一、智能傳感器綜述
傳感器是一種通常由敏感元件和轉換元件組成的檢測裝置,測量并感知信息后,通過(guò)變換讓傳感器中的數據或價(jià)值信息轉換成電信號或其他所需形式的輸出,以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
國內傳感器產(chǎn)業(yè)相比于國外起步較晚,但總體發(fā)展階段和未來(lái)發(fā)展趨勢都趨于一致。從國內傳感器發(fā)展歷程來(lái)看,我國傳感器產(chǎn)品發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段:1)結構型傳感器(1950-1969)年):主要利用結構參量變化來(lái)感受和轉化信號;2)固體型傳感器(1970-1999年):由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構成,并利用材料某些特性完成傳感需求,例如分別利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器;3)智能傳感器(2000年至今):由微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結合的產(chǎn)物,使得傳感器具有一定的人工智能特性。目前,我國傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統型向智能型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段,未來(lái)將朝著(zhù)智能化、微型化、集成化和網(wǎng)絡(luò )化的方向快速發(fā)展。
中國傳感器產(chǎn)品發(fā)展歷程
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傳感器應用于各大工業(yè)領(lǐng)域,其分類(lèi)方法較多,按工作原理分,可分為電阻式、電容式、電感式,光電式,光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等;按被測量分類(lèi),可分為力學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、幾何學(xué)量、運動(dòng)學(xué)量、流速與流量、液面、熱學(xué)量、化學(xué)量、生物量傳感器等;按輸出量的性質(zhì)分,可分為模擬傳感器和數字傳感器。
智能傳感器分類(lèi)
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二、智能傳感器行業(yè)相關(guān)政策梳理
智能傳感器是智能裝備感知外部環(huán)境信息的關(guān)鍵,對智能裝備的應用起著(zhù)技術(shù)牽引和場(chǎng)景升級的作用。近年來(lái),隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,傳感器在新興的智能家居、智慧城市、智能移動(dòng)終端(汽車(chē)、機器人等)等領(lǐng)域的應用突飛猛進(jìn),大幅擴展了應用空間。同時(shí)集成電路是智能傳感器的重要組成部分,專(zhuān)用芯片的發(fā)展為智能傳感器的性能提升、可靠性提升和成本控制提供了重要支撐。國家政策也給予了大力支持。2017年起,隨著(zhù)智能汽車(chē)及車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展,各級政府出臺多項政策明確發(fā)展車(chē)載傳感器技術(shù)以及形成產(chǎn)業(yè)化規模,對行業(yè)發(fā)展起到正向促進(jìn)作用。
2019-2021年中國智能傳感器行業(yè)相關(guān)政策梳理
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三、智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈
智能傳感器采用了類(lèi)似于集成電路批處理式的微制造技術(shù),其產(chǎn)業(yè)鏈包括了研發(fā)、設計、制造、封裝測試、軟件及應用方案等環(huán)節。目前我國已基本形成完整產(chǎn)業(yè)體系,但在核心技術(shù)和工藝方面與先進(jìn)國家還存在差距。
智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈
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從全球傳感器市場(chǎng)來(lái)看,國外傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟,總體穩步增長(cháng)。據統計,2018-2023年,全球傳感器的市場(chǎng)規模將從1393.3億美元增長(cháng)至2032.2億美元,年均復合增長(cháng)速度達8%。
2018-2023年全球傳感器行業(yè)市場(chǎng)規模及增速情況
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從國內傳感器市場(chǎng)來(lái)看,2016-2020年,國內傳感器市場(chǎng)規模均保持2位數增速,從1472億元增長(cháng)至2510億元,年均復合增速超14%。其中2019年增速受下游需求縮減影響有所放緩,2020年就已恢復正常增速水平。
2016-2020年中國傳感器行業(yè)市場(chǎng)規模及增速情況
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四、智能傳感器行業(yè)現狀分析
1、全球
智能傳感器作為物聯(lián)時(shí)代信息交互和感知的重要來(lái)源,是未來(lái)傳感器市場(chǎng)的重要一極。從智能傳感器市場(chǎng)規模來(lái)看,在全球方面,據統計,2018-2023年,全球智能傳感器市場(chǎng)規模有望從283.3億美元增長(cháng)至487.2億美元,其中2020年和2021年受疫情影響下游需求,增速有所放緩。
2018-2023年全球智能傳感器行業(yè)市場(chǎng)規模及增速
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從全球智能傳感器市場(chǎng)規模占比來(lái)看,2018-2023年,全球智能傳感器規模占比將從20.3%穩步增長(cháng)至24%。目前智能傳感器市場(chǎng)規模占比仍在持續上升。
2018-2023年全球智能傳感器市場(chǎng)規模占比情況
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從全球智能傳感器市場(chǎng)分布來(lái)看,美國、日本、德國等少數經(jīng)濟發(fā)達國家廠(chǎng)商占據了傳感器市場(chǎng)主要份額,發(fā)展中國家廠(chǎng)商所占份額相對較少。據統計,2020年全球智能傳感器市場(chǎng)中,北美地區比重最高,達43.3%,北美、歐洲、日本合計達92.8%,形成壟斷市場(chǎng)。
2020年全球智能傳感器產(chǎn)業(yè)結構分布情況
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從市場(chǎng)結構來(lái)看,按產(chǎn)品類(lèi)型劃分,2020年全球壓力傳感器和液位傳感器市場(chǎng)產(chǎn)品數量占比較高,分別占比8%、8%。但超聲波傳感器在智能汽車(chē)系統及智能家居、儀表等領(lǐng)域具備不可或缺性,隨著(zhù)這些傳統領(lǐng)域的智能化程度加深,超聲波傳感器的占比將穩步提升,目前超聲波傳感器市場(chǎng)產(chǎn)品數量占比6%。
2020年全球工業(yè)智能傳感器市場(chǎng)產(chǎn)品類(lèi)型數量占比
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2、中國
從國內智能傳感器市場(chǎng)規模來(lái)看,據統計,2018-2021年,智能傳感器市場(chǎng)從127億美元增長(cháng)至160億美元,2018-2021年年均復合增速約為8%,預計2026年中國智能傳感器市場(chǎng)規模達239億美元。
2018-2026年中國智能傳感器行業(yè)市場(chǎng)規模及增速
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作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要數據采集入口,傳感器已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)、汽車(chē)、消費、通信等各大領(lǐng)域。從智能傳感器行業(yè)下游細分應用領(lǐng)域占比情況來(lái)看,汽車(chē)電子是最大的應用領(lǐng)域,傳感器能對汽車(chē)的行駛速度、距離、發(fā)動(dòng)機轉速、排氣循環(huán)系統等指標進(jìn)行參數測量和控制,也能為智能汽車(chē)的智能座艙及智能駕駛系統服務(wù),占比約24.2%;其次分別為工業(yè)制造和網(wǎng)絡(luò )通信,分別占比21.1%和21.0%;消費電子與醫療電子也是應用傳感器較廣的行業(yè),占比為14.7%和7.2%,未來(lái)隨著(zhù)傳感技術(shù)在細分領(lǐng)域的提升,占比有望進(jìn)一步提升。
2020年中國智能傳感器行業(yè)下游領(lǐng)域需求分布情況
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五、智能傳感器行業(yè)競爭格局
從中國市場(chǎng)競爭來(lái)看,目前我國傳感器制造行業(yè)以中小企業(yè)為主,正處于散、小、低、弱、缺芯的現狀,據統計,2016-2020年,國內智能傳感器市場(chǎng)國產(chǎn)化率從13%增長(cháng)至31%,雖然國內廠(chǎng)商發(fā)展較快,但目前國外廠(chǎng)商仍占據較大市場(chǎng)。截止目前,中國傳感器產(chǎn)業(yè)已由仿制、引進(jìn),逐步走向自主設計、創(chuàng )新的發(fā)展階段。國內信息化的飛速發(fā)展及國家對傳感器技術(shù)的重視程度,未來(lái)中高端傳感器市場(chǎng)的國產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提升。
2016-2020年中國智能傳感器行業(yè)國產(chǎn)化率情況
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六、智能傳感器行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢
1、國家產(chǎn)業(yè)政策高度重視
隨著(zhù)我國制造業(yè)的快速發(fā)展升級,催生了巨大的智能傳感器應用市場(chǎng)。但是,由于國內傳感器生產(chǎn)企業(yè)起步較晚,廠(chǎng)商規模小,品牌和技術(shù)還與世界先進(jìn)水平,存在一定差距,導致應用于高端制造業(yè)的智能傳感器市場(chǎng)主要依賴(lài)于美國、日本、德國等國際廠(chǎng)商。近年來(lái),國家相關(guān)部門(mén)發(fā)布的《十三五國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》《十四五智能制造發(fā)展規劃》《十四五信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規劃》等一系列戰略規劃中,不斷加大對傳感器和智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持。
2、產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級推進(jìn)市場(chǎng)空間快速成長(cháng)
隨著(zhù)國家產(chǎn)業(yè)結構調整、高端制造業(yè)發(fā)展以及智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣,智能傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應用呈現出新的技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)。(1)傳感成本可負擔:隨著(zhù)微電子元器件和芯片工藝技術(shù)進(jìn)步,以前需要復雜系統和高成本的解決方案,現在可以用較為經(jīng)濟的方式實(shí)現.以白光共焦為例,其測量系統本身就是一臺完整的微型光譜分析儀,而現在可以很方便地用集成化的方案實(shí)現模塊化封裝。逐漸可負擔的解決方案成本使得下游應用領(lǐng)域需求出現噴發(fā);(2)產(chǎn)品功能智能化:通用傳感器產(chǎn)品只要把非電量信號轉換為可靠的電量信號輸出即可。智能傳感器的功能要求越來(lái)越高,很多復雜應用的傳感器已經(jīng)把AI和原先需要PC處理的運算都嵌入到傳感器內部實(shí)現;(3)測量數據精密化:隨著(zhù)裝備制造業(yè)的發(fā)展,先進(jìn)制造業(yè)成為工業(yè)生產(chǎn)主流和風(fēng)向標,社會(huì )對精密測量的需求前所未有。精密測量意味著(zhù)高品質(zhì)產(chǎn)品、低物料損耗和集約人工,是智能制造產(chǎn)業(yè)實(shí)現價(jià)值的基礎保障;(4)組合應用系統化:為用戶(hù)提供以感知、測量為基礎的集成化應用解決方案,可以大幅度提升傳感產(chǎn)品帶來(lái)的附加值。
3、物聯(lián)技術(shù)日益成熟,帶動(dòng)市場(chǎng)需求
隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及,科技與智能已經(jīng)與越來(lái)越多的傳統產(chǎn)業(yè)結合,迸發(fā)出智能手機、虛擬現實(shí)、視頻交互、智能汽車(chē)、智能家居、智能儀表、機器人、智能安防、5G應用、智能醫療等一系列新興產(chǎn)業(yè)。而傳感器作為智能檢測裝置,與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是同向的。
原文標題:2021年全球及中國智能傳感器市場(chǎng)現狀及趨勢分析,從結構型到智能型,物聯(lián)網(wǎng)添磚加瓦「圖」
華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院對中國智能傳感器行業(yè)發(fā)展現狀、行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈、競爭格局及重點(diǎn)企業(yè)等進(jìn)行了深入剖析,最大限度地降低企業(yè)投資風(fēng)險與經(jīng)營(yíng)成本,提高企業(yè)競爭力;并運用多種數據分析技術(shù),對行業(yè)發(fā)展趨勢進(jìn)行預測,以便企業(yè)能及時(shí)搶占市場(chǎng)先機;更多詳細內容,請關(guān)注華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院出版的《2022-2027年中國智能傳感器行業(yè)運行態(tài)勢及市場(chǎng)發(fā)展潛力預測報告》。