主要成像方式包括揮掃式、推掃式、凝視式(凝采式)與快照式四類:

 

推掃式成像(Pushbroom):目前研究與商用最成熟,適合流水線檢測、無人機/車載移動掃描等「運動中獲取」場景,已形成相對完備的產業鏈與應用範式。

凝視式成像(Staring):當前應用相對較少,但憑藉綜合性能、成本/體積優化空間與產業化階段優勢受到業界看好,尤其適配靜態目標與體積受限場景。

快照式成像(Snapshot):仍處於技術成長階段,尤其受制於分辨率與重建計算等瓶頸,但其「無需掃描、易小型化、具備半導體量產潛力」的特徵決定其遠期價值巨大。

 

 

整體而言,高光譜成像的實際應用仍處早期階段:軍事與遙感應用相對成熟,民用場景(分選質檢、水/大氣監測、農業、地質、醫療等)正加速從驗證走向工程化落地。

 

 

二、技術路線解析:從「設備驅動」走向「芯片+演算法驅動」

 

 

高光譜成像可理解為在二維圖像(x,y)基礎上疊加連續光譜維度(λ),形成三維數據立方體(x,y,λ)。資訊增維提升了物質識別能力,但也帶來數據量與演算法複雜度的躍升。

 

鑫鼎晟認為,行業技術演進呈現兩條主線:

 

傳統分光路線持續優化(如光柵分光):優勢是數據品質與工程成熟度高;挑戰是成本、體積與普及門檻仍偏高。

新型低成本路線加速湧現(如MEMS、片上鍍膜、量子點、超表面等):優勢是小型化與規模化潛力強;挑戰是可能在光譜/空間分辨率與準確度上產生折中,需要以壓縮感知與AI重建等手段提升可用性。

 

 

 

三、應用格局:軍用成熟、民用加速,波段選擇決定行業落點

 

 

由於單一高光譜相機通常只能覆蓋有限波段範圍,實際應用需根據目標光譜特徵選擇合適波段(UV、VIS、VNIR、NIR、SWIR、MWIR、LWIR等)。

 

目前更成熟的方向包括遙感識別、工業分選與質檢、水體/大氣監測、農業監測、地質監測及醫療生命科學等。鑫鼎晟強調:高光譜的核心價值不在「看得更清楚」,而在「看得出成分與狀態」。能否把這份價值轉化為可付費、可複製的行業解決方案,是民用規模化的關鍵。

 

 

四、產業拐點:MEMS微型高光譜推動「AI物體感知」落地

 

 

鑫鼎晟認為,MEMS微型高光譜技術正成為推動行業由「系統級設備」走向「芯片級傳感」的重要方向。其潛在優勢包括:體積更小、功耗更低、可標準化量產,且能與AI結合,實現更即時、非破壞性、可嵌入式的光譜檢測與成像。

 

在應用端,MEMS微型高光譜可拓展至:農業與食品安全、醫療診斷與皮膚檢測、智能製造、金融與身份安全、國防公安等,具備顯著的產業化前景。

 

 

五、市場與競爭:海外占優未改,但「量產+方案」將重塑份額

 

 

目前海外廠商仍在高光譜領域占據主導地位。國內市場的增量突破,將更多取決於:

 

能否實現芯片/相機級量產商用(決定成本曲線);

能否提供完整配套方案(決定規模化擴張);

能否將演算法工程化、降低使用門檻(決定民用滲透速度)。

 

 

 

六、破局關鍵:降本與「場景閉環」,決定話語權歸屬

 

 

鑫鼎晟指出,高光譜普及仍受兩大痛點制約:

 

硬體成本與體積門檻;

缺乏易用、可交付的整體方案。

 

 

未來能深入行業流程、提供可複製的解決方案並持續迭代的企業,將形成真正壁壘。

 

 

結語

 

 

高光譜成像正從高門檻專業設備走向更低成本的行業級傳感體系。推掃式仍將主導中短期工業/遙感應用;而凝視式與快照式的持續成熟,疊加MEMS微型高光譜的芯片化量產,有望推動高光譜邁向更廣闊的民用市場。未來競爭勝負手,取決於誰能率先完成「成本下降 + 場景閉環 + AI工程化交付」的三重突破。