传感器行业分析报告.docx

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传感器行业分析报告

2014年传感器行业分析报告

2014年10月

目录

一、行业管理体系3

1、行业监管体系3

2、行业相关政策3

（1）主要法律法规3

（2）相关政策4

二、传感器简介5

1、传感器的基本原理5

2、传感器的技术演进6

三、行业运行和规模状况8

四、传感器下游主要应用领域12

五、行业市场格局和主要企业13

1、日本长野计器株式会社14

2、美国TI（德州仪器）公司14

3、美国MSI（精良）传感器公司15

4、丹麦DANFOSS（丹佛斯）公司15

六、行业发展趋势和前景16

1、小型化16

2、集成化16

3、智能化17

4、系统化17

5、标准化17

一、行业管理体系

1、行业监管体系

目前行业的行政管理部门主要为国家质检总局。

国家质检总局组织起草、制定、发布产品的国家标准、检定规程和技术规范；管理国家计量基准、标准和标准物质，管理计量器具，组织量值传递和比对工作，监督管理市场计量行为和计量仲裁检定，监督管理计量检定机构、社会公正计量机构及计量检定人员的资质资格，拟订产品质量安全监督的工作制度，承担产品质量国家监督抽查工作，指导和协调产品质量的行业、地方和专业性监督，监督管理产品质量检验机构及仲裁检验、鉴定。

全国压力计量技术委员会、全国流量容量计量技术委员会、中国计量测试学会、中国真空学会等协会，受政府委托代行部分行业管理、指导、教育培训、信息咨询等工作。

2、行业相关政策

（1）主要法律法规

（2）相关政策

1）《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》“第三篇转型升级提高产业核心竞争力”之“第九章改造提升制造业”之“第一节推进重点产业结构调整”中提到“装备制造行业要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平，加强重大技术成套装备研发和产业化，推动装备产品智能化”。

2）《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（国发[2005]44号）包括“三、重点领域及其优先主题”的“5、制造业”之“（28）流程工业的绿色化、自动化及装备”和“7、信息产业及现代服务业”之“（43）传感器网络及智能信息处理”。

3）《产业结构调整指导目录（2011年本）》之“第一类鼓励类”包括：

“十四、机械”之“4、数字化、智能化、网络化工业自动检测仪表与传感器，原位在线成份分析仪器，具有无线通信功能的低功耗智能传感器，电磁兼容检测设备，智能电网用智能电表（具有发送和接收信号、自诊断、数据处理功能），光纤传感器”。

4）《装备制造业技术进步和技术改造投资方向（2009－2011）》，其中第十七项为“工业自动化控制系统及检测设备”。

5）《国家“十二五”科学和技术发展规划》中“四、大力培育和发展战略性新兴产业”之“1．节能环保”中提出加快大气监测先进技术与仪器研发；“4．高端装备制造”中提出实施智能制造、科学仪器设备等科技产业化工程，其中智能制造中要重点研发重大工程自动化控制系统和智能测试仪器及基础件等技术装备。

6）《重大技术装备自主创新指导目录（2012年版）》之“19、智能控制系统及精密测量仪器”。

二、传感器简介

1、传感器的基本原理

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定规律变换成为电信号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，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

压力传感器是工业实践中最为常见的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

压力传感器即为以压力感应元件为核心元件，能感受测量介质压力变化，并以电信号（电压、电流、电阻、电感、电容、频率）形式输出信号的器件或装置。

压力传感器的种类繁多，但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。

压阻式压力传感器主要有半导体应变片式压力传感器和电阻应变片式压力传感器等，其中半导体应变片式压力传感器是半导体应变片粘贴（或其他工艺）在试件上，测量试件应变或粘贴在弹性敏感元件上间接地感受被测外力。

主要优点：

利用不同构形的弹性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。

半导体应变片与电阻应变片相比，具有灵敏系数高（约高50～100倍）、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。

2、传感器的技术演进

1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应，从此开始用硅制造压力传感器。

早期的硅压力传感器是半导体应变计式（又称半导体应变片）。

早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成，它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。

这曾限制了它的应用和发展。

自70年代以来，随着半导体集成电路工艺的迅速发展，出现了薄膜型和蒸发式等半导体应变片，上述缺点得到一定克服。

薄膜型半导体应变片是利用真空沉积技术将半导体材料沉积在带有绝缘层的试件或蓝宝石上制成的。

它通过改变真空沉积时衬薄膜型半导体应变片底的温度来控制沉积层电阻率的高低，从而控制电阻温度系数和灵敏度系数。

因而能制造出适于不同试件材料的温度自补偿薄膜应变片。

薄膜型半导体应变片吸收了金属应变片和半导体应变片的优点，并避免了它的缺点，是一种较理想的应变片。

而2007年长野计器研制出了非晶质金属玻璃应变片型压力传感器，使灵敏度比原来提高4倍，耐压提高了两倍。

非晶质金属玻璃通过溅射成形（蒸镀）在不锈钢基板上形成应变片作为压力传感模块来工作。

由于灵敏度得到提高，因此，不仅是在精密油压制动和燃料喷射型柴油发动机等汽车领域，而且在以检测工厂空气压为主的产业领域也可广泛使用。

长野计器是世界上第一家能够量产非晶质金属玻璃应变片压力传感器的厂家，这种应变片具有体积小、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化，并且具有耐冲击性和稳定性好，便于工业化生产等特点，是目前世界传感器技术上最为先进的技术。

传感器越来越多地被应用到许多领域，包括汽车、液压系统、中央空调、压缩机、工程机械、医疗器械、食品机械、注塑机械、石化、水处理、设备制造等各种工业领域，甚至被应用到消费领域。

在汽车领域，传感器广泛用于燃油压力监控、制动系统压力监控、轮胎压力检测等。

医用压力传感器传感器早期曾用于病床负重监测，现在则将小型压力传感器传感器应用到容易发生人为错误的领域，如用于给药的输液泵。

压力变送器在工业及工业自动化的应用最为广泛，如压力变送器是石化行业自动控制中使用最多的测量装置之一，在大型的化工项目中，几乎包含了所有的压力变送器的应用：

差压、绝压、表压、高压、微差压、高温、低温，以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力变送器。

目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。

有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

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。

三、行业运行和规模状况

据有关资料介绍，全世界现有传感器生产厂家5000多家，其中美国和独联体分别拥有1000余家，欧洲有750余家，日本有1200余家。

生产的产品多达2万余种，已形成系列化，并且每2～3年更换一次，其发展速度是惊人的。

目前，世界传感器发展步伐十分迅速，究其原因，一是现代科学技术的迅速发展，尤其是国防、航空、航天、能源等领域的需要。

如阿波罗10号飞船就使用了大量的传感器对3295个测量参数进行监测。

因此，有人说：

“整个飞船就是高性能传感器的集合体”。

其二是传感器市场在世界经济市场中占有重要的地位，而且比重还在加大，这可以从世界市场的状况看出。

据文献报道，1994年世界传感器市场总交易额高达260亿美元，2008年全球传感器的市场容量为506亿美元，2010年世界传感器市场规模达到600亿美元以上，2012年规模达到了952亿美元，预计2015年全球传感器销售额达到1500亿美元。

我国传感器市场近十年一直持续增长，中国传感器工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。

即使在国际金融危机蔓延的2008年，我国传感器市场仍然有逆势增长20%以上的良好变现，年销售额253亿元。

传感器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人瞩目。

2010年我国传感器销售额接近400亿元，而到2012年规模超过了500亿元。

据预测，未来中国传感器市场将稳步快速发展，在物联网市场规模大幅增长的动力之下，2015年中国传感器市场规模有望达到1200亿元以上。

流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，2012年分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。

压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器，是工业实践中最为常用的一种传感器。

压力传感器近几年来保持快速增长势头，年增长率超过25%，2012年我国压力传感器市场规模达到120亿元，预计2015年规模可达到260亿元。

因为半导体传感器更容易实现多功能化、集成化、智能化，顺应了传感器技术的发展趋势，所有在当今国际压力传感器市场中，半导体类传感器无可争议地占据了“霸主”地位。

四、传感器下游主要应用领域

作为传感器最大的市场，汽车对传感器需求量非常大，但对传感器的要求也非常高。

2012年上升到135亿美元。

2006年，中国汽车传感器市场销售额为3.9亿美元，同比增长42.8%，2007～2010中国汽车传感器市场销售额的年度复核增长率超过35%，2010年市场销售额超过109亿元。

汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

典型应用是ESP（电子稳定程序）、EHB（电子液压制动系统）和汽油缸内直喷技术、柴油高压共轨直喷技术，如Bosch公司开发的SBC（EHB）系统采用了6台薄膜压力传感器来监测制动系统中的制动压力。

2013年全球汽车年产量达到8280万以上，保守预测，如果每一辆车装备6只薄膜压力传感器，那么每年薄膜压力传感器的需求量将近有5亿只，每个压力传感器的市值按20美元计算，那么薄膜压力传感器仅在汽车压力传感器市场上就将具有100亿美元的规模。

工业控制领域是传感器另外主要应用市场之一，2010年工业控制领域传感器市场规模为90亿元人民币，占整个传感器市场的22.4％；排在第三的是消费天电子，传感器市场占比为20.7%。

五、行业市场格局和主要企业

目前活跃在国际市场上的仍然是美国、欧洲、日本等老牌工业国家的传感器企业。

在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力能达到几千万只甚至几亿只，如美国的MEAS公司、通用电气公司，以及欧洲E+H公司等。

目前我国大约有不到2000家企业从事传感器生产的企业，这些企业主要集中在长三角地区，而且相较国外企业规模偏小，技术实力有限，我国传感器市场一半以上被外资所垄断。

压力传感器领域，目前全球顶尖的公司主要有日本的长野计器、美国的TI（德州仪器）、美国的MSI（精良）、丹麦的DANFOSS（丹佛斯）等。

其中，长野计器的实力最强，其压力传感器几乎垄断了建筑机械市场，卡特彼勒、小松、神冈、日立、现代、三一、中联、厦工等著名厂商的液压系统中均采用长野计器的产品；同时，在汽车制造领域，奔驰、丰田、本田、通用、福特等厂商在其制动、电喷系统中也都在采用长野计器的产品；此外，以长野计器的核心敏感元件制成的压力传感器更广泛应用在了包括空客A380在内的多个型号的飞机上。

1、日本长野计器株式会社

是世界领先的压力温度仪器制造商，成立于1948年，是压力计测领域全球四大器件供应商之一，其压力传感器在欧洲市场的占有率已达30％，在全球市场的占有率达20％，年营业额达400多亿日元。

但长野目前产品只有标准品，不能完全根据客户需求，开发对应产品。

2、美国TI（德州仪器）公司

是世界上最大的模拟电路技术部件制造商，以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世，主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。

目前TI在中国市场压力开关应用较多，而压力传感器TI目前进入国内型号较少。

3、美国MSI（精良）传感器公司

成立于1983，至今完成22个收购，通过收购MEAS已成为世界顶尖的传感器制造商，销售额超过4亿美元，为65个国家的OEM客户和最终用户提供传感器和服务。

但是，其产品技术比较传统，在一般工业领域应用性能尚可，在有振动、冲击压力、高压的领域，产品使用寿命及可靠性不好。

4、丹麦DANFOSS（丹佛斯）公司

是丹麦最大的跨国工业制造公司之一，创立于1933年。

公司在制冷、水处理领域有非常广泛的产品线，包括阀门、温度仪表、压力仪表等，所以在这两个领域品牌知名度很高。

但在压力传感器方面缺乏专业性，传感器设计结构老化，响应速度、耐振性表现不好。

目前国内压力传感器与国外先进国家相比，科研开发上要落后10年，在生产技术上要落后15年。

目前，国内品牌压力传感器的市场占有率约为40%，其余60%的市场采用的是国外品牌；其中，有高可靠性、高精度、耐高温等技术要求的领域，则均被国际知名品牌所占据。

国内传感器制造业人士正大力投入资金，以增加品种、提高质量和经济效益为目标，加速传感器产业化。

目前比较国内较先进的企业有沈阳仪表科学研究院、深圳清华大学研究院、博益（天津）气动技术研究所有限公司。

六、行业发展趋势和前景

几十年来，以微电子技术为基础，促进了传感器技术的发展。

未来10～20年，传统硅技术将进入成熟期（预测为2014年～2017年）。

从总体发展看，传统硅技术将一直延续到2047年（即晶体管发明100周年）才趋于饱和（即达到芯片特征尺寸的极限）和衰退。

而当前微电子技术仍将依循“等缩比原理”和“摩尔定律”两条基础规律走下去，在尽力逼近传统硅技术极限中，不断扩展硅的跨学科横向应用（如MEMS等）和突破“非稳态物理器件”（量子、分子器件）。

同时，多学科、多种高新技术的交叉融合，推动了新一代传感器的诞生与发展。

例如：

当前我国正在重点开发的MEMS、MOMES、智能传感器、生物化学传感器等以及今后将大力开发的网络化传感器、纳米传感器均是多学科、多种学科技术交叉融合的新一代传感器。

具体到压力传感器，归纳起来，主要有以下几个趋势：

1、小型化

小型化会带来很多好处，重量轻、体积小、分辨率高，便于安装在很小的地方；对周围器件影响小，也利于微型仪器、仪表的配套使用。

2、集成化

压力传感器已经越来越多的与其它测量用传感器集成以形成测量和控制系统，集成系统在过程控制和工厂自动化中可以提高操作速度和效率。

3、智能化

由于集成化的出现，在集成电路中可添加一些微处理器，使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。

4、系统化

单一化产品在市场上没有大的竞争力。

市场风云突变，一旦失去市场，发展则停滞不前，经济效益差，资金浪费大，产品成本高。

5、标准化

传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。

如IEC、ISO国际标准，美国的ANSIC、ANSC、MIL-T和ASTME标准，日本JIS标准，法国DIN标准。