的信息,其作用是将环境中的自然信号转换成电信号或所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器从诞生开始,大概经历了结构型、固体型以及智能型三个阶段,前两个阶段的传感器一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成,有时还加上辅助电源。但随着各类科学技术的发展,前两类传感器逐渐无法满足对数据采集、处理等流程的需求,而融合了软件算法、人工智能技术的智能传感器开始登上历史舞台。相比传统的传感器,智能传感器集成微处理机,拥有采集、处理、交换信息的功能,可以说是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
传感器种类繁多,作为信息时代的感知层,是物联网、智能制造、大数据、智能楼宇等领域的基础和数据来源,因此目前已经被广泛应用于各行各业,如机器人、智能汽车、环境监测、工业自动化、医疗诊断等。从应用占比看,汽车电子、工业领域和通信电子是传感器应用最主要的三大领域,占比均超过20%。除此以外,消费电子的市场占比约为14.7%,医疗电子等应用占比也均超过7%。
根据赛迪顾问数据显示,随着新能源汽车、工业自动化、环境监测、医疗电子的智能化发展,2020年,全球传感器市场规模达到1606.3亿美元,智能传感器市场规模达到358.1亿美元,占总体规模的22.3%。虽然在2022年度上半年,面对经济结构调整冲击和新冠疫情反复的复杂外部环境,电子产品的整体需求在下滑,但是随着疫情的尘埃落地以及全球经济基本面的向好,在汽车、工业自动化、医疗、环保、消费等领域的智能化、数字化市场需求的持续带动下,预计2022年全球传感器规模总体将进一步增加,而到2025年,全球传感器的规模预计将增至3200亿美元。
同时,根据市场研究机构TMR发布的《2031年智能传感器市场展望》报告显示,2021-2031年全球智能传感器市场的复合增长率高达18.2%。并且报告提到,基于物联网设备使用量的增加,2031年智能传感器市场将超过2080亿美元。
不过就目前而言,美日德等西方发达国家掌握了全球传感器市场60%的市场份额,并且在高端传感器的制造、封装等领域处于绝对的垄断地位。从近几年的数据来看,意法半导体、恩智浦、博世、艾默生、西门子、霍尼韦尔、索尼、欧姆龙等企业在设计制造环节处于绝对的垄断地位,其业务涉及、汽车、消费、工业自动化等领域。其中意法半导体在全球消费类惯性传感器市场中处于主导地位,占据40%的市场份额,而博世则是全球最大的MEMS传感器制造商。中国传感器产业虽然建立了完整的产业链体系,但是大部分企业还是处在低端产线产品的制造,高端传感器大部分需要进口。
根据赛迪顾问数据显示,2021年国内传感器的市场规模约为2951.8亿元,保持17.6%的快速增长。随着社会的不断进步,传感器这一产业在互联网力量的赋能之下日益受到重视,日后再叠加相关扶持政策的出台,传感器行业市场可期。预计2022年中国传感器市场规模将增至3150亿元。
据与非研究院统计,目前,本土初具规模的主要传感器厂商约为172家,从城市分布来看,江苏32家,广东28家,上海27家,北京20家,浙江13家,山东9家,福建7家,天津6家,湖北6家,陕西5家,四川4家,安徽4家,重庆2家,河南2家,辽宁2家,河北2家,吉林1家,甘肃1家,山西1家。其中,江苏、广东、上海、北京这4个城市的传感器企业都超过了20家,基本上与国内芯片设计企业布局重合,出现了区域集群的情况。尤其值得一提的是华东地区,作为中国电子制造工业的聚集地,集中了中国50%左右的传感器企业,在传感器设计、生产和制造方面具有绝对的优势。
但从另一方面来看,我国传感器行业也面临着“小、低、弱”的现状,大约60%的敏感元件和传感器仍依赖进口,中高端传感器的研发与制造能力存在较大短板,几乎大部分的份额也主要集中在几家上市公司手中。目前我国传感器行业以市值来划分第一梯队的企业如韦尔股份、歌尔股份、兆易创新、华润微、士兰微、高德红外等占据了国内传感器市场大部分的份额,其余为中小企业,产品主要集中在中低端。其中特别需要指出的是,这些上市公司都是多元化的经营发展,比如韦尔股份除了最知名的CMOS传感器业务,还包括分立器件、电源管理等产品;兆易创新、华润微、士兰微等都是同样的模式,传感器业务的占比实际并不高。
歌尔股份是全球电声器件龙头及整体系统设计制造的领先企业,公司从微型扬声器、受话器、麦克风等电声器件起家,凭借客户关系和精密制造能力逐步向其他精密器件及整机业务延伸,打造声学、光学、无线通讯等声光电一体化解决方案了,并成为整机业务的重要支撑,形成“零件+整机”的战略布局。
公司的主要产品有电容式气压传感器,集成麦克风和气压的组合传感器等。主要的下游客户包括苹果,华为,小米,Fitbit等。2021年公司实现营业收入782.21亿元,同比增长35.47%,实现净利润42.75亿元,同比增长50.09%。
韦尔股份于2006年成立,主营业务为半导体分立器件和电源管理IC等产品的研发设计。2019年收购全球第三大CMOS图像传感器供应商豪威科技,除豪威外,韦尔股份近两年对外先后收购思比科、SynapTIcs 等优质资产,对内加大在分立器件、射频IC、模拟 IC 等领域研发力度,形成了以 CIS 业务为核心,多产品线协同发展的业务布局。
2021 年公司实现营业总收入 241.04 亿元,较上年同期增加 21.59%;实现归属于上市公司股东的净利润 44.76 亿元,同比增长 65.41%。
格科微创立于2003年,是中国领先的图像传感器芯片、DDI显示芯片设计公司,产品广泛应用于全球手机移动终端及广泛的非手机类电子产品。图像传感器广泛应用于手机、智能穿戴、移动支付、平板、笔记本、摄像机以及汽车电子等产品领域。2021年公司实现营业收入70.01亿元,同比增长8.44%;净利润12.58亿元,同比增长62.75%。
根据最新数据显示,2022年第一季度,中国传感器细分市场中,同比增长最快的是RFID产品,增长超过20%。其次是视觉产品和光电产品,增速分别达到19.9%和18.8%。其余如安全传感器等产品的增速也超过10%。与非研究院预测,未来工业自动化、汽车电子、通信电子、消费电子这四部分将是传感器最大的市场,并且随着国家“碳达峰、碳中和”的政策,以新能源车为主导的汽车电子领域的传感器将迎来更快的发展。
尤其是新能源汽车中的智能系统和无人驾驶,是驱传感器发展的重要动力。在智能汽车时代,将会使用大量运动传感器实现主动安全技术,使用图像传感器或者激光传感器实现主动检测识别,使用MEMS麦克传感器实现诸如语音交互等,所以的智能化系统都将推进传感器的进一步发展。
具体到细节上,与非研究院认为传感器会向着智能化、集成化等方向发展。比如传感器将通过采集到的数据不断的在使用周期内进行自我学习,无需人为的校准,维护;芯片级封装技术的发展同样使传感器融合更多功能的可能,实现更复杂的检测。
毋庸置疑,随着人工智能技术不断融入电子产品中,传感器的增量以及智能化都迫在眉睫,未来市场空间巨大。虽然我国传感器企业在高端领域呈现全面落后状态,需要解决的问题很多,但受益于国家政策的指引,中国本土传感器企业已经具备了以设计、制造、封装测试于一体的产业链,随着未来智能汽车、智能制造、通信电子等应用领域的传感器需求不断增量,本土传感器必然迎来一波爆发式的增长,甚至会如同新能源汽车一样在市场份额上实现弯道超车。
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