傳感器是連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁,指能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置。傳感器一般包含敏感元件、轉(zhuǎn)換電路和接口電路。敏感元件負(fù)責(zé)信號(hào)采集;轉(zhuǎn)換電路則根據(jù)嵌入式軟件算法,對(duì)敏感元件輸入的電信號(hào)進(jìn)行處理,以輸出具有物理意義的測(cè)量信息;最后通過接口電路與其他裝置進(jìn)行通信。此外,根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景的不同需要,傳感器還集成其他零部件,不斷延伸傳統(tǒng)傳感器的功能。公司生產(chǎn)的NTC熱敏電阻、陶瓷電容及氧化鋯芯體是一種重要的敏感元件,分別用于生產(chǎn)溫度傳感器、壓力傳感器及氧傳感。
傳感技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中具有十分重要的地位,與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)被稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一。隨著以人工智能、5G通信、大數(shù)據(jù)等為代表的智能化時(shí)代到來(lái),傳感器作為重要的感知觸角,受到了世界各國(guó)的普遍重視,并快速發(fā)展。
過去幾年,全球傳感器市場(chǎng)一直保持快速增長(zhǎng),隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn),市場(chǎng)對(duì)傳感器的需求將不斷增多。根據(jù)賽迪顧問的統(tǒng)計(jì),2019年全球傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近1,521億美元,同比增長(zhǎng)約9.2%。從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看,汽車電子領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模491億美元,達(dá)到32%;消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模269億美元,占比為18%;工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模237億美元,占比為16%。
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),隨著國(guó)家政策支持、科技水平提升及物聯(lián)網(wǎng)的興起,近年來(lái)我國(guó)傳感器技術(shù)水平和市場(chǎng)規(guī)模迅速提升。根據(jù)賽迪顧問的統(tǒng)計(jì),2019年國(guó)內(nèi)傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近2,190億人民幣,同比增長(zhǎng)約13%。從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看,汽車電子領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模529億人民幣,占比為24%;工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模462億人民幣,占比為21%;網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模460億人民幣,占比為21%;消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模322億人民幣,占比為15%。
二、傳感器分類
傳感器有多種分類標(biāo)準(zhǔn),如被測(cè)量、技術(shù)原理、敏感材料、應(yīng)用領(lǐng)域、使用目的等。例如,按照被測(cè)量,傳感器可以分為壓力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器等。
根據(jù)賽迪顧問的統(tǒng)計(jì),在汽車電子領(lǐng)域,2019年壓力傳感器市場(chǎng)規(guī)模155.40億元,占比達(dá)到30%;溫度與濕度傳感器市場(chǎng)規(guī)模32.20億元,占比6%。在消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域,壓力傳感器市場(chǎng)規(guī)模44.00億元,占比達(dá)到14%;溫度與濕度傳感器市場(chǎng)規(guī)模31.70億元,占比10%。
圖表:傳感器細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問,中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
三、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
從技術(shù)趨勢(shì)來(lái)看,根據(jù)國(guó)內(nèi)外
傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及下游市場(chǎng)對(duì)傳感器各性能參數(shù)的理想化要求,傳感器呈現(xiàn)如下的發(fā)展趨勢(shì):
①材料的開發(fā)與應(yīng)用
材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)和前提,是傳感器技術(shù)升級(jí)的重要支撐。隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,傳感器材料不斷得到更新,品種不斷得到豐富。目前除傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、光導(dǎo)材料、超導(dǎo)材料以外,新型的納米材料的應(yīng)用有利于傳感器向微型方向發(fā)展。其中,半導(dǎo)體材料在敏感技術(shù)中占有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì),具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、質(zhì)量輕且便于實(shí)現(xiàn)集成化的特點(diǎn);以一定化學(xué)成分組成、經(jīng)過成型及燒結(jié)的功能陶瓷材料,其最大的特點(diǎn)是耐熱性,在敏感技術(shù)發(fā)展中具有很大的潛力。此外,采用功能金屬、功能有機(jī)聚合物、非晶態(tài)材料、固體材料、薄膜材料等,可進(jìn)一步提高傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本。
②傳感器的集成化及智能化
傳感器的集成化分為傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。傳感器本身的集成化是指在同一芯體上,或?qū)⒈姸嗤活愋偷膯蝹€(gè)敏感元件集成為一維線型、二維陣列(面)型傳感器,使傳感器的檢測(cè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面再到體的多維圖像化,甚至能加上時(shí)間序列,變單參數(shù)檢測(cè)為多參數(shù)檢測(cè)。傳感器與后續(xù)電路的集成化是指將傳感器與調(diào)理、補(bǔ)償?shù)入娐芳梢惑w化,使傳感器由單一的信號(hào)變換功能,擴(kuò)展為兼有放大、運(yùn)算、干擾補(bǔ)償?shù)榷喙δ?,?shí)現(xiàn)了橫向和縱向的多功能擴(kuò)展。
智能傳感器是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng),具有較為廣泛的應(yīng)用。智能傳感器是指裝有微處理器的傳感器,不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲(chǔ),而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng),其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。
③傳感器微小型化
傳統(tǒng)傳感器一般體積較大、功能不完善,難以滿足便攜設(shè)備、可穿戴設(shè)備等下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷升級(jí)的消費(fèi)需求,導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域受限。隨著微電子工藝、微機(jī)械加工和超精密加工等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及新材料的應(yīng)用,傳感器中敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)理電路的尺寸正在從毫米級(jí)步入微米甚至納米級(jí)。
四、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)
1、行業(yè)門檻不斷提升,行業(yè)集中度將進(jìn)一步加強(qiáng)
隨著智能化時(shí)代的到來(lái),熱敏電阻及傳感器正朝著小型化、高精度、多功能、高可靠性及安全性等方向發(fā)展,對(duì)相關(guān)企業(yè)的研發(fā)能力提出了更高的要求,產(chǎn)品性能提升及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)成為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵。未來(lái),僅有產(chǎn)品性能突出,能夠快速調(diào)配、優(yōu)化、設(shè)計(jì)出滿足客戶要求的產(chǎn)品,并順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)得以繼續(xù)生存,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的熱敏電阻及傳感器企業(yè)將被淘汰,行業(yè)集中度將進(jìn)一步加強(qiáng)。
2、進(jìn)口替代成為趨勢(shì),有技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇
雖然近些年我國(guó)傳感器市場(chǎng)快速發(fā)展,但技術(shù)上與日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的先進(jìn)水平仍有差距,尤其在高端溫度傳感器、壓力傳感器及氧傳感器領(lǐng)域,國(guó)際廠商占據(jù)主導(dǎo),進(jìn)口依賴程度較高。隨著國(guó)內(nèi)熱敏電阻及傳感器行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)不斷加強(qiáng)研發(fā),產(chǎn)品技術(shù)不斷成熟,主要性能與進(jìn)口產(chǎn)品性能相當(dāng),但價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力愈發(fā)顯現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)部分熱敏電阻及傳感器廠商已經(jīng)在高端產(chǎn)品領(lǐng)域建立起良好的品牌形象,市場(chǎng)份額不斷提升,隨著該等廠商持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)力度,未來(lái)將進(jìn)一步逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,有技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。