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传感器行业的发展(传感器行业的发展趋势)

2023-10-27 8863 0 评论 行业动态


  

本文目录

  

  1. 传感器的发展趋势
  2. 传感器技术的发展趋势
  3. 传感器的发展趋势有哪些

智能传感器是指具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储等功能的多元件集成电路,是集传感单元、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的系统级产品。

  

在安装使用过程、使用过程、工作状态下、数据采集后的不同阶段,智能传感器具备例如自主校零、数据采集及自主分析、决策处理等智能化功能。此外,智能传感器还具备通过电池及太阳能等辅助供电方式,实现无人值守应用,大数据分析数据采集产品中的自学习功能等。

  

按制造技术,智能传感器可分为微机电系统(MEMS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、光谱学三大类。1998年,霍尼韦尔推出全球首个智能传感器—ST3000系列压力传感器;20世纪90年代,随着智能化测量技术的进一步提高,传感器具备了自诊断、记忆与信息处理等多种功能;2000年,MEMS技术开始大规模使用,推动了传感器的智能化、微型化、集成化方向发展;2010年,随着物联网技术和智能制造兴起,智能传感器得到广泛关注。

  

根据智能传感器市场规模/传感器市场规模计算智能化渗透率,2018-2020年,全球传感器智能化渗透率不断提升,2020年,全球传感器智能化渗透率达22.29%。

  

预计需求大幅增长,至2026年市场规模近800亿美元

  

智能传感器的重点下游应用领域分别是消费电子、汽车电子、工业电子和医疗电子,其中,消费电子领域市场规模最大,占据总量的2/3,其次为汽车电子领域。综合市场规模的大小以及增长速度两方面考虑,发展较快的新兴应用如指纹识别和智能驾驶将成为智能传感器市场成长的主要动力,初步发展的新兴应用如智能机器人和智能医疗器械。

  

根据赛迪顾问数据,2018-2020年,全球智能传感器市场规模呈上升态势。2020年,全球智能传感器市场规模约为358亿美元。

  

物联网的发展对传感技术提出了更高的要求,传感器朝着高精度、小型化、低功耗、智能化等方向发展。由于智能传感器可获取可靠并准确的信息,在智能制造、智能汽车、智慧医疗等领域,对智能传感器的需求大幅增长。

  

根据Allied Market Research的预测,2020-2027年,全球智能传感器市场规模年均增速为14.3%,预计至2026年,全球智能传感器市场规模接近800亿美元。

  

随着科学技术的发展,传感器技术发展的趋势将是开发新材料与传感器智能化发展相结合。

  

传感器材料是传感器技术的重要基础,是传感器技术升级的重要支撑。随着材料科学的进步,传感器技术日臻成熟,其种类越来越多,除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外,光导纤维以及超导材料的开发,为传感器的发展提供了物质基础。例如,根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半导体光热探测器具有灵敏度高、精度高、非接触性等特点,发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器;在敏感材料中,陶瓷材料、有机材料发展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密调配化学成分的基础上,经过高精度成型烧结,得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料,用于制成新型气体传感器。此外,高分子有机敏感材料,是近几年人们极为关注的具有应用潜力的新型敏感材料,可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感器技术的不断发展,也促进了更新型材料的开发,如纳米材料等。美国NRC公司已开发出纳米ZrO2气体传感器,控制机动车辆尾气的排放,对净化环境效果很好,应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器,具有庞大的界面,能提供大量的气体通道,而且导通电阻很小,有利于传感器向微型化发展,随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生。

  

80年代发展起来的智能化传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物,具有测量、存贮、通信、控制等特点。

  

智能化传感器一般主要由主传感器、辅助传感器及微机硬件系统三大部分构成。也就是说,智能化传感器是一种带有微处理器的传感器,它兼有检测判断和信息处理功能。例如美国霍尼尔公司的ST- 3000型传感器,是一种能够进行检测和信号处理的智能传感器,具有微处理器和存贮器功能,可测量差压、静压及温度等。又如一典型智能化压力传感器,其中主传感器为压力传感器,它的作用是用来测量被测压力参数的。

  

20多年来,智能化传感器有了很大的发展。近年来,智能化传感器开始同人工智能相结合,创造出各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,称为软传感器技术。它已经在家用电器方面得到利用,相信未来将会更加成熟。智能化传感器是传感器技术未来发展的主要方向。在今后的发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。

  

传感器(transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

  

从产业链来看,传感器上游主要为各种零部件等以支撑感知层;中游是以光传输、通信设备、网络设备等构成的传输层;下游是应用层,其中以物联网领域中的各项应用为主。

  

传感器创业链大致可分为研究与开发→设计→制造→封装→测试→应用等环节。目前,我国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试、应用已形成完整的产业链。

  

近年来,国家高度重视中国传感器制造行业的发展,发布了《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019)》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,明确了发展的目标发展的任务。

  

——市场规模总体呈逐年增长态势

  

据CCID数据,2014-2019年期间我国传感器市场总体呈逐年增长态势。2020年我国传感器市场规模约为2510.3亿元,同比增长约14.7%。

  

——我国传感器制造行业以中小企业为主

  

我国传感器制造行业以中小企业为主。由于小型企业规模较小,受到资金和人才限制影响,技术水平较低,多数集中于低端产品的生产,以价格竞争为主;高端产品集中在龙头企业及外资企业之中,以技术竞争和品牌竞争为主。

  

——2019年海康威视、歌尔股份、大华股份营业收入分别排名第一、第二、第三

  

我国的传感器起步相对较晚,在高端传感器方面的发展落后于欧美日韩等发达国家,伴随着国内信息化飞速发展,同时国家将传感器技术列为重点突破的领域,近年来我国的传感器发展飞快。目前全国从事传感器研究的相关企业接近两千家,其中上市公司近四十家。2019年,海康威视、歌尔股份、大华股份营业收入分别排名第一、第二、第三。

  

——我国传感器企业集群主要集中在长三角地区

  

我国传感器企业集群主要集中在长三角地区,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。其中,主要传感器企业有接近一半的比例分布在长三角地区,其他依次为珠三角、京津地区、中部地区及东北地区等。

  

——华东地区传感器企业数量最多,约占全国企业总数的56.86%

  

从企业分布来看,华东地区传感器企业数量最多,约占全国企业总数的56.86%,中南地区约占23.09%,华北地区约占8.36%,西北地区约占4.44%。此外,传感器产业伴随着物联网的兴起,在其它区域,如陕西、四川和山东等地也逐步发展起来。西安优势微电子公司生产的唐芯一号,推出了国内首颗物联网核心芯片。

  

——全国十大传感器园区,长三角地区上榜6个

  

据CCID数据,我国传感器十大园区,分别是:苏州工业园区,嘉定工业园区,北京经济技术开发区,无锡高新技术产业开发区,郑州高新技术产业开发区,武汉东湖新技术开发区,江苏武进高新技术产业开发区,温州乐清传感器产业基地,重庆市北碚传感器产业基地,杭州钱江经济技术开发区。

  

在这十大园区中,长三角地区上榜6个;另外4个分布于北京、郑州、武汉和重庆。这个格局也基本反映了我国传感器产业的区域特点。

  

——传感器主要应用在汽车电子、网络通信、工业制造、消费电子等领域

  

传感器广泛应用于社会发展及人类生活都的各个领域,如工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。

  

据CCID数据,传感器在汽车电子、网络通信、工业制造、消费电子以及医疗电子等领域应用较为广泛。其中汽车电子领域比重为24.2%,工业制造领域比重为21.1%,网络通信领域比重为21.0%,消费电子领域比重为14.7%。

  

传感器新技术发展趋势主要体现在智能化、微型化、集成化和网络化。

  

更多数据请参考前瞻产业研究院《中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》。


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