传感器技术作为信息技术的三大基础之一,是当前各国竞相发展的高新技术,世界各国普遍重视和投入开发。近年来,全球传感器市场一直保持快速增长,随着经济环境的持续好转和新兴技术的不断成熟,市场对传感器的需求不断增多。据赛迪产业研究院数据显示,2019 年,全球传感器市场规模达到 1521.1 亿美元,同比增长 9.2%;中国传感器市场规模达到 2188.8 亿元,同比增长 12.7%。全球及中国增速有所放缓,但国内市场增速仍然高于全球。

 

尽管中国传感器市场规模巨大,但目前活跃在传感器市场上的仍然是德国、日本、美国等国家。相比而言,我国的传感器产业发展较慢,80%以上的传感器都依靠进口。

 

创道资本合伙人步日欣对此也进行了介绍:“随着新兴技术的发展,全球传感器产业受益于此。同时,从 2009 年开始,受国家物联网政策推动的影响,国内传感器行业的春天也正在到来。确实,从产业链角度,中国不缺物联网应用场景,也不缺网络传输设备,但是瓶颈就在传感器端。中国的传感器产业确实处于相对落后状态,特别是在精确度、功耗等性能参数上,同国外产品有较大的差距。虽然政策支持多年以来,中国传感器产业并没有像预期那样,出现飞跃式的技术进步和爆发式的增长,特别是在高端传感器领域,还是掌握在国外企业手中。”

 

可见,国内传感器市场被国外巨头环绕、分食。与非网在往期专题活动中介绍了国内外传感器厂商的行业布局、未来创新,以及面临的机遇与挑战。基于此,再结合行业机构、投资机构采访内容,梳理传感器行业重头产品发展现状,行业创新方向,国内企业的机遇与挑战 ...

 

传感器产业的重头戏:MEMS & CMOS 传感器

按功能区分,传感器可分为图像、MEMS、指纹、磁场、温度等不同类别。其中,图像与 MEMS 传感器是绝对主角,两者销售额是其他传感器总和的 4 倍有余。而对于主角之间的成长走势,IHS 高级分析师 Manuel Tagliavini 表示,图像传感器市场增长态势最为强劲。相反,目前市场规模占有的 MEMS 领域,上升趋势则不太理性。预计到 2023 年,图像传感器规模可超越 MEMS 市场。

 

图片来源:Omdia

 

·MEMS 传感器

2019 年中国 MEMS 传感器市场规模达到 597.8 亿元,同比增长 18.3%。MEMS 传感器主要是以手机为代表的消费电子市场应用为主,另外一个重要市场就是汽车电子;亚太地区无疑是除北美市场之外第二大的传感器市场,而中国无疑是亚太地区增速最快的。

 

可以看到,近年来,随着消费电子、汽车电子产品等下游行业的快速发展、全球电子整机产业以及硬件创新市场逐渐向中国转移,中国市场对于 MEMS 器件的需求增速远高于全球 MEMS 市场增速。

 

虽然国内需求量大,但供给能力不足,MEMS 领域集中度高。爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔等跨国公司占据超过 60%的市场份额,特别是产品几乎全靠进口补给,80%的芯片依赖国外;剩余的份额也主要集中在几家上市公司手中,如歌尔声学、水晶光电、汉威电子、士兰微和金龙机电等几家公司,占领国内 MEMS 市场的 40%以上;国内 MEMS 企业中 70%的是中小企业,产品主要集中在中低端。

 

对于我国 MEMS 传感器产业集聚区域,前瞻产业研究院调查显示,在行业需求推动以及国家政策鼓励下,我国 MEMS 产业迅速向全国地区渗透,已在长三角和京津冀地区建立完整的产学研布局。从企业分布来看,主要集中在长三角地区,企业数量占比超过 50%,其中江苏省占比接近 30%,这主要得益于长三角具有良好的集成电路产业基础,硅基 MEMS 研发及代工生产线资源较多,产业链完整,涵盖设计、代工和封测的重点企业。此外,随着时间的推移,MEMS 企业逐渐形成以北京、上海、深圳和西安等中心城市为主的区域空间布局。

 

图片来源:前瞻产业研究院

 

除了上述重点区域外,泉州、郑州、武汉、重庆也都在进行产学研紧密结合的模式,在地方政府支持和企业的带动下,国内 MEMS 产业发展已经全面升温。

 

在 MEMS 传感器应用前景良好和国产化进程提速背景下,未来我国 MEMS 传感器市场前景广阔。前瞻产业研究院结合之前的发展数据预测,未来几年我国 MEMS 传感器市场规模年均增速保持在 15%左右,预测到 2025 年我国 MEMS 传感器市场将达到 1488.6 亿元。

 

图片来源:前瞻产业研究院

 

·CMOS 传感器

针对 CMOS 传感器(CMOS Image Sensor, CIS),集邦咨询分析师徐韶甫数据统计,相较 2018 年,2019 年 CIS 全球销售金额约为 188 亿美金,同比增长约 26%;中国的 CIS 销售金额约为 89 亿美金,同比增长约为 47%。中国区预销售占比从 2018 年的 41%上升至 2019 年的 48%。

 

Yole Développement 预测 CIS 市场规模(2019 年中数据,趋势相仿)

 

徐韶甫表示,就整体 CIS 市场来看,主要在智能手机多镜头的趋势带动下,CIS 需求呈现高度成长;而中国区域的高销售额除了庞大的内需市场外,多数模块厂与 EMS 厂房集中设立在中国制造,也是 CIS 在中国区域销售额庞大的另一项原因,显示出全球制造业者在中国的集中化与政府协力推动众多科技产业的成果。

 

从 CIS 的终端应用需求来分析,消费电子是目前 CIS 最大的应用领域。其中,智能手机是 CIS 使用占比最高的装置,在 CIS 应用市场中约占 7 成,智能手机多镜头趋势是 CIS 需求快速增长的主因。即便当前 CIS 市场价值主要被智能手机占据,但其应用领域还包括汽车、安防、可穿戴设备、工业等。

 

在汽车电子方面, ADAS 系统的普及化与渗透率近年来备受关注,进而推升车用镜头数量增加与引入高画素镜头,应用在如倒车显影、自动刹停,环景与车内影像等,成为 CIS 的另一主要需求来源。近年来 CIS 在车用的成长性已逐渐超过消费电子与安防监控领域,在需求数量上也逐渐提升,估计将可成为 CIS 需求量第二的终端应用。IC Insights 也有提到,汽车应用成长迅速,2018 年 CIS 市场价值的 6%由汽车市场贡献,其复合年增长率为 29.7%。预计 2023 年会达到 32 亿美元,并拿下市场总份额的 15%。

 

安防监控与消费电子(智能手机外的消费电子)成为 CIS 第三大应用需求。安防监控受惠于国内的区域政策推动,装置大量安防监视器,成长性稳定上升;消费电子增速强弱主要取决于产品,例如用在 IOT 方面的 IP Cam 需要相机模块的产品成为厂商主推的产品,再加上 TV、智慧音响、可穿戴设备等产品亦开始搭载相机模块,这也是消费端影像相关应用增加对 CIS 的需求。

 

在工业制造方面,机器视觉应用是拉动该领域对 CIS 需求的主因,在影像辨识、人脸辨识、光学检测等功能的不断发展是目前不少生产线往智能化发展的趋势,同样使得 CIS 的需求量日渐增加。

 

从全球竞争格局来看,国外企业把控市场,中国企业呈追赶势。在 CIS 领域中,行业龙头索尼占据超过 40%的市场份额,产品涵盖消费电子、汽车、安防、工业等各类行业应用,且主攻高端市场,技术实力最强;索尼之下是三星,主攻消费类电子市场,多是自产自销,在技术上紧追索尼,已经可以提供与索尼同级别的 CMOS 传感器,但三星的行业级应用较少。

 

如今,CIS 市场竞争非常激烈,越来越多的中国厂商不断入局。豪威科技(已被韦尔股份收购)、格科微电子、思特威、锐芯微等本土厂商凭借各自差异化优势切入市场,抢夺地盘。虽然目前国内的 CIS 厂商在规模和技术上与国外厂商还存在一定的差距,但面对巨大的机遇和光明的前景,一些本土厂商勇敢地迎接挑战,依托自主核心技术,正逐步扩大份额、向中高端市场渗透。

 

传感器产业的机遇与创新

物联网、云计算、大数据、人工智能等应用的兴起,推动传感技术由单点突破向系统化、体系化的协同创新转变,成为行业企业布局的战略高地。其中,物联网将在各行业将有越来越多的应用需求出现,据权威机构测算,2020 年全球物联网有望影响的下游市场规模将突破 3 万亿美元,超过 250 亿台系统 / 装置联网。

 

IHS 提供的观点也表明,相对于 AI 与云计算,物联网才是真正推动传感器产业发展的关键驱动力量。

 

因此,随着全球物联网进入实质性发展阶段,传感器制造产业将受益于物联网的爆发。前瞻产业研究院预测,未来 5 年全球传感器市场将保持 8%左右的速度增长,到 2024 年市场规模将会超过 3000 亿美元。

 

新机遇推动技术与应用创新,创新催生出新的市场机遇,两者如影随形。关于传感器的创新方向,行业机构和厂商表达了各自的观点:

 

与非网制图(点击可看大图)

 

现状背后的挑战和发展建议

赛迪产业研究院数据显示,汽车电子依然是传感器第一大市场,另外随着新的应用需求和新产品不断推出,消费电子和医疗电子领域的传感器市场增速较快。2019 年由于市场依然处于调整期,传感器产品进一步向着智能化、微型化、网络化和低功耗等高性能、低成本和高集成化的特点发展,汽车电子、网络通信和工业制造领域传感器增速较 2018 年有所放缓,随着智能传感器在车联网、5G、工业互联网市场的不断渗透,预计 2020 年市场增速将逐渐有所回升。

 

纵观本土产业链现状,华东地区为我国传感器企业主要聚集区域,占比接近 60%,其次是中南和华北地区。从材料、器件、系统到产业链协同,我国形成较为完整的传感器产业链。当前,新的传感器需求层出不穷,但是多数需求都不能得到很好地满足,市场逐渐趋于需求驱动型的市场。

 

相较于发达国家,中国的优势目前主要体现在下游物联网的应用、模式创新以及对多元化市场需求的把握上,近几年来随着手机的发展,指纹传感器、图像传感器、声音传感器在手机上的应用,诞生出了格科微、豪威科技、歌尔股份、汇顶科技等优秀的传感器企业。同时,随着国内 5G 商用和推广的加速,物联网在各个行业的渗透率不断提高,传感器的市场需求将迎来快速增长。

 

然而,在市场和应用优势之外,本土传感器产业的不足和缺陷同样明显。

 

由于国内在系统应用、产业规模上发展都比较迅速,在消费级传感器领域,国内外技术差距相差不大,但涉及到工业、汽车应用等传统领域,国内积累相对比较薄弱,技术能力落后,整体与国外的技术水准差距较大。

 

从传感器产业整体来看,国内传感器行业仍处于发展初期,本土企业大多处于中低端市场,应用领域的广度不高。国内的传感器企业大多是民营和合资的中小企业,具备实力的大公司较少,产业技术人才匮乏;此外,MEMS 传感器、CMOS 传感器等高新技术产品严重短缺,国家重大装备所需高端传感器仍旧依赖进口,外资企业产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额。

 

在此,中科创星投资总监卢小保就本土企业面对的挑战分享了以下观点:

 

  • 工艺能力相对薄弱。半导体传感器,包括 MEMS 传感器是工艺大于设计,国内工艺线大多是近几年才逐步建立,有经验的研发人员相对稀缺;
  • 材料基础薄弱,可挖掘的潜力差。多数传感器的核心往往是材料,没有核心材料的支撑,就不能做出最领先的传感器产品,国内在核心材料方面与日、欧、美等领先国家差距明显;
  • 大批量的量产能力和质量控制能力。传感器往往是定制化测试,很多无法全自动,国内在此积累较差,品质控制能力薄弱;
  • 客户支持。国内整机产业发达、产业规模巨大,但在长期思维定式上,核心的器件还是倾向于选择国外产品。

 

针对产业现状的发展建议,笔者采访了多方行业机构:

 

与非网制图(点击可看大图)

 

传感器行业催化剂——科创板

在中美贸易战、半导体国产化替代以及产业链转移的大环境背景下,科创板的推出有利于整个科技行业的发展和壮大,优秀的企业可以迅速脱颖而出,平庸的企业逐渐落下,加速着“优胜劣汰”这一趋势。

 

行业投资机构作为资本市场的主要参与者,向笔者分享了他们心中科创板对于行业的意义和影响。

 

中科创星表示,随着国家供给侧结构调整,创新驱动发展成为主流,创新驱动其实也包括科技企业的创新和进一步升级,要鼓励和驱动科技企业往深度创新和硬科技的方向发展,而不是在低端科技领域扎堆儿倾轧。整体上,科创板的推出有利于行业扶强退弱,让优秀的企业迅速做大做强,让平庸的企业逐渐弱化,最终形成大企业有足够实力全面参与国际竞争,中型企业在部分细分领域有强竞争力,小企业持续创新,弱的企业过不下去被淘汰,相对比较良性的产业格局。

 

通过观察来看,近两年资金向科技领域尤其是半导体领域涌入的现象非常明显。很多原来对半导体领域完全不懂的也在进入半导体领域,但实际情况还是有些叫好不叫座。坦白讲,在传感器各细分行业都可能会跑出来非常优秀的企业,但其中不少企业是缺乏真正核心技术的,很多企业也是主打中低端市场是没有很强的创新精神。而我们认为企业要真正做到在全球范围内有竞争力,一是要靠核心技术,二是要不断创新产品去满足或引导客户新的需求,三是要有良好的管理效率,没有别的路径。

 

科创板开的比较迅猛,一些企业上市后,聚集到更多的资源,更容易做大。但我们希望不光企业要做大,还要最终做强。因此也建议投资机构不要只看半导体题材和短期销售额,还是要把更多的资源投入到支持那些真正掌握核心技术和创新基因,并且具备较好的运营效率的企业。

 

对此,创道资本合伙人步日欣认为,科创板最大的意义在于激活了科技领域的投资,特别是对周期长、投入高的一些高科技领域,以半导体、生物医药最为突出,以往这些行业都是很多投资机构敏感且回避的领域,因为大部分基金的周期都熬不到投资企业盈利且上市的那一天。

 

那么随着科创板的加入,相应投资机构之间的角力是否会更加激烈?步日欣不认为会存在特别明显的角力或者竞争,即便有,也是暂时的,市场终究会慢慢趋于成熟,进入一个良性循环的状态,这对于科技企业的创新和发展,与当下科技企业高估值、高融资额相比,意义更大。

 

当然,对于投资机构之间的竞争,也会慢慢从资本上的竞争,转移到对行业判断、技术分析上的竞争,科创领域头部的投资机构,也将会是“技术型”、“专业型”的投资机构。

 

传感器初创企业的机会与挑战

上文介绍了我国传感器行业的机遇和挑战,创新方向与发展建议。那么随着传感器产业及应用市场的逐渐成熟,初创企业是否还有进入该市场的机会与方式?行业投资机构就此问题向笔者进行了答复。

 

与非网制图(点击可看大图)

 

可以看到,传感器行业壁垒早已出现,窗口期在迅速收窄,创业机会正在减少。此外,科创板的推出对于新进企业来讲像是一根稻草。

 

是“找对细分市场,抓住差异化需求,赢得资本市场青睐”企业的救命稻草;

 

也是压倒“盲目进场,追求热度,忽视泡沫”厂商们的最后一根稻草。

 

文章信源与观点来自多方机构和行业厂商,在此对以下机构和老师的支持表示感谢:

赛迪顾问物联网产业研究中心副总经理赵振越;

集邦咨询分析师徐韶甫;

IHS MEMS & Sensors 高级分析师 Manuel Tagliavini

创道资本合伙人步日欣;

耀途资本创始人杨光;

中科创星投资总监卢小保,PR 总监兰少赓;

华登国际合伙人王林;

以及所有参与本次专题的行业厂商。