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2023年中国智能传感器行业研究报告

2023-09-20 参考资料

第一章 行业概况

1.1 定义
      智能传感器,或称为"intelligent sensor",是具备与外部系统双向通信能力的先进传感器,能够发送测量数据、状态信息以及接收外部命令。这类传感器内部集成了信息处理装置,以实现高级的数据处理和通信功能。它们不仅仅是简单的数据采集单元,而是具备一定智能处理能力的系统级产品。

智能传感器的核心由集成传感芯片、通信芯片、微处理器和软件算法组成,构成了数字时代重要的感知层。它们的出现紧密地将互联网、大数据、人工智能技术与实体经济联系在一起,为实现万物互联提供了重要的技术支撑。这种紧密的联结为智能传感器赋予了在现代信息产业中扮演核心角色的可能,使其成为新技术革命和信息社会发展的重要技术基础。

智能传感器的应用领域极为广泛,涵盖了工业控制、汽车、医疗和物联网等多个行业。特别是在物联网和移动互联网这些新兴产业的快速发展推动下,智能传感器行业得到了极大的发展契机。它们不仅为各行业提供了实时的数据采集和处理能力,还促进了跨行业的信息交流和协作,为现代社会的高效运作提供了基础。

随着技术的不断进步,智能传感器的性能持续提升,同时它们的应用场景也在不断拓展,为未来智能社会的构建奠定了坚实基础。智能传感器的发展不仅促进了现有产业的升级,还为新技术的研发和应用创造了有利条件,展现出该行业的巨大潜力和广阔前景。

1.2 行业简史

中国智能传感器行业的发展可以划分为三个主要阶段:行业初始期(1978-1999)、行业探索期(2000-2010)和快速发展期(2011-至今)。

行业初始期(1978-1999)

在行业初始期,智能传感器的概念诞生并逐渐得到关注。在1982年,中国开始了智能传感器硅微机械系统(MEMS)技术的研究,标志着国内智能传感器技术的初步探索。到1990年,由混合集成技术研制的第一款实用智能传感器问世,这为智能传感器的市场应用奠定了基础。在1999年,沈阳仪表科学研究院成为智能传感器研究的起草牵头单位,初步建立了智能传感器系统的标准体系构架,为行业的未来发展指明了方向。

行业探索期(2000-2010)

进入21世纪,智能传感器行业开始了大规模的生产和市场应用。2000年,微电子机械系统(MEMS)技术得到大规模应用,为智能传感器的发展提供了重要推动。2006年,华工科技成功研制出中国首个激光器芯片,作为智能传感器的重要载体,为国内物联网体系的建设奠定了基础。到2010年,中国机械工业仪器仪表综合技术经济研究所建立了智能传感器标准体系架构,促进了国内智能传感器行业的持续发展。

快速发展期(2011-至今)

自2011年以来,随着物联网和智能制造的兴起,智能传感器行业得到了广泛的关注,并迅速发展。2015年,中国国务院强调了完善产业链和批量生产的重要性。在2021年,中国智能传感器市场规模达到了1,057.6亿元,占全国传感器市场规模的11%。然而,由于中高端智能传感器技术要求较高,大量产品仍需依赖进口,进口比例达到了90%以上。智能传感器已广泛应用于多种物联网场景中,包括机器人、VR/AR、无人机、智慧城市、智能家居、智能运输和智能医疗等领域,展现出中国智能传感器行业的巨大潜力和广阔前景。

1.3 发展现状

随着智能化时代的来临,智能传感器成为了连接虚拟与现实的重要桥梁,其在工业、汽车、通信等多个领域的应用也逐渐深入。在中国,受益于高新技术的推动与市场需求的拉动,智能传感器行业呈现出稳定增长的态势。

据统计,2017年中国智能传感器市场规模为772.2亿元,而到了2021年,这一数字增长至1,057.6亿元,展现出年复合增长率为8.2%的良好增势。未来的五年里,预计到2026年,市场规模将进一步扩大至1,610.9亿元,年复合增长率为8.8%。这一增长趋势反映了智能传感器在各个应用领域,特别是在工业、汽车及通信等领域的广泛应用和市场认可。

智能传感器以其高精度的信息采集、多功能性和低成本等优势,赋能了广泛的行业应用,为企业提供了高效、便捷的解决方案,同时也推动了相关行业的技术进步和智能化发展。

然而,从全球角度来看,中国智能传感器的产量占比为10%,与美国、德国和日本等国相比,还存在一定的差距。这主要是由于国内智能传感器的相关研究起步较晚,研发技术有待提高。特别是在中高端智能传感器领域,目前90%以上的产品依赖于进口,这无疑是制约中国智能传感器行业进一步发展的重要因素。

为了缩小与国际先进水平的差距,提高自主研发能力和市场占有率,中国需要在政策、资金和技术等方面给予更多的支持,推动智能传感器核心技术的突破和产业链的完善。同时,加强与国际的合作交流,引进先进技术和管理经验,也是提升中国智能传感器行业国际竞争力的重要途径。
第二章 产业链、商业模式和技术发展
       2.1 产业链

随着科技的飞速发展,智能传感器在中国市场的地位日益显著,其应用已覆盖工业、汽车、通信等多个领域。下文旨在全面解析中国智能传感器产业链的现状,从上游原材料供应到中游制造再至下游应用市场,展现中国智能传感器产业的全貌。

上游分析

传感器产业链的上游主要为原材料供应商,其中半导体材料的运用最为广泛,占比高达63%,特别是半导体硅片成为智能传感器的核心材料。2021年,中国半导体硅片的销售额达到14亿美元,同比增长16%,占全球市场的11.9%。这种增长趋势反映了随着智能传感器应用领域的拓展,对半导体硅片的需求也在持续增加。

中国的智能传感器产业链中游主要为制造企业,其中CIS和MEMS传感器市场占比较大,分别占56.2%的市场规模。2021年,MEMS市场规模为767亿元,CIS市场规模为849亿元,预计2022年将分别增长至831亿元和935亿元。这种增长得益于5G、物联网和人工智能技术的推进,为MEMS和CIS传感器市场提供了广阔的发展空间。然而,由于技术门槛高和初期投入大,目前中国的中高端智能传感器90%以上依赖于进口,但随着技术和工艺的进步,预计未来进口比率将逐渐下降。

下游分析

智能传感器的下游应用市场非常广泛,特别是在汽车电子、工业制造和消费电子领域。汽车电子是智能传感器的重要应用领域,随着新能源汽车的快速发展,智能传感器在汽车领域的应用将不断提升。而在工业制造领域,智能传感器通过与软件和大数据的结合,将为工程效率和产量的提高提供重要支持。此外,手机作为消费电子的重要组成部分,每部手机上都搭载了10多种智能传感器,虽然市场趋于饱和,但仍具有一定的市场空间。

未来,随着AI、5G和物联网等高新技术的深度融合,智能传感器将得到更广泛的应用,渗透到医疗、家居、物流等多个不同领域,推动中国智能传感器产业链的进一步发展。同时,国家政策的支持和产业技术的持续进步将为中国智能传感器产业链的健康发展提供有力保障。

2.2 商业模式

(1)直销模式

本行业主要面对工业企业客户,主要采用直销模式,根据客户的应用场景和产品功能需求,为 客户提供与其产品或系统相匹配的元器件或模组。拥有完整工艺技术路线及生产能力, 通过自主生产满足客户的批量交付需求,少量辅助工序采用委外加工和劳务外包方式完成。生产所需的原材料主要从国内采购,并以市场销售订单为依托。图 直销商业模式

(2)IDM模式( Integrated Design and Manufacture)

即垂直整合制造模式,就是以设计、制造、封装测试和销售为一体的模式。这种模式的公司通常都有自己的品牌,如TI(德州仪器)、INTEL,SAMSUNG、NEC等。这种模式源于20世纪80年代,当时的日本制造商在半导体行业中处于领先地位,为了全面的扩张业务,IDM模式就因此形成。IDM 企业具有资源的内部整合优势、技术优势以及较高的利润率。

图 IDM商业模式

(3)垂直分工模式

随着市场的专业化要求越来越高,分工的逐渐细化,IDM 的劣势越来越明显,垂直分工模式便因此形成,它包括专业的P(知识产权〉核、设计(Fabless)、晶圆代工(Foundry),以及封装测试(Packing & Testing)。目前除了INTEL、AMD等公司仍旧采用IDM模式外,行业内其他公司已逐步走向分工模式。在国内,代工企业越来越多,是垂直分工模式中的一块所占比例很大的部分。FOUNDRY不负责设计和销售,只做纯代工。诸如目前的华润上华、中芯国际和富士康,就是典型的FOUNDRY模式企业。

2.3 技术发展

传感器行业,尤其是中高端超声波传感器细分领域有较高的技术壁垒。通常情况下,行业新 进入者从完成技术开发、技术突破至实现规模产业化至少需要五年以上时间积累。对于本行 业的新进入者,较难在短时间内完成技术积累,并且达到较高技术水平,因此本行业具有较高的技术壁垒。

随着传感器行业的飞速发展,我国传感器和芯片厂商已基本掌握了中低端传感器研发技术, 并逐步向高端传感器领域拓展。传感器行业的技术呈现出数字化和智能化、态势感知信息融 合、集成化、微型化和低能耗以及本地化加快的特点。

MEMS传感器是世界上传感器发展最快的器件之一,由于其可靠性高、技术附加值高,因此市场回报率也大于传统市场。MEMS传感器与系统将会有更大的市场增长,惯性测量器件、微流量器件、光 MEMS器件、压力传感器、加速度传感器、微型陀螺和汽车领域应用的 MEMS 器件(压力传感器、加速度传感器、微型陀螺)等的应用将具有巨大的潜力。

2.4 政策监管

随着物联网和智能制造的崛起,智能传感器成为了科技领域的焦点。自2013年以来,中国政府陆续推出了一系列的扶持政策,旨在推动智能传感器及相关智能仪器仪表朝着微型化、数字化、模块化和网络化的方向发展。2017年,工信部制定了《智能传感器产业三年行动计划(2017-2019年)》,明确了传感器产业的发展目标和方向,为该行业的快速发展奠定了基础。

进入2021年,中国政府在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确表示,将加速解决基础零部件及元器件的瓶颈问题,特别是聚焦传感器这一关键领域,以壮大核心电子元器件产业的整体水平。此举显示出政府对于智能传感器行业的高度重视和期望。

2022年1月12日,国务院印发了”十四五”数字经济发展规划,明确表示将重点发展传感器、量子信息、网络通信、大数据、人工智能、区块链和新材料等战略性前瞻性领域,以增强数字技术基础研发能力,并强化关键产品的自供保障能力。

在经济转型升级和高质量发展的大背景下,中央及地方政府多次发文,鼓励数字经济、工业互联网、智能制造等各行各业转型升级的普及和发展。智能传感器及围绕其构建的监测、检测技术是物联网感知层的核心环节,将长期持续受益于工业互联网和智能制造等新一代信息技术与垂直行业深度融合的大趋势。
第三章 未来展望

随着科技的不断进步和物联网、人工智能等技术的广泛应用,智能传感器行业正逐渐成为中国高新技术产业的重要组成部分。未来,中国智能传感器行业有望在以下几个方面展现出强劲的发展势头:

技术创新:随着国家对于智能制造和物联网技术的重视,智能传感器的技术研发将得到更多的支持和推动。包括MEMS技术、光电传感技术以及无线传感网络技术在内的多种先进技术将为智能传感器的性能优化和应用拓展提供重要支持。

市场应用拓展:智能传感器的应用领域将更为广泛,覆盖工业控制、智慧交通、智能家居、医疗健康和环境监测等多个领域。特别是在工业4.0和智慧城市建设的推动下,智能传感器的市场需求将持续增长。

  • 国际合作与交流:面向国际市场,与国际先进企业和研究机构的合作将为中国智能传感器行业的技术升级和市场拓展提供重要契机。通过国际合作,可以加速技术创新和产业链优化,提高中国智能传感器行业在全球市场的竞争力。

  • 政策支持与投资增加:未来,国家将继续出台一系列有利于智能传感器行业发展的政策和措施。同时,社会资本和企业投资将进一步流向智能传感器行业,为行业的发展提供强有力的资金支持。

  • 人才培养与教育:高素质的人才是推动智能传感器行业发展的重要基础。未来,相关的教育和培训项目将得到加强,为智能传感器行业提供充足的人才保障。

  • 产业链完善:随着相关配套产业的发展,智能传感器的产业链将逐渐完善,形成从材料、设计、制造到应用的完整产业生态,推动整个行业的持续健康发展。

  • 千际投行认为,中国智能传感器行业的未来充满了机遇和挑战。通过加强技术创新、拓展市场应用、加大国际合作、提供政策支持、加强人才培养和完善产业链,中国智能传感器行业将迎来更为广阔的发展前景,为推动中国高新技术产业的发展做出重要贡献。


    来源:千际投资
    来源网址:https://mp.weixin.qq.com/s/WieMo39JDhFMrvHCegqNXg

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