《传感器及RFID技术应用》课件-项目一 阅读材料 传感器技术发展情况

中国传感器产业分析传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并将检测感受到的信息，按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、计量、存储等要求。传感器在工业4.0时代扮演着十分重要的角色。根据传感器类型不同，具体包括温度和湿度传感器、压力传感器、图像传感器、光传感器、位置传感器、重力传感器等，而各类传感器根据不同的功能搭载不同的敏感元件。随着物联网在工业领域的应用推广，传感器的应用越来越广泛。目前，传感器主要应用在汽车、消费电子、智能家居、工业控制等方面。一、中国传感器产业链传感器市场前景广阔，国内企业纷纷布局其中。目前，我国传感器上市企业多达66家，主要集中在长三角区域。此外，珠三角区域、京津地区、中部地区分布相当。据统计，长三角区域传感器上市企业占比达38%，有企业25家；珠三角区域占比17%，有企业11家；中部地区同样占比17%，有企业11家；京津地区占比15%，有企业10家；东北地区占比3%，有企业2家。具体来看，长三角区域传感器上市企业主要分布于江苏、浙江、上海等地；珠三角区域即分布于广东省；中部地区主要分布于山西、河南、安徽、湖北等地。我国传感器上市企业地图如下图1所示：图1中国传感器产业链地图1、产业链上游企业传感器产业链上游主要涉及研发和设计技术、软硬件以及相关测试技术等。我国智能传感器技术研发明初步展开，不少学校及科研机构已建立起智能传感器中试服务平台，助推国内产业创新发展。传感器产业链上游代表企业如表1所示。表1传感器产业链上游代表企业表研究与开发微电子研究所、加州大学伯克利分校、MIT、上海微系统与信息技术研究所、中国电子科技集团公司、工业技术研究院（台）、北京大学、东南大学、中科院微电子所、中科院电子所、清华大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学等。设计索尼、博世、博通、高通、欧姆龙、旭化成微电子、应美盛、楼氏电子、美新半导体、深迪半导体、歌尔声学、明皓传感、瑞声科技、格科微电子、汇顶科技、士兰微、高德红外等测试爱普科斯、NXP、应美盛、MaXin、村田制作所、ST、索尼、楼氏电子、博世、欧姆龙、上海华岭、歌尔声学、美新半导体、瑞声科技、深迪半导体、美泰科技、共达电声、矽睿科技等软件旭化成微电子、应美盛、博世、NXP、Kionex、HillrestLabs、楼氏电子、飞智、速位科技、爱盛科技、明皓传感、深迪半导体、矽睿科技等芯片高通、博通、英伟达、英特尔、Marvell、苹果、三星、展讯、联发科、海思、紫光、小米等……2、产业链中游分析产业链中游主要是各类传感器的制造和封装等，从传感器种类来看，流量传感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额，分别占21%、19%、14%。传感器产业链中游代表企业如表2所示。表2传感器产业链中游代表企业表制造格罗方得、Teledyne、DALSA、爱普生、Semefab、索尼、台积电（台）、中芯国际、台联电、华润上华、上海先进半导体、华虹集团、美纳科技、士兰微、中航微电子、高德红外等封装Amkor、卡西欧、星电高科技、瑞声科技、长电科技、晶方科技、歌尔声学、固锝电子、红光股份等CMOS图像传感器三星、英飞凌、索尼、安森美、佳能、东芝、豪威科技、格科微电子、思比科、瑞芯微电子、长光辰芯等运动传感器盛思锐、应美盛、爱普生、索尼、旭化成微电子、松下、美泰科技、美新半导体、明皓传感、矽睿科技、高德红外等环境传感器烤盛科技、戴维来传感、汉威电子、能斯达、四方光电、博世、城市技术、盛思锐、欧姆龙、ST、TI、AMS等压力传感器博世、英飞凌、ST、NXP、ADI、TE、美泰科技、纳微电子、敏芯微电子等。……3、产业链下游应用传感器广泛的应用于通讯电子、消费电子、工业、汽车电子、智慧农业、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、智能家居、机器人技术等众多领域。总体看来，传感器产业链下游行业发展迅速，物联网、汽车电子、环境与健康电器和智能仪表等下游行业对产品智能化的要求不断提升，使得传感器市场以较快速度持续增长。随着科技的进步及产业链的完善，传感器的多元化应用将推动物联网各垂直细分行业格局的形成，例如：通讯电子、消费电子、工业、汽车电子、智慧农业、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、智能家居、机器人技术等等。超声波传感器的全球市场规模也处于持续快速增长之中。从应用领域来看，工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右，而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。传感器应用下游代表企业如表3所示。表3传感器应用下游代表企业消费电子博世、ST、罗姆、NXP、ADI、英飞凌、楼氏电子、索尼、歌尔声学、瑞声科技、敏芯微电子、矽睿科技、矽创电子、士兰微、深迪半导体、豪威科技、格科微电子、汇顶科技、思比科等汽车电子美泰科技、美新半导体、比亚迪微电子、康森斯克、思比科、高德红外、纳微电子、水木智芯、矽创电子、深迪半导体、明皓传感、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE等医疗电子高德红外、明皓传感、三诺生物、霍尼韦尔、罗姆、思比科、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE等工业电子美泰科技、四方光电、炜盛科技、昆山双桥、高德红外、必创科技、多维科技、汉威电子、矽创电子、霍尼韦尔、欧姆龙、英飞凌、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE、SICK等……传感器是物联网技术的最底层和最前沿，对物联网产业发展有着十分重要的意义。随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展，物联网行业市场规模迅速扩大。据数据显示，“十二五”期间物联网市场年复合增长率达到25%。按照年复合增长率24%来计算，预计到2020年，中国物联网的整体规模将达2.2万亿元。物联网产业快速发展，市场前景广阔。在此背景下，传感器市场的也得到进一步增长。据数据显示，2017年我国传感器市场规模为1815亿元，在2018年将突破2000亿元。到了2019年，传感器扩大应用范围，市场规模进一步扩大，预计将达2310亿元。二、传感器技术发展趋势1、智能传感器、MEMS传感器成为企业发展重心在结构型传感器、固体型传感器已经无法满足数字化时代对于数据采集、处理等流程的高需求之时，智能传感器、MEMS传感器最近几年都十分热门，在微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向逐渐走向成熟。尤其是在2019年底，上海启动打造智能传感器产业基地，重点发展MEMS工艺，涵盖力、光、声、热、磁、环境等多种类传感器，这也标志着未来国内将在智能传感器、MEMS传感器领域发力。2、传感器与集成电路融合发展将成为我国传感器制造重要趋势传感器属于集成电路的细分领域，但是区别甚大，传感器的柔性化定制需求较大，并且研发周期较长，材料以及工艺较为复杂，大规模生产能力较弱。在未来，通过设计工具、模型表达、可测性设置以及工艺整合等途径向集成电路靠拢，可利用MEMS和集成电路Ansys、Candence定制仿真平台的集成融合；同时，建立传感器生产制造的IP模型，实现规模化量产；再而采用素质化测试方式，实现数模的机理转化；通过利用这些适合国内国情的发展模式，实现传感器从设计到制造的快速升级。3、传感器国产率将稳步上升传感器作为影响国内物联网、工业4.0等产业快速发展的卡脖子技术之一，一直都是依赖国外产品。最近几年，涌现出了一批像森霸传感、万讯自控这些国内传感器优质企业，在兼具研发、设计、生产到应用的完整产业体系的情况下，传感器国产率将会稳步前进，根据统计，在2016-2020年期间，全球传感器市场复合增长率仅为11%，而我国传感器产业平均复合增长率达到了30%，这也是向全世界发出了高调的信号。4、国内产业集群格局明显早在2017年，我国传感器产业就已经初步形成了长三角、珠三角、东北、京津冀以及中部五大产业集群。根据数据统计，长三角区域的传感器上市企业占比38%，珠三角、京津冀、东北以及中部企业占比相当。在工信部印发的《智能传感器产业三年行动指南（2017-2019年）》要求中表示，“集中力量打造以上海、江苏为重点的长三角产业集聚区”，同时，截止2020年1月，长三角地区已经聚集了50%以上的智能传感器企业，在此大环境下，国内智能传感器的中心无疑将落地长三角，而其他产业集群极有可能将会根据传感器其他细分领域进行深耕。5、CMOS图像传感器竞争三国鼎立由于车载应用、机器视觉、人脸识别和安防监控等物联网应用的迅速发展，以及智能手机多摄像头的普及，2019年CMOS图像传感器进入了市场急剧扩大的阶段，而占据50%以上市场份额的索尼产能不足，逐步形成三星、豪威科技三国鼎立局面。6、光学传感器将成为重要创新推手从消费、工业再到汽车，无一不包含了物联网元素，也正是得益于物联网、机器人这些下游应用市场，光学传感器市场也在快速增长。据GlobalMarketInsights在2019年底发布的数据来看，到2026年，仅在工业4.0领域，光学传感器的销售额将达到360亿美元，更何况大批量使用传感器的智慧城市、智慧农业等领域。7、传感器的定制化方案更深、更广由于功能以及应用场景等因素，传感器本身自带定制化特性。传统的标准型传感器已经无法满足OEM的设计需求，同时也无法满足终端用户的偏好，在2019年，我们不乏看到一些智能手机厂商与索尼、三星等传感器企业合作定制传感器。在物联网应用场景逐渐向广度和深度拓展，更多的功能和设计细节将会出现，具有传感器的定制方案以及柔性化生产能力的企业会在