傳感器(transducer/sensor)是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)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。廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療健康、農(nóng)畜牧業(yè)、消防安全、生產(chǎn)制造、航空航天、電子產(chǎn)品、其他領(lǐng)域等。接下工采網(wǎng)小編和大家一起了解一下國產(chǎn)傳感器市場怪象及應(yīng)用領(lǐng)域格局。
傳感器本是萬物的五官，是眼睛是耳朵，是各種觸覺。如此重要，卻無人重視。那是為何？原因有六。
1、傳感器容量不小，而國內(nèi)頭部玩家卻很小
2019年中國傳感器市場達到2200億元，估計有1700多家企業(yè)，但產(chǎn)值超過1個億的屈指可數(shù)，如南京諾威、寶雞麥克、南京高華等。歌爾、瑞聲靠著蘋果手機強大的出貨量，已經(jīng)在聲學傳感器領(lǐng)域占住地盤。但其他領(lǐng)域，如手機、汽車、工控、可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)等，基本上都是國外品牌的市場。國內(nèi)企業(yè)，基本都是土豆俱樂部。
2、傳感器種類繁多，但這個市場很隱蔽
國外成型產(chǎn)品及在研種類共計近5萬種，我國有6000多種。但傳感器市場很少為人所知。其實這幾年風生水起的智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能要落到實處，都離不開小小的傳感器。手機、汽車更是傳感器的大戶。在這些方面，博世、瑞薩、英飛凌等占據(jù)主動。
3、民品怕斷供，軍工不怕斷
軍工方面并不擔心，因為軍用傳感器已經(jīng)高度自主化，主要由于其采購可以不計成本。而如果到民用市場來競爭，那是既要拼規(guī)模，也要有性價比。如果功耗小一點，成本小一點，那就贏者通吃。因此民用市場的突破還是很艱難，也無法從軍工市場獲得支撐。兩條隧道，各通一邊，沒有打通。其次國外掐脖子的方法也很隱蔽。日本橫河跟重慶川儀，有一個合資公司，生產(chǎn)橫河川儀的儀表。日本橫河提供的諧振式壓力傳感器，這是高精度的壓力傳感器。國內(nèi)攻關(guān)一直未能攻克。橫河川儀，就處于一種“通知性漲價、賞賜性供給”的狀態(tài)，如果日本橫河只提供1萬只芯片與傳感器，那么橫河川儀只能做1萬套設(shè)備。
4、中國成本優(yōu)勢還沒有國外明顯
中國目前生產(chǎn)大部分都是低端傳感器。而我國中高端傳感器進口占比達80%，傳感器芯片進口更是達90%。中國生產(chǎn)成本也很高，收入才幾千萬，如何舍得投入幾千萬的生產(chǎn)線？現(xiàn)在很多傳感器廠家，還都是單干，手工裝配很多。因為量上不去，1個月也只有5000只。根本沒有規(guī)模效益。而博世、歐姆龍等早就把工廠設(shè)立在中國，成本優(yōu)勢同樣巨大。而美德日又對中國傳感器市場虎視眈眈，對市場份額看得很緊。中國一有進步，就會被國外品牌降價擠壓。2010年日本歐姆龍一個光電接近開關(guān)要400元，而現(xiàn)在隨著中國品牌的逐漸崛起，現(xiàn)在只需要60元。靈活降價，堅決保衛(wèi)市場份額，是國外廠商常見的營銷手段。這種方法，一直將國產(chǎn)品牌壓制在面黃肌瘦線附近，很難翻身。
5、市場巨大，但融資難
本來智能制造、人工智能大熱，傳感器終于應(yīng)該迎來咸魚翻身。但是，木有。這個市場是投資人不待見的企業(yè)。國外也是如此，在工業(yè)控制領(lǐng)域的施克光電傳感器，是德國一家上市的傳感器公司。很多家族企業(yè)都是幾百萬、上千萬歐元維持很久。國內(nèi)由于認識不深，投資一直處于冷淡期。
6、質(zhì)本高貴，奈何落地為草民
傳感器是感知的第一道防線，是智能的源頭。然而這個行業(yè)一直得不到重視。上世紀80年代初，國家科委主持的課題研究中，信息技術(shù)包括哪些技術(shù)?“傳感器技術(shù)”引起了巨大的分歧。但后因為體量太小，傳感器被割掉了。這一晃，四十年都過去了，情況幾乎沒有變化。連個像樣的傳感器政策都沒有。
雖然傳感器市場很少為人所知。但是這幾年風生水起的智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能要落到實處，都離不開小小的傳感器。特別是隨著技術(shù)研發(fā)的持續(xù)深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和高端裝備制造快速發(fā)展的推動下，傳感器的典型應(yīng)用市場發(fā)展迅速如下圖：
1、在工業(yè)控制中的應(yīng)用
工業(yè)控制應(yīng)用的傳感器較為廣泛，如使用于汽車制造、產(chǎn)品工藝控制、工業(yè)機械、專用設(shè)備以及自動化生產(chǎn)設(shè)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(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。同時，智能傳感器通過將人機連接，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的限制，并將改變世界的運行方式。在工業(yè)4.0的愿景中，通過端到端傳感器解決方案和服務(wù)在生產(chǎn)現(xiàn)場復興。它促進了更明智的決策，提高了運營效率，提高了產(chǎn)量，提高了工程效率并極大地提高了業(yè)務(wù)績效。
2 、在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用
傳感器在電子產(chǎn)品中應(yīng)用多見于智能穿戴、3C 電子，手機在應(yīng)用領(lǐng)域占比大。手機產(chǎn)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(zhàn)，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(lǐng)域的應(yīng)用比例。
3、在環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用
隨著人類對環(huán)境質(zhì)量的重視和關(guān)注， 在實際的環(huán)境檢測過程中， 人們往往需要既可以方便攜帶， 又能夠?qū)崿F(xiàn)多種待測物持續(xù)動態(tài)監(jiān)測的分析設(shè)備和儀器。借助新型的傳感器技術(shù)，可用于監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環(huán)境和遷移狀況、無線土壤生態(tài)學、大面積的地表監(jiān)測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監(jiān)測等。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以通過數(shù)種傳感器來監(jiān)測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預(yù)測山洪爆發(fā)描述生態(tài)多樣性，從而進行動物棲息地生態(tài)監(jiān)測。
4 、在交通管理中的應(yīng)用
在交通管理中利用安裝在道路兩側(cè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測路面狀況、積水狀況以及公路的噪音、粉塵、氣體等參數(shù)，達到道路保護、環(huán)境保護和行人健康保護的目的。智能交通系統(tǒng)( ITS )是在傳統(tǒng)的交通體系的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型交通系統(tǒng)，它將信息、通信、控制和計算機技術(shù)以及其他現(xiàn)代通信技術(shù)綜合應(yīng)用于交通領(lǐng)域，并將“人-車-路-環(huán)境”有機地結(jié)合在一起。在現(xiàn)有的交通設(shè)施中增加一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將能夠從根本上緩解困擾現(xiàn)代交通的安全、通暢、節(jié)能和環(huán)保等問題，同時還可以提高交通工作效率。
5 、在醫(yī)療健康中的應(yīng)用
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。如美國佐治亞理工學院正在開發(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。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療系統(tǒng)和健康護理方面已有很多應(yīng)用，例如，監(jiān)測人體的各種生理數(shù)據(jù)，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院中醫(yī)生和患者的行動，以及醫(yī)院的藥物管理等。
6、在家居生活中的應(yīng)用
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及，促進了信息家電、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備已由單一機向多種家電設(shè)備擴展，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點為家庭內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)的連接及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間信息家電和設(shè)備的連接提供了一個基礎(chǔ)平臺。在家電中嵌入傳感器結(jié)點，通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)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(huán)境。利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對家電的遠程遙控，也可以通過圖像傳感設(shè)備隨時監(jiān)控家庭安全情況。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)可以建立智能幼兒園，監(jiān)測兒童的早期教育環(huán)境，以及跟蹤兒童的活動軌跡。
7 、在農(nóng)畜牧業(yè)中的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)是無線傳感器網(wǎng)路使用的另一個重要領(lǐng)域。如“西北優(yōu)勢農(nóng)作物生產(chǎn)精準管理系統(tǒng)”實施以來，主要針對西部地區(qū)優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品蘋果、獼猴桃、丹參和甜瓜、番茄等主要農(nóng)作物，以及西部干旱少雨的生態(tài)環(huán)境特點開展專項技術(shù)研究、系統(tǒng)集成與典型應(yīng)用示范，成功將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功應(yīng)用于精細農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。這個實時采集作物生長環(huán)境的傳感網(wǎng)先進技術(shù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了新的技術(shù)支撐。
8、在消防安全中的應(yīng)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(chǎn)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(tǒng)方法檢查往往需要將大樓關(guān)閉數(shù)月，而安裝傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能建筑可以告訴管理部門它們的狀態(tài)信息，并自動按照優(yōu)先級進行一系列自我修復工作。隨著社會的不斷進步，安全生產(chǎn)的概念已經(jīng)深入人心，人們對安全生產(chǎn)的要求也越來越高。在事故多發(fā)的建筑行業(yè)，如何保證施工人員的人身安全，以及工地的建筑材料、設(shè)備等財產(chǎn)的保全是施工單位關(guān)心的頭等大事。
9、航空領(lǐng)域中的應(yīng)用
在航空領(lǐng)域，對安裝組件的安全性和可靠性要求極高。這尤其適用于在不同地方使用的傳感器。例如，火箭在起飛時，由于起飛速度非常高（超過4馬赫或3000 mph），空氣會在火箭表面和箭身上產(chǎn)生巨大的壓力和作用力，形成極其苛刻的環(huán)境。因此需要壓力傳感器來監(jiān)控這些作用力，以確保它們保持在箭身的設(shè)計限制范圍內(nèi)。起飛時，壓力傳感器會暴露于從火箭表面流過的空氣中，從而測出數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)還用于指導未來的箭身設(shè)計，以使其更可靠、緊固和安全。此外，如果出現(xiàn)什么錯誤，壓力傳感器的數(shù)據(jù)還將成為極其重要的分析工具。再比如，在飛機裝配中，傳感器可確保非接觸式鉚釘孔測量，還有可用于測量飛機任務(wù)的起落架，機翼組件，機身和發(fā)動機的位移和位置傳感器，可以提供可靠精準的確定測量值。
10、在其他領(lǐng)域/特殊領(lǐng)域中的應(yīng)用
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當前信息領(lǐng)域中研究的熱點之一，可用于特殊環(huán)境實現(xiàn)信號的采集、處理和發(fā)送；無線溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)以PIC單片機為核心，利用集成濕度傳感器和數(shù)字溫度傳感器設(shè)計出溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件電路，并通過無線收發(fā)模塊與控制中心通信，使之系統(tǒng)傳感器節(jié)點的功耗低，數(shù)據(jù)通信可靠，穩(wěn)定性好，通信效率高，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測。
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