傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及如何突破瓶頸問題

傳感器是一個(gè)或多個(gè)裝置，可以捕獲指定的測(cè)量值，并根據(jù)一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為可用信號(hào)。目前，傳感器作為智能網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的重要基礎(chǔ)，正處于快速發(fā)展階段，工業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。

首先，傳感器行業(yè)的發(fā)展水平

傳感器具有小型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。傳感器的開發(fā)過程基本上分為三個(gè)階段，這三個(gè)階段的代表性產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)傳感器、固態(tài)傳感器和智能傳感器。詳情如下：


資料來源：中國(guó)工商研究院匯編

1.傳感器市場(chǎng)規(guī)模

2020年，中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模為2189億元，同比增長(zhǎng)12.7%。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，通過互聯(lián)網(wǎng)的加強(qiáng)，傳感器行業(yè)受到了越來越多的關(guān)注，未來隨著相關(guān)扶持政策的出臺(tái)，傳感器行業(yè)市場(chǎng)有望出現(xiàn)。據(jù)估計(jì)，我國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模將在2021達(dá)到2951億8000萬元，中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模將在2022進(jìn)一步增加到3150億元。


數(shù)據(jù)來源：中國(guó)工商研究院匯編

2.傳感器下游應(yīng)用的分布

目前，中國(guó)傳感器廣泛應(yīng)用于傳感器、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子和醫(yī)療電子等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，傳感器在傳感器空間中所占比例最高，為24.2%。其次，傳感器在工業(yè)制造業(yè)中占21.1%，排名第二；網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子和醫(yī)療電子中的傳感器分別占21%、14.7%和7.2%。


數(shù)據(jù)來源：CCID中國(guó)工商研究院匯編

3.傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，我國(guó)傳感器行業(yè)前五名占據(jù)國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)40%以上，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局逐步成熟。


資料來源：中國(guó)工商研究院匯編

4.傳感器公司的區(qū)域分布

目前，我國(guó)傳感器企業(yè)的區(qū)域分布相對(duì)集中，主要集中在華東地區(qū)，占50%以上，約占全國(guó)企業(yè)總數(shù)的56.9%。其次，中南部地區(qū)的傳感器公司占傳感器公司總數(shù)的23.1%；華北和西北地區(qū)的傳感器公司數(shù)量分別占8.4%和4.4%。


數(shù)據(jù)來源：CCID中國(guó)工商研究院匯編

第二，傳感器行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

1.傳感器集成和智能開發(fā)

傳感器的集成分為傳感器本身的集成和傳感器及后續(xù)電路的集成。傳感器本身的集成是指將許多相同類型的單個(gè)敏感元件集成到同一核心上的一維線性和二維陣列（面積）傳感器中，以便傳感器的檢測(cè)參數(shù)可以從點(diǎn)到面實(shí)現(xiàn)，甚至可以用時(shí)間序列補(bǔ)充身體的多維圖像，單參數(shù)檢測(cè)可以轉(zhuǎn)化為多參數(shù)檢測(cè)。傳感器與后續(xù)電路的集成是指?jìng)鞲衅髋c調(diào)理、補(bǔ)償?shù)入娐返募?，使傳感器可以從單一的信?hào)轉(zhuǎn)換功能擴(kuò)展到多功能，如放大、計(jì)算、干擾補(bǔ)償?shù)?，?shí)現(xiàn)水平和垂直。多功能擴(kuò)展。

智能傳感器是一種新型的傳感器系統(tǒng)，它涵蓋了多個(gè)學(xué)科，有著廣泛的應(yīng)用。智能傳感器是指配備微處理器的傳感器，它不僅可以進(jìn)行信息處理和信息存儲(chǔ)，還可以進(jìn)行邏輯思維和推理判斷的傳感器系統(tǒng)。其主要部件包括主傳感器、輔助傳感器和微機(jī)硬件設(shè)備。表明傳感器集成化、智能化是傳感器發(fā)展的一大趨勢(shì)。

2.傳感器小型化趨勢(shì)明顯

傳統(tǒng)傳感器通常體積龐大，功能不完善，難以滿足可穿戴設(shè)備和可穿戴設(shè)備等下游應(yīng)用日益增長(zhǎng)的消費(fèi)者需求，導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域有限。隨著微電子、微機(jī)械和超精密加工等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，以及新材料的應(yīng)用，傳感器中的敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)節(jié)電路的尺寸正在從毫米變?yōu)槲⒚咨踔良{米。同時(shí)，微型傳感器在材料方面更加經(jīng)濟(jì)，這大大降低了制造成本。在降低成本和提高效率的趨勢(shì)下，未來傳感器的微型化趨勢(shì)將更加明顯。

3.工業(yè)傳感器卡頸問題

在工業(yè)領(lǐng)域，傳感器和科學(xué)儀器等許多產(chǎn)品都具有用劍封喉的功能。傳感器作為智能的起點(diǎn)，是構(gòu)建智能產(chǎn)業(yè)和智能社會(huì)的基石。根據(jù)未來工業(yè)研究院發(fā)布的一份報(bào)告，從2012年到2020年，我國(guó)將進(jìn)入傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展時(shí)期。2019年，中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過2000億元；預(yù)計(jì)中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模將在2021達(dá)到近3000億元。

從實(shí)際應(yīng)用的角度來看，所有軍用、民用和工業(yè)傳感器都存在一定的瓶頸問題，工業(yè)級(jí)傳感器迫切需要解決。

首先，國(guó)內(nèi)有大量傳感器公司。目前有1700多家公司從事傳感器的制造和開發(fā)，但規(guī)模不大。小公司占70%以上，年產(chǎn)值超過1億的傳感器公司不超過10%?！靶」尽焙汀爸挥蓄I(lǐng)導(dǎo)者，沒有領(lǐng)導(dǎo)者”的模式上下游合作門檻高、成本高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未形成合力。其次，從物聯(lián)網(wǎng)感知層的角度來看，傳感器數(shù)據(jù)的采集和傳輸標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。對(duì)于下游應(yīng)用制造商而言，傳感器的選擇和使用存在一定的局限性，這也給工業(yè)應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理帶來了一定的困難。

工業(yè)傳感器的國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品差距最大。一方面受到國(guó)內(nèi)垂直一體化的限制，產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性不夠，另一方面與國(guó)內(nèi)對(duì)傳感器的漠視有關(guān)。在技術(shù)研究中，主機(jī)通常是領(lǐng)導(dǎo)者，傳感器通常用作輔助角色。進(jìn)口國(guó)外設(shè)備時(shí)，整臺(tái)機(jī)器往往是進(jìn)口的，而國(guó)產(chǎn)零件的機(jī)會(huì)很少。

大型和多樣化的傳感器產(chǎn)品通常由外國(guó)品牌控制，但差距中的困難留給了中國(guó)制造業(yè)。很難從這種定制的缺口中獲得足夠的利潤(rùn)。國(guó)外很多儀器傳感器通常接受10000件以上的訂單，基本上不接受定制。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形勢(shì)不容樂觀。在中高端傳感器制造領(lǐng)域，我國(guó)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、設(shè)備和材料方面沒有優(yōu)勢(shì)，成本仍然很高。目前，中國(guó)只有不到2000家具有一定規(guī)模的工業(yè)傳感器制造商，其中許多制造商正掙扎在3000萬收入的門檻上。許多傳感器產(chǎn)品是小批量生產(chǎn)的，單個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)成本仍然很高。目前，國(guó)內(nèi)約有40家傳感器相關(guān)上市公司，但沒有一家能夠成為其主營(yíng)業(yè)務(wù)。

近年來，這種情況在一些地區(qū)逐漸發(fā)生了變化。中國(guó)制造業(yè)整體實(shí)力的增長(zhǎng)也為國(guó)內(nèi)傳感器發(fā)展帶來了新的開端。例如，隨著蘋果公司推出的高保真耳機(jī)TWS的廣泛應(yīng)用，聲學(xué)傳感器的開發(fā)也有所增加，目前只有一種。