揭秘！一文带你深度认知工业支柱传感器技术

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　　卓戴VIEWS
　　传感器技术与通信技术、计算机技术并称现代信息产业的三大支柱，是当代科学技术发展的重要标志之一。
　　传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件，21世纪以来，传感器逐渐由传统型向智能型方向发展，传感器市场也日益繁荣。根据赛迪顾问数据，2020年，全球传感器市场规模达到1606。3亿美元。2019年中国传感器市场规模达到2188。8亿元，同比增长12。7。2022年中国从事传感器研制生产公司已达到8，3795家。
　　由此可见传感器领域正在悄悄酝酿一场大的爆发。
　　撰写李俊杰
　　编辑张展
　　01传感器概览基础概况
　　传感器技术与通信技术、计算机技术并称现代信息产业的三大支柱，是当代科学技术发展的重要标志之一。
　　基本定义：传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
　　传感器示意图
　　传感器组成：一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成，有时还加上辅助电源。
　　敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
　　转换元件：传感器的核心元件，以敏感元件的输出为输入，把感知的非电量转换为电信号输出。转换元件本身可以作为独立传感器使用，叫做元件传感器。
　　变换电路：把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。
　　传感器组成传感器分类
　　按照测量对象可以将传感器分为检测光、放射线、声信号、磁信号、力、位置信息、温湿度、溶液流量流速等类型的传感器。
　　每一种检测同样对象的传感器又有多种应用和不同的实现路径。
　　传感器分类发展历程
　　传感器发展历程的三个阶段：
　　1。结构型传感器出现
　　2。固体型传感器的发展
　　3。智能型传感器的发展
　　传感器采用的材料由单一材料发展到复合材料，并在结构上由简单结构发展成复合型微机电系统MEMS。单一材料经过一段时间敏感度衰减程度不一，导致传感器敏感度和精度下降，于是诞生复合材料传感器。
　　智能传感器是是集传感器、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于体的系统级产品。
　　发展历程应用领域
　　传感器是数据的采集入口，是物联网、智能工业、智能设备、无人驾驶等的心脏。
　　从年全球工业智能传感器市场产品应用领域占比来看，占比排名前十位分别是生命科学与健康、机械加工制造、汽车、半导体及电子、工业自动化、交通物流、能源电力、食品、石油天然气、航空航天。
　　其中生命科学与医疗、机械加工与制造、汽车、半导体及电子领域占比约49。
　　应用领域
　　02产业链产业链综述
　　产业链结构：整个产业链涉及设计、制造、封装测试、软件及应用方案环节。
　　1。上游负责器件设计、材料和生产设备供应；
　　2。中游生产制造出器件；
　　3。下游使用器件制造终端电子产品。
　　商业模式：商业模式以IDM为主，目前存在许多细分行业龙头。
　　由于每类传感器都有各自不同的工艺和设计，厂商通常采用设计和生产一体的IDM模式。因此传感器行业存在许多小而美的细分行业龙头企业。
　　传感器产业链上游中游下游
　　03行业分析市场结构
　　从产品结构来看，CMOS图像传感器占据传感器市场的29，MEMS传感器占20以上的市场，而单一材料传感器中电压式指纹识别传感器占比达8。
　　另外射频传感器和雷达传感器在通讯、汽车、军事上有着远距离探测和信息传递的应用，分别占比16和11。
　　从产品类型来看分为：压力、液位、温度、光电、解码器、接近、超常波、流量、视觉、加速度等10个领域。
　　发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。
　　传感器产品结构市场占比
　　传感器产品类型数量占比
　　市场规模
　　21世纪以来，传感器逐渐由传统型向智能型方向发展，传感器市场也日益繁荣。根据赛迪顾问数据，2020年，全球传感器市场规模达到1606。3亿美元。
　　2016年至2019年间，我国传感器市场规模不断增长，2019年中国传感器市场规模达到2188。8亿元，同比增长12。7，2020年中国传感器市场规模将突破2500亿元，2021年将增至2951。8亿元，增速达到17。6。
　　由于世界各国普遍重视和投入开发，传感器发展十分迅速，2016年世界上从事传感器研制生产单位已超过6500家。2022年中国从事传感器研制生产公司已达到8，3795家。
　　20182023年全球传感器市场规模（亿美元）
　　20162021年我国传感器市场规模、增速及预测
　　根据前瞻研究院的预测，20202027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。
　　近年来，全球传感器市场一直保持快速增长，随着经济环境的持续好转，市场对传感器的需求将不断增多，2021年中国智能传感器市场规模突破160亿美元，约占全球传感器市场33，中国智能传感器市场增速明显。
　　据赛迪顾问数据，中国MEMS产业受宏观政策环境、技术进步与升级、物联网应用普及渗透等众多利好因素的影响，市场规模增长迅速，2020年中国MEMS市场规模达到736。7亿元，增长率达到23。20。预计2022年市场将会突破1000亿，并且未来每年还会保持20左右的速度持续增长。
　　20212026年全球智能传感器行业市场规模预测（亿美元）
　　20172023年中国MEMS传感器市场规模及预测（亿美元）
　　发展趋势
　　国内传感器技术发展与创新的重点在材料、结构和性能改进3个方面。
　　材料：敏感材料从液态向半固态、固态方向发展；
　　结构：结构向小型化、集成化、模块化、智能化方向发展；
　　性能：性能向检测量程宽、检测精度高、抗干扰能力强、性能稳定、寿命长久方向发展；
　　技术：产品正逐渐向MEMS技术、无线数据传输技术、红外技术、新材料技术、纳米技术、陶瓷技术、薄膜技术、光纤技术、激光技术、复合传感器技术、多学科交叉融合的方向发展。
　　04相关公司全球分布
　　亚太地区工业智能传感器企业占35。0，其中中国占亚太地区的51；
　　欧洲地区工业智能传感器企业占27。0，其中德国占欧洲地区的23；
　　北美地区工业智能传感器企业占31。0，其中美国占北美地区的50；
　　其他地区地区工业智能传感器企业占7。0。
　　2020年全球智能传感器企业全球办事处区域分布中国分布
　　工业智能传感器企业在中国华东的企业数量占43。0，占比最高；
　　在中国华北的企业数量占1。0；
　　在中国东北的企业数量占8。0；
　　在中国西北的企业数量占5。0；
　　在中国华东的企业数量占43。0；
　　在中国中南的企业数量占25。0；
　　在中国西南的企业数量占8。0。
　　2020年工业智能传感器企业中国办事处区域分布
　　竞争格局
　　博世集团最大业务板块为汽车与智能交通技术，2020年在中国的营业收入为888亿人民币。
　　博世年均生产传感器2亿5千万个，其中轮速传感器产品覆盖率达30。
　　苏奥传感以汽车油位传感器的研发和生产为核心业务，是国内最大的汽车油位传感器生产厂家之一。
　　正扬电子是一家集研发、生产、销售、服务为一体全球最大的尿素传感器供应商。
　　禾赛科技是全球自动驾驶及高级辅助驾驶（ADAS）激光雷达的领军企业。
　　05风险揭示和法律声明风险揭示
　　关键技术尚未突破
　　传感器的设计技术囊括了多种学科、理论、材料和工艺知识，突破起来十分困难，目前，在人才匮乏、研发成本高昂、企业恶性竞争激烈的情况下，我国还没有突破传感器一些共性关键技术。
　　产业化能力不足
　　由于我国企业技术实力的落后，行业发展规范尚未形成，导致国内传感器产品不配套且不成系列，重复生产、恶性竞争的现象的多发，使得产品可靠性较差、低端偏移较为严重，产业化程度与品种和系列不成正比，只能长期依赖国外进口。
　　资源不集中
　　目前我国传感器企业八万余家，但大都以小微企业为主，盈利能力不强，缺乏技术引领的龙头企业，最终导致资金、企业布局、产业结构、市场等方面都变现出分散的状态，资源得不到有效集中，产业发展也迟迟无法走向成熟。
　　高端人才较为匮乏
　　由于传感器行业发展处于起步阶段，资金、技术和产业基础都较为薄弱，加之涉及学科多，要求知识面广，新技术层出不穷，导致很难吸引到高端人才投身其中。此外，我国人才培养机制的不完善、不合理，也导致行业面临人才缺乏问题。法律声明
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