傳感器應用行業：傳感器應用領域有哪些？

傳感器應用行業：傳感器應用領域有哪些？

傳感器應用領域有哪些?
傳感器的應用領域涉及機械制造、工業過程控制、汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品和專用設備等。
① 專用設備
專用設備主要包括醫療、環保、氣象等領域應用的專業電子設備。目前醫療領域是傳感器銷售量巨大、利潤可觀的新興市場，該領域要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發展。
② 工業自動化
工業領域應用的傳感器，如工藝控制、工業機械以及傳統的；各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的；測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的，以及傳統的接近/定位傳感器發展迅速。
③ 通信電子產品
手機產量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質的磁場傳感器等都將出現強勢增長。
⑤ 汽車工業
現代高級轎車的電子化控制系統水平的關鍵就在于采用壓力傳感器的數量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數量可多達二百余只，種類通常達30余種，多則達百種。

傳感器應用行業：深度報告｜ 傳感器應用領域分析

傳感器概述
傳感器一般由敏感元件、轉換元件、調理電路組成。敏感元件是構成傳感器的核心，是指能直接感測或響應被測量的部件。轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感測或響應的被測量轉換成可用的輸出信號的部件，通常這種輸出信號以電量的形式出現。調理電路是把傳感元件輸出的電信號轉換成便于處理、控制、記錄和顯示的有用電信號所涉及的有關電路。
目前，傳感器產業已被國內外公認為具有發展前途的高技術產業，它以技術含量高、經濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。我國工業現代化進程和電子信息產業 20％ 以上速度高速增長，帶動傳感器市場快速上升。2016 年我國手機產量突破 7.5 億，手機市場增長給傳感器市場帶來新機遇，該領域占的傳感器領域占市場 1／4 。我國是白電生產大國， 2015 年白電行業實現營收 3833.83 億元，用的傳感器占市場 1／5，傳感器在醫療環保專業設備當中應用高速增長，占市場份額 15％ 左右。
與此同時，我國在傳感器發展方面的問題也日益突出。我國雖然傳感器企業眾多，但大都面向中低端領域，技術基礎薄弱，研究水平不高。許多企業都是引用國外的芯片加工，自主研發的產品較少，自主創新能力薄弱，在高端領域幾乎沒有市場份額。此外，科研院所在傳感器技術的研究方面已與國際接軌，但產業化瓶頸遲遲未能突破。目前我國從事傳感器技術研發的主要是高校、中科院和相關部委的研究機構，企業的技術實力較弱，很多是與國外合作，或是進行二次封裝。而在發達國家，傳感器的研發和產業化更多由企業來主導。
傳感器包括各類壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、機器視覺、RFID 等，各類感知設備是智能制造系統光、熱、力、氣體、位置信息采集器，直接影響智能制造系統的運行、控制精度與穩定性。內傳感器技術發展與創新的重點在材料、結構和性能改進3個方面：敏感材料從液態向半固態、固態方向發展；結構向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發展；性能向檢測量程寬、檢測精度高、抗干擾能力強、性能穩定、壽命長久方向發展。
傳感器應用領域分析
傳感器是一種應用非常廣泛的檢測裝置，如、環境監測、交通管理、醫療健康、農畜牧業、消防安全、生產制造、航空航天、電子產品、其他領域等，它能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
①　工業控制：工業自動化、機器人技術、檢測儀器、汽車工業、造船業等
②　電子產品：智能穿戴、通信電子產品、消費電子產品等
③　航空軍事：航天技術、軍事工程、空間探索等
④　家居生活：智能家居、家用電器等
⑤　交通管理：交通運輸、城市交通、智慧物流等
⑥　環境監測：環境監測和預報、天氣測試、水文測試、能源環保、地震測試等
⑦　醫療健康：醫療診斷、醫療大健康、健康護理等
⑧　消防安全：大型車間、倉庫管理，機場、車站、碼頭、大型工業園區的安全監測等
⑨　農畜牧業：農業現代化、畜牧養殖等
⑩　其他領域：復雜機械監控、實驗室監測等
2015-2020年中國傳感器應用領域市場占比變化圖表
資料來源：伙伴產業研究院(PAISI)整理
2017年中國傳感器各應用領域市場占比
資料來源：伙伴產業研究院(PAISI)整理
可以看出在2017年成為各應用領域市場占比的轉折點。2017年之前，工業控制、電子產品、航空航天應用占比均得到快速增，特別是工業控制、電子產品尤為突出。2018年后，隨著智能家居、人工智能、智能醫療、航空航天、交通管理等蓬勃發展，工業控制、電子產品占比逐漸減少，預計到2020年，傳感器在工業控制和電子產品領域應用占比分別為22.4%，8.8%。
隨著技術研發的持續深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物聯網、移動互聯網和高端裝備制造快速發展的推動下，傳感器的典型應用市場發展迅速。
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在工業控制中的應用
《工業互聯網：突破智慧與機器的界限》報告中提出，通過智能傳感器將人機連接，并結合軟件和大數據分析，可以突破物理和材料科學的限制，并將改變世界的運行方式。報告同時指出，美國通過部署工業互聯網，各行業可實現 1% 的效率提升，15 年內能源行業將節省 1% 的燃料(約 660 億美元)。GE 在紐約一家電池生產企業共安裝了 1 萬多個傳感器，用于監測生產時的溫度、能源消耗和氣壓等數據，而工廠的管理人員可以通過 iPad 獲取這些數據，從而對生產進行監督。超聲波氣象站集合了 7 個傳感器，為工業生產提供了一流的天氣監測信息，為預防一些災害事件提供可靠信息，從而提高效率，降低總的成本。
工業控制應用的傳感器較為廣泛，如使用于汽車制造、產品工藝控制、工業機械、專用設備以及自動化生產設備等等的各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)、測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的以及傳統的接近/定位傳感器發展迅速。
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在電子產品中的應用
傳感器在電子產品中應用多見于智能穿戴、3C 電子，手機在應用領域占比最大。手機產量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質的磁場傳感器等都將出現強勢增長。
在可穿戴式應用領域方面，據美國 ABI 調查公司預測，2017 年可穿戴式傳感器的數量將會達到 1.6 億。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設備是最受關注的硬件創新。谷歌眼鏡內置多達 10 余種的傳感器，包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線性加速傳感器等，實現了一些傳統終端無法實現的功能，如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。當前，可穿戴設備的應用領域正從外置的手表、眼鏡、鞋子等向更廣闊的領域擴展，如電子肌膚等。日前，東京大學已開發出一種可以貼在肌膚上的柔性可穿戴式傳感器。該傳感器為薄膜狀，單位面積重量只有 3g/m2，是普通紙張的 1/27 左右，厚度也只有 2 微米。
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在環境監測的應用
在環境監測和預報方面，無線傳感器網絡可用于監視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環境和遷移狀況、無線土壤生態學、大面積的地表監測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監測等?；跓o線傳感器網絡，可以通過數種傳感器來監測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預測山洪爆發描述生態多樣性，從而進行動物棲息地生態監測。還可以通過跟蹤鳥類、小型動物和昆蟲進行種群復雜度的研究等。
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在交通管理中的應用
在交通管理中利用安裝在道路兩側的無線傳感網絡系統，可以實時監測路面狀況、積水狀況以及公路的噪音、粉塵、氣體等參數，達到道路保護、環境保護和行人健康保護的目的。
在舊金山，200 個聯網微塵已被部署在金門大橋，這些微塵用于確定大橋從一邊到另一邊的擺動距離——可以精確到在強風中為幾英尺。當微塵檢測出移動距離時，它將把該信息通過微型計算機網絡傳遞出去，信息最后到達一臺更強大的計算機進行數據分析，任何與當前天氣情況不吻合的異常讀數都可能預示著大橋存在安全隱患，系統將根據這一信息通知工程師對其進行修繕，以確保橋梁在遭受地震或其他自然災害時仍保持完好無損。
智能交通系統( ITS )是在傳統的交通體系的基礎上發展起來的新型交通系統，它將信息、通信、控制和計算機技術以及其他現代通信技術綜合應用于交通領域，并將“人-車-路-環境”有機地結合在一起。在現有的交通設施中增加一種無線傳感器網絡技術，將能夠從根本上緩解困擾現代交通的安全、通暢、節能和環保等問題，同時還可以提高交通工作效率。
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在醫療健康中的應用
國內外眾多醫療研究機構，包括國際著名的醫療行業巨頭在傳感器技術應用于醫療領域方面已取得重要進展。如羅姆公司目前正在開發一種使用近紅外光( NIR )的圖像傳感器，其原理是照射近紅外光 LED 后，使用專用攝像元件拍攝反射光，通過改變近紅外光的波長獲取圖像，然后通過圖像處理使血管等更加鮮明地呈現出來。一些研究機構在能夠嵌入或吞入體內的材料制造傳感器方面已取得進展。如美國佐治亞理工學院正在開發具備壓力傳感器和無線通信電路等的體內嵌入式傳感器，該器件由導電金屬和絕緣薄膜構成，能夠根據構成的共振電路的頻率變化檢測出壓力的變化，發揮完作用之后就會溶解于體液中。
近年來，無線傳感器網絡在醫療系統和健康護理方面已有很多應用，例如，監測人體的各種生理數據，跟蹤和監控醫院中醫生和患者的行動，以及醫院的藥物管理等。
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在家居生活中的應用
無線傳感器網絡的逐漸普及，促進了信息家電、網絡技術的快速發展，家庭網絡的主要設備已由單一機向多種家電設備擴展，基于無線傳感器網絡的智能家居網絡控制節點為家庭內、外部網絡的連接及內部網絡之間信息家電和設備的連接提供了一個基礎平臺。
在家電中嵌入傳感器結點，通過無線網絡與互聯網連接在一起，將為人們提供更加舒適、方便和更人性化的智能家居環境。利用遠程監控系統可實現對家電的遠程遙控，也可以通過圖像傳感設備隨時監控家庭安全情況。利用傳感器網絡可以建立智能幼兒園，監測兒童的早期教育環境，以及跟蹤兒童的活動軌跡。
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在農畜牧業中的應用
農業是無線傳感器網路使用的另一個重要領域?！拔鞅眱瀯蒉r作物生產精準管理系統”實施以來，主要針對西部地區優勢農產品蘋果、獼猴桃、丹參和甜瓜、番茄等主要農作物，以及西部干旱少雨的生態環境特點開展專項技術研究、系統集成與典型應用示范，成功將無線傳感器網絡技術成功應用于精細農業生產中。這個實時采集作物生長環境的傳感網先進技術應用農業生產，為發展現代農業提供了新的技術支撐。在項目實施中，承擔單位之一的西北工業大學利用在傳感器網絡技術，開發出可實時采集大氣溫濕度、CO2濃度、土壤溫濕度的傳感器網絡節點。
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在消防安全中的應用
由于建筑物不斷進行修補，可能會存在一些安全隱患。雖然地殼偶爾的小震動可能不會帶來看得見的損壞，但是也許會在支柱上產生潛在的裂縫，這個裂縫可能會在下一次地震中導致建筑物倒塌。用傳統方法檢查往往需要將大樓關閉數月，而安裝傳感器網絡的智能建筑可以告訴管理部門它們的狀態信息，并自動按照優先級進行一系列自我修復工作。
未來的各種摩天大樓可能都會裝備這類裝置，從而建筑物可自動告訴人們當前是否安全、穩固程度如何等信息。隨著社會的不斷進步，安全生產的概念已經深入人心，人們對安全生產的要求也越來越高。在事故多發的建筑行業，如何保證施工人員的人身安全，以及工地的建筑材料、設備等財產的保全是施工單位關心的頭等大事。任何一個建筑工地都有大量的腳手架，電纜等設施和建筑材料，這些東西由于價值不菲，運輸方便，成了被偷盜的對象。
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在其他領域/特殊領域中的應用
無線傳感器網絡是當前信息領域中研究的熱點之一，可用于特殊環境實現信號的采集、處理和發送；無線溫濕度傳感器網絡以PIC單片機為核心，利用集成濕度傳感器和數字溫度傳感器設計出溫濕度傳感器網絡節點的硬件電路，并通過無線收發模塊與控制中心通信，使之系統傳感器節點的功耗低，數據通信可靠，穩定性好，通信效率高，可廣泛應用于環境檢測。

傳感器應用行業：解讀傳感器的主要應用領域

原標題：解讀傳感器的主要應用領域

近年來，隨著傳感器市場需求迅速增長，持續呈現出多元化的發展趨勢。面對廣闊的市場前景，傳感器將有哪些新機遇？下面讓我們看看傳感器都應用在哪些領域。

隨著物聯網、人工智能等技術的發展，傳感器似乎已無處不在。其廣泛應用于工業、交通、國防、科研等各個領域。麥肯錫報告指出，到2025年，物聯網帶來的經濟效益將在2.7萬億到6.2萬億美元之間，其中傳感器作為物聯網技術最重要的數據采集入口，將迎來廣闊的發展空間。

一、傳感器在工業領域的應用

據統計，我國從事傳感器生產和研發的企業已有1700多家，其中有50多家從事微系統研制、生產。目前，工業領域在我國傳感器應用占比最多，而汽車電子和通信電子應用市場發展最快

在工業自動化領域，傳感器作為機械的觸覺，是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。和消費電子等民用領域相比，工業環境對傳感器的要求更高，在其精度、穩定性、抗震動和抗沖擊性方面要求更為苛刻。

傳感器不僅需要需實現實時通信，還要足夠精準，基本能滿足工業控制要確保零誤差的需求。傳感器應用在不同的工業領域，對其能耐受的溫度、濕度、酸堿度也有不同的個性化要求，功耗和尺寸也會受到嚴格限制。

工業傳感器不僅性能指標要求苛刻，種類也非常繁雜。從功能上來說，工業傳感器分為光電、熱敏、氣敏、力敏、磁敏、聲敏、濕敏等不同類別。

二、行業發展新爆點

預計2020年，我國傳感器市場規模將突破1800億元。集中在長三角地區的傳感器生產企業，逐漸分散擴大，形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區域空間布局。那么，面對看好的市場前景，傳感器將有哪些新機遇？

電子制造

視覺傳感設備廣泛應用

隨著電子消費產品的日益普及，電子發燒友對新產品的渴望已形成追逐之勢，致使電子制造業市場逐漸擴大。為了滿足市場需求，電子制造業大量地應用工業傳感器，以全面提升整體生產能力。在電子制造的生產線中，無論是機器人組裝，還是電子元件的檢測，都離不開視覺傳感設備的應用。

工業機器人

眾傳感設備各司其職

人工智能在近年來一度成為熱潮。為了使機器人提高適應能力，及時檢測到作業環境，在機器人上應用了大量的傳感設備，這些傳感器改善了機器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復雜的工作。在一臺機器人身上，集成了觸覺傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器、接近覺傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器，甚至安全傳感器等。

汽車制造

多功能傳感設備高精要求

我國汽車銷量迅猛增長，傳感器應用也隨之快速增長。微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車傳感器的主流。此外，在汽車生產自動化過程中，對零部件的位置檢測成為傳感器應用的重要一環，也是對傳感器要求最高的環節。

食品加工與包裝

自動化設備精細檢測

食品安全問題日益突出，我國對食品安全越來越重視，于是對食品檢測技術提出了精細化要求。在食品檢測技術中，傳感器發揮著重要作用，對食品溫度、位置等的數據采集幫助很大。傳感器的應用不僅提高了食品的產量，還能保障食品的安全性。

除了上述領域，在智能農業、智能交通、智能樓宇、智能環保、智能電網、健康醫療、智能穿戴等領域，傳感器同樣有著廣闊的應用空間。返回搜狐，查看更多

責任編輯：

傳感器應用行業：高溫合金材料龍頭——鋼研高納

本篇共5300字，主要介紹第一章節全部，及第二章節前三小部分。
目錄
1.0 傳感器簡介
1.1 傳感器發展史
1.2 傳感器產業鏈概況
2.0 傳感器市場前景及產品種類
2.1 CIS
2.2 MEMS
2.3 RF
2.4 雷達
2.5 指紋傳感器
3.0 中國傳感器相關企業
引言
隨著物聯網和智能駕駛時代的來臨，傳感器市場將會成為確定性比較高的賽道之一，本文將對全球傳感器市場未來的增長空間進行一個深入的探討。讓我們一起來看看，未來全球傳感器市場中國哪些細分領域的成長性確定性比較高，以及這些賽道中都有哪些中國企業的身影。
1.0 傳感器簡介
傳感器屬于物聯網的感知層，承擔著采集數據和信息的重任。無論是AI技術或者可穿戴技術等都需要一個事物的介質，想要實現萬物互聯，是不可能離開傳感器的。傳感器是屬于一種檢測裝置，通常由敏感元件、轉換元件以及信號調理轉換電路組成，能感受到被測量的信息，比如速度、壓力、溫度、光照等。并將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號（電壓、電流等）或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
簡單來說，傳感器就是將非電學量轉換為與之有確定對應關系的電學量輸出的一種裝置。
圖1－傳感器工作轉換流程（資料來源：公開資料、格菲資本）
1.1 傳感器發展史
截至目前為止，傳感器的發展歷程大致分為三個階段，分別是結構性傳感器階段，物性型傳感器階段以及智能傳感器階段。
1. 結構型傳感器初始于1950年，它的功能跟其名字一樣，主要是利用結構參量的變化來感受和轉化信號；
2. 1970-1999年為物性型傳感器發展階段，在70年代前期的傳感器是由半導體、電介質磁性材料等固體元件構成，代表的產品有熱電偶傳感器（接觸式測溫裝置；將熱能轉換為直流電壓信號）、霍爾傳感器（磁場傳感器，主要用于檢測半導體的導電類型、載流子濃度等）和光敏傳感器（對外界光信號或光輻射有響應或轉換功能的敏感裝置）等。在70年代后期出現了集成傳感器；
3. 第三個階段智能型傳感器始于2000年至今，智能傳感器是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物，其可以對外界的信息有自動檢測、診斷、數據處理和自適應能力，在智能領域和物聯網市場前景較為廣闊。
圖2－傳感器產品發展歷程（資料來源：《中國傳感器（技術、產業）發展藍皮書》）
我國傳感器產業起步的相對晚一些，直到1972年才組建成立中國第一批壓阻傳感器研制生產單位。雖然中國目前擁有多個研發院，比如以中科院研究所、國家重點實驗室、高等院校為代表核心的研發體系。但我國在一些核心技術與世界水平存在著很大的差距，像是傳感器在感知信息方面、自身在智能化和網絡化等方面的技術還是落后的。
圖3－中國傳感器產業發展歷程（資料來源：《中國傳感器（技術、產業）發展藍皮書》）
從市場增速方面來看，2019年中國傳感器規模增速同比+12.7%，預計2021年市場規模將達到2951.8億元，同比+17.6%，增速要明顯高于全球傳感器市場規模（根據前瞻研究院預測數據顯示2019-2023年全球傳感器市場規模將以8%左右的速度增長）。雖然中國的傳感器市場規模增速較快，但國產化程度依然很低，特別是高端傳感器產品基本是被美國、德國和日本傳感器企業占據著。
根據前瞻產業研究院數據顯示，2019 年全球傳感器行業規模達到了2265億美元，約合人民幣.97億元，2019年中國傳感器市場銷售額約為1000億元人民幣，僅占全球傳感器市場規模的6.75%。根據前瞻產業研究院數據顯示，2018年美國、德國和日本的傳感器市占率分別為29%、19%和21%，合計占據著全球69%的市場。
我國在關鍵核心技術上和傳感器領軍人才方面均落后歐美日等發達國家，導致我國內部供給能力不足，高端傳感器產品幾乎完全依賴進口，我國中高端傳感器進口占比高達80%，傳感器芯片要在90%以上。甚至一些特殊用途的傳感器，比如航天、航海、航空專用的傳感器，遭到了美國的出口限制政策。在我看來，中國傳感器企業在該領域面臨的問題不亞于中國在芯片領域遇到的“卡脖子”問題。面對未來廣闊的市場空間，需要“國企”同心協力共同發展，方可攻克難關。
但是在我國近幾年的政策推動下，我國傳感器企業正在快速擴張，與美國、德國和日本的差距也在持續縮小中，特別是在一些細分領域中，像是汽車傳感器市場中國已經超越了美國和日本，全球市場份額排在了全球第二；從公司來看的話，像是韋爾股份的CIS圖像傳感器，已在全球份額排名第三的位置。
1.2 傳感器產業鏈概況
圖4－傳感器產業鏈全景圖（資料來源：前瞻產業研究院）
傳感器一般由敏感元件、轉換元件和信號調理轉換電路三個部分組成。隨著半導體器件與集成技術在傳感器中的應用，目前已實現將傳感器的信號調理轉換電路與敏感元件一起集成在同一芯片上的傳感器模塊和集成電路傳感器，其技術難度也大大的提升。通常一個完整的傳感器產業鏈包括了研究、設計、制造、封裝、測試以及終端應用，圖4中主要列舉了在傳感器產業鏈中設計到的一些研究所和企業，我們可以看出每個領域都有中國企業的覆蓋，已經形成了完整的產業鏈。
雖然中國在傳感器研發、設計、代工生產、封裝測試已形成完整的制造產業鏈，但是對于一些技術難度高的核心領域，我國的傳感器企業依舊無法攻克。以韋爾股份為例，韋爾股份是國內CIS圖像傳感器龍頭，全球的市場份額在收購豪威科技排名第三。韋爾的CIS圖像傳感器制成節點（像素層）為55nm，代工廠商主要為臺積電、中芯國際、華力微等。而索尼的制成節點已達到了90nm，主要由臺積電代工生產。國內的晶圓代工廠商在產能上也是遠遠落后的臺積電、索尼、三星等海外知名企業。
2.0 傳感器市場前景及產品種類
圖5－傳感器在各領域的數量（資料來源：北京聯訊動力咨詢公司總經理，天津大學兼職教授林雪萍）
傳感器的應用場景比較廣，從消費電子、汽車電子、醫療電子到工業領域電子幾乎無處不在。以智能家居、智慧工業以及智能駕駛為例，智能家居通過傳感器采集用戶的生活數據，以便提供“智能個性化”的服務，如根據用戶生活習慣自動調節室內溫度、濕度、自動打掃房間等。新一代的智能傳感器被業界普遍認為智慧工業的“心臟”，通過智能傳感器產品的裝配生產均可以自動化進行，降低人工成本的同時也大大提高了生產效率，是實現智能制造的重要元器件之一。
智能駕駛的感知層包含了像是攝像頭、雷達系統、導航系統、車載視覺系統等，作為感知層核心部件的傳感器芯片在普通家用轎車中約配有數十個，在高檔轎車中配有數可多達數百個。其作用主要是感知外界環境的變化，采集相關信息然后經由決策層和執行層完成相應的汽車操作指令和控制。不只是應用的場景比較廣，傳感器在終端產品的應用數量上規模也是較大，一個簡單的智能馬桶通過76個傳感器自動檢測采集信息，并與云端相連，可以實現慢性病大健康管理；一個機器人保姆則需要1300-1500個傳感器來實現信息的采集。未來隨著人們對智能化產品需求的增加，傳感器市場空間也將會迎來爆發式的增長。
在近幾年物聯網快速發展的大背景下，全球傳感器市場一直保持著快速的增長。2019年全球傳感器行業規模達到了2265億美元，約合人民幣.97億元，增速為10%。未來隨著全球物聯網在各行業進入實質性發展，傳感器作為其感知層必不可缺少的組成部分（作為終端設備的眼耳口鼻，主要負責信息的采集），未來市場空間較為廣闊。根據華西證券研究所數據顯示，從2015-2023年，全球傳感器市場規模的復合增速可達到8%。到2023年，其全球傳感器的市場規?？蛇_到2985億美元，約合人民幣.35億元，增速為8.27%。截至2018年，全球的傳感器種類約有4.8萬多種，而我國僅有約6000多種，但大多數都是常規類型產品。從應用領域來看，工業制造、汽車電子、通信電子和消費電子會是未來傳感器最大的市場。根據2019年全球傳感器市場結構來看，工業制造和汽車電子領域的傳感器可占到整個傳感器市場的43.3%左右。
圖6-2011-2023年全球傳感器市場規模及預測（資料來源：前瞻產業研究院、華西證券研究所、格菲資本）
根據2018年全球傳感器各細分產品的市場占有率來看，CIS、MEMS、RF、雷達、指紋傳感器在全球傳感器市場擁有較高的份額。下面我們將會詳細地看一下這些細分產品應用場景及未來市場增長情況。
2.1 CIS
CIS（Contact Image Senor中文全稱接觸式圖像傳感器），是一種將光學信號轉換為電信號的裝置，根據數字數據傳送方式的不同可分為CCD（Charge-coupled Device中文全稱是電行耦合元件）和CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor中文全稱是互補金屬氧化物半導體）兩大類。CCD傳感器的靈敏度，噪聲和暗電流性能遠遠高于CMOS傳感器，一般用于數碼相機中。CMOS傳感器在集成度、功耗和成本中均優于CCD，多使用在手機攝像頭中，未來也將廣泛地使用到汽車領域中。
目前，CIS主要應用在智能手機（為CIS傳感器應用的主要領域。據Frost&Sullivan數據顯示，2019年智能手機市場占到全球CIS銷售額73%的份額，市場規模達121億美元。）、相機、汽車電子、安防、工業、平板/PC、醫療健康、AR/VR等領域。其中CIS傳感器在智能手機、相機和平板、PC等領域的市場基本飽和，根據IC insights數據顯示，2018-2023年年復合增長率不足6%。近幾年智能手機的攝像功能逐漸成為較火的賣點，為了更好滿足消費者的拍照需求，CIS傳感器逐步轉向高像素、大尺寸以及多層堆疊發展，這也可以使得CIS在智能手機中的營收帶來新的驅動力。另一方面，CIS傳感器在汽車電子、安防、醫療健康、工業、AR/VR近幾年的增幅較大，年均復合增速均保持在15%以上，其中在汽車電子領域的復合增速可達到29%，是CIS未來的主要增長細分領域。
根據前瞻產業研究院數據顯示，2013-2018年CIS傳感器復合增長率為13.9%，預計2018-2023年CIS傳感器的年復合增速為8.7%，到2023年市場規?？蛇_到215億美元，約占整個傳感器市場規模的7.2%。另一方面，從全球的傳感器出貨量來看全球的CIS傳感器出貨量增速較快，預計2018-2023年全球CIS傳感器出貨量復合增長率達到11.7%，2023年銷量有望突破95億顆。
圖7-2013-2023年全球CIS傳感器市場規模及預測（單位：億美元）（資料來源：前瞻產業研究院）
2.2 MEMS
圖8-MEMS傳感器工作原理（資料來源：前瞻產業研究、國元證券研究所）
MEMS傳感器的全稱是微機電系統（Microelectro Mechanical Systems），通常是指將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統。與傳統的傳感器對比，MEMS傳感器有體積小、重量輕、成本低、功耗低等眾多優點。MEMS傳感器既可以是常規傳感器，也可以是芯片級傳感器，還可以是智能傳感器。
但是，基于其最終將所需要電子元器件集成到芯片上，所以MEMS傳感器的加工工藝與傳統的IC工藝有許多相似之處，如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械拋光工藝等。但是對于一些復雜的微結構是難以用IC工藝實現，需要采用微加工技術（包括硅的體微加工技術、表面微加工技術和特殊微加工技術）制造，對于技術的要求還是比較高的。通過微機電系統工藝制造傳感器也是有一定的優勢，像是微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、產能高、良品率高等特點。
MEMS傳感器的種類繁多，按照其工作原理，可分為物理型MEMS傳感器（MEMS力學、MEMS電學、MEMS磁學、MEMS熱學、MEMS光學、MEMS聲學傳感器）、化學型MEMS傳感器（MEMS氣體、MEMS溫度、MEMS離子傳感器）以及生物型MEMS傳感器（MEMS生理、MEMS生化傳感器）。
隨著近幾年MEMS傳感器技術的升級，其市場應用領域和滲透率也在不斷提高，目前較為廣泛的應用在汽車、消費電子、航空航天、生物醫學、工業控制等領域。從細分產品來看，受益于工業和消費電子等領域的廣泛應用，2018年市場份額排在前三的分別是壓力傳感器（市場份額21%）、加速傳感器（市場份額11%）以及微麥克風（市場份額10%）。我國的MEMS產業起步較晚，在技術上遠遠落后于歐洲、美國和日本等國家。目前雖然在設計、生產制造、封裝測試、系統集成形成了完整的產業鏈，但產品僅僅集中在壓力傳感器、加速度計傳感器等傳統領域。
圖9-MEMS傳感器應用場景（資料來源：格菲資本根據公開資料整理）
另外，根據國泰君安證券研究數據顯示，2018年全球的MEMS傳感器的市場規模為146億美元，增長率為10.6%，2019-2021年全球的MEMS傳感器市場將迎來一個快速增長期，平均年化增速預計將達到15.67%。預計MEMS傳感器市場規模到2022年市場規?？蛇_到254億美元（要高于CIS傳感器的市場規模），約占全球傳感器市場規模的9.16%。此外，國內的MEMS傳感器的市場規模增速要明顯大于全球，預計2018-2020年年化增速為17.41%。
圖10-MEMS傳感器全球市場規模（資料來源：國泰君安證券研究）
2.3 RF
RF（Radio Frequency）是一種高頻交流變化電磁波的簡稱，頻率范圍在300KHz～300GHz之間。隨著射頻技術在無線通信領域中被廣泛應用，它的定義范圍隨著科技應用逐漸演化和發展。嚴格意義上來講，這里的RF不屬于傳感器，而是屬于射頻集成電路。但是，因為它和傳感器一樣都屬于物聯網的感知層，所以這邊我們也將簡單的了解一下其應用場景和未來市場空間。射頻芯片是將射頻信號和數字信號進行轉化的芯片，它將無線電信號通信轉換成一定的無線電信號波形，并通過天線諧振發送出去的一個電子元器件。它的架構包括了接收通道和發射通道兩大部分，主要作用是實現信號發射接收。
射頻芯片的應用場景較為廣泛，像是消費電子、汽車電子產品、智能家居、工業無線環境、生物醫學、智慧樓宇等很多場景均可使用，下表中將會給一些具體的應用場景方便大家了解。
圖11－射頻芯片部分應用場景（資料來源：格菲資本根據公開資料整理）
射頻芯片的未來規模增速要明顯高于CIS和MEMS，根據研究咨詢機構QYR數據顯示，2019年全球射頻芯片的規模達到了161億美元，約合人民幣1050.48億元。預計2023年全球射頻芯片市場規?？蛇_到303億美元，約合人民幣1976.95億元，年復合增長率達到14.9%。
此外，我國在射頻芯片領域與海外廠商差距還是比較大的，以射頻前端（移動智能終端產品的核心組成部分）為例，2018年全球前五大公司分別是村田（26%）、思佳訊（21%）、博通（14%）、威訊（13%）以及高通（7%），這五家海外企業占據著全球81%的市場份額。但在過去多年的奮斗中，中國在一些細分領域的優勢逐漸凸顯出來，中國的射頻前端龍頭企業卓勝微以全球市場份額10%的排名，成功進入了全球前五。
圖12-2010-2023年射頻前端芯片市場規模（資料來源：QYR、萬聯證券研究所）
【未完待續】
文章來自：格菲研究院
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