《傳感器及RFID技術(shù)應(yīng)用》課件-項(xiàng)目一 閱讀材料 傳感器技術(shù)發(fā)展情況

中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)分析傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、計(jì)量、存儲(chǔ)等要求。傳感器在工業(yè)4.0時(shí)代扮演著十分重要的角色。根據(jù)傳感器類型不同，具體包括溫度和濕度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器、光傳感器、位置傳感器、重力傳感器等，而各類傳感器根據(jù)不同的功能搭載不同的敏感元件。隨著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，傳感器主要應(yīng)用在汽車、消費(fèi)電子、智能家居、工業(yè)控制等方面。一、中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈傳感器市場(chǎng)前景廣闊，國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛布局其中。目前，我國(guó)傳感器上市企業(yè)多達(dá)66家，主要集中在長(zhǎng)三角區(qū)域。此外，珠三角區(qū)域、京津地區(qū)、中部地區(qū)分布相當(dāng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)三角區(qū)域傳感器上市企業(yè)占比達(dá)38%，有企業(yè)25家；珠三角區(qū)域占比17%，有企業(yè)11家；中部地區(qū)同樣占比17%，有企業(yè)11家；京津地區(qū)占比15%，有企業(yè)10家；東北地區(qū)占比3%，有企業(yè)2家。具體來(lái)看，長(zhǎng)三角區(qū)域傳感器上市企業(yè)主要分布于江蘇、浙江、上海等地；珠三角區(qū)域即分布于廣東??；中部地區(qū)主要分布于山西、河南、安徽、湖北等地。我國(guó)傳感器上市企業(yè)地圖如下圖1所示：圖1中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈地圖1、產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及研發(fā)和設(shè)計(jì)技術(shù)、軟硬件以及相關(guān)測(cè)試技術(shù)等。我國(guó)智能傳感器技術(shù)研發(fā)明初步展開(kāi)，不少學(xué)校及科研機(jī)構(gòu)已建立起智能傳感器中試服務(wù)平臺(tái)，助推國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游代表企業(yè)如表1所示。表1傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游代表企業(yè)表研究與開(kāi)發(fā)微電子研究所、加州大學(xué)伯克利分校、MIT、上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司、工業(yè)技術(shù)研究院（臺(tái)）、北京大學(xué)、東南大學(xué)、中科院微電子所、中科院電子所、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。設(shè)計(jì)索尼、博世、博通、高通、歐姆龍、旭化成微電子、應(yīng)美盛、樓氏電子、美新半導(dǎo)體、深迪半導(dǎo)體、歌爾聲學(xué)、明皓傳感、瑞聲科技、格科微電子、匯頂科技、士蘭微、高德紅外等測(cè)試愛(ài)普科斯、NXP、應(yīng)美盛、MaXin、村田制作所、ST、索尼、樓氏電子、博世、歐姆龍、上海華嶺、歌爾聲學(xué)、美新半導(dǎo)體、瑞聲科技、深迪半導(dǎo)體、美泰科技、共達(dá)電聲、矽?？萍嫉溶浖窕晌㈦娮?、應(yīng)美盛、博世、NXP、Kionex、HillrestLabs、樓氏電子、飛智、速位科技、愛(ài)盛科技、明皓傳感、深迪半導(dǎo)體、矽?？萍嫉刃酒咄ā⒉┩?、英偉達(dá)、英特爾、Marvell、蘋果、三星、展訊、聯(lián)發(fā)科、海思、紫光、小米等……2、產(chǎn)業(yè)鏈中游分析產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是各類傳感器的制造和封裝等，從傳感器種類來(lái)看，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器占據(jù)最大的市場(chǎng)份額，分別占21%、19%、14%。傳感器產(chǎn)業(yè)鏈中游代表企業(yè)如表2所示。表2傳感器產(chǎn)業(yè)鏈中游代表企業(yè)表制造格羅方得、Teledyne、DALSA、愛(ài)普生、Semefab、索尼、臺(tái)積電（臺(tái)）、中芯國(guó)際、臺(tái)聯(lián)電、華潤(rùn)上華、上海先進(jìn)半導(dǎo)體、華虹集團(tuán)、美納科技、士蘭微、中航微電子、高德紅外等封裝Amkor、卡西歐、星電高科技、瑞聲科技、長(zhǎng)電科技、晶方科技、歌爾聲學(xué)、固锝電子、紅光股份等CMOS圖像傳感器三星、英飛凌、索尼、安森美、佳能、東芝、豪威科技、格科微電子、思比科、瑞芯微電子、長(zhǎng)光辰芯等運(yùn)動(dòng)傳感器盛思銳、應(yīng)美盛、愛(ài)普生、索尼、旭化成微電子、松下、美泰科技、美新半導(dǎo)體、明皓傳感、矽?？萍?、高德紅外等環(huán)境傳感器烤盛科技、戴維來(lái)傳感、漢威電子、能斯達(dá)、四方光電、博世、城市技術(shù)、盛思銳、歐姆龍、ST、TI、AMS等壓力傳感器博世、英飛凌、ST、NXP、ADI、TE、美泰科技、納微電子、敏芯微電子等?！?、產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用傳感器廣泛的應(yīng)用于通訊電子、消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車電子、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、智能家居、機(jī)器人技術(shù)等眾多領(lǐng)域?？傮w看來(lái)，傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游行業(yè)發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、環(huán)境與健康電器和智能儀表等下游行業(yè)對(duì)產(chǎn)品智能化的要求不斷提升，使得傳感器市場(chǎng)以較快速度持續(xù)增長(zhǎng)。隨著科技的進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)鏈的完善，傳感器的多元化應(yīng)用將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)各垂直細(xì)分行業(yè)格局的形成，例如：通訊電子、消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車電子、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、智能家居、機(jī)器人技術(shù)等等。超聲波傳感器的全球市場(chǎng)規(guī)模也處于持續(xù)快速增長(zhǎng)之中。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，工業(yè)、汽車電子、通信電子、消費(fèi)電子四部分是傳感器最大的市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域的傳感器占比約42%左右，而發(fā)展最快的是汽車電子和通信電子應(yīng)用市場(chǎng)。傳感器應(yīng)用下游代表企業(yè)如表3所示。表3傳感器應(yīng)用下游代表企業(yè)消費(fèi)電子博世、ST、羅姆、NXP、ADI、英飛凌、樓氏電子、索尼、歌爾聲學(xué)、瑞聲科技、敏芯微電子、矽?？萍?、矽創(chuàng)電子、士蘭微、深迪半導(dǎo)體、豪威科技、格科微電子、匯頂科技、思比科等汽車電子美泰科技、美新半導(dǎo)體、比亞迪微電子、康森斯克、思比科、高德紅外、納微電子、水木智芯、矽創(chuàng)電子、深迪半導(dǎo)體、明皓傳感、盛思銳、ST、NXP、ADI、TE等醫(yī)療電子高德紅外、明皓傳感、三諾生物、霍尼韋爾、羅姆、思比科、盛思銳、ST、NXP、ADI、TE等工業(yè)電子美泰科技、四方光電、煒盛科技、昆山雙橋、高德紅外、必創(chuàng)科技、多維科技、漢威電子、矽創(chuàng)電子、霍尼韋爾、歐姆龍、英飛凌、盛思銳、ST、NXP、ADI、TE、SICK等……傳感器是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最底層和最前沿，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著十分重要的意義。隨著物聯(lián)網(wǎng)信息處理和應(yīng)用服務(wù)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，“十二五”期間物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到25%。按照年復(fù)合增長(zhǎng)率24%來(lái)計(jì)算，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的整體規(guī)模將達(dá)2.2萬(wàn)億元。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場(chǎng)前景廣闊。在此背景下，傳感器市場(chǎng)的也得到進(jìn)一步增長(zhǎng)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模為1815億元，在2018年將突破2000億元。到了2019年，傳感器擴(kuò)大應(yīng)用范圍，市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)將達(dá)2310億元。二、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1、智能傳感器、MEMS傳感器成為企業(yè)發(fā)展重心在結(jié)構(gòu)型傳感器、固體型傳感器已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)字化時(shí)代對(duì)于數(shù)據(jù)采集、處理等流程的高需求之時(shí)，智能傳感器、MEMS傳感器最近幾年都十分熱門，在微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向逐漸走向成熟。尤其是在2019年底，上海啟動(dòng)打造智能傳感器產(chǎn)業(yè)基地，重點(diǎn)發(fā)展MEMS工藝，涵蓋力、光、聲、熱、磁、環(huán)境等多種類傳感器，這也標(biāo)志著未來(lái)國(guó)內(nèi)將在智能傳感器、MEMS傳感器領(lǐng)域發(fā)力。2、傳感器與集成電路融合發(fā)展將成為我國(guó)傳感器制造重要趨勢(shì)傳感器屬于集成電路的細(xì)分領(lǐng)域，但是區(qū)別甚大，傳感器的柔性化定制需求較大，并且研發(fā)周期較長(zhǎng)，材料以及工藝較為復(fù)雜，大規(guī)模生產(chǎn)能力較弱。在未來(lái)，通過(guò)設(shè)計(jì)工具、模型表達(dá)、可測(cè)性設(shè)置以及工藝整合等途徑向集成電路靠攏，可利用MEMS和集成電路Ansys、Candence定制仿真平臺(tái)的集成融合；同時(shí)，建立傳感器生產(chǎn)制造的IP模型，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)；再而采用素質(zhì)化測(cè)試方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)模的機(jī)理轉(zhuǎn)化；通過(guò)利用這些適合國(guó)內(nèi)國(guó)情的發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)傳感器從設(shè)計(jì)到制造的快速升級(jí)。3、傳感器國(guó)產(chǎn)率將穩(wěn)步上升傳感器作為影響國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的卡脖子技術(shù)之一，一直都是依賴國(guó)外產(chǎn)品。最近幾年，涌現(xiàn)出了一批像森霸傳感、萬(wàn)訊自控這些國(guó)內(nèi)傳感器優(yōu)質(zhì)企業(yè)，在兼具研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系的情況下，傳感器國(guó)產(chǎn)率將會(huì)穩(wěn)步前進(jìn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2016-2020年期間，全球傳感器市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率僅為11%，而我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)平均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了30%，這也是向全世界發(fā)出了高調(diào)的信號(hào)。4、國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)集群格局明顯早在2017年，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)就已經(jīng)初步形成了長(zhǎng)三角、珠三角、東北、京津冀以及中部五大產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)三角區(qū)域的傳感器上市企業(yè)占比38%，珠三角、京津冀、東北以及中部企業(yè)占比相當(dāng)。在工信部印發(fā)的《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019年）》要求中表示，“集中力量打造以上海、江蘇為重點(diǎn)的長(zhǎng)三角產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)”，同時(shí)，截止2020年1月，長(zhǎng)三角地區(qū)已經(jīng)聚集了50%以上的智能傳感器企業(yè)，在此大環(huán)境下，國(guó)內(nèi)智能傳感器的中心無(wú)疑將落地長(zhǎng)三角，而其他產(chǎn)業(yè)集群極有可能將會(huì)根據(jù)傳感器其他細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行深耕。5、CMOS圖像傳感器競(jìng)爭(zhēng)三國(guó)鼎立由于車載應(yīng)用、機(jī)器視覺(jué)、人臉識(shí)別和安防監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的迅速發(fā)展，以及智能手機(jī)多攝像頭的普及，2019年CMOS圖像傳感器進(jìn)入了市場(chǎng)急劇擴(kuò)大的階段，而占據(jù)50%以上市場(chǎng)份額的索尼產(chǎn)能不足，逐步形成三星、豪威科技三國(guó)鼎立局面。6、光學(xué)傳感器將成為重要?jiǎng)?chuàng)新推手從消費(fèi)、工業(yè)再到汽車，無(wú)一不包含了物聯(lián)網(wǎng)元素，也正是得益于物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人這些下游應(yīng)用市場(chǎng)，光學(xué)傳感器市場(chǎng)也在快速增長(zhǎng)。據(jù)GlobalMarketInsights在2019年底發(fā)布的數(shù)據(jù)來(lái)看，到2026年，僅在工業(yè)4.0領(lǐng)域，光學(xué)傳感器的銷售額將達(dá)到360億美元，更何況大批量使用傳感器的智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。7、傳感器的定制化方案更深、更廣由于功能以及應(yīng)用場(chǎng)景等因素，傳感器本身自帶定制化特性。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型傳感器已經(jīng)無(wú)法滿足OEM的設(shè)計(jì)需求，同時(shí)也無(wú)法滿足終端用戶的偏好，在2019年，我們不乏看到一些智能手機(jī)廠商與索尼、三星等傳感器企業(yè)合作定制傳感器。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景逐漸向廣度和深度拓展，更多的功能和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)將會(huì)出現(xiàn)，具有傳感器的定制方案以及柔性化生產(chǎn)能力的企業(yè)會(huì)在