第一章 行業(yè)概況
傳感器作為一種檢測(cè)裝置,通過(guò)接收被測(cè)量的信息,按一定規(guī)律變換成電信號(hào)或其他方式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化;它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。因?yàn)閭鞲衅鞯拇嬖?,讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等器官。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,傳感器在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中所扮演的角色越來(lái)越重要,目前傳感器產(chǎn)品需求大幅增加,并且重心逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)含量較高的MEMS傳感器領(lǐng)域,MEMS傳感器的精確度決定了所收集信息的品質(zhì)。
圖 傳感器
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傳感器分類
(1)按被測(cè)量分類,可分為力學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、幾何學(xué)量、運(yùn)動(dòng)學(xué)量、流速與流量、液面、熱學(xué)量、化學(xué)量、生物量傳感器等。這種分類有利于選擇傳感器、應(yīng)用傳感器。
(2)按照工作原理分類,可分為電阻式、電容式、電感式,光電式,光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。這種分類有利于研究、設(shè)計(jì)傳感器,有利于對(duì)傳感器的工作原理進(jìn)行闡述。
(3)按敏感材料不同分為半導(dǎo)體傳感器、陶瓷傳感器、石英傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器、金屬傳感器、有機(jī)材料傳感器、高分子材料傳感器等。這種分類法可分出很多種類。
(4)按照傳感器輸出量的性質(zhì)分為模擬傳感器、數(shù)字傳感器。其中數(shù)字傳感器便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用,且抗干擾性較強(qiáng),例如脈沖盤式角度數(shù)字傳感器、光柵傳感器等。傳感器數(shù)字化是今后的發(fā)展趨勢(shì)。
(5)按應(yīng)用場(chǎng)合不同分為工業(yè)用,農(nóng)用、軍用、醫(yī)用、科研用、環(huán)保用和家電用傳感器等。若按具體應(yīng)用場(chǎng)合,還可分為汽車用、船艦用、飛機(jī)用、宇宙飛船用、防災(zāi)用傳感器等。
(6)根據(jù)使用目的的不同,又可分為計(jì)測(cè)用、監(jiān)視用,位查用、診斷用,控制用和分析用傳感器等。
(7)以人類的五感劃分為五大類,分別包括視覺(jué)傳感器(光敏)、聽(tīng)覺(jué)傳感器(聲敏)、嗅覺(jué)傳感器(氣敏)、味覺(jué)傳感器(化學(xué))以及觸覺(jué)傳感器(壓敏、溫敏、流體傳感器);由于觸覺(jué)是接觸、滑動(dòng)、壓覺(jué)等機(jī)械刺激的總稱,而大部分生物的觸覺(jué)器遍布全身,而且種類不一,因此通過(guò)皮膚的感知的觸覺(jué)只能定性而無(wú)法定量,因此觸覺(jué)傳感器的技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般傳感器。
傳感器市場(chǎng)現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)作為信息通信技術(shù)的典型代表,在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)加速發(fā)展的態(tài)勢(shì),可穿戴設(shè)備、智能家電、自動(dòng)駕駛汽車、智能機(jī)器人等設(shè)備與應(yīng)用的發(fā)展促使數(shù)以百億計(jì)的新設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò),萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代正在加速來(lái)臨。到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基數(shù)預(yù)計(jì)將達(dá)到754億臺(tái),較2017年的200億臺(tái)左右,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)17%。從連接形式上,將由目前主導(dǎo)的手機(jī)與其他消費(fèi)終端連接方式,轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)及機(jī)器設(shè)備間的連接(M2M)。
萬(wàn)物互聯(lián)在推動(dòng)海量設(shè)備接入的同時(shí),將在網(wǎng)絡(luò)中形成海量數(shù)據(jù),2020年全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來(lái)數(shù)據(jù)達(dá)到44ZB,物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)值的發(fā)掘?qū)⑦M(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng),促進(jìn)生產(chǎn)生活和社會(huì)管理方式不斷向智能化、精細(xì)化、網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)變。由此可見(jiàn),相較于其他技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端的影響是最深刻而最具有沖擊力的。
圖 2015-2030年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基數(shù)
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到2025年,物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將在 2.7 萬(wàn)億到 6.2 萬(wàn)億美元之間,其中傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最重要的數(shù)據(jù)采集入口,將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù)顯示,近年來(lái)中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模保持較快增長(zhǎng), 2019年中國(guó)傳感器市場(chǎng)依然保持增長(zhǎng),整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2188.8億元,同比增長(zhǎng)12.7%。2021年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2951.8億元,增速達(dá)17.6%。
圖 2016-2021年中國(guó)傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模
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未來(lái)隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、人工智能等戰(zhàn)略的實(shí)施,加上各級(jí)政府將加速推動(dòng)智慧城市建設(shè)、智能制造、智慧醫(yī)療發(fā)展,將為傳感器市場(chǎng)及企業(yè)帶來(lái)更好的發(fā)展機(jī)遇,企業(yè)也正逐步向創(chuàng)新化、智能化、規(guī)?;姆较蚩焖侔l(fā)展。
產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)明顯,企業(yè)發(fā)展多走務(wù)實(shí)路線。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展,目前,我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)已形成長(zhǎng)三角、珠三角、東北、京津等產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。業(yè)內(nèi)人士表示,隨著業(yè)內(nèi)公司的兼并重組,產(chǎn)業(yè)格局將進(jìn)一步走向聚集。
從區(qū)域上看,華東地區(qū)為主要聚集區(qū)域,企業(yè)數(shù)量最多,大約占據(jù)全國(guó)56.86%。此外,在中南、華北等地區(qū)占比也比較突出,分別占據(jù)23.09%和8.36%的企業(yè)資源。
圖 中國(guó)傳感器企業(yè)資源地區(qū)分布情況
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近年來(lái),我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,傳感器作為我國(guó)“強(qiáng)基工程”的核心關(guān)鍵部件之一,是實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升各類設(shè)備智能性和可靠性的主要組成部分,我國(guó)傳感器的市場(chǎng)規(guī)模及應(yīng)用場(chǎng)景也得到進(jìn)一步增長(zhǎng)。
圖 傳感器市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀概況
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