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[提问] 一文看懂世界各国传感器发展情况及未来传感器的重要应用方向

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发表于 2019-12-12 15:42:59 | 只看该作者 |只看大图
关键词: 传感器
传感器技术作为信息技术的三大基础之一,国内外公认的最具有发展前途的高技术产业,同时也是进入21世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。
传感器技术所涉及的知识领域非常广泛,其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。在国内有自动化方面的专家指出,传感器技术直接关系到我国自动化产业的发展形势,认为“传感器技术强,则自动化产业强”。由此可见传感器技术对自动化产业乃至整个国家工业建设的重要性。下面工采网小编和大家通过本文了解世界各国传感器发展情况及未来传感器的重要应用方向。
世界各国传感器发展情况
目前,活跃在全球传感器市场上的仍然是德国、日本、美国等国家。然而在市场占比中美国、日本、德国及中国合计占据全球传感器市场份额的72%,其中中国占比约11%。与全世界生产的超过2万种产品品种相比,中国国内仅能生产其中的约1/3,整体技术含量也较低,是目前急需改变的一个状态。世界各国传感器发展情况如下:

美国
早在80年代美国就声称世界已进入传感器时代,而且美国在80年代初就成立了国家技术小组(BGT),帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的多项关键技术之中,8项就为无源传感器。美国空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力关键技术,传感器技术名列第二。
德国
德国视军用传感器为优先发展技术,德国传感器充分发挥了老牌工业强国的固有优势,再经德国制造商依托自有品牌声誉和技术研发、质量管理方面的优势进行整合,其产品的市场竞争力必然获得显著提升。一方面更加注意原材料成本的节约;重人力资本的投入,以便使产品保持技术上的领先,进而保持较高的市场占有率!
日本
日本则把传感器技术列为十大技术之首。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。日本对开发和利用传感器技术相当重视并列为国家重点发展6大核心技术之一。一方面日本科学技术厅制定的90年代重点科研项目中有70个重点课题,其中有18项是与传感器技术密切相关。另一方面日本侧重实用化和商品化,先普及后提高,由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子。前者花钱多,后者花钱少,更快些。研发方面,日本约有800家生产和开发传感器的厂家。
中国
我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。我国在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位;1974年,研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年,诞生中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年,国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。进入20世纪90年代后,硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产。改革开放30年来,我国传感器技术及其产业取得了长足进步,主要表现在:建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地;MEMSMOEMS(微光机电系统)等研究项目列入了国家高新技术发展重点;在“九五”国家重点科技攻关项目中,传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩,初步建立了敏感元件与传感器产业。
目前,中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。
国内传感器行业市场竞争格局及发展前
相比德国、日本、美国等国家而言,我国的传感器产业发展较慢,80%以上的传感器都依靠进口。我国物联网发展一直无法突破,缺乏感知能力正是一个重要原因。但是目前,我国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试、应用已形成完整的产业链。如图所示:
2019年中国传感器行业市场为例看各行业“百花齐放”!
区域格局明显,形成四大产业聚集区
从产业链来看,我国智能传感器产业生态也逐渐趋于完备,设计制造,封测等重点环节均有骨干企业布局。这些传感器的生产企业主要集中在长三角地区,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。
从企业分布来看,传感器企业主要分布在华东地区、京津及东北地区、珠三角地区、中西部地区四大产业聚集区。其中,华东地区传感器企业数量最多,约占全国企业总数的60%,珠三角地区约占15.5%,京津及东北地区约占16%,中西部地区约占8.5%。此外,传感器产业伴随着物联网的兴起,在其它区域,如陕西、四川和山东等地也逐步发展起来。

虽然我国的传感器起步相对较晚,在高端传感器方面的发展落后于欧美日韩等发达国家,但是伴随着国内信息化飞速发展,同时国家将传感器技术列为重点突破的领域,近年来我国的传感器发展飞快。据统计,2018年国内的传感器市场规模达到1472亿元。2018年国内传感器上市企业整体的营收增长明显,八成以上的企业营收都出现增加,仅有三家企业(歌尔股份、晶方科技、科陆电子)出现负增长。
中国传感器发展与国外差距及原因
国内传感器厂商占据中低端市场从发展态势看,国内传感器厂商有三种情况:
一、民营或合资企业的产品占据了中低端市场,传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求,市场发展状态良好。
二、随着物联网等新兴产业的兴起,传感器产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。
三、国有企业发展处于平稳增长状态,总体上跟不上国外最新技术发展的步伐,除少数厂家外,总体差距有扩大的趋势。这是因为传感器技术发展快,工艺和制造设备更新快,许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元,多则数百万美元,绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备,致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。
我国传感器发展差距的主要原因
一、核心制造技术严重滞后于国外,国内产品差强人意。
1、产品品种不全、规格少,新品欠缺。
2、科技创新差,拥有自主知识产权的产品少。
二、工艺装备落后,产品质量差。
三、人才资源匮乏,产业发展不足。
四、统筹规划不足,投资力度不够。
未来传感器的重要应用方向
从应用领域来看,工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右,而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。特别是在智能汽车和无人驾驶领域成了传感器发展的催化剂。
在智能汽车时代,将会使用大量的MEMS运动传感器实现主动安全技术:语音将成为人与智能汽车的重要交互方式,MEMS麦克风将迎来发展新机遇。自动驾驶技术的兴起,进一步推动了MEMS传感器进入汽车。汽车行业占据整个MEMS市场份额超过30%,根据麦姆斯咨询预测,未来五年,全球汽车MEMS市场预计将以11%的复合年增长率成长。北美是市场增长的主要贡献者之一。

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