一、全球傳感器行業發展概況分析

　　傳感器(transducer/sensor)是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能将感受到的信息，按一定規律變換成為電信号或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

　　由于世界各國普遍重視和投入開發，傳感器展十分迅速。近年來全球傳感器市場一直保持高速增長，2019年市場規模近2265億美元。2019年全球MEMS市場規模達169.6億美元，CIS市場規模近170億美元。2019年索尼繼續保持着在CMOS圖像傳感器領域的領先地位，市場份額達49.2%，三星、豪威緊随其後。

　　據日本矢野研究所預測數據，車載雷達與攝像頭，預計到2030年全球市場規模都将近900億元，發展潛力較大。

　　1、2019年全球傳感器行業市場規模達到2265億美元

　　全球從事研制生産單位已超過6500家。美國、歐洲俄羅斯各自從事傳感器研究和生産廠家1000餘家，日本有800餘家。

　　2010-2019年期間，全球傳感器市場一直保持快速增長，随着經濟環境的持續好轉，市場對傳感器的需求将不斷增多，到2018年全球傳感器行業市場規模增長至2059億美元，同比增長5.3%。初步測算2019年全球傳感器行業市場規模近2265億美元，同比增長10.0%。

　　2、2024年全球MEMS傳感器行業市場規模将超185億美元

　　據Yole統計，2019年全球包括加速度計、陀螺儀、壓力傳感器和麥克風等應用在内的MEMS(含傳感器、緻動器、微能源等)市場規模達169.6億美元，預計2024年市場規模将達到達185.1億美元。

　　3、2024年全球CMOS圖像傳感器行業市場規模将達到240億美元左右

　　圖像傳感器分為CCD傳感器、CIS傳感器(CMOS圖像傳感器)兩大類别，CIS傳感器由于體積小、成本更低等優勢廣泛被廣泛地應用于手機、汽車、安防、醫療等場景。

　　據Yole統計，2019年全球CIS市場規模170億美元，同比2018年的155億美元增長9.7%。在智能手機普及以及手機攝像功能提升(雙攝像頭等)的推動下，預計2024年全球CIS市場規模将達到240億美元，除了手機以外，汽車智能化的重要性也不斷上升。

　　4、2019年索尼繼續保持着在CMOS圖像傳感器領域的領先地位，市場份額達49.2%，三星、豪威緊随其後

　　據Yole統計，2019年索尼繼續保持着在CMOS圖像傳感器領域的領先地位，索尼以49.2%的市占率位居第一，三星以19.8%的市占率排名第二，豪威以11.2%的市占率位列第三，前六大廠商占據90.8%的市場份額，市場集中度非常高。

　　5、車載雷達與攝像頭，預計到2030年全球市場規模都将近900億元，發展潛力較大

　　據日本矢野研究所數據，車載雷達與攝像頭未來将高速發展，預計到2030年全球市場規模都将近900億元，成為最受益的細分領域，發展潛力較大。

　　二、傳感器10大應用領域的格局

　　傳感器是一種應用非常廣泛的檢測裝置，應用于環境監測、交通管理、醫療健康、農畜牧業、消防安全、生産制造、航空航天、電子産品、其他領域等。它能感受到被測量的信息，并能将感受到的信息，按一定規律變換成為電信号或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

　　①　工業控制：工業自動化、機器人技術、檢測儀器、汽車工業、造船業等

　　②　電子産品：智能穿戴、通信電子産品、消費電子産品等

　　③　航空軍事：航天技術、軍事工程、空間探索等

　　④　家居生活：智能家居、家用電器等

　　⑤　交通管理：交通運輸、城市交通、智慧物流等

　　⑥　環境監測：環境監測和預報、天氣測試、水文測試、能源環保、地震測試等

　　⑦　醫療健康：醫療診斷、醫療大健康、健康護理等

　　⑧　消防安全：大型車間、倉庫管理，機場、車站、碼頭、大型工業園區的安全監測等

　　⑨　農畜牧業：農業現代化、畜牧養殖等

　　⑩　其他領域：複雜機械監控、實驗室監測等

2015-2020年中國傳感器應用領域市場占比變化圖表

　　資料來源：夥伴産業研究院(PAISI)整理

　　2017年中國傳感器各應用領域市場占比

　　資料來源：夥伴産業研究院(PAISI)整理

　　可以看出在2017年成為各應用領域市場占比的轉折點。2017年之前，工業控制、電子産品、航空航天應用占比均得到快速增，特别是工業控制、電子産品尤為突出。

　　但是2018年後，随着智能家居、人工智能、智能醫療、航空航天、交通管理等蓬勃發展，工業控制、電子産品占比逐漸減少，預計到2020年，傳感器在工業控制和電子産品領域應用占比分别為22.4%，8.8%。

　　随着技術研發的持續深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物聯網、移動互聯網和高端裝備制造快速發展的推動下，傳感器的典型應用市場發展迅速。

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　　在工業控制中的應用

　　工業控制應用的傳感器較為廣泛，如使用于汽車制造、産品工藝控制、工業機械、專用設備以及自動化生産設備等等的各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)、測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的以及傳統的接近/定位傳感器發展迅速。

　　同時，智能傳感器通過将人機連接，并結合軟件和大數據分析，可以突破物理和材料科學的限制，并将改變世界的運行方式。在工業4.0的願景中，通過端到端傳感器解決方案和服務在生産現場複興。它促進了更明智的決策，提高了運營效率，提高了産量，提高了工程效率并極大地提高了業務績效。

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　　在電子産品中的應用

　　傳感器在電子産品中應用多見于智能穿戴、3C 電子，手機在應用領域占比最大。手機産量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。

　　此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質的磁場傳感器等都将出現強勢增長。

　　在可穿戴式應用領域方面，傳感器是必不可少的元器件。

　　比如健身追蹤器和智能手表正逐漸成為一種日常生活方式設備，可幫助我們跟蹤自己的活躍程度以及基本的健康參數。事實上，為了幫助人們衡量活動水平和心髒健康，戴在手腕上的那些微型設備中有很多技術。

　　任何典型的健身手環或智能手表都内置約16個傳感器。根據價格的不同，有些商品的數量可能會有所增加。這些傳感器與其他硬件組件（如電池，麥克風，顯示器，揚聲器等）以及功能強大的高端軟件一起構成健身追蹤器或智能手表。

　　如今可穿戴設備的應用領域正從外置的手表、眼鏡、鞋子等向更廣闊的領域擴展，如電子肌膚等。

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　　在環境監測的應用

　　在環境監測和預報方面，無線傳感器網絡可用于監視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環境和遷移狀況、無線土壤生态學、大面積的地表監測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監測等。基于無線傳感器網絡，可以通過數種傳感器來監測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預測山洪爆發描述生态多樣性，從而進行動物栖息地生态監測。還可以通過跟蹤鳥類、小型動物和昆蟲進行種群複雜度的研究等。

　　随着人類對環境質量的重視和關注， 在實際的環境檢測過程中， 人們往往需要既可以方便攜帶， 又能夠實現多種待測物持續動态監測的分析設備和儀器。借助新型的傳感器技術， 能夠滿足上述需求。

　　比如，在進行大氣監測的過程中，氮化物，硫化物等都是嚴重影響人們生産生活的污染物。

　　在氮氧化物中SO2，是酸雨以及酸霧形成的主要原因，而且傳統的方法雖然可以測出SO2的含量，但是方法複雜而且不夠準确。最近研究學者發現特定傳感器能夠将亞硫酸鹽進行氧化，在進行氧化的過程中會消耗一部分的氧氣，這就會使電極溶解氧下降從而生成電流效應。利用傳感器可以有效的得到亞硫酸鹽的含量值，不但速度快而且可靠度高。

　　而針對氮化物，可用氮氧化物傳感器來監測。氮氧化物傳感器的原理就是利用氧電極生成一種特定的消耗亞硝酸鹽的細菌，通過計算溶解氧濃度的變化來計算出氮氧化物的含量。因為生成的細菌是以硝酸鹽作為能源，而且隻是以這種硝酸鹽作為能源，因此，在實際的應用過程中具有唯一性不會因為其他物質的幹擾而受到影響。國外一些研究學者利用膜的原理進行了更加深入的研究，從而間接的測出了空氣中含量非常低的NO2的濃度。

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　　在交通管理中的應用

　　在交通管理中利用安裝在道路兩側的無線傳感網絡系統，可以實時監測路面狀況、積水狀況以及公路的噪音、粉塵、氣體等參數，達到道路保護、環境保護和行人健康保護的目的。

　　智能交通系統( ITS )是在傳統的交通體系的基礎上發展起來的新型交通系統，它将信息、通信、控制和計算機技術以及其他現代通信技術綜合應用于交通領域，并将“人-車-路-環境”有機地結合在一起。在現有的交通設施中增加一種無線傳感器網絡技術，将能夠從根本上緩解困擾現代交通的安全、通暢、節能和環保等問題，同時還可以提高交通工作效率。

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　　在醫療健康中的應用

　　國内外衆多醫療研究機構，包括國際着名的醫療行業巨頭在傳感器技術應用于醫療領域方面已取得重要進展。

　　如美國佐治亞理工學院正在開發具備壓力傳感器和無線通信電路等的體内嵌入式傳感器，該器件由導電金屬和絕緣薄膜構成，能夠根據構成的共振電路的頻率變化檢測出壓力的變化，發揮完作用之後就會溶解于體液中。

　　近年來，無線傳感器網絡在醫療系統和健康護理方面已有很多應用，例如，監測人體的各種生理數據，跟蹤和監控醫院中醫生和患者的行動，以及醫院的藥物管理等。

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　　在家居生活中的應用

　　無線傳感器網絡的逐漸普及，促進了信息家電、網絡技術的快速發展，家庭網絡的主要設備已由單一機向多種家電設備擴展，基于無線傳感器網絡的智能家居網絡控制節點為家庭内、外部網絡的連接及内部網絡之間信息家電和設備的連接提供了一個基礎平台。

　　在家電中嵌入傳感器結點，通過無線網絡與互聯網連接在一起，将為人們提供更加舒适、方便和更人性化的智能家居環境。利用遠程監控系統可實現對家電的遠程遙控，也可以通過圖像傳感設備随時監控家庭安全情況。利用傳感器網絡可以建立智能幼兒園，監測兒童的早期教育環境，以及跟蹤兒童的活動軌迹。

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　　在農畜牧業中的應用

　　農業是無線傳感器網路使用的另一個重要領域。

　　如“西北優勢農作物生産精準管理系統”實施以來，主要針對西部地區優勢農産品蘋果、猕猴桃、丹參和甜瓜、番茄等主要農作物，以及西部幹旱少雨的生态環境特點開展專項技術研究、系統集成與典型應用示範，成功将無線傳感器網絡技術成功應用于精細農業生産中。這個實時采集作物生長環境的傳感網先進技術應用農業生産，為發展現代農業提供了新的技術支撐。

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　　在消防安全中的應用

　　由于建築物不斷進行修補，可能會存在一些安全隐患。雖然地殼偶爾的小震動可能不會帶來看得見的損壞，但是也許會在支柱上産生潛在的裂縫，這個裂縫可能會在下一次地震中導緻建築物倒塌。用傳統方法檢查往往需要将大樓關閉數月，而安裝傳感器網絡的智能建築可以告訴管理部門它們的狀态信息，并自動按照優先級進行一系列自我修複工作。

　　随着社會的不斷進步，安全生産的概念已經深入人心，人們對安全生産的要求也越來越高。在事故多發的建築行業，如何保證施工人員的人身安全，以及工地的建築材料、設備等财産的保全是施工單位關心的頭等大事。

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　　航空領域中的應用

　　在航空領域，對安裝組件的安全性和可靠性要求極高。這尤其适用于在不同地方使用的傳感器。

　　例如，火箭在起飛時，由于起飛速度非常高（超過4馬赫或3000 mph），空氣會在火箭表面和箭身上産生巨大的壓力和作用力，形成極其苛刻的環境。因此需要壓力傳感器來監控這些作用力，以确保它們保持在箭身的設計限制範圍内。起飛時，壓力傳感器會暴露于從火箭表面流過的空氣中，從而測出數據。這些數據還用于指導未來的箭身設計，以使其更可靠、緊固和安全。此外，如果出現什麼錯誤，壓力傳感器的數據還将成為極其重要的分析工具。

　　再比如，在飛機裝配中，傳感器可确保非接觸式鉚釘孔測量，還有可用于測量飛機任務的起落架，機翼組件，機身和發動機的位移和位置傳感器，可以提供可靠精準的确定測量值。

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　　在其他領域/特殊領域中的應用

　　無線傳感器網絡是當前信息領域中研究的熱點之一，可用于特殊環境實現信号的采集、處理和發送；無線溫濕度傳感器網絡以PIC單片機為核心，利用集成濕度傳感器和數字溫度傳感器設計出溫濕度傳感器網絡節點的硬件電路，并通過無線收發模塊與控制中心通信，使之系統傳感器節點的功耗低，數據通信可靠，穩定性好，通信效率高，可廣泛應用于環境檢測。

　　來源：本文綜合夥伴産業研究院(PAISI)、前瞻産業研究院報道。

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