近年來，全球傳感器市場一直保持快速增長
，並收到了很多下遊新興應用的新增需求（消費電子
、汽車電子、工業電子和醫療電子）拉動。與此同時
，在中國製造2025等政策的號召下
，國內智能傳感器產業生態圈也在穩步向中高端升級。

 

 

本期介紹傳感器的技術演變
、國內細分行業份額，以及四大下遊新興需求點。

 

以下為智能內參整理呈現的幹貨：

 

 

*傳感器技術的發展曆程

 

傳感器的發展曆程的可大致分為三代：第一代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。第二代是上 70 年代發展起來的固體型傳感器
，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性製成。第三代傳感器是2000年開始逐漸發展的智能型傳感器。

 

*國內2011年以來傳感器行業相關政策

 

自 2011 年國家推出《物聯網“十二五”發展規劃》以來，智能傳感器產業的發展迎來一波利好。根據中國信通院最新的數據統計，2015年智能傳感器就已取代傳統傳感器成為市場主流（占70%）
，2016年全球智能傳感器市場規模達258億美元（1710億人民幣），預計2019年將達到378.5億美元
，年均符合增長率13.6%。

 

此外，美洲地區占據了全球市場的最大份額（2015年占45%
，預計該優勢將保持到2022年）；亞太地區（中國
、日本
、韓國
、印度
、澳大利亞）位居第二（23%），但在汽車和消費電子領域等下遊產業的帶動下增長最快。

 

*智能傳感器基本原理結構圖

 

智能傳感器至今科學界尚無規範化的統一定義
，簡單概括
，智能傳感器帶有微處理機，具有采集、處理
、jiaohuanxinxidenengli，shichuanganqijichenghuayuweichulijixiangjiehedechanwu。youyuweichuliqichongfenfahuigezhongruanjiandegongneng，keyiwanchengyingjiannanyiwanchengderenwu，congerdadajiangdilechuanganqizhizaodenandu
，tigaochuanganqidexingneng，jiangdichengben。

 

*傳感器是物聯網的感知層

 

在(zai)當(dang)今(jin)這(zhe)個(ge)信(xin)息(xi)化(hua)的(de)時(shi)代(dai)，傳(chuan)感(gan)器(qi)諸(zhu)多(duo)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)需(xu)要(yao)更(geng)加(jia)快(kuai)速(su)地(di)獲(huo)得(de)更(geng)精(jing)準(zhun)更(geng)全(quan)麵(mian)的(de)信(xin)息(xi)。以(yi)物(wu)聯(lian)網(wang)為(wei)例(li)，傳(chuan)感(gan)器(qi)位(wei)於(yu)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)感(gan)知(zhi)層(ceng)，不(bu)僅(jin)像(xiang)傳(chuan)統(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)樣(yang)作(zuo)為(wei)接(jie)收(shou)和(he)傳(chuan)遞(di)信(xin)息(xi)的(de)入(ru)口(kou)，更(geng)需(xu)要(yao)分(fen)析(xi)
、處理、記憶
、存儲海量數據的這些功能。而智能傳感器則可以充分滿足這些要求

，其具體優勢功能包括自補償與自診斷功能
、信息存儲與記憶功能、自學習與自適應功能、數字輸出功能。

 

*不同標準下分類的智能傳感器

 

智能傳感器的種類繁多，按照實現智能化的方式，可以分為三類：非集成式智能傳感器、混合式智能傳感器和集成化智能傳感器。這三類傳感器的技術難度依次增加，集成化的程度越高，傳感器智能化的程度就越高。

 

 

*非集成化智能傳感器原理框圖

 

cileichuanganqishizaichuantongchuanganqihoujingxinhaochulidianlujiyoushujuzongxianjiekoudeweichuliqiergoucheng，jichengdujiaodi，jishubileidi，bushiyongyuweixinghuachanpinlingyu，bushuyuxinxingzhinengchuanganqi。

 

 

*混合實現智能傳感器原理框架圖

 

該方法即根據需求，將係統各集成化環節（敏感元件

、信號調理電路、數字總線接口）以不同組合方式集成在不同的芯片上，封裝在一個外殼內，是智能傳感器的主要種類，被廣泛應用。

 

 

*集成化智能傳感器原理框圖

 

即利用微機械加工技術（MEMS）和大規模集成電路（IC）工藝技術
，利用矽作為基本材料製作敏感元件、信號調理電路
、微處理單元
，並將它們集成在一塊芯片上。這類傳感器具有多功能、一體化、精度高
、適宜於大批量生產
、體積小和便於使用等優點
，是智能傳感器繼續發展的方向。

 

MEMS傳感器是目前智能化程度最高的傳感器。MEMS技術是在傳統半導體材料和工藝基礎上，微米操作範圍內

，將在一個矽片基礎上將傳感器
、機械元件、致動器與電子元件結合在一起的技術
，是目前前沿微型傳感器的主流方案。

 

*2016全球智能傳感器各產品占比（單位：%）

 

智zhi能neng傳chuan感gan器qi產chan品pin種zhong類lei繁fan多duo

，工gong藝yi複fu雜za，沒mei有you完wan全quan相xiang同tong的de標biao準zhun。這zhe樣yang的de產chan品pin特te點dian意yi味wei著zhe研yan發fa投tou入ru過guo大da的de話hua
，單dan一yi類lei型xing產chan品pin的de產chan量liang一yi旦dan不bu能neng擴kuo大da就jiu會hui導dao致zhi虧kui損sun。全quan球qiu市shi場chang的de眾zhong多duo產chan品pin中zhong，CMOS圖像傳感器市占率最高，占據全球近 45%的市場份額，其次是指紋傳感器、壓力傳感器、射頻識別傳感器，三者市占率均為9%。

 

 

根據中國高端芯片聯盟和中國信通院發布關於智能傳感器的產業地圖，產業鏈具體包括研發、設計、製造、封裝
、測試、軟件、芯片及解決方案、係統/應用這八個環節
，各環節的技術壁壘高。

 

在工藝和技術層麵上，智能傳感器的設計
、製造、封裝以及測試這四個關鍵環節和半導體集成電路行業的對應環節都有許多相似之處，擁有IC經驗的企業具有先天優勢，紛紛切入傳感器領域。智能傳感器的設計、製造
、封(feng)裝(zhuang)和(he)測(ce)試(shi)環(huan)節(jie)的(de)市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)還(hai)未(wei)有(you)詳(xiang)盡(jin)的(de)分(fen)環(huan)節(jie)統(tong)計(ji)
，基(ji)於(yu)二(er)者(zhe)的(de)產(chan)業(ye)相(xiang)似(si)性(xing)，智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)設(she)計(ji)環(huan)節(jie)市(shi)場(chang)空(kong)間(jian)最(zui)大(da)，封(feng)裝(zhuang)環(huan)節(jie)將(jiang)成(cheng)為(wei)國(guo)內(nei)市(shi)場(chang)空(kong)間(jian)增(zeng)長(chang)最(zui)快(kuai)的(de)環(huan)節(jie)。

 

盡jin管guan國guo內nei整zheng體ti技ji術shu水shui準zhun與yu國guo外wai頂ding尖jian技ji術shu還hai存cun在zai一yi定ding的de差cha距ju
，但dan是shi切qie入ru細xi分fen領ling域yu較jiao早zao的de技ji術shu型xing公gong司si的de自zi主zhu研yan發fa能neng力li經jing過guo多duo年nian的de積ji累lei已yi經jing可ke以yi與yu國guo外wai媲pi美mei，培pei養yang穩wen定ding的de客ke戶hu群qun，部bu分fen產chan品pin甚shen至zhi實shi現xian了le出chu口kou。

 

*2016年全球MEMS傳感器公司營收前三十排行榜

 

 

智能傳感器的重點下遊應用領域分別是消費電子、汽車電子
、工(gong)業(ye)電(dian)子(zi)和(he)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)，其(qi)相(xiang)應(ying)的(de)市(shi)占(zhan)率(lv)依(yi)次(ci)遞(di)減(jian)。綜(zong)合(he)市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)的(de)大(da)小(xiao)以(yi)及(ji)增(zeng)長(chang)速(su)度(du)兩(liang)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)，廣(guang)證(zheng)恒(heng)生(sheng)認(ren)為(wei)發(fa)展(zhan)較(jiao)快(kuai)的(de)新(xin)興(xing)應(ying)用(yong)如(ru)指(zhi)紋(wen)識(shi)別(bie)和(he)智(zhi)能(neng)駕(jia)駛(shi)將(jiang)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)市(shi)場(chang)成(cheng)長(chang)的(de)主(zhu)要(yao)動(dong)力(li)，初(chu)步(bu)發(fa)展(zhan)的(de)新(xin)興(xing)應(ying)用(yong)如(ru)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)和(he)智(zhi)能(neng)醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)將(jiang)

 

*2016-2019年全球四大應用領域的智能傳感器市場規模（單位：百萬美元）

 

 

*指紋傳感器的主要類型及國際生產商

 

在消費電子的細分領域中
，指紋傳感器（包括光學指紋傳感器
、電容式指紋傳感器、熱敏式指紋傳感器和超聲波指紋傳感器等）市場規模增長速度最快。根據中國信通院的數據，預計2016年-2019年的年均複合增長率達到14.84%
，國內市場規模2017年將超31億元，全球市場規模2022年有望達到47億美元。

 

 

*汽車各係統中的常見智能傳感器

 

汽車傳感器大多處於非常惡劣的運行環境中
，傳感器必須要有高穩定、抗環境幹擾和自適應
、自(zi)補(bu)償(chang)調(tiao)整(zheng)的(de)能(neng)力(li)。同(tong)時(shi)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)和(he)模(mo)塊(kuai)能(neng)實(shi)現(xian)大(da)規(gui)模(mo)生(sheng)產(chan)
，成(cheng)本(ben)也(ye)需(xu)要(yao)降(jiang)低(di)。新(xin)型(xing)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)從(cong)技(ji)術(shu)和(he)成(cheng)本(ben)上(shang)兩(liang)方(fang)麵(mian)滿(man)足(zu)上(shang)述(shu)需(xu)求(qiu)。智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用(yong)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)，如(ru)汽(qi)車(che)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)、安全行駛係統、車身係統。

 

*無人駕駛汽車上的傳感器係統

 

隨著無人駕駛的技術越來越成熟，智能傳感器不再局限於傳統汽車市場，而走向了智能汽車市場。實現環境感知的傳感器有攝像頭（長距攝像頭
、環繞攝像頭和立體攝像頭）和雷達（超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達）。目前，國內外公司采用兩類方案實現無人駕駛：一種是攝像頭+毫米波雷達方案（特斯拉公司），另一種是激光雷達方案（穀歌和百度公司）。

 

*2005年-2030年全球應用ADAS係統的傳感器模塊市場規模（單位：百萬美元 ）

 

全球智能駕駛汽車中的傳感器模塊市場規模在2015年達到26億美元
；Yole Development 預測，2017年市場規模將超過50 億美元，2030年360億美元。

 

從傳感器的類型來看
，超聲波傳感器
、360 度全景攝像頭以及前置攝像頭將一直是市場主流的傳感器
，2030年預計市場規模分別達到 120 億美元、87 億美元、69 億美元；雷達從2015年開始應用於無人駕駛領域，技術壁壘較高
，未來13年內開始“從零到一”的爆發式增長，到2030年達到129億美元，其中遠距雷達79億美元，短距雷達50億美元。

 

 

*2015年和2021年無人機和機器人在細分領域中的營收占比（單位： % ）

 

近幾年來
，機器人製造技術越來越成熟，商業進程加快
，其核心器件智能傳感器的市場空間也在不斷擴大。根據Yole Development數據，2015年到2021年，機器人市場規模將從270億美元增長到460億美元，年均複合增長率9.4%。在所有類型的機器人中

，應用於國防
、工業
、消費領域的機器人種類最多，相應領域營收占比也是最高的三項。

 

 

*2008年-2016年全國醫療器械市場規模（單位：億元 ）

 

在醫療器械行業帶動下
，智能傳感器的需求將會擴大。按照應用形式分類，醫療傳感器可分為四類：植入式傳感器、體外傳感器、暫時植入體腔式傳感器、用於外部設備的傳感器。根據市場研究公司 Grand View Research 一份新的數據分析報告，2015年全球醫療傳感器市場規模達到了 98 億美元，預計到 2024 年市場規模可增至185億美元。現在，我國在此領域的布局很少

，大部分依賴進口，處於起步階段，但是未來隨著技術不斷成熟，市場將迎來爆發式增長。

 

智東西認為
，智能傳感器是技術演進的結果，同時滿足了萬物互聯對感知層提出的要求，預計將隨著智能消費電子設備、（工業）物聯網、車聯網/自動駕駛、智慧城市
、智(zhi)能(neng)醫(yi)療(liao)等(deng)新(xin)興(xing)理(li)念(nian)迎(ying)來(lai)快(kuai)速(su)增(zeng)長(chang)。從(cong)行(xing)業(ye)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan)，智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)技(ji)術(shu)壁(bi)壘(lei)較(jiao)高(gao)，細(xi)分(fen)環(huan)節(jie)多(duo)而(er)分(fen)散(san)
，是(shi)有(you)利(li)於(yu)國(guo)內(nei)中(zhong)小(xiao)企(qi)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)

，加(jia)上(shang)半(ban)導(dao)體(ti)、集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)相(xiang)關(guan)的(de)利(li)好(hao)政(zheng)策(ce)頻(pin)頻(pin)推(tui)出(chu)加(jia)速(su)產(chan)研(yan)結(jie)合(he)
，資(zi)金(jin)充(chong)足(zu)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)
，暫(zan)時(shi)落(luo)後(hou)的(de)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)自(zi)主(zhu)產(chan)業(ye)有(you)望(wang)崛(jue)起(qi)
，進(jin)行(xing)中(zhong)高(gao)端(duan)升(sheng)級(ji)，把(ba)握(wo)新(xin)興(xing)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)。

 

 

 

本文來源於智東西。