目前,我國傳感器產業正處于由傳統型向以微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化為核心的新型傳感器發展的關鍵階段,得益于物聯網的飛速發展,我國與國外的差距正逐步縮小,產業布局得當更有望實現彎道超車。
產業現狀
中國傳感器的市場近幾年一直持續增長,增長速度超過20%,傳感器應用四大領域為工業及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品專用設備。
2012年中國傳感器行業發展總體規模逐漸擴大,顯著應用于汽車工業中包括汽車輪胎中的傳感器應用、安全氣囊中的傳感器應用、底盤系統中的傳感器應用、發動機運行管理系統中的傳感器應用、廢氣與空氣質量控制系統中的傳感器應用和需求、ABS中的傳感器應用和需求、車輛行駛安全系統中的傳感器應用和需求、汽車防盜系統中的傳感器應用和需求、發動機燃燒控制系統中的傳感器應用和需求、汽車定位系統中的傳感器應用和需求、汽車其他系統中的傳感器應用和需求。
除此以外,中國傳感器在其他領域也有新的應用,如工業控制領域、在環境保護領域、在設施農業中、在多媒體圖像領域、其它有關傳感器的應用。回顧中國傳感器行業,雖然發展迅速,但是也存在一些不利的因素。如在產品技術上產業基礎薄弱、科技與生產脫節、產品技術水平偏低、產品種類欠缺、企業產品研發能力弱。
但另一方面國家不斷制定有利傳感器產業發展的戰略與政策,全年整機系統市場的快速發展,新興技術的不斷推動也都成為傳感網發展的利好因素。
2016年中國傳感器市場趨勢分析
目前我國已有1700多家從事傳感器的生產和研發的企業,其中從事微系統研制、生產的有50多家。同時,傳感器越來越多地被應用到社會發展及人類生活的各個領域,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。
據統計,至2015年,我國物聯網整體市場規模將或達到7500億元,傳感器產業將從中直接受益。據預測,未來5年中國傳感器市場將穩步快速發展,在物聯網市場規模大幅增長的動力之下,2015年中國傳感器市場規模有望達到1213億元左右。
2020年實現30%國產化目標
“電子元件是電子信息產業的基礎,敏感元件和傳感器是物聯網的基礎。”中國電子元件行業協會理事長溫學禮指出,“但敏感元件和傳感器同時也是我國物聯網產業的瓶頸,目前仍有80%依賴進口。”
回首“十二五”,我國敏感元器件及傳感器產業以20.9%的年均增長率實現了高速發展,2015年銷售額達到547億元,比原規劃目標360億元超額完成50%以上。
目前,我國傳感器產業布局基本形成,也取得了一定的成績,擁有了基本齊全的產品門類,中低檔產品基本滿足市場需求,設計、研發和應用水平有了一定的提高。中國傳感器產業已經形成從技術研發、設計、生產到應用的完整產業體系,部分細分領域已躋身世界領先水平。
但就總體水平而言,國產的傳感器產品仍以中低端為主,技術水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進口占比達80%,數字化、智能化、微型化產品嚴重欠缺。
國內企業的產品主要集中在低端的壓力、溫度、應變片等低附加值產品,近年內有幾家企業開始MEMS產品的生產,其中麥克風產品勢頭發展較好,但其他如壓力、加速度、陀螺等也是比較低端的產品。
“十三五”期間,在市場需求、政策牽引等一系列利好因素下,我國傳感器產業競爭力有望進一步提升。
中國電子元件行業協會秘書長古群表示,“十三五”期間,我國電子元件行業(不含印制電路板和電池)將保持中速增長,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、光器件三個分支行業將保持較高增速,其中敏感元器件與傳感器行業增速有望高達9%。
古群認為,隨著民族企業的成長,本土品牌市場份額不斷提升,2020年敏感元器件與傳感器將實現30%的國產化發展目標。
傳感器技術未來的四大發展方向
一、可穿戴式應用
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。
二、工業控制應用
2012年,GE公司在《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)。2013年1月,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,降低和總的成本。
三、醫護和健康監測
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
四、無人駕駛汽車
美國IHS公司指出,推進無人駕駛發展的傳感器技術應用正在加快突破。在該領域,谷歌公司的無人駕駛車輛項目開發取得了重要成果,通過車內安裝的照相機、雷達傳感器和激光測距儀,以每秒20次的間隔,生成汽車周邊區域的實時路況信息,并利用人工智能軟件進行分析,預測相關路況未來動向,同時結合谷歌地圖來進行道路導航。谷歌無人駕駛汽車已經在內華達、佛羅里達和加利福尼亞州獲得上路行使權。奧迪、奔馳、寶馬和福特等全球汽車巨頭均已展開無人駕駛技術研發,有的車型已接近量產。