傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及如何突破瓶頸問題

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

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。傳感器的開發(fā)過程基本上分為三個階段，這三個階段的代表性產(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：中國工商研究院匯編

1.傳感器市場規(guī)模

2020年，中國傳感器市場規(guī)模為2189億元，同比增長12.7%。隨著社會的不斷進步，通過互聯(lián)網(wǎng)的加強，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，傳感器行業(yè)市場有望出現(xiàn)。據(jù)估計，我國傳感器市場規(guī)模將在2021達到2951億8000萬元，中國傳感器市場規(guī)模將在2022進一步增加到3150億元。


數(shù)據(jù)來源：中國工商研究院匯編

2.傳感器下游應(yīng)用的分布

目前，中國傳感器廣泛應(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中國工商研究院匯編

3.傳感器行業(yè)競爭格局

從競爭格局來看，我國傳感器行業(yè)前五名占據(jù)國內(nèi)傳感器市場40%以上，行業(yè)競爭格局逐步成熟。


資料來源：中國工商研究院匯編

4.傳感器公司的區(qū)域分布

目前，我國傳感器企業(yè)的區(qū)域分布相對集中，主要集中在華東地區(qū)，占50%以上，約占全國企業(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中國工商研究院匯編

第二，傳感器行業(yè)的發(fā)展趨勢

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，以便傳感器的檢測參數(shù)可以從點到面實現(xiàn)，甚至可以用時間序列補充身體的多維圖像，單參數(shù)檢測可以轉(zhuǎn)化為多參數(shù)檢測。傳感器與后續(xù)電路的集成是指傳感器與調(diào)理、補償?shù)入娐返募?，使傳感器可以從單一的信號轉(zhuǎn)換功能擴展到多功能，如放大、計算、干擾補償?shù)龋瑢崿F(xiàn)水平和垂直。多功能擴展。

智能傳感器是一種新型的傳感器系統(tǒng)，它涵蓋了多個學科，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，它不僅可以進行信息處理和信息存儲，還可以進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。

2.傳感器小型化趨勢明顯

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)用日益增長的消費者需求，導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域有限。隨著微電子、微機械和超精密加工等先進制造技術(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，微型傳感器在材料方面更加經(jīng)濟，這大大降低了制造成本。在降低成本和提高效率的趨勢下，未來傳感器的微型化趨勢將更加明顯。

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，是構(gòu)建智能產(chǎn)業(yè)和智能社會的基石。根據(jù)未來工業(yè)研究院發(fā)布的一份報告，從2012年到2020年，我國將進入傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展時期。2019年，中國傳感器市場規(guī)模超過2000億元；預(yù)計中國傳感器市場規(guī)模將在2021達到近3000億元。

從實際應(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)級傳感器迫切需要解決。

首先，國內(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%。“小公司”和“只有領(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)的采集和傳輸標準尚未統(tǒng)一。對于下游應(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)用平臺的數(shù)據(jù)處理帶來了一定的困難。

工業(yè)傳感器的國內(nèi)外產(chǎn)品差距最大。一方面受到國內(nèi)垂直一體化的限制，產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性不夠，另一方面與國內(nèi)對傳感器的漠視有關(guān)。在技術(shù)研究中，主機通常是領(lǐng)導(dǎo)者，傳感器通常用作輔助角色。進口國外設(shè)備時，整臺機器往往是進口的，而國產(chǎn)零件的機會很少。

大型和多樣化的傳感器產(chǎn)品通常由外國品牌控制，但差距中的困難留給了中國制造業(yè)。很難從這種定制的缺口中獲得足夠的利潤。國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。

國內(nèi)市場形勢不容樂觀。在中高端傳感器制造領(lǐng)域，我國在知識產(chǎn)權(quán)、設(shè)備和材料方面沒有優(yōu)勢，成本仍然很高。目前，中國只有不到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，單個產(chǎn)品的開發(fā)成本仍然很高。目前，國內(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。中國制造業(yè)整體實力的增長也為國內(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TWS的廣泛應(yīng)用，聲學傳感器的開發(fā)也有所增加，目前只有一種。