传感器报告:传感器总结报告

2021/10/31 11:25 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器报告:传感器总结报告已关闭评论
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传感器报告:传感器总结报告

传感器总结报告
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机械
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摘要
:
传感器是被测量进入测量系统的第一个环节——把被测量转换成容易检测、传输
和处理的电信号。其性能直接影响整个测试装置和测试结果的准确性、可靠性。其地位在
电子技术和测试技术中举足轻重。
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关键词
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传感器、特性、应用
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sensors

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传感器种类繁多、形式多样:有的是很小的敏感元件,例如应变片、霍尔元件等;有
的是一个复杂的系统,如智能型传感器。传感器分类依据不同,分得的结果也各种各样。
此报告主要按物理现象分类方式分别介绍常用的结构型传感器、
物性型传感器的工作原理、
性能特点、转换电路和应用。
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结构型传感器
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结构型传感器是依靠其结构参数的变化实现信号转换。常见的结构型传感器有:电阻
式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器。
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一、电阻式传感器
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电阻式传感器是一种把被测量的变化转换成电阻变化的传感器。按其工作原理可分为
变阻器式和电阻应变式传感器两类。
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传感器报告:传感器行业分析报告

随着科学技术的发展,物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。传感器作为物联网的感知前端,在物联网产业的发展中有着极其重要的作用。 2012年传感器市场先抑后扬 中国传感器市场近几年一直持续增长,增速超过15%,工业过程控制、汽车电子、通信电子及消费电子为四大应用领域,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。 传感器是电子信息装备制造业中的基础类产品,是重点发展的新型电子元器件中的特种元器件。传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业,以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。在蓬勃发展的电子信息产业市场的推动下,我国传感器已形成了一定的产业基础,并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有长足进展,为促进国民经济发展作出了重要贡献。 中国传感器市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业控制、汽车电子、通信电子及消费电子,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。2012年1~
市场分析
市场
传感器报告:传感器总结报告  第3张

传感器报告:检测原理:

1.智能传感器简介

1.1智能传感器的概念

智能传感器概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船过程中提出来,并于1979年形成产品。IEEE协会将能提供受控量或待感知量大小且能典型简化其应用于网络环境的集成的传感器称为智能传感器。《现代新型传感器原理与应用》一书中认为智能传感器是带微处理机的,兼有信息检测、信息记忆以及逻辑思维与判断功能的传感器。

智能传感器是正在高速发展的高新技术,至今还未形成统一的规范化的定义,人们普遍认为智能传感器是具有对外界环境等信息进行自动收集、数据处理以及自诊断与自适应能力的传感器。

1.2智能传感器的功能

(1)自补偿与自诊断功能:通过微处理器中的诊断算法能够检验传感器的输出,并能够直接呈现诊断信息,使传感器具有自诊断的功能。

(2)信息存储与记忆功能:利用自带空间对历史数据和各种必需的参数等的数据存储,极大地提升了控制器的性能。

(3)自学习与自适应功能:通过内嵌的具有高级编程功能的微处理器可以实现自学习功能,同时在工作过程中,智能传感器还能根据一定的行为准则重构结构和参数,具有自适应的功能。

(4)数字输出功能:智能传感器内部集成了模数转换电路,能够直接输出数字信号,缓解了控制器的信号处理压力。

2.智能传感器应用领域及其发展现状

2.1土木工程

我国作为重大的土木工程和基础设施大国,桥梁、水坝、核电站、供水供电系统工程等使用年限长达几十年,由于腐蚀作用、材料老化等环境和自身因素,不可避免的造成工程损伤和灾害抵抗力下降等问题,因此智能传感器在土木工程领域的作用就显得尤为重要。

哈尔滨工业大学的周智、欧进萍等人分析了光纤光栅温度传感特性及其应变传感的温度补偿原理和方法,开发了一种满足工程应用的光纤光栅封装传感器,建立了包括传感器、光开关、数据采集和控制软件在内的大规模、分布式的光纤光栅智能监测系统,并将其成功的运用到桥梁的实际施工中,将温度传感器与建筑材料复合,用于桥梁的局部健康监测总并取得了良好的效果。

2.2医学

在生物医学领域中,传感器作为核心部件被应用到了众多的检测仪器中,关乎到人体健康往往对医用传感器有更高要求,不仅对其精确度、可靠性、抗干扰性,同时在传感器的体积、重量等外部特性上也有其特殊的要求,因此传感器在医学中的应用在一定程度上反映了传感器的发展水平。

随着可穿戴式、可植入式微型智能传感器逐渐面世,医学检测仪器的发展有了里程碑式的飞跃。中山大学冯巍、陈仲本等人研究了一种人体实时监控系统,该系统利用多个微型智能传感器通过基于蓝牙技术的无线网络实现人体健康数据获取、处理及通信等任务,主服务器对数据进行分析计算后反馈给各个节点,实时监控被监测对象以避免突发性疾病,这种可穿戴式的智能传感器也可以在运用于类似于足球比赛等高强度的体育比赛或运动员的高强度训练中。

2.3汽车及交通

交通发展的逐渐走向体系化、规范化、智能化管理,在城市内建立完整的智能交通系统,利用智能信息搜集与处理、数据通信等技术实现人、车和路信息的多元统一,进一步智能调控交通运行系统,利用道路传感网络获取当前交通系统中基础设施、各类车辆以及人群移动的状态等数据,使交通系统实现智能检测与控制成为可能。

目前在汽车安全行驶系统、车身系统、智能交通系统等领域已经实现了智能传感器的规模化生产,随着智能传感器的不断更新改良,其在汽车领域的应用已经比较广泛。轮胎压力监测系统(TPMS)是一种监测汽车轮胎压力和温度的智能监测系统,监视器收集各个轮胎的温度和压力数据,并根据轮胎温度和压力数据的异常情况发出不同的报警信号提醒驾驶者采取一定的措施,对防止重大交通事故发挥积极作用。温州大学的雷鹏飞、沈华东等人对红外传感器在智能车避障系统的应用进行了研究与设计,避障传感器放射的红外线在一定范围内遇到障碍物会被反射,传感器检测到红外线反射回的信号并发送给单片机,单片机通过输入内部的算法对车辆轮胎的方向、距离进行智能协调,从而完成躲避障碍物动作。同时独轮式平衡车作为新兴的个人交通工具也是利用内置传感器收集用户的姿势信息控制平衡车的前进方向与速度,成为传感器在交通领域的一大创新。

2.4军事与国防

军事力量是衡量一国国防实力和综合实力的关键指标,对于国防建设具有重要的作用。作为军事力量的重要组成部分,武器系统的性能决定了军事队伍作战的成败,在武器系统中引入智能传感器不仅能够实时监测战场形势变化从而及时调整侦察和作战计划,而且可以通过应用各类微小传感装置实现隐蔽性监视,为摧毁敌人目标点和攻击武装力量奠定技术和环境基础。美国海军陆战队的地面侦查机器人在机身上装有具备俯仰角度和侧倾角的智能传感器,这种装备主要用于实现潜水侦察,另外还在机身上装有基于卫星导航的智能传感器用于准确模拟战场及其周边地形,从而实现水陆两栖作战的完美配合。

2.5家电

郑志辉等人研究了红外传感器在智能云空调上的应用,将红外热成像技术引入智能空调应用开发,实现智能送风和智能启停功能,根据室内温度与用户体感温度的差异选择是否开启空调,以及选择送风方式及相应的调节参数,该应用搭配志高云平台实现智能防火功能,智能检测、报警,用户可通过APP了解现场情况。

2.6电子装备

智能手环是最常见的一种可穿戴式的电子设备,能够通过微型贴身传感器实时监测并记录用户的饮食、睡眠、健身等数据,同时将这些数据同步到智能手机、平板等电子设备上,用数据指导健康生活。桂林电子科技大学的李易陆、陈洪波等人设计了一种基于MEMS数据输出加速度传感器与超低功耗单片机的智能记步手环,该手环利用传感器随时随地记录运动者的步行量、卡路里消耗等信息,通过蓝牙方式传输到手机,实现了计步功能的良好适应,也提高了智能手环的可靠性运行。Helios设计了一款配备了UV紫外线传感器的智能戒指,用户只需在Helios应用上反馈着装、防晒等的涂抹情况,智能戒指就可以根据当天的紫外线按强度提供准确的结果帮助用户确定日光浴时长等。

2.7农业

智慧农业是现代农业发展的高级阶段,涉及到应用传感和测量技术、自动控制技术、计算机与通信技术等智能信息技术,依托安置在农产品种植区的各个传感器节点和通信网络,实施监测农业生产的田间智慧种植数据,实现可视化管理、智能预警等,因此传感器技术是现代农业发展的一项关键技术。

中国农业大学的承洋洋、王库、刘超等人设计开发了一种农业环境智能监控系统,通过分布式的传感器节点构建ZigBee无线传感网络,采集和传输空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度和光照强度等信息,并将这些信息与摄像头收集的图像数据汇集到一起,通过无线电台传输到远程服务器上,远程监控农业生产中的环境问题,实现农业生产管理的智能化与高效率。

2.8海洋探测

开发海洋资源的前提是海洋信息的实时收集与检测,随着物联网技术在海洋环境领域的广泛应用,为实现海洋环境实时监测、海洋信息实时采集,海洋信息智能采集成为保证海洋环境监测的基础。杨秀芳等人设计开发了基于无线传感器的信息采集系统,通过构建无线传感器网络,实时提供海洋环境数据,充分利用ZigBee网络优势,通过智能激活传感器节点所形成的最佳时间间隔减少网络成型时间,降低功耗和复杂度的同时延长无线传感器网络的生存时间,保证传感器能够长时间对海洋环境进行实时监测以及海洋信息的实时采集,对未来海洋环境保护和资源开发具有一定的价值。

2.9航空航天

NASA为检测制造航天飞机的材料是否达到使用寿命,需要经常检测运载火箭的舱内设施以及各个关键部件结构的的健康状况,因此美国斯坦福大学开发了一项斯坦福多致动器接收转换(SMART)层专利技术,舱身各部分安装传感器接收器,在接收到中央传感器发射的电磁波,将其转换为实时数据并传输到计算机中,计算机利用自身的一套算法处理该数据并实现信息反馈,提供了一种结构健康监测的实现方法。

3.展望

3.1MEMS传感器

MEMS传感器是利用MEMS技术制备的新一代传感器件。MEMS是一个独立的智能微小系统,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,可大批量生产,常见的产品包括MEMS气体传感器、MEMS压力传感器、MEMS湿度传感器、MEMS光学传感器、MEMS加速度计、MEMS麦克风及MEMS陀螺仪等以及它们的集成产品。

3.2仿生传感器

仿生传感器是将生物物质作为识别标识与待测物质发生生物学反应,产生的信息将会转化成物理、化学信号并输出的装置。仿生传感器运用于农业生产能够快速地对农产品品质、土壤污染情况进行检测,是目前研究和应用最广泛的智能传感器。

3.3电化学传感器

电化学传感器能够对诸如pH值、离子活度的等土壤数据进行直接测量,是农业领域中的一个新的重要应用。中国科学院上海应用物理研究所在2014年研究发布了一种基于气泡介导的电化学生物传感器,单一反应实现免疫分析的问题得到解决,并且能够快速准确地检测多种疾病的标志物,该传感器有望为现场生化检测提供新的手段。

4.小结

智能传感器是物联网发展的最重要的技术之一,在为传统行业注入新鲜血液的同时也引领了传感器产业的潮流,在医学、工业、海洋、航天、军事、农业等领域均发挥着核心作用,随着智能传感器技术的发展,新一代智能传感器将结合人工神经网络、人工智能等技术不断完善其功能,具有十分可观的发展前景。

人工智能、大数据、云计算和物联网的未来发展值得重视,均为前沿产业,多智时代专注于人工智能和大数据的入门和科谱,在此为你推荐几篇优质好文:
1.智能化成为传感器行业发展主要方向
2.智能传感器的新技术,应用场景、行业标准及产业链发展情况
3.什么是智能传感器,智能传感器在物联网领域,面临哪些挑战?
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传感器报告:海缆行业:东方电缆&中天科技基本面分析

本篇共5300字,主要介绍第一章节全部,及第二章节前三小部分。
目录
1.0 传感器简介
1.1 传感器发展史
1.2 传感器产业链概况
2.0 传感器市场前景及产品种类
2.1 CIS
2.2 MEMS
2.3 RF
2.4 雷达
2.5 指纹传感器
3.0 中国传感器相关企业
引言
随着物联网和智能驾驶时代的来临,传感器市场将会成为确定性比较高的赛道之一,本文将对全球传感器市场未来的增长空间进行一个深入的探讨。让我们一起来看看,未来全球传感器市场中国哪些细分领域的成长性确定性比较高,以及这些赛道中都有哪些中国企业的身影。
1.0 传感器简介
传感器属于物联网的感知层,承担着采集数据和信息的重任。无论是AI技术或者可穿戴技术等都需要一个事物的介质,想要实现万物互联,是不可能离开传感器的。传感器是属于一种检测装置,通常由敏感元件、转换元件以及信号调理转换电路组成,能感受到被测量的信息,比如速度、压力、温度、光照等。并将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号(电压、电流等)或其他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。
简单来说,传感器就是将非电学量转换为与之有确定对应关系的电学量输出的一种装置。
图1-传感器工作转换流程(资料来源:公开资料、格菲资本)
1.1 传感器发展史
截至目前为止,传感器的发展历程大致分为三个阶段,分别是结构性传感器阶段,物性型传感器阶段以及智能传感器阶段。
1. 结构型传感器初始于1950年,它的功能跟其名字一样,主要是利用结构参量的变化来感受和转化信号;
2. 1970-1999年为物性型传感器发展阶段,在70年代前期的传感器是由半导体、电介质磁性材料等固体元件构成,代表的产品有热电偶传感器(接触式测温装置;将热能转换为直流电压信号)、霍尔传感器(磁场传感器,主要用于检测半导体的导电类型、载流子浓度等)和光敏传感器(对外界光信号或光辐射有响应或转换功能的敏感装置)等。在70年代后期出现了集成传感器;
3. 第三个阶段智能型传感器始于2000年至今,智能传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物,其可以对外界的信息有自动检测、诊断、数据处理和自适应能力,在智能领域和物联网市场前景较为广阔。
图2-传感器产品发展历程(资料来源:《中国传感器(技术、产业)发展蓝皮书》)
我国传感器产业起步的相对晚一些,直到1972年才组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位。虽然中国目前拥有多个研发院,比如以中科院研究所、国家重点实验室、高等院校为代表核心的研发体系。但我国在一些核心技术与世界水平存在着很大的差距,像是传感器在感知信息方面、自身在智能化和网络化等方面的技术还是落后的。
图3-中国传感器产业发展历程(资料来源:《中国传感器(技术、产业)发展蓝皮书》)
从市场增速方面来看,2019年中国传感器规模增速同比+12.7%,预计2021年市场规模将达到2951.8亿元,同比+17.6%,增速要明显高于全球传感器市场规模(根据前瞻研究院预测数据显示2019-2023年全球传感器市场规模将以8%左右的速度增长)。虽然中国的传感器市场规模增速较快,但国产化程度依然很低,特别是高端传感器产品基本是被美国、德国和日本传感器企业占据着。
根据前瞻产业研究院数据显示,2019 年全球传感器行业规模达到了2265亿美元,约合人民币.97亿元,2019年中国传感器市场销售额约为1000亿元人民币,仅占全球传感器市场规模的6.75%。根据前瞻产业研究院数据显示,2018年美国、德国和日本的传感器市占率分别为29%、19%和21%,合计占据着全球69%的市场。
我国在关键核心技术上和传感器领军人才方面均落后欧美日等发达国家,导致我国内部供给能力不足,高端传感器产品几乎完全依赖进口,我国中高端传感器进口占比高达80%,传感器芯片要在90%以上。甚至一些特殊用途的传感器,比如航天、航海、航空专用的传感器,遭到了美国的出口限制政策。在我看来,中国传感器企业在该领域面临的问题不亚于中国在芯片领域遇到的“卡脖子”问题。面对未来广阔的市场空间,需要“国企”同心协力共同发展,方可攻克难关。
但是在我国近几年的政策推动下,我国传感器企业正在快速扩张,与美国、德国和日本的差距也在持续缩小中,特别是在一些细分领域中,像是汽车传感器市场中国已经超越了美国和日本,全球市场份额排在了全球第二;从公司来看的话,像是韦尔股份的CIS图像传感器,已在全球份额排名第三的位置。
1.2 传感器产业链概况
图4-传感器产业链全景图(资料来源:前瞻产业研究院)
传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调理转换电路三个部分组成。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,目前已实现将传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上的传感器模块和集成电路传感器,其技术难度也大大的提升。通常一个完整的传感器产业链包括了研究、设计、制造、封装、测试以及终端应用,图4中主要列举了在传感器产业链中设计到的一些研究所和企业,我们可以看出每个领域都有中国企业的覆盖,已经形成了完整的产业链。
虽然中国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试已形成完整的制造产业链,但是对于一些技术难度高的核心领域,我国的传感器企业依旧无法攻克。以韦尔股份为例,韦尔股份是国内CIS图像传感器龙头,全球的市场份额在收购豪威科技排名第三。韦尔的CIS图像传感器制成节点(像素层)为55nm,代工厂商主要为台积电、中芯国际、华力微等。而索尼的制成节点已达到了90nm,主要由台积电代工生产。国内的晶圆代工厂商在产能上也是远远落后的台积电、索尼、三星等海外知名企业。
2.0 传感器市场前景及产品种类
图5-传感器在各领域的数量(资料来源:北京联讯动力咨询公司总经理,天津大学兼职教授林雪萍)
传感器的应用场景比较广,从消费电子、汽车电子、医疗电子到工业领域电子几乎无处不在。以智能家居、智慧工业以及智能驾驶为例,智能家居通过传感器采集用户的生活数据,以便提供“智能个性化”的服务,如根据用户生活习惯自动调节室内温度、湿度、自动打扫房间等。新一代的智能传感器被业界普遍认为智慧工业的“心脏”,通过智能传感器产品的装配生产均可以自动化进行,降低人工成本的同时也大大提高了生产效率,是实现智能制造的重要元器件之一。
智能驾驶的感知层包含了像是摄像头、雷达系统、导航系统、车载视觉系统等,作为感知层核心部件的传感器芯片在普通家用轿车中约配有数十个,在高档轿车中配有数可多达数百个。其作用主要是感知外界环境的变化,采集相关信息然后经由决策层和执行层完成相应的汽车操作指令和控制。不只是应用的场景比较广,传感器在终端产品的应用数量上规模也是较大,一个简单的智能马桶通过76个传感器自动检测采集信息,并与云端相连,可以实现慢性病大健康管理;一个机器人保姆则需要1300-1500个传感器来实现信息的采集。未来随着人们对智能化产品需求的增加,传感器市场空间也将会迎来爆发式的增长。
在近几年物联网快速发展的大背景下,全球传感器市场一直保持着快速的增长。2019年全球传感器行业规模达到了2265亿美元,约合人民币.97亿元,增速为10%。未来随着全球物联网在各行业进入实质性发展,传感器作为其感知层必不可缺少的组成部分(作为终端设备的眼耳口鼻,主要负责信息的采集),未来市场空间较为广阔。根据华西证券研究所数据显示,从2015-2023年,全球传感器市场规模的复合增速可达到8%。到2023年,其全球传感器的市场规模可达到2985亿美元,约合人民币.35亿元,增速为8.27%。截至2018年,全球的传感器种类约有4.8万多种,而我国仅有约6000多种,但大多数都是常规类型产品。从应用领域来看,工业制造、汽车电子、通信电子和消费电子会是未来传感器最大的市场。根据2019年全球传感器市场结构来看,工业制造和汽车电子领域的传感器可占到整个传感器市场的43.3%左右。
图6-2011-2023年全球传感器市场规模及预测(资料来源:前瞻产业研究院、华西证券研究所、格菲资本)
根据2018年全球传感器各细分产品的市场占有率来看,CIS、MEMS、RF、雷达、指纹传感器在全球传感器市场拥有较高的份额。下面我们将会详细地看一下这些细分产品应用场景及未来市场增长情况。
2.1 CIS
CIS(Contact Image Senor中文全称接触式图像传感器),是一种将光学信号转换为电信号的装置,根据数字数据传送方式的不同可分为CCD(Charge-coupled Device中文全称是电行耦合元件)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor中文全称是互补金属氧化物半导体)两大类。CCD传感器的灵敏度,噪声和暗电流性能远远高于CMOS传感器,一般用于数码相机中。CMOS传感器在集成度、功耗和成本中均优于CCD,多使用在手机摄像头中,未来也将广泛地使用到汽车领域中。
目前,CIS主要应用在智能手机(为CIS传感器应用的主要领域。据Frost&Sullivan数据显示,2019年智能手机市场占到全球CIS销售额73%的份额,市场规模达121亿美元。)、相机、汽车电子、安防、工业、平板/PC、医疗健康、AR/VR等领域。其中CIS传感器在智能手机、相机和平板、PC等领域的市场基本饱和,根据IC insights数据显示,2018-2023年年复合增长率不足6%。近几年智能手机的摄像功能逐渐成为较火的卖点,为了更好满足消费者的拍照需求,CIS传感器逐步转向高像素、大尺寸以及多层堆叠发展,这也可以使得CIS在智能手机中的营收带来新的驱动力。另一方面,CIS传感器在汽车电子、安防、医疗健康、工业、AR/VR近几年的增幅较大,年均复合增速均保持在15%以上,其中在汽车电子领域的复合增速可达到29%,是CIS未来的主要增长细分领域。
根据前瞻产业研究院数据显示,2013-2018年CIS传感器复合增长率为13.9%,预计2018-2023年CIS传感器的年复合增速为8.7%,到2023年市场规模可达到215亿美元,约占整个传感器市场规模的7.2%。另一方面,从全球的传感器出货量来看全球的CIS传感器出货量增速较快,预计2018-2023年全球CIS传感器出货量复合增长率达到11.7%,2023年销量有望突破95亿颗。
图7-2013-2023年全球CIS传感器市场规模及预测(单位:亿美元)(资料来源:前瞻产业研究院)
2.2 MEMS
图8-MEMS传感器工作原理(资料来源:前瞻产业研究、国元证券研究所)
MEMS传感器的全称是微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),通常是指将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路直至接口、通信和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或系统。与传统的传感器对比,MEMS传感器有体积小、重量轻、成本低、功耗低等众多优点。MEMS传感器既可以是常规传感器,也可以是芯片级传感器,还可以是智能传感器。
但是,基于其最终将所需要电子元器件集成到芯片上,所以MEMS传感器的加工工艺与传统的IC工艺有许多相似之处,如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等。但是对于一些复杂的微结构是难以用IC工艺实现,需要采用微加工技术(包括硅的体微加工技术、表面微加工技术和特殊微加工技术)制造,对于技术的要求还是比较高的。通过微机电系统工艺制造传感器也是有一定的优势,像是微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、产能高、良品率高等特点。
MEMS传感器的种类繁多,按照其工作原理,可分为物理型MEMS传感器(MEMS力学、MEMS电学、MEMS磁学、MEMS热学、MEMS光学、MEMS声学传感器)、化学型MEMS传感器(MEMS气体、MEMS温度、MEMS离子传感器)以及生物型MEMS传感器(MEMS生理、MEMS生化传感器)。
随着近几年MEMS传感器技术的升级,其市场应用领域和渗透率也在不断提高,目前较为广泛的应用在汽车、消费电子、航空航天、生物医学、工业控制等领域。从细分产品来看,受益于工业和消费电子等领域的广泛应用,2018年市场份额排在前三的分别是压力传感器(市场份额21%)、加速传感器(市场份额11%)以及微麦克风(市场份额10%)。我国的MEMS产业起步较晚,在技术上远远落后于欧洲、美国和日本等国家。目前虽然在设计、生产制造、封装测试、系统集成形成了完整的产业链,但产品仅仅集中在压力传感器、加速度计传感器等传统领域。
图9-MEMS传感器应用场景(资料来源:格菲资本根据公开资料整理)
另外,根据国泰君安证券研究数据显示,2018年全球的MEMS传感器的市场规模为146亿美元,增长率为10.6%,2019-2021年全球的MEMS传感器市场将迎来一个快速增长期,平均年化增速预计将达到15.67%。预计MEMS传感器市场规模到2022年市场规模可达到254亿美元(要高于CIS传感器的市场规模),约占全球传感器市场规模的9.16%。此外,国内的MEMS传感器的市场规模增速要明显大于全球,预计2018-2020年年化增速为17.41%。
图10-MEMS传感器全球市场规模(资料来源:国泰君安证券研究)
2.3 RF
RF(Radio Frequency)是一种高频交流变化电磁波的简称,频率范围在300KHz~300GHz之间。随着射频技术在无线通信领域中被广泛应用,它的定义范围随着科技应用逐渐演化和发展。严格意义上来讲,这里的RF不属于传感器,而是属于射频集成电路。但是,因为它和传感器一样都属于物联网的感知层,所以这边我们也将简单的了解一下其应用场景和未来市场空间。射频芯片是将射频信号和数字信号进行转化的芯片,它将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。它的架构包括了接收通道和发射通道两大部分,主要作用是实现信号发射接收。
射频芯片的应用场景较为广泛,像是消费电子、汽车电子产品、智能家居、工业无线环境、生物医学、智慧楼宇等很多场景均可使用,下表中将会给一些具体的应用场景方便大家了解。
图11-射频芯片部分应用场景(资料来源:格菲资本根据公开资料整理)
射频芯片的未来规模增速要明显高于CIS和MEMS,根据研究咨询机构QYR数据显示,2019年全球射频芯片的规模达到了161亿美元,约合人民币1050.48亿元。预计2023年全球射频芯片市场规模可达到303亿美元,约合人民币1976.95亿元,年复合增长率达到14.9%。
此外,我国在射频芯片领域与海外厂商差距还是比较大的,以射频前端(移动智能终端产品的核心组成部分)为例,2018年全球前五大公司分别是村田(26%)、思佳讯(21%)、博通(14%)、威讯(13%)以及高通(7%),这五家海外企业占据着全球81%的市场份额。但在过去多年的奋斗中,中国在一些细分领域的优势逐渐凸显出来,中国的射频前端龙头企业卓胜微以全球市场份额10%的排名,成功进入了全球前五。
图12-2010-2023年射频前端芯片市场规模(资料来源:QYR、万联证券研究所)
【未完待续】
文章来自:格菲研究院
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