揭秘！一文带你深度认知工业支柱传感器技术

　　关注我，带你了解更多行业资讯！
　　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。
　　2018-2023年全球传感器市场规模（亿美元）
　　2016-2021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，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。
　　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。
　　2021-2026年全球智能传感器行业市场规模预测（亿美元）
　　2017-2023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
　　版权所有
　　本文件提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系海南卓戴私募基金管理有限公司独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经海南卓戴私募基金管理有限公司事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，海南卓戴私募基金管理有限公司保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。
　　免责声明
　　本报告中行业数据及相关市场预测主要为行业研究员采用桌面研究、行业访谈、市场调查及其他研究方法，建立统计预测模型估算获得，只提供给用户作为市场参考资料。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在不同时期，卓戴资本可能撰写并发布与本报告所载资料、看法及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态，本公司将随时补充、更新和修订有关信息及资料，但不保证及时通知或发布。在任何情况下，本公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。