初步认识传感器

一、什么是传感器

传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会（IEC:InternationalElectrotechnical Committee）的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的系统”。

传感器的发展历程的可大致分为三代：第一代是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二代是上 70 年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。第三代传感器是 2000 年开始逐渐发展的智能型传感器。智能传感器至今科学界尚无规范化的统一定义，简单概括，智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

在当今这个信息化的时代，传感器诸多的应用场景需要更加快速地获得更精准更全面的信息。

以物联网为例，传感器位于最关键的感知层，不仅像传统传感器一样作为接收和传递信息的入口，更需要分析、处理、记忆、存储海量数据的这些功能。而智能传感器则可以充分满足这些要求，其具体优势功能包括：（1）自补偿与自诊断功能；（2）信息存储与记忆功能；（3）自学习与自适应功能；（4）数字输出功能

二、传感器市场和分类

目前主流的传感器以气体传感器、流量传感器、压力传感器、热释电传感器和湿度传感器为主，并覆盖加速度传感器、柔性传感器、MEMS 传感器等。

目前，部分传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。

传感器市场的主要增长来自于可穿戴设备传感器、MEMS传感器、生物传感器等新兴智能传感器。

全球市场的众多产品中，CMOS图像传感器市占率最高，占据全球近 45%的市场份额，其次是指纹传感器、压力传感器、射频识别传感器，三者市占率均为 9%。

根据中国信通院最新的数据统计，2016 年全球智能传感器市场规模达 258 亿美元（1710 亿人民币），预计 2019 年将达到 378.5 亿美元，年均符合增长率 13.6%。

根据 Global Market Insights 最新的数据统计， 2015 年，美洲地区占据了全球市场的最大份额，亚太地区（中国、日本、韩国、印度、澳大利亚）位居第二，占领了 23%的市场份额。美洲地区预计在 2022 年前将一直主导智能传感器市场。而亚太地区由于汽车和消费电子领域等下游产业的带动，则成为市场规模增长最快的地区。

2015 年中国传感器行业市场规模为 995 亿元，智能传感器已取代传统传感器成为市场主流，由中国信通院的数据显示，2015 年智能传感器的市场规模约有 106 亿美元（约 698 亿人民币），占国内传感器市场总规模的 70%。目前国内企业产值较低，智能传感器市场几乎被国外企业垄断。2015 年，美、日、国三国传感器占据全球传感器市场份额分别为 29.0%、19.5%和 13.0%，合计占比为 60%。但是近年来，随着国内企业自主创新能力增强和国家政策的支持，我国传感器进口替代正在加速。14 年，我国传感器进口占比约为 80%，传感器芯片进口占比约为 90%。16 年，敏感元件与传感器大约 60％依赖进口，核心芯片约 80％以上依赖进口，进口依赖程度明显改善。

2015 年国内企业产值约为 14 亿美元，预计 2019 年国内产值将达到 37 亿美元，复合年均增长率为37%。根据中国信息通信院预测，2019 年中国智能传感器市场规模将达到137 亿美元，意味着本土化率将从 2015 年的 13%提升到 2019 年的 27%。

三、产业上下游

根据中国高端芯片联盟和中国信通院发布关于智能传感器的产业地图，产业链具体包括研发、设计、制造、封装、测试、软件、芯片及解决方案、系统/应用这八个环节，各环节的技术壁垒高。

在工艺和技术层面上，智能传感器的设计、制造、封装以及测试这四个关键环节和半导体集成电路行业的对应环节都有许多相似之处，拥有 IC 经验的企业具有先天优势，纷纷切入传感器领域。

据中国半导体行业协会统计，2016年中国集成电路产业销售规模达到4335.5亿元，同比增长20.1%。其中，设计环节市场规模为 1644.3 亿元；制造环节市场规模为 1126.9 亿元；封装测试环节市场规模为 1564.3 亿元。智能传感器的设计、制造、封装和测试环节的市场规模还未有详尽的分环节统计，基于二者的产业相似性，智能传感器设计环节市场空间最大。

短期来看，封装环节将成为国内市场空间增长最快的环节。国内的封装技术起步较早，并且MEMS 传感器的封装可以参考 IC 封装技术。因此，国内越来越多的厂商业务向传感器封装环节拓展，毛利率平均在 20%左右。

长期来看，设计环节有望成为国内市场空间最大，盈利能力最强的环节。但是由于传感器芯片设计的技术壁垒极高，因此国内目前专注于此环节的公司很少。细分领域的大部分市场份额被切入较早的技术型公司占据，例如在国内指纹识别龙头企业汇顶科技全球的市占率达到 23%。芯片设计环节盈利能力最强，平均毛利率可达 50%左右。

产业链特点是：环节多，技术壁垒高。设计：国内企业渗透加速，歌尔股份、高德红外、苏州固锝在细分领域有较强实力。制造：华润上华、中芯国际、上海先进等国内企

业硬件条件与国际水平相近，但工艺和经验仍不成熟。封装：国内技术成熟，长电科技

是 IC 封装龙头、晶方科技、美新半导体、华天科技等公司实力强大。测试：上海华岭

专注 IC 测试，航天新锐 MEMS 晶圆级测试系统已达到国际标准。软件和芯片及解决

方案：国内技术水平与国外差距较大。应用：消费电子和汽车电子是最大市场。其他下游智能传感器新兴应用需求：

（1 ）消费电子：指纹传感器市场规模在消费电子领域中增速最快，2017 年国内规模将超 31 亿元，全球规模 2022 年有望达到 47 亿美元。

（2 ）汽车电子：智能驾驶 ADAS 系统带动摄像头和雷达市场增长。预计到 2020 年，

国内摄像头市场规模将达 78 亿元，毫米波雷达市场规模将达 171 亿元，激光雷达市场

规模将达 75 亿元。

（3 ）工业电子：智能机器人传感器全球市场规模增长速度快，2021 年将超 7 亿美元。（4 ）医疗电子：医疗传感器市场空间巨大，2024 年全球市场规模增至 185 亿美元。

四、领导企业、创业企业状况