目前,我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向以微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化為核心的新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段,得益于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,我國(guó)與國(guó)外的差距正逐步縮小,產(chǎn)業(yè)布局得當(dāng)更有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國(guó)傳感器的市場(chǎng)近幾年一直持續(xù)增長(zhǎng),增長(zhǎng)速度超過(guò)20%,傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品專用設(shè)備。
2012年中國(guó)傳感器行業(yè)發(fā)展總體規(guī)模逐漸擴(kuò)大,顯著應(yīng)用于汽車工業(yè)中包括汽車輪胎中的傳感器應(yīng)用、安全氣囊中的傳感器應(yīng)用、底盤(pán)系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用、廢氣與空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、ABS中的傳感器應(yīng)用和需求、車輛行駛安全系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車防盜系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車定位系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車其他系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求。
除此以外,中國(guó)傳感器在其他領(lǐng)域也有新的應(yīng)用,如工業(yè)控制領(lǐng)域、在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域、在設(shè)施農(nóng)業(yè)中、在多媒體圖像領(lǐng)域、其它有關(guān)傳感器的應(yīng)用。回顧中國(guó)傳感器行業(yè),雖然發(fā)展迅速,但是也存在一些不利的因素。如在產(chǎn)品技術(shù)上產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、科技與生產(chǎn)脫節(jié)、產(chǎn)品技術(shù)水平偏低、產(chǎn)品種類欠缺、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力弱。
但另一方面國(guó)家不斷制定有利傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策,全年整機(jī)系統(tǒng)市場(chǎng)的快速發(fā)展,新興技術(shù)的不斷推動(dòng)也都成為傳感網(wǎng)發(fā)展的利好因素。
2016年中國(guó)傳感器市場(chǎng)趨勢(shì)分析
目前我國(guó)已有1700多家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),其中從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的有50多家。同時(shí),傳感器越來(lái)越多地被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,如工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機(jī)器人技術(shù)、資源開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、家用電器等。
據(jù)統(tǒng)計(jì),至2015年,我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模將或達(dá)到7500億元,傳感器產(chǎn)業(yè)將從中直接受益。據(jù)預(yù)測(cè),未來(lái)5年中國(guó)傳感器市場(chǎng)將穩(wěn)步快速發(fā)展,在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模大幅增長(zhǎng)的動(dòng)力之下,2015年中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1213億元左右。
2020年實(shí)現(xiàn)30%國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)
“電子元件是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),敏感元件和傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)?!敝袊?guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)溫學(xué)禮指出,“但敏感元件和傳感器同時(shí)也是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的瓶頸,目前仍有80%依賴進(jìn)口?!?/p>
回首“十二五”,我國(guó)敏感元器件及傳感器產(chǎn)業(yè)以20.9%的年均增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展,2015年銷售額達(dá)到547億元,比原規(guī)劃目標(biāo)360億元超額完成50%以上。
目前,我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)布局基本形成,也取得了一定的成績(jī),擁有了基本齊全的產(chǎn)品門(mén)類,中低檔產(chǎn)品基本滿足市場(chǎng)需求,設(shè)計(jì)、研發(fā)和應(yīng)用水平有了一定的提高。中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系,部分細(xì)分領(lǐng)域已躋身世界領(lǐng)先水平。
但就總體水平而言,國(guó)產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主,技術(shù)水平相對(duì)落后。中國(guó)市場(chǎng)上的中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%,數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。
國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品主要集中在低端的壓力、溫度、應(yīng)變片等低附加值產(chǎn)品,近年內(nèi)有幾家企業(yè)開(kāi)始MEMS產(chǎn)品的生產(chǎn),其中麥克風(fēng)產(chǎn)品勢(shì)頭發(fā)展較好,但其他如壓力、加速度、陀螺等也是比較低端的產(chǎn)品。
“十三五”期間,在市場(chǎng)需求、政策牽引等一系列利好因素下,我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有望進(jìn)一步提升。
中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)古群表示,“十三五”期間,我國(guó)電子元件行業(yè)(不含印制電路板和電池)將保持中速增長(zhǎng),年均增速為5%左右,而其中混合集成電路、敏感元器件及傳感器、光器件三個(gè)分支行業(yè)將保持較高增速,其中敏感元器件與傳感器行業(yè)增速有望高達(dá)9%。
古群認(rèn)為,隨著民族企業(yè)的成長(zhǎng),本土品牌市場(chǎng)份額不斷提升,2020年敏感元器件與傳感器將實(shí)現(xiàn)30%的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展目標(biāo)。
傳感器技術(shù)未來(lái)的四大發(fā)展方向
一、可穿戴式應(yīng)用
據(jù)美國(guó)ABI調(diào)查公司預(yù)測(cè),2017年可穿戴式傳感器的數(shù)量將會(huì)達(dá)到1.6億。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設(shè)備是最受關(guān)注的硬件創(chuàng)新。谷歌眼鏡內(nèi)置多達(dá)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(shí)現(xiàn)了一些傳統(tǒng)終端無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能,如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。
二、工業(yè)控制應(yīng)用
2012年,GE公司在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):突破智慧與機(jī)器的界限》報(bào)告中提出,通過(guò)智能傳感器將人機(jī)連接,并結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析,可以突破物理和材料科學(xué)的限制,并將改變世界的運(yùn)行方式。報(bào)告同時(shí)指出,美國(guó)通過(guò)部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),各行業(yè)可實(shí)現(xiàn)1%的效率提升,15年內(nèi)能源行業(yè)將節(jié)省1%的燃料(約660億美元)。2013年1月,GE在紐約一家電池生產(chǎn)企業(yè)共安裝了1萬(wàn)多個(gè)傳感器,用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)時(shí)的溫度、能源消耗和氣壓等數(shù)據(jù),而工廠的管理人員可以通過(guò)iPad獲取這些數(shù)據(jù),從而對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)督。超聲波氣象站集合了7個(gè)傳感器,為工業(yè)生產(chǎn)提供了一流的天氣監(jiān)測(cè)信息,為預(yù)防一些災(zāi)害事件提供可靠信息,從而提高效率,降低和總的成本。
三、醫(yī)護(hù)和健康監(jiān)測(cè)
國(guó)內(nèi)外眾多醫(yī)療研究機(jī)構(gòu),包括國(guó)際著名的醫(yī)療行業(yè)巨頭在傳感器技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域方面已取得重要進(jìn)展。如羅姆公司目前正在開(kāi)發(fā)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(guò)改變近紅外光的波長(zhǎng)獲取圖像,然后通過(guò)圖像處理使血管等更加鮮明地呈現(xiàn)出來(lái)。一些研究機(jī)構(gòu)在能夠嵌入或吞入體內(nèi)的材料制造傳感器方面已取得進(jìn)展。如美國(guó)佐治亞理工學(xué)院正在開(kāi)發(fā)具備壓力傳感器和無(wú)線通信電路等的體內(nèi)嵌入式傳感器,該器件由導(dǎo)電金屬和絕緣薄膜構(gòu)成,能夠根據(jù)構(gòu)成的共振電路的頻率變化檢測(cè)出壓力的變化,發(fā)揮完作用之后就會(huì)溶解于體液中
四、無(wú)人駕駛汽車
美國(guó)IHS公司指出,推進(jìn)無(wú)人駕駛發(fā)展的傳感器技術(shù)應(yīng)用正在加快突破。在該領(lǐng)域,谷歌公司的無(wú)人駕駛車輛項(xiàng)目開(kāi)發(fā)取得了重要成果,通過(guò)車內(nèi)安裝的照相機(jī)、雷達(dá)傳感器和激光測(cè)距儀,以每秒20次的間隔,生成汽車周邊區(qū)域的實(shí)時(shí)路況信息,并利用人工智能軟件進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)相關(guān)路況未來(lái)動(dòng)向,同時(shí)結(jié)合谷歌地圖來(lái)進(jìn)行道路導(dǎo)航。谷歌無(wú)人駕駛汽車已經(jīng)在內(nèi)華達(dá)、佛羅里達(dá)和加利福尼亞州獲得上路行使權(quán)。奧迪、奔馳、寶馬和福特等全球汽車巨頭均已展開(kāi)無(wú)人駕駛技術(shù)研發(fā),有的車型已接近量產(chǎn)。