目前,我國傳感器產(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,我國與國外的差距正逐步縮小,產(chǎn)業(yè)布局得當(dāng)更有望實現(xiàn)彎道超車。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,增長速度超過20%,傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品專用設(shè)備。
2012年中國傳感器行業(yè)發(fā)展總體規(guī)模逐漸擴大,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、底盤系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用、發(fā)動機運行管理系統(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)動機燃燒控制系統(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?;仡欀袊鴤鞲衅餍袠I(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,全年整機系統(tǒng)市場的快速發(fā)展,新興技術(shù)的不斷推動也都成為傳感網(wǎng)發(fā)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(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,傳感器越來越多地被應(yīng)用到社會發(fā)展及人類生活的各個領(lǐng)域,如工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機器人技術(shù)、資源開發(fā)、海洋探測、環(huán)境監(jiān)測、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運輸、家用電器等。
據(jù)統(tǒng)計,至2015年,我國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模將或達到7500億元,傳感器產(chǎn)業(yè)將從中直接受益。據(jù)預(yù)測,未來5年中國傳感器市場將穩(wěn)步快速發(fā)展,在物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模大幅增長的動力之下,2015年中國傳感器市場規(guī)模有望達到1213億元左右。
2020年實現(xiàn)30%國產(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)?!敝袊娮釉袠I(yè)協(xié)會理事長溫學(xué)禮指出,“但敏感元件和傳感器同時也是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的瓶頸,目前仍有80%依賴進口?!?/p>
回首“十二五”,我國敏感元器件及傳感器產(chǎn)業(yè)以20.9%的年均增長率實現(xiàn)了高速發(fā)展,2015年銷售額達到547億元,比原規(guī)劃目標(biāo)360億元超額完成50%以上。
目前,我國傳感器產(chǎn)業(yè)布局基本形成,也取得了一定的成績,擁有了基本齊全的產(chǎn)品門類,中低檔產(chǎn)品基本滿足市場需求,設(shè)計、研發(fā)和應(yīng)用水平有了一定的提高。中國傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系,部分細分領(lǐng)域已躋身世界領(lǐng)先水平。
但就總體水平而言,國產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主,技術(shù)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(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。
國內(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)開始MEMS產(chǎn)品的生產(chǎn),其中麥克風(fēng)產(chǎn)品勢頭發(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,在市場需求、政策牽引等一系列利好因素下,我國傳感器產(chǎn)業(yè)競爭力有望進一步提升。
中國電子元件行業(yè)協(xié)會秘書長古群表示,“十三五”期間,我國電子元件行業(yè)(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(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9%。
古群認為,隨著民族企業(yè)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(xiàn)30%的國產(chǎn)化發(fā)展目標(biāo)。
傳感器技術(shù)未來的四大發(fā)展方向
一、可穿戴式應(yīng)用
據(jù)美國ABI調(diào)查公司預(yù)測,2017年可穿戴式傳感器的數(shù)量將會達到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(xiàn)了一些傳統(tǒng)終端無法實現(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):突破智慧與機器的界限》報告中提出,通過智能傳感器將人機連接,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,并將改變世界的運行方式。報告同時指出,美國通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),各行業(yè)可實現(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1萬多個傳感器,用于監(jiān)測生產(chǎn)時的溫度、能源消耗和氣壓等數(shù)據(jù),而工廠的管理人員可以通過iPad獲取這些數(shù)據(jù),從而對生產(chǎn)進行監(jiān)督。超聲波氣象站集合了7個傳感器,為工業(yè)生產(chǎn)提供了一流的天氣監(jiān)測信息,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)護和健康監(jiān)測
國內(nèi)外眾多醫(yī)療研究機構(gòu),包括國際著名的醫(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展。如羅姆公司目前正在開發(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(xiàn)出來。一些研究機構(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展。如美國佐治亞理工學(xué)院正在開發(fā)具備壓力傳感器和無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出壓力的變化,發(fā)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(fā)展的傳感器技術(shù)應(yīng)用正在加快突破。在該領(lǐng)域,谷歌公司的無人駕駛車輛項目開發(fā)取得了重要成果,通過車內(nèi)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(qū)域的實時路況信息,并利用人工智能軟件進行分析,預(yù)測相關(guān)路況未來動向,同時結(jié)合谷歌地圖來進行道路導(dǎo)航。谷歌無人駕駛汽車已經(jīng)在內(nèi)華達、佛羅里達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無人駕駛技術(shù)研發(fā),有的車型已接近量產(chǎn)。