传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,其作用是将环境中的自然信号转换成电信号或其它所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

 

传感器从诞生开始,大概经历了结构型、固体型以及智能型三个阶段,前两个阶段的传感器一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成,有时还加上辅助电源。但随着各类科学技术的发展,前两类传感器逐渐无法满足对数据采集、处理等流程的需求,而融合了软件算法、人工智能技术的智能传感器开始登上历史舞台。相比传统的传感器,智能传感器集成微处理机,拥有采集、处理、交换信息的功能,可以说是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

 


 
图|智能传感器  来源:网络


传感器种类繁多,作为信息时代的感知层,是物联网、智能制造、大数据、智能楼宇等领域的基础和数据来源,因此目前已经被广泛应用于各行各业,如机器人、智能汽车、环境监测、工业自动化、医疗诊断等。从应用占比看,汽车电子、工业领域和通信电子是传感器应用最主要的三大领域,占比均超过20%。除此以外,消费电子的市场占比约为14.7%,医疗电子等应用占比也均超过7%。

 


 
图|传感器典型应用   来源:网络


全球传感器市场规模

 

根据赛迪顾问数据显示,随着新能源汽车、工业自动化、环境监测、医疗电子的智能化发展,2020年,全球传感器市场规模达到1606.3亿美元,智能传感器市场规模达到358.1亿美元,占总体规模的22.3%。虽然在2022年度上半年,面对经济结构调整冲击和新冠疫情反复的复杂外部环境,电子产品的整体需求在下滑,但是随着疫情的尘埃落地以及全球经济基本面的向好,在汽车、工业自动化、医疗、环保、消费等领域的智能化、数字化市场需求的持续带动下,预计2022年全球传感器规模总体将进一步增加,而到2025年,全球传感器的规模预计将增至3200亿美元。

 

同时,根据市场研究机构TMR发布的《2031年智能传感器市场展望》报告显示,2021-2031年全球智能传感器市场的复合增长率高达18.2%。并且报告提到,基于物联网设备使用量的增加,2031年智能传感器市场将超过2080亿美元。

 

图|全球传感器以及智能传感器规模(亿美元) 来源:赛迪顾问


不过就目前而言,美日德等西方发达国家掌握了全球传感器市场60%的市场份额,并且在高端传感器的制造、封装等领域处于绝对的垄断地位。从近几年的数据来看,意法半导体、恩智浦、博世、艾默生、西门子、霍尼韦尔、索尼、欧姆龙等企业在设计制造环节处于绝对的垄断地位,其业务涉及、汽车、消费、工业自动化等领域。其中意法半导体在全球消费类惯性传感器市场中处于主导地位,占据40%的市场份额,而博世则是全球最大的MEMS传感器制造商。中国传感器产业虽然建立了完整的产业链体系,但是大部分企业还是处在低端产线产品的制造,高端传感器大部分需要进口。

 

本土传感器市场规模

 

根据赛迪顾问数据显示,2021年国内传感器的市场规模约为2951.8亿元,保持17.6%的快速增长。随着社会的不断进步,传感器这一产业在互联网力量的赋能之下日益受到重视,日后再叠加相关扶持政策的出台,传感器行业市场可期。预计2022年中国传感器市场规模将增至3150亿元。


据与非研究院统计,目前,本土初具规模的主要传感器厂商约为172家,从城市分布来看,江苏32家,广东28家,上海27家,北京20家,浙江13家,山东9家,福建7家,天津6家,湖北6家,陕西5家,四川4家,安徽4家,重庆2家,河南2家,辽宁2家,河北2家,吉林1家,甘肃1家,山西1家。其中,江苏、广东、上海、北京这4个城市的传感器企业都超过了20家,基本上与国内芯片设计企业布局重合,出现了区域集群的情况。尤其值得一提的是华东地区,作为中国电子制造工业的聚集地,集中了中国50%左右的传感器企业,在传感器设计、生产和制造方面具有绝对的优势。

 

图 | 国内传感器企业地理分布一览     来源:与非研究院


但从另一方面来看,我国传感器行业也面临着“小、低、弱”的现状,大约60%的敏感元件和传感器仍依赖进口,中高端传感器的研发与制造能力存在较大短板,几乎大部分的份额也主要集中在几家上市公司手中。目前我国传感器行业以市值来划分第一梯队的企业如韦尔股份、歌尔股份、兆易创新、华润微、士兰微、高德红外等占据了国内传感器市场大部分的份额,其余为中小企业,产品主要集中在中低端。其中特别需要指出的是,这些上市公司都是多元化的经营发展,比如韦尔股份除了最知名的CMOS传感器业务,还包括分立器件、电源管理等产品;兆易创新、华润微、士兰微等都是同样的模式,传感器业务的占比实际并不高。

 


主营为传感器业务的代表性企业发展状况

 

歌尔股份

 

歌尔股份是全球电声器件龙头及整体系统设计制造的领先企业,公司从微型扬声器、受话器、麦克风等电声器件起家,凭借客户关系和精密制造能力逐步向其他精密器件及整机业务延伸,打造声学、光学、无线通讯等声光电一体化解决方案了,并成为整机业务的重要支撑,形成“零件+整机”的战略布局。

 

图 | 歌尔股份部分产品解决方案   来源:官网

 

公司的主要产品有电容式气压传感器,集成麦克风和气压的组合传感器等。主要的下游客户包括苹果,华为,小米,Fitbit等。2021年公司实现营业收入782.21亿元,同比增长35.47%,实现净利润42.75亿元,同比增长50.09%。


韦尔股份

 

韦尔股份于2006年成立,主营业务为半导体分立器件和电源管理IC等产品的研发设计。2019年收购全球第三大CMOS图像传感器供应商豪威科技,除豪威外,韦尔股份近两年对外先后收购思比科、Synaptics 等优质资产,对内加大在分立器件、 射频 IC、模拟 IC 等领域研发力度,形成了以 CIS 业务为核心,多产品线协同发展的业务布局。

 

2021 年公司实现营业总收入 241.04 亿元,较上年同期增加 21.59%;实现归属于上市
公司股东的净利润 44.76 亿元,同比增长 65.41%。


格科微

 

格科微创立于2003年,是中国领先的图像传感器芯片、DDI显示芯片设计公司,产品广泛应用于全球手机移动终端及广泛的非手机类电子产品。图像传感器广泛应用于手机、智能穿戴、移动支付、平板、笔记本、摄像机以及汽车电子等产品领域。2021年公司实现营业收入70.01亿元,同比增长8.44%;净利润12.58亿元,同比增长62.75%。


传感器的未来

 

根据最新数据显示,2022年第一季度,中国传感器细分市场中,同比增长最快的是RFID产品,增长超过20%。其次是视觉产品和光电产品,增速分别达到19.9%和18.8%。其余如安全传感器等产品的增速也超过10%。与非研究院预测,未来工业自动化、汽车电子、通信电子、消费电子这四部分将是传感器最大的市场,并且随着国家“碳达峰、碳中和”的政策,以新能源车为主导的汽车电子领域的传感器将迎来更快的发展。

 

图 | 汽车传感器  来源:网络

 

尤其是新能源汽车中的智能系统和无人驾驶,是驱传感器发展的重要动力。在智能汽车时代,将会使用大量运动传感器实现主动安全技术,使用图像传感器或者激光传感器实现主动检测识别,使用MEMS麦克传感器实现诸如语音交互等,所以的智能化系统都将推进传感器的进一步发展。

 

具体到细节上,与非研究院认为传感器会向着智能化、集成化等方向发展。比如传感器将通过采集到的数据不断的在使用周期内进行自我学习,无需人为的校准,维护;芯片级封装技术的发展同样使传感器融合更多功能的可能,实现更复杂的检测。

 

结论

 

毋庸置疑,随着人工智能技术不断融入电子产品中,传感器的增量以及智能化都迫在眉睫,未来市场空间巨大。虽然我国传感器企业在高端领域呈现全面落后状态,需要解决的问题很多,但受益于国家政策的指引,中国本土传感器企业已经具备了以设计、制造、封装测试于一体的产业链,随着未来智能汽车、智能制造、通信电子等应用领域的传感器需求不断增量,本土传感器必然迎来一波爆发式的增长,甚至会如同新能源汽车一样在市场份额上实现弯道超车。

 

附件:传感器研发企业信息