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传感器行业研究报告

九州娱乐ju111net:2018.01.04

(九州娱乐ju111net_九州娱乐官方网站投资管理部  夏梦、唐飞)

传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置,一般由敏感元件首要部件,在生产生活中被广泛使用。世界传感器市场正在以持续稳定的增长之势向前发展,未来几年的增长速度将保持在20%以上。随着传感器往智能化、微型化、集成化方向发展,MEMS传感器前景尤其广阔。因此,探寻传感器行业发展现状、未来发展趋势以及可能存在的投资机会显得非常必要。

 

一、传感器简介:智能化设备核心器件

(一)传感器工作原理及分类

传感器(Transducer/Sensor Sensor)是指“能够感受规定的被测量并按照一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置”。传感器的输入量是某一种被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等。其输出量是某种物理量种量应便于传输、转换、处理、显示等。这种量可以是电量、气压主要是电量。 

传感器一般由敏感元件、转换元件、调理电路组成,是信息采集系统的核心,是能直接感测或响应被测量的部件。转换元是指传感器中能将敏感元件感测或响应的被测量转换成可用的输出信号的部件。调理电路是把转换元件输出的信号转换成便于处理、控制记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。

 

1:传感器组成

 

按照不同的分类标准,传感器可以被分为不同的类别,如表1所示:

 

1:传感器按不同标准分类

分类法型式
说明
基本效应

物理型、化学型、生物型

分别采用物理、化学、生物效应进行转换

构成原理

结构型

以转换元件结构参数变化实现信号转换

物性型

以转换元件物理特性变化实现信号转换

能量关系

能量转换型

传感器输出量直接由被测量能量转换而来

能量控制型

传感器输出量能量由外部能源提供但受输入量控制

工作原理

电感式、压电式、磁电式、热电式、光电式、光纤式

以传感器对信号转换的作用原理命名

输入量

长度、位移、压力、温度、流量、距离

以被测量命名(即按用途分类)

输出量

模拟式

输出量为模拟信号(电压、电流、……

数字式

输出量为数字信号(脉冲、编码、……


(二)传感器应用领域

传感器是信息采集系统的首要部件,是实现现代化测量和自动控制的主要环节,是信息的源头。目前,传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域,如物联网、汽车工业、消费电子、工业制造、医疗保健、航空航天等。

 

(三)传感器技术发展趋势

作为智能化设备的核心器件,未来传感器将朝着智能化、可移动化、微型化、

集成化、多样化方向发展。1)智能化:多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等集成,智能传感器与人工智能结合。2)可移动化:无线传感网技术应用加快,克服节点资源限制,满足传感器网络拓展性、容错性等要求。3)微型化:随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。4)集成化:几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正。5)多样化:有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料已成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器将加快涌现。

 

二、传感器行业分析

(一)行业竞争格局

1、区域分布情况

从区域分布情况来看,2016年,美国、日本、德国三个国家占据了全球传感器市场份额的27%、20.5%、14%,合计占比61.5%。美国、日本、德国的传感器技术先进,上下游产业配套成熟,是中高端传感器产品的主要生产者和最大的应用市场。未来,随着中国、印度等发展中国家经济的持续增长,对传感器的需求也将大幅增加。英泰诺咨询公司指出,未来几年亚太地区市场份额将持续增长,北美和西欧国家的市场份额将略有下降。

2、国内外主要传感器厂商

由于发达国家具备技术领先优势,世界主要传感器厂商也集中在这些国家,包括美国的霍尼韦尔、飞思卡尔、PCB、GE,德国的博世、英飞凌,瑞士的HUBA、ABB,荷兰的飞利浦等公司,这些厂商生产的传感器种类繁多、工艺复杂,占据了大部分的中高端传感器市场。

国内传感器产业起步较晚,发展较慢,因此和发达国家有一定的差距。目前我国有1600多家传感器研发和生产单位,产品超过8000种,然而国内传感器需求、尤其是高端需求严重依赖进口,国产化缺口巨大,MEMS传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%。目前国内传感器主要生产厂商包括汉威电子、华工科技、苏州固锝、歌尔声学等。

 

行业市场规模

1、全球传感器市场高速增长

世界传感器市场正在以持续稳定的增长之势向前发展,2016年全球传感器市场规模达到1740亿美元。未来,随着经济环境的持续好转,市场对传感器需求将不断增多。根据BCC Research的预测,全球传感器市场规模在2016—20121年间复合增长率为11%,到2021年将达到3000亿美元。正如业界所言,Trillion-Sensors(TSensors,万亿-传感器)量级时代即将来临。

 

数据来源:公开网络资料整理

2:2009-2016年全球传感器市场规模及增长情况

 

2、受益政策扶持, 国内传感器产业快速发展

在国家“十二五”“十三五”期间较为密集的政策扶植下,我国传感器产业迎来重要战略机遇期,展开爆发式增长,2016年市场规模达到1126亿元,据工信部预测,到2018年,中国传感器市场规模将达到2610亿元。

 

 

资料来源:智研咨询

3:2009-2016年国内传感器市场规模及增长情况

 

3、MEMS传感器市场规模广阔

随着传感器往智能化、微型化、集成化方向发展,传感器在尺寸和功耗方面需要进一步优化,采用微电子和微机械加工技术生产出来的MEMS传感器可以很好的解决这个问题。MEMS,即微机电系统,是一个独立的智能系统,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。常见的 MEMS 产品尺寸一般都在 3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。具有微型化、集成化、批量生产、方便扩展等特点,在技术上较普通传感器而言精度高、重量轻、尺寸小、能效高。与传统的传感器相比,MEMS传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点,因此受到越来越多智能化设备(特别是智能手机、可穿戴设备等移动设备)厂商的追捧。

MEMS产品从开发设计到批量生产,对制造和工艺提出了很高的要求,且MEMS研发是一个长期的过程,目前国内MEMS传感器技术还比较落后,导致我国目前80%的MEMS传感器依赖进口。未来具备较强MEMS技术的国内公司将充分受益于国内持续增长的MEMS传感器需求。

 

三、传感器下游市场分析

消费电子占比最大

Yole Development的统计数据显示,消费电子是MEMS传感器做大的应用市场,占比达到45%,其次是汽车电子市场占比达到22%,医疗服务市场占比达到19%,这三大领域市场需求合计占比达到86%,可以说占了MEMS传感器市场的绝大部分份额。

 

资料来源:华泰证券研究所

4:年全球MEMS传感器应用市场划分

 

消费电子占比最大是因为全球智能手机、平板电脑等移动电子设备的市场需求规模很大,从而促成了该领域的领头地位。2016年全球智能手机出货量达到14.7亿台,比2015年增长了13.69%。造成这一现象的原因是智能手机的功能越来齐全,总体来说,智能移动设备的出货量仍保持持续上涨趋势。未来几年,随着信息技术的发展与全球智能化水平的提升,智能手机无论是保有量还是智能化程度都还有很大发展空间,其出货量仍将维持一定增长速度。

(二)可穿戴设备是最景气下游应用领域

2012年因谷歌眼镜的亮相,被称为“智能可穿戴元年”,智能可穿戴设备成

为智能手机之后又一个市场热点。2016年,全球智能可穿戴设备出货量达1.1亿台,2012-2016年间复合增长率达262.98%。据IDC预计,2020年智能可穿戴设备的出货量将达2.136亿件,智能可穿戴设备将成为助推消费电子增长的新引擎。

1、智能性+便携性催生智能可穿戴设备

智能可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或者配件的一种便

携式设备,其通过软件支持、数据交互、云端交互来实现强大的功能,是电子产

品沿着智能性便携性两个维度发展的产物。目前智能可穿戴设备的产品形态主

要是各种手环、手表、眼镜和跑鞋,随着技术的发展,产品形态会更加丰富。

2、智能可穿戴设备应用领域

根据市场调研公司IHS 2013年的统计数据,可穿戴设备应用领域主要包括医疗保健、运动健康、信息娱乐、工业应用和军事应用,销售额排名前三的可穿戴设备应用依次是医疗保健、信息娱乐和运动健康三类,占据了95%以上的市场份额。

目前,医疗保健是可穿戴设备目前最大的应用领域,可穿戴技术在医疗保健领域至少占可穿戴设备50%的份额。典型的可穿戴医疗设备有康康血压、中卫莱康-腕式心电监测仪等。

 

5:典型可穿戴医疗设备

运动健康目前是可穿戴设备第二大应用领域,可穿戴设备在该领域的在该领域的主要功能是运动监测,通过设备中的加速度计、陀螺仪、磁力计、压力传感器等运动传感器可以随时随地测量、记录和分析人体活动情况,比如跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间等,这对于培养良好的运动习惯具有重要意义。典型的可穿戴健身设备有Nike+FuelBand、Jawbone Up、Pebbel、Galaxy Gear等。

 

6:典型可穿戴健身设备

 

信息娱乐是可穿戴设备最具前景的应用领域,未来几年将成为市场增长的主力军。可穿戴娱乐设备要求很好的人机交互体验,因此除了常规的运动传感器之外,一般还配备了MEMS麦克风传感器。典型的信息娱乐类可穿戴娱乐设备包括Google Glass和Apple Watch等。

 

7Google Glass和Apple Watch


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