《前瞻：2024深圳“20+8”之智能傳感器產業前景機遇與技術趨勢探析報告（43頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《前瞻：2024深圳“20+8”之智能傳感器產業前景機遇與技術趨勢探析報告（43頁）.pdf（43頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、主講人：前瞻產業研究院院長徐文強報告制作：蔡雨晴、陳碧楊深圳“20+8”之智能傳感器產業前景機遇與技術趨勢探析前瞻產業研究院2024年2月報告主創：徐文強院長報告制作：寧凱亮目錄1234深圳市智能傳感器產業現狀與機遇深圳市智能傳感器產業發展總結與建議智能傳感器產業技術發展趨勢智能傳感器產業發展挑戰現狀&機遇1.1 智能傳感器產業的界定1.3 深圳市智能傳感器產業政策機遇1.4 深圳市智能傳感器產業發展機遇總結1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀1.1 智能傳感器產業的界定：什么是智能傳感器？智能傳感器是具有與外部系統雙向通信手段，用于發送測量、狀態信息，接收和處理外部命令的傳感器。智能傳感

2、器一般由電源單元、傳感器子系統、數據處理子系統、人機接口、通信接口和電輸出子系統構成。智能傳感器可以分為模塊式智能傳感器、集成式智能傳感器和混合式智能傳感器。資料來源：GB/T 33905.1-2017；國家統計局 前瞻產業研究院整理智能傳感器的構成模型智傳感器的分類電源單元傳感器子系統數據處理子系統通信接口電輸出子系統人機接口信號輸入電源輸入人機I/O外圍系統I/O，串行或并行通信信號輸出智能傳感器模塊式智能傳感器集成式智能傳感器混合式智能傳感器技術要求低信號弱精度低響應速度快集成度高體積小穩定性強結構復雜1.2 全國智能傳感器產業發展現狀：產業鏈全景圖資料來源：芯朋微招股書；國家統計局 前

3、瞻產業研究院整理半導體材料工業制造嵌入式軟件開發原材料中游下游上游其他領域電子元器件生產設備陶瓷材料有機材料金屬材料MCU芯片PCB板其他電子元器件智能傳感器制造消費電子汽車電子通信電子汽車電子工業電子通信電子消費電子其他智能傳感器下游應用市場占比智能傳感器上游主要原材料、生產設備和電子元器件生產制造廠商，中游為制造廠商，下游則為傳感器主要應用的市場領域。1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀：行業規模超千億元經過二十余年的發展我國智能傳感器產業已進入穩健成長期，成為了一個超過千億人民幣市場規模的巨大產業，2017年以來年復合增速達16.88%。分城市來看，2022年我國智能傳感器產業收入T

4、OP城市分別是上海、北京、深圳、廣州、蘇州和成都。資料來源：SDI；工信部；前瞻產業研究院整理669.5 726.7 783.9 875.0 1020.4 1191.8 1382.5 020040060080010001200140016002017201820192020202120222023E2017-2023年中國智能傳感器市場規模（單位：億元）中國智能傳感器市場區域分布（單位：%）上海,10%北京,8%深圳,7%廣州,6%蘇州,6%成都,5%其他地區,58%1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀：政策關注度仍處于較高水平行業政策方面，截至2023年全國智能傳感器相關政策數量共534

5、2項，其中大部分政策主要發布于2018年以前。2018年以后全國智能傳感器產業新發布政策數量則呈現波動下降的態勢，但仍處較高的關注水平。分城市來看，地方政策層面上，上海、北京和深圳智能傳感器產業發布的政策數量較多，分別有146、88和67項。資料來源：白鹿智庫 前瞻產業研究院整理221 383 413 334 230 214 277 274 109 0501001502002503003504004502015201620172018201920202021202220232015-2024年全國智能傳感器產業新發布相關政策數量（單位：項）921213457656567881460501001

6、50200武漢杭州成都南京廣州重慶天津深圳北京上海截至2024年全國各主要城市智能傳感器產業政策數量情況（單位：項）906598527 33726826725423622121002004006008001000數量越多、顏色越深廣東4366家山東1481家1967 1910 1275 734 527 519 351 304 273 246 050010001500200025002023年智能傳感器產業省市專精特新企業數量TOP10（單位：家）資料來源：企查貓，國家統計局；前瞻產業研究院整理1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀：深圳市專精特新企業數量位列全國第一江蘇4222家浙江上海10

7、83家安徽1223家企業數量方面，截止2023年底我國智能傳感器行業企業約2萬余家，有專精特新企業5000余家；其中深圳市有專精特新企業906家，在國內城市中排名第1。截至2023年智能傳感器行業企業區域分布（單位：家）3148家數量越多、顏色越深北京9家四川1家江蘇13家浙江14家上海7家13976 643332024681012142023年智能傳感器產業上市企業數量TOP10城市（單位：項）資料來源：Choice 前瞻產業研究院整理1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀：深圳市上市企業數量位列全國第一廣東18家山東4家福建2家截至2023年智能傳感器行業上市企業區域分布（單位：家）上市

8、企業數量方面，截至2023年底，我國智能傳感器行業上市企業共87家；其中深圳市智能傳感器行業上市企業有13家，在國內城市中排名第1。湖北6家湖北2家河南3家遼寧1家陜西1家湖南1家吉林1家黑龍江1家數量越多、顏色越深北京179781項湖北79306項江蘇303984項浙江180691項上海125262項17978112714912526289518745277183168726 5623750329454300200004000060000800001000001200001400001600001800002000002023年智能傳感器產業累計專利數量TOP10城市（單位：項）資料來源：i

9、ncopat 前瞻產業研究院整理1.2 全國與深圳智能傳感器產業發展現狀：深圳市行業專利數量位列全國第二廣東331322項山東142427項安徽81080項截至2023年智能傳感器行業累計專利數量區域分布（單位：項）創新能力方面，截至2023年底，我國智能傳感器行業相關專利數量超百萬項；其中深圳市智能傳感器行業專利數量有127149項，在國內城市中排名第2。四川71269項河南63436項1.2 深圳智能傳感器產業發展現狀：深圳“20+8”產業政策解讀2022年6月6日，深圳市人民政府發布關于發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見，提出聚焦智能傳感器設計、制造、封測、裝備材料等環節

10、，加快新型傳感器材料、CMOS-MEMS集成技術、先進封裝工藝等核心技術攻關，建設MEMS中試線、MEMS傳感器產業基地，豐富智能傳感器在消費電子、汽車電子、智慧城市等領域應用場景。深圳七大戰略新興產業及20大產業集群產業序號聚焦集群方向產業序號集群/方向新一代信息技術1網絡與通信綠色低碳13新能源2半導體與集成電路14安全節能環保3超高清視頻顯示15智能網聯汽車4智能終端新材料16電子信息材料、新能源材料、結構和功能材料、生物材料、前沿新材料、材料基因組等5智能傳感器生物醫藥17高端醫療器械數字與時尚6軟件與信息服務18生物醫藥7數字創意19大健康8現代時尚海洋經濟20海洋工程裝備和輔助設備

11、、海洋通信技術與設備、海洋交通設備、海洋能源、海洋生物醫藥、海洋養殖和深加工、海洋環保等高端裝備制造9工業母機10智能機器人11激光與增材制造12精密儀器設備深圳八大未來產業產業序號產業5-10年內有望成長為戰略新興產業1合成生物2區塊鏈3細胞與基因4空天技術10-15年內有望成為戰略新興產業5腦科學與類腦智能6深地深海7可見光通信與光計算8量子信息資料來源：關于發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見 前瞻產業研究院整理2022年深圳“20+8”產業集群高質量發展1.0版本1.2 深圳智能傳感器產業發展現狀：深圳“20+8”產業政策解讀2024年3月，深圳市人民政府辦公廳印發關于加

12、快發展新質生產力進一步推進戰略性新興產業集群和未來產業高質量發展的實施方案，形成了推進“20+8”產業集群高質量發展2.0版本。實施方案提出，到2025年，深圳戰略性新興產業增加值超過1.6萬億元，經濟社會高質量發展主引擎作用進一步強化；打造形成4個萬億級、4個五千億級、一批千億級產業集群；規模以上工業企業超過1.5萬家，國家高新技術企業超過2.5萬家。舊版“20+8”產業集群序號20大產業集群產業名稱調整動態序號20大產業集群產業名稱調整動態序號8大未來產業名稱調整動態1網絡與通信不變13新能源不變1合成生物不變2半導體與集成電路不變14安全節能環保不變2區塊鏈并入軟件與信息服務3超高清視頻

13、顯示不變15智能網聯汽車不變3細胞與基因不變4智能終端不變16新材料改名為高性能材料4空天技術調整為新20大產業集群產業5智能傳感器不變17高端醫療器械不變5腦科學與類腦智能改名為腦科學與腦機工程6軟件與信息服務區塊鏈并入18生物醫藥不變6深地深海不變7數字創意不變19大健康不變7可見光通信與光計算改名為光載信息8現代時尚不變20海洋工程裝備和輔助設備等海洋經濟不變8量子信息不變9工業母機合并為高端裝備與儀器21人工智能新增9前沿新材料新增10智能機器人調整為8大未來產業22機器人新增11激光與增材制造合并為高端裝備與儀器23低空經濟空天原8后2012精密儀器設備合并為高端裝備與儀器資料來源：

14、關于加快發展新質生產力進一步推進戰略性新興產業集群和未來產業高質量發展的實施方案 前瞻產業研究院整理2024年深圳“20+8”產業集群高質量發展2.0版本調整前后變化新版“20+8”產業集群序號20大產業集群產業名稱序號20大產業集群產業名稱序號8大未來產業名稱1網絡與通信11新能源1合成生物2半導體與集成電路12安全節能環保2細胞與基因3超高清視頻顯示13智能網聯汽車3空天技術4智能終端14高性能新材料4腦科學與腦機工程5智能傳感器15高端醫療器械5深地深海6軟件與信息服務16生物醫藥6可見光通信與光計算7數字創意17大健康7量子信息8現代時尚18海洋經濟8前沿新材料9高端裝備與儀器19人工

15、智能10機器人20低空經濟空天223.8 245.3 292.5 262.7 197.4 21.38%9.60%19.26%-10.18%1.89%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%05010015020025030035020192020202120222023Q3營業收入（億同比增速（%）25.2 32.6 39.3 38.5 23.8 14.48%19.21%18.07%23.24%20.79%0%5%10%15%20%25%05101520253035404520192020202120222023Q3研發費用（億研發費用率32.3 28.9 33.8 1.9 9.

16、7 43.08%41.90%42.37%38.36%35.28%30%32%34%36%38%40%42%44%01020304020192020202120222023Q3凈利潤（億元）毛利率（%）1.2 深圳智能傳感器產業發展現狀：研發投入率超15%深圳是我國智能傳感器產業的重點發展城市之一，依托強大的電子信息制造產業基礎和工業制造需求基礎，產業發展迅速；2023年前三季度，深圳智能傳感器產業實現營收197.4億元，實現凈利潤總額約9.7億元，利潤率達35.28%。研發投入方面，深圳市智能傳感器產業研發費用投入達23.8億，研發費用率達20.79%。資料來源：Choice，前瞻產業研究院整

17、理2019-2023年深圳市智能傳感器產業凈利潤及毛利率（單位：億元，%）2019-2023年深圳市智能傳感器產業主要上市公司營收及同比增速（單位：%）2019-2023年深圳市智能傳感器產業研發費用及研發費用率（單位：億元，%）40801.3 深圳市智能傳感器產業發展政策機遇：2025年產業集群增加值達4200億元深圳市智能傳感器產業相關政策文件中對產業規模、引進企業等提出量化目標，此外推動智能傳感器產業集群建設、突破關鍵核心技術，提升自主創新能力。深圳市智能傳感器產業發展目標（單位：億元）資料來源：深圳市培育發展智能傳感器產業集群行動計劃(2022-2025年)前瞻產業研究院整理2021年

18、到2025年創新能力到2025年，突破一批智能傳感器核心技術，布局若干技術先進、特色突出、優勢互補的高水平創新平臺，配套建設3個以上產業公共服務平臺。制造能力生態體系到2025年，建設一條兼具量產能力的MEMS中試線，為高端MEMS傳感器企業提供定制化、規?；庸し?，構建涵蓋研發、中試及規模生產的完整MEMS產品技術創新鏈。到2025年，創建以智能傳感器產業鏈上下游企業為主的產業園區。產業增加值深圳市智能傳感器產業重點工程關鍵材料攻關工程積極引進國內外傳感器材料制備頭部企業；加快推進新型敏感材料及元件在新型傳感器制備過程中的關鍵技術攻關。高端設計躍遷工程強化企業傳感器總體結構、敏感元件、加工

19、工藝、外圍電路等全流程設計能力，推進與下游加工制造、系統集成等企業的交流合作。特色制造補鏈工程加強MEMS與集成電路工藝兼容性研究，布局CMOS-MEMS集成技術。產業協同創新示范工程積極推動高校及科研院所與產業內企業開展協同創新，實現專利共享和成果轉化，達成產學研深度融合。產業空間布局優化工程南山區打造智能傳感器核心承載區。龍華區打造智能傳感器研發和應用的特色示范區。光明區打造智能傳感器中試熟化與產業化示范區。先進封測強鏈工程支持傳感器企業加快晶圓測試、芯片封裝、封裝后測試等半導體封裝過程關鍵技術和工藝研究，自主掌握主流封裝技術應用能力。精準招商引資工程加強產業鏈上下游招商，吸引知名企業落戶

20、，逐步實現產業上下游集聚發展。終端應用創新工程實施傳感器示范應用工程，推動多傳感器集成與傳感器多功能集成，推動傳感器產業各環節協同發展。1.3 深圳市智能傳感器產業發展區域格局根據深圳市對智能傳感器產業布局方向，南山區定位為深圳智能傳感器核心承載區，龍華區定位為智能傳感器研發和應用的特色示范區，光明區定位為智能傳感器中試熟化與產業化示范區。龍崗區大鵬新區鹽田區龍華區光明區羅湖區寶安區福田區深汕特別合作區坪山區南山區智能傳感器核心承載區發揮智能傳感器企業匯聚、高校和科研院所集聚優勢，以龍頭帶動、應用牽引、產學研用協同為重點資料來源：深圳市培育發展智能傳感器產業集群行動計劃(2022-2025年)

21、前瞻產業研究院整理智能傳感器研發和應用的特色示范區發揮3C電子領域制造基礎優勢，積極培育一批智能傳感器研發設計重點企業智能傳感器中試熟化與產業化示范區圍繞智能傳感器中試熟化與產業化需要，在光明區布局建設兼具量產能力的研發中試線挑戰2.1 頂層設計，統籌規劃不足2.2 資源分散，缺乏龍頭企業2.4 基礎不足，產業整體落后2.3 技術限制，芯片依賴進口2.1 頂層設計，統籌規劃不足資料來源：中國傳感器（技術、產業）發展藍皮書 前瞻產業研究院整理中試生產批量生產工程化研究產業化研究規?；a1986-19901991-20002001-20052006-20102011-至今沈工所與大連儀表元件廠就

22、硅壓力傳感器進行了中試生產，其技術水平與國外同類產品相當。InSb磁敏薄膜霍爾元件、壓力傳感器、磁敏流傳感器、可燃氣體傳感器等批量生產，共計2360萬只，收入13711萬元。工業變送器用壓力傳感器、OEM通用壓力傳感器、可燃氣體傳感器、石英諧振承重傳感器、濕度傳感器等工程化研究。18個品種，75個規格進行中試生產，能力2257萬只。石英諧振承重傳感器開發2大系列，并開始大量出口國外。差壓、靜壓、溫度三參數一體化多功能傳感器進行產業化技術研究，為國內只能變送器配套、年產2萬只。低功耗強磁體磁阻器件，為工業計量儀表配套，年產50萬只。強調完善產業鏈，工程化研究，重視批量生產和工程應用。我國智能傳感

23、器行業發展面臨的首要挑戰即在政策規劃方面的頂層設計不足。這其實也與我國傳感器行業的發展起步較晚有關。20世紀80年代我國傳感器行業才初步進入中試生產階段，到2000年以后才開始進入產業化研究，而真正規模和智能化發展則是在2010年以后。我國傳感器行業發展歷程2.1 頂層設計，統籌規劃不足資料來源：國家發改委 前瞻產業研究院整理2013年2月2017年5月2021年12月加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃傳感器及智能化儀器儀表產業整體水平跨入世界先進行列，產業形態實現由“生產型制造”向“服務型制造”的轉變，涉及國防和重點產業安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實現自主制造和自主

24、可控，高端產品和服務市場占有率提高到50%以上。智能傳感器產業三年行動指南（2017-2019）部署了4大任務：一是補齊設計、制造關鍵環節短板，推進智能傳感器向中高端升級；二是面向消費電子、汽車電子、工業控制、健康醫療等重點行業領域，開展智能傳感器應用示范；三是建設智能傳感器創新中心，進一步完善技術研發、標準、知識產權、檢測及公共服務能力，助力產業創新發展；四是合理規劃布局，進一步完善產業鏈，促進產業集聚發展。計量發展規劃（20212035年）加快量子傳感器、太赫茲傳感器、高端圖像傳感器、高速光電傳感器等傳感器的研制和應用。實施儀器設備質量提升工程，強化計量在儀器設備研發、設計、試驗、生產和使

25、用中的基礎保障作用。建立儀器儀表計量測試評價制度。建立儀器儀表產業發展集聚區，培育具有核心技術和核心競爭力的國產儀器儀表品牌。31省市智能傳感器行業發展目標解讀當前在智能傳感器領域的并沒有直接針對傳感器行業明確的頂層文件，上一版還是2017年發布的智能傳感器產業三年行動指南（2017-2019）。智能傳感器行業發展頂層文件2.2 資源分散，缺乏龍頭企業資料來源：前瞻產業研究院整理智傳感器的分類智能傳感器輸出信號模擬式傳感器膺數字傳感器開關傳感器工作機理結構型傳感器物性傳感器檢測對象物理量傳感器力學量傳感器熱學量傳感器光學量傳感器磁學量傳感器電學量傳感器聲學量傳感器化學量傳感器離子傳感器氣體傳感

26、器溫度傳感器生物量傳感器生化量傳感器生理量傳感器其他傳感器制作工藝序號企業名稱主要傳感器產品1博世壓力、加速度、氣體傳感器、陀螺儀等MEMS傳感器2索尼CMOS圖像傳感器第一企業，其全球圖像傳感器市場份額占比近40%3通用電氣溫壓流等傳感器4西門子溫度/壓力傳感器5霍尼韋爾位置、速度、壓力、溫濕度、電流和氣流質量流量傳感器6德州儀器濕度傳感器、電容式感應、氣體/化學感應、霍爾效應傳感器、電感式傳感、光學感應、壓力感應、超聲波感應、電流感應、其他傳感器信號調節器7艾默生壓力、液位、溫度等系列工業自動化傳感器8泰科電子壓力、溫度、慣性、濕度、紅外、超聲波、磁阻、霍爾、電流等傳感器9意法半導體加速度

27、計、陀螺儀、數字羅盤、慣性模塊、壓力傳感器、濕度傳感器和麥克風10恩智浦半導體 加速度傳感器、陀螺儀、磁阻和壓力等全球智能傳感器TOP10企業智能傳感器行業面臨的第二大挑戰即資源分散。傳感器的分類眾多，據不完全統計，全球已知的傳感器種類至少超6000種。這也直接導致了分散在每一種類傳感器的資源數量較少；在競爭方面，全球智能傳感器TOP企業均為海外企業，國內企業則均處于追隨者地位。2.2 資源分散，缺乏龍頭企業必創科技博世四方光電森霸傳感中航電測江蘇日盈蘇奧傳感漢威科技歌爾股份索尼西門子泰科電子英飛凌森薩塔恩智浦安費諾松下三星通用領導者挑戰者追隨者利基者霍尼韋爾國產傳感器頭部企業集群處于追隨者地

28、位傳感器營收規模成立時間全球智能傳感器企業競爭格局圖資料來源：前瞻產業研究院整理2.2 資源分散，缺乏龍頭企業在智能傳感器海外企業發展方式方面，很多傳感器廠家，采用了集團跟隨的戰略，與更大體量的儀表或者電子公司相結合。反過來說，一些工業巨頭的集團發展策略，對傳感器采用了明顯的品牌矩陣布局。它通過多品牌、多產品在不同領域交叉組合，從而形成了一種八爪魚戰術。通過采用八爪魚戰術，海外制造集團將自身業務覆蓋至多個傳感器領域和品牌，確保了即使是在細分市場上只有幾千萬收入的子傳感器品牌依然能夠生存，從而實現對大量不同傳感器產業的資源深化布局以及自身產業的供應鏈技術壁壘。資料來源：林雪萍，前瞻產業研究院整理

29、美國福祿克的八爪章魚戰術八爪章魚戰術形成的供應鏈防守壁壘高端裝備制造2.3 技術限制，芯片依賴進口資料來源：前瞻產業研究院整理中國傳感器的芯片成本占比及傳感器芯片對外依賴度（單位：%）智能傳感器行業面臨的第三大挑戰即核心技術受到海外限制，核心零部件傳感器芯片嚴重依賴海外進口。與集成電路產業相類似，我國傳感器行業也面臨芯片限制的“卡脖子”痛點，當前我國高端智能傳感器芯片90%均依賴進口，而傳感器芯片平均又占到傳感器生產成本的60%以上。芯片成本60%其他成本40%進口,90%國產,10%中國傳感器的芯片成本占傳感器芯片對外依賴度中國被“卡脖子”的35項關鍵技術光刻機機器人核心算法高強度不銹鋼光刻

30、膠航空設計軟件高端軸承鋼芯片航空發動機短艙高壓共軌系統真空蒸鍍機iCLIP技術透射式電鏡手機射頻器件重型燃氣輪機掃描電鏡高端電容電阻激光雷達掘進機主軸承觸覺傳感器適航標準水下連接器超精密拋光工藝ITO靶材高端焊接電源微球醫學影像設備元器件燃料電池關鍵材料操作系統航空鋼材鋰電池隔膜數據庫管理系統高鐵鋼軌銑刀高端碳纖維環氧樹脂核心工業軟件高壓柱塞泵中國海外工藝成熟度基本成熟成熟工藝材料有，關鍵材料、關鍵輔料進口材料性能優良工藝標準缺少行標、國標各企業均有標準工藝裝備大部分依賴進口有專業裝備制造廠商，性能先進優良工藝人才不受重視，地位低受重視2.4 基礎不足，產業整體落后中國傳感器產業位置差距15-

31、20年中國海外設計軟件有，但不成熟有，較成熟可靠性設計基本沒有有采用程度很少普遍設計人才很少普遍差距10-15年差距20-25年差距15-20年設計技術中國海外產業化水平低高產業化投入少，且不連續高，連續，重視標志性企業少博世、GE、西門子、霍尼韋爾等等產業化人才幾乎沒有有，注重規模生產中國海外市場份額占全球市場10%左右美國約30%，日本20%，德國20%應用領域未進入重點領域幾乎涉及所有重點領域應用水平中等、不全高，齊全，配套制造技術產業化程度應用程度落后世界發達國家15-20年，處于第三梯隊資料來源：中國傳感器（技術、產業）發展藍皮書 前瞻產業研究院整理智能傳感器行業面臨的最后一大挑戰是

32、整體產業基礎不足，技術落后。當前我國智能傳感器產業無論在設計技術、制造技術、產業化程度和應用程度方面都較海外發達國家有較大的差距，平均落后15-20年，處于第三梯隊位置。技術趨勢3.1 新機理量子、腦電傳感技術3.2 新材料柔性新材料、氣凝膠等3.3 新工藝MEMS工藝3.4 新結構仿生結構、堆棧式結構3.5 新融合AI深度融合3.5 無源化3.1 新機理量子、腦電傳感技術資料來源：先進感知技術白皮書；前瞻產業研究院整理傳感新機理是指基于物理、化學、生物的效應，采用新的檢測機理，提高傳感的靈敏度、準確度和響應速度等性能指標，以滿足不斷變化和發展的應用需求。當前主流的傳感新機理趨勢有量子傳感和腦

33、電傳感等。傳感新機理當前被廣泛應用于軍工、航空航天和醫療健康等重要領域，而新機理技術的演進也將推動傳感新材料、新工藝、新結構和新算法的持續發展。傳感新機理趨勢一種優勢：傳感靈敏度和精度極高、受傳統物理學影響小。劣勢：對環境要求高利用量子力學來探測并提取信息技術的手段。優勢：應用前景廣。劣勢：對人體存在潛在的安全風險。通過大腦活動產生的微弱電信號，實現大腦與外部設備信息交換的傳感方式。量子傳感腦電傳感3.2 新材料柔性新材料、氣凝膠等資料來源：先進感知技術白皮書；前瞻產業研究院整理傳感材料是可以用來感受環境變化的材料。傳感材料是傳感器的核心部分，是連接物理信號和電子信號的橋梁，直接關系到傳感器的

34、性能和應用范圍。傳感材料的性能衡量三大指標主要有靈敏度、選擇性和穩定性。靈敏度是衡量其檢測精度的指標、選擇性是衡量其適應不同環境變化的指標、穩定性則是衡量材料在單一環境中穩定性的指標。當前國內傳感器新材料主要有柔性新材料、氣凝膠材料、水凝膠材料和碳納米新材料等。靈敏度選擇性穩定性傳感器材料性能三大衡量指標傳感新材料優點缺點應用場景代表傳感器柔性新材料 可彎曲可變性 生物容性更好 成本高 制作工藝復雜 智慧醫療、智慧穿戴、仿生機器人 光纖無源傳感器氣凝膠 穩定性強 可設計性強 成本高 工業、環境檢測、智慧醫療 氣體傳感器、壓力傳感器水凝膠 高吸水性 生物容性更好 高度可逆性 響應速度快 穩定性差

35、 與基底材料的鍵合難度高 液體監測、水溫監測 PH傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器碳納米材料 拉伸性好 高靈敏度 明顯方向導電性 成本高 制作工藝復雜 智慧醫療、仿生機器人等 觸覺傳感器、生物傳感器、氣敏傳感器等不同傳感新材料優缺點對比3.3 新工藝MEMS工藝資料來源：先進感知技術白皮書；前瞻產業研究院整理當前傳感器制造業在不斷的優化制造工藝，從而實現滿足傳感器微型化、精細化的需求特點。目前業界主要關注MEMS 制造工藝的優化及演進。MEMS 制造工藝包含舍硅微機械加工、深反應離子刻蝕、光刻、分子沉積、表面微加工、激光微加工和微型封裝等多種，各細分工藝均具有獨特優勢，如部分激光微加

36、工支持將基電極直接打印在超薄凝膠膜上，從而實現柔性傳感。在醫學領域，隨著MEMS技術的應用，微流控生物傳感技術得以實現。微流控生物傳感技術可利用徽細加工技術在玻璃或塑料基板上制作溶液流動的微小通道網絡并集成在芯片中，從而將若干個實驗室檢測項目集中和縮小到一個幾平方厘米大小的芯片上完成。MEMS工藝流程采取MEMS工藝的微流控傳感器原理3.4 新結構仿生結構資料來源：先進感知技術白皮書；前瞻產業研究院整理傳感結構是指傳感器硬件之間的排列架構組合方式，當前傳感器新結構的研究主要還是集中在較為復雜的傳感器類型，如CMOS圖像傳感器。當前CMOS圖像傳感器新結構的方向主要包括仿生結構和堆棧式結構。仿生

37、視覺傳感器即通過模仿生物視網膜原理構件傳感器從而來提升視覺傳感性能的新型傳感技術。通過研究仿真結構，研究人員對使用 OPTs的傳感單元利用人工神經網絡對紅綠藍噪聲進行過濾，傳感器陣列可以實現光照強度低至31nWcm“的紫外光檢測，識別精度由46%提升至90%，同時具備較高靈敏度的圖像感知和記憶能力。南加州大學仿生視覺傳感器結構構件圖3.4 新結構堆棧式結構資料來源：先進感知技術白皮書；前瞻產業研究院整理此外CMOS圖像傳感器根據結構還可以分為前照式、背照式和堆棧式三種。前照式結構光線利用率較低，背照式通過結構的改變，提高了光線利用率，從而提高傳感器靈敏度。近年來，堆棧式結構不斷發展，通過在垂直

38、方向上堆疊多個層次的電路和感光器件，提高光線的接收和處理效率，從而實現更高的圖像質量、更低的噪聲和更好的動態范圍。傳統背照式圖像傳感和堆棧式圖像傳感對比示意圖CMOS結構背照式堆棧式優點 光敏度和低噪聲更高 測量范圍廣 精度高 適用性強 穩定性高缺點 工藝要求高 成本更高 制造工藝復雜適用場景 攝像頭、圖像傳感器 計算機存儲器、處理器背照式圖像傳感和堆棧式圖像傳感優缺點對比資料來源：紅杉資本 state of AI report 2022；前瞻產業研究院整理3.5 新融合AI技術深度融合研發設計生產制造應用用戶需求挖掘反哺數據管理決策提升效率增加應用需求研發效率提升40%生產效率平均提升37.

39、6%運營成本平均下降21.2%在融合方面，2022年GPT的出現讓社會再一次開始關注人工智能技術的發展，而AI與傳感器行業的發展也是相輔相成的。AI大模型的發展能有效地為智能傳感器生產制造環節實現降本增效；同時，智能傳感器的應用也為AI大模型的訓練和應用提供數據。AI模型訓練實時數據決策智能傳感器生產制造環節3.5 新融合AI技術深度融合假數據真數據假數據真數據真數據真數據真數據GPT模型依據目前已經輸入的所有文字和大量文本數據預測下一個文字，并輸出RL人類反饋模型真數據高 分低 分符合人類自然語言的答案通過人工評分不斷訓練提升ChatGPT輸出符合人類自然語言的“高分”答案能力通過人工對大量

40、基礎數據進行篩選，保留符合道德、正確的數據基礎數據篩選過程ChatGPT本質是在GPT大模型疊加RL反饋模型，原理是通過基于對于已有文本的學習后根據計算概率預測并輸出下一個文字，而最終的模型效率主要由大模型的參數量（計算能力）和后期學習的高質量的數據量（知識量）所決定。輸入輸出清華大學清華大學清華大資料來源：前瞻產業研究院整理數據的數量和質量直接決定模型訓練效果133.63.534.13234OpenAI-GPT4.0Google-PaLM 2Falcon阿里-通義千問2OpenAI-GPT3.0零一萬物-Yi-34BMeta-LLaMA2智源-Aquila2華為盤古2.0文本數據量（萬億To

41、ken）3.5 新融合AI技術深度融合2020-2023年全球超大規模預訓練模型參與者入場進程情況資料來源：紅杉資本 state of AI report 2022；億歐 前瞻產業研究院整理對比目前國內外主流的大模型訓練參考的文本量來看，OpenAI作為行業的引領者，旗下研發的GPT-4模型目前仍處于絕對領先地位，但是國內百度、阿里、華為等廠商所作大模型與Google和Meta等其他海外廠商也在積極追趕。從目前實際情況來看，當前AI大模型的能力仍處于快速提升的階段，即根據訓練所用的數據文本量的提升模型能力指數級提升，但全球高質量的文本數據則大部分都已被使用，面臨數據來源枯竭的問題。不完全統計國

42、內外知名廠商AI大模型參考文本量（單位：萬億Token）3.5 新融合AI技術深度融合公開宏觀數據付費行業數據企業私有數據真實世界感知數據數據獲取成本&難度低高訓練通用大模型訓練垂類行業大模型/企業自有大模型數量多可信度低數量多質量不可控私密性強質量高特定性強數量多數量少質量非常高傳感器的數量和質量取決于連續性低訓練AI大模型的數據來源則主要有四種。其中，公開的宏觀數據和付費行業數據是當前市場上主要用于訓練通用大模型使用的數據，但目前面臨枯竭和質量差等問題；企業私有數據則成本較高，數量也較少。在這種背景下，未來通過傳感器獲取大量真是世界感知數據將成為必然趨勢。資料來源：紅杉資本 state o

43、f AI report 2022；前瞻產業研究院整理3.5 新融合AI技術深度融合決策層支撐層傳輸層應用層感知層無線通信方式有線通信方式其他通信方式銷售場景CRM管理場景ERP制造場景MES研發場景PLM中間層數據庫中間件控制硬件傳感器RFID二維碼GPS/北斗攝像頭人決策計算機自主決策表單驅動流程驅動數據驅動除了將數據用于AI大模型的訓練外，AI與智能傳感器的深度融合將真正實現物聯網內的數據驅動即計算機自主決策。企業經營管理決策不在依靠過去的表單或者流程，而是根據各環節傳感器獲取的實時數據，由AI根據數據進行數智決策后再實時反饋給各環節進行生產銷售。蜂窩式架構組網式架構3.6 無源化單點式架

44、構傳統RFID一體式讀寫點對點近距離讀寫架構優化分離式架構，降低干擾，初步實現多設備組網，反向通信距離可達百米系統革新引入蜂窩系統，擴展系統能力，研究新協議、新架構，新標簽進一步提升通訊距離，借助網絡基礎設施，實現全域、全網、全生命周期管理?？熹N品、區域倉儲盤點規模盤存、進出庫盤點物流、醫療、畜牧、電力、軍工、石化等無源物聯網(Passive IoT)是指接入網絡的終端節點設備不需配置電源線或內置電池，通過采集環境中的微能量供能支持自身正常運轉，實現數據的采集、傳輸和分布式計算等功能。無源物聯網的技術架構經過多年的發展已經從早期僅能用于快銷品、區域倉儲盤點等點對點場景的單點式架構轉變為如今的蜂

45、窩式架構。在蜂窩式架構中，無源傳感器的通信距離更遠，無源傳感器的應用范圍也愈發廣泛。無源物聯技術架構發展歷程資料來源：物聯傳媒；前瞻產業研究院整理3.6 無源化無源物聯技術的目標定義相比于高速物聯、中低速物聯和窄帶物聯，無源物聯網是雖然傳輸速率和精確度可能有所下降，但憑借極低的能量消耗和應用成本，將成為工業和商業應用的主流傳感器。無源物聯千億級窄帶物聯百億級中低速物聯百億級高速物聯低高能量消耗&成本3.6 無源化資料來源：物聯傳媒 前瞻產業研究院整理能量采集技術優點缺點應用場景代表傳感器太陽能 能量密度大 獲取難度低 產業鏈較成熟 成本高 尺寸大 安裝維護成本高 路燈、野外監測、農業、工業等

46、光纖無源傳感器無線電波 電子設備普及 尺寸小，易部署 成本低 能量密度小 需要外部單獨在提供能量源 服裝零售、圖書館、快遞包裹、珠寶、RFID、NFC按壓式 獲取便捷 成本低 能量密度小 能量環境使用少 開關、遙控器 壓電傳感器溫度差 能量環境適用廣 對環境要求高 轉化效率低 森林防火、野外環節檢測 熱電材料無源傳感器無源物聯網三大底層技術不同無源傳感器能量采集技術的優缺點對比無源物聯網的技術實現無法離開三大底層技術：能量采集技術、低功耗計算技術和低功耗通信技術。其中能量采集技術是無源物聯網實現的根本技術。無源物聯網并不代表這不使用能量，而是通過采集環境能量實現運轉，主要的技術包括太陽能、無線

47、電波、按壓式和溫度差等。其中太陽能由于能量密度大，獲取難度低一級產業鏈較為成熟是當前最主要的無源傳感器應用手段?？偨Y&建議4.1 深圳市智能傳感器產業發展總結4.2 深圳市智能傳感器產業發展建議4.1 深圳市智能傳感器產業發展總結總體來看，深圳市智能傳感器產業具有一定的產業先發優勢及政策優勢；但同時面臨頂層設計不足、資源分散、核心技術“卡脖子”等困境挑戰。為更好的發揮優勢、解決困境，需要依靠無源化發展、AI深度應用融合、新材料、新結構和新工藝等技術的賦能升級，從而推動深圳市智能傳感器產業高質量發展。深圳市智能傳感器產業頂層設計不足海外技術“卡脖子”資源分散行業規模處于國內領先高精特新企業數量聚

48、集政策力度支持產業整體基礎差新材料、新結構、新工藝等工藝創新無源化AI深度應用融合實現行業彎道超車的技術機遇深化實現智能傳感器應用價值實現廣泛商業應用的技術基礎資料來源：前瞻產業研究院整理資料來源：前瞻產業研究院整理完善頂層規劃，為行業發展保駕護航目前深圳市在智能傳感器產業方面的政策已提出了5年規劃方案。但從方案具體內容來看，在資源分配和具體發展方向角度來看仍有所欠缺，有待進一步的完善和細化。鼓勵企業應用，推動技術創新一方面深圳市具備國內領先的教研資源；另一方面深圳市也具備國內領先的工業基礎環境。因此政府應積極鼓勵學校和產業的深度融合，鼓勵國產傳感器產品在真實場景的實際落地應用，推動產業的技術

49、的快速革新和應用落地。扶持龍頭企業，打造知名品牌加快人才培養，強化自主研發傳感器制造需要人才對上游電子元器件和下游各行業應用的綜合理解能力，而當前這類人才是十分欠缺的，深圳市應該積極鼓勵培養專業人才。當前深圳市的智能傳感器企業數量雖多，但整體缺乏知名的行業龍頭企業。因此應積極扶持企業，鼓勵企業的快速擴張和成長，打造國內、甚至國際知名傳感器品牌，從而引領行業整體快速發展。深圳市智能傳感器產業發展建議掃碼獲取更多免費報告產業規劃復合型專業團隊1300余項目案例產業研究持續聚焦細分產業研究22年細分產業報告、產業圖譜、課題研究、專項調研園區規劃首創招商前置規劃法+獨有園區招商大數據IPO咨詢IPO募

50、投可研IPO細分市場研究研究底稿碳中和研究戰略咨詢、課題研究技術咨詢服務、碳中和商學院產業鏈招商產業規劃+招商策劃+落地+資源導入政府產業規劃資深智庫企業產業投資專業顧問中國產業咨詢領導者投資/決策 你需要前瞻的眼光！解讀全球產業變遷趨勢深度把握全球經濟脈動100000+資訊干貨 一手掌控10000+行業報告 免費下載1000000+行業數據 精準把握500+資深研究員 有問必答10000+全球產業研究 全面覆蓋365+每日產經動態 實時更新掃碼下載APP全球產業分析與行業深度問答聚合平臺看 懂 未 來 新 十 年！前瞻產業研究院是中國產業咨詢領導者！隸屬于深圳前瞻資訊股份有限公司，于1998年成立于北京清華園，主要致力于為企業、政府、科研院所提供產業咨詢、產業規劃、產業升級轉型咨詢與解決方案。前瞻產業研究院前瞻經濟學人APP是依托前瞻產業研究院優勢建立的產經數據+前沿科技的產經資訊聚合平臺。主要針對各行業公司中高管、金融業工作者、經濟學家、互聯網科技行業等人群，提供全球產業熱點、大數據分析、行研報告、項目投資剖析和智庫、研究員文章。前瞻經濟學人讓你成為更懂趨勢的人報告出品：前瞻碳中和戰略研究院聯系方式：400-068-7188更多報告：https:/報告主創：徐文強院長產業規劃咨詢：0755-33015070報告執筆：寧凱亮、李宛卿