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1、深圳市深圳市 20152015 年軟科學研究項目年軟科學研究項目 深圳市傳感器技術與產業發展深圳市傳感器技術與產業發展 研究報告(研究報告(20152015 年)年) 深圳市儀器儀表與自動化行業協會深圳市儀器儀表與自動化行業協會 二一二一五五年年十十月月 說 明 本報告由深圳市科技創新委員會擁有版權并保留一切權利,未經許可,任何單位和個人都不得復制、修改、發布,包括但不限于拷貝、復印、掃描、文字識別等。 本報告中引用的圖表、數據表的版權由被引用人所有,涉及的企業商號、商標等知識產權由其所有人所有。 本報告分析結論供參考,對因接受和參考本報告任何觀點、內容而導致的任何損失,深圳市科技創新委員會不
2、承擔任何責任。 本報告為內部研究資料而非正式公開出版物, 本報告中觀點不代表深圳市科技創新委員會的觀點,本報告的數據不作為正式發布數據。 目 錄 說 明 . 1 目 錄 . 4 前 言 . 1 第一章 國內外傳感器產業概況 . 3 一、全球傳感器產業發展情況 . 3 (一)數字指標 . 3 (二)部分發達國家及地區簡報 . 8 (三)產業發展趨勢 . 11 二、國內傳感器產業發展情況 . 14 (一)數字指標 . 14 (二)發展機遇 . 16 (三)產業發展趨勢 . 17 第二章 深圳市傳感器產業發展情況 . 18 一、數字指標 . 18 二、新品研發案例 . 19 三、深圳知名制造企業 .
3、 20 四、深圳主要科研單位 . 26 第三章 傳感器技術路線圖 . 29 一、需求 . 29 二、目標 . 29 三、發展重點 . 30 (一)重點產品 . 30 (二)關鍵元器件與零部件 . 30 四、關鍵共性技術 . 31 (一)新型傳感器 . 31 (二)工業傳感器 . 41 (三)智能制造裝備 . 47 (四)儀器儀表 . 53 (五)其它工業裝備 . 54 (六)農業裝備 . 58 (七)軌道交通裝備 . 59 (八)物聯網 . 60 五、典型應用領域 . 62 (一)機器人 . 62 (二)醫療電子 . 64 (三)汽車電子 . 66 (四)工業控制 . 69 (五)消費電子 .
4、 70 (六)智能家居 . 73 (七)無線傳感網 . 73 六、戰略支撐與保障 . 75 第四章 深圳市傳感器技術與產業發展思考 . 79 一、面臨的問題 . 79 二、技術發展趨勢 . 80 三、對策與建議 . 81 (一)加大研發創新力度 . 81 (二)提高企業盈利能力 . 83 (三)開發下游應用市場 . 84 (四)知識產權策略 . 84 (五)加強頂層設計 . 84 (六)完善標準體系 . 85 (七)建設深圳傳感谷 . 86 附錄 . 87 1 前 言 傳感器涉及國民經濟各個領域,是國民經濟的基礎性、戰略性產業之一,直接關系到國防、經濟和社會安全。在國家新發布的 中國制造 20
5、25重點領域技術路線圖 (2015 版) 中, 10 大重點領域的發展大多都與傳感器技術息息相關。尤其是新一代信息技術產業, 更被提到 10 大重點領域之首。 作為該產業的基礎,傳感器技術及傳感器產業的戰略地位日益凸顯。 工信部官員表示,政府將結合“十二五”收官及“十三五”規劃制定,研究出臺推動傳感器及應用的產業政策。 “十三五”期間,電子信息行業將重點突破傳感器等具有全局影響力、帶動性強的核心關鍵環節;將瞄準產業制高點,選擇生物智能傳感器等前沿關鍵技術聯合攻關,搶占產業發展主導權;將突破智能傳感等新技術,強化基礎軟硬件協調發展。 當前,機器人、智能制造、智能交通、智慧城市以及可穿戴技術正在迅
6、速發展,其對傳感器需求廣泛,要求傳感器具備微型化、集成化、智能化、低功耗等特點,微-納技術、數字補償技術、網絡化技術、多功能復合技術進一步發展,新原理、新材料、新工藝不斷涌現,新結構、新功能層出不窮。在物聯網行業的推動下,傳感器行業的年增長率遠高于國內其他行業的平均水平。 深圳是我國傳感器生產和技術研發聚集地之一,具有強大的研發創新能力、良好的產業配套和公共平臺服務環境。依托中國科學院深圳先進技術研究院、 深圳市傳感器技術重點實驗室、 南山區傳感器技術產學研聯盟等科研單位,推動傳感器產學研用協同創新,為深圳傳感器產業的持續發展奠定了堅實的基礎。 本研究認真落實 中國制造 2025重點領域技術路
7、線圖(2015 版) 產業關鍵共性技術發展指南(2015 年) 加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃(2013-2025 年) 產業關鍵共性技術發展指南(2013 年) 廣東省智能制造發展規劃(2015-2025 年) 等政策文件,以 2015 年傳感器產業的統計數據為基礎, 結合深圳市儀器儀表與自動化行業協會歷年的研究成果和日常調查材料, 全面分析深圳市傳感器技術與產業發展的優劣勢以及未來的發展趨勢,評估深圳市傳感器產業政策的落實情況, 剖析發展傳感器產業對深圳創建國家自主創新型城市、 調整產業結構和建設現代產業體系的作用,提出發展傳感器產業的 2 建議,為政府制定傳感器產業發展規
8、劃和政策提供科學的依據。 本研究報告的編寫得到了深圳市科技創新委的指導以及業內人士的大力支持與配合,在此一并表示感謝。由于水平有限,不足之處歡迎批評指正。 3 第一章 國內外傳感器產業概況 一、全球傳感器產業發展情況 (一)(一)數字指標數字指標 1.1.市場規模市場規模 據 IC Insights 預測,2014 年至 2019 年,傳感器出貨量年復合增長率將高達11.4%, 五年內全球出貨量達到191億顆, 銷售額有望達到6%的年復合增長率。 據高工產業研究院報告,2013 年全球傳感器市場規模為 1055 億美元。該機構預測, 未來幾年全球傳感器市場將保持 20%以上的增長速度, 201
9、4 年達到 1260億美元,2015 年將突破 1500 億美元。 全球傳感器市場規模全球傳感器市場規模 數據來源: 高工產業研究院。 工業和信息化部電子科學技術情報研究所整理,2014 另據工信部電子元器件行業發展研究中心總工程師郭源生預測,2015 年全球敏感元件與傳感器市場規模將達到 1770 億美元。 2.2.銷售總額銷售總額 2015 年 CMOS 圖像傳感器呈現兩位數的增長,滲入到越來越多的嵌入式應用場景中 (如汽車電子、 醫療電子、 視頻監視網絡以及圖像識別系統) 。 IC Insights預計 2015 年傳感器/執行器銷售額同比增長 2%,可達 101 億美元。2016 年的
10、表 4 現要稍強于 2015 年,預計銷售額可達 105 億美元,同比增長 4%。 20052005- -20162016 年全球年全球 O O- -S S- -D D 市場銷售額市場銷售額曲線圖曲線圖 數據來源:IC Insights 3 3. .區域區域分布分布 從全球總體情況看,發達國家占據了傳感器市場 70%以上份額,市場規模最大的三個國家美、日、德,分別占據了傳感器整體市場份額的 29.0%、19.5%、11.3%。 全球傳感器市場分布狀況全球傳感器市場分布狀況 數據來源:工業和信息化部電子科學技術情報研究所整理,2014 未來 5 年,中國、印度、巴西等發展中國家對傳感器的需求也將
11、大幅增加。 5 英泰諾咨詢公司指出,未來幾年亞太地區市場份額將持續增長,預計 2016 年將提高至 38.1%,北美和西歐市場份額將略有下降。但發達國家在技術和品牌上的優勢仍將保持,因此全球傳感器市場分布狀況并不會得到明顯的改變。 4 4. .細分領域細分領域 根據 IC Insights 報告,半導體傳感器占傳感器/驅動器整體市場的近三分之二。加速度/航向角傳感器仍然是以銷售額統計的最大傳感器細分產品,占整體傳感器/驅動器市場份額的 26%,但因單價下滑,增長緩慢,2014 年出貨量年增長率僅 1%,銷售額則繼 2013 年環比下滑 2%以后下滑增大到 4%。 2014 年, 全球光纖傳感器
12、市場規模為 19.9 億美元, 預計 2019 年將達到 31.5億美元,復合年增長率為 9.6%。 磁性傳感器 2013 年曾出現 1%的負增長,2014 年恢復增長,以 11%的年增長率創出 16 億美元的銷售額新高。 壓力傳感器延續強勁增長勢頭,繼 2013 年增長 16%以后,2014 年增長達到15%。據透明度市場研究報告,全球壓力傳感器市場有望在 2014 年至 2020 年達到 6.20%的復合年增長率,從 2013 年的 65 億美元增長到 2020 年的 93 億美元。 MEMS(微機電系統,主要包括壓力、加速度和航向角傳感器以及驅動器)器件約占傳感器/驅動器整體市場份額的
13、80%, 2014 年 MEMS 器件銷售額增長約 5%,創下 74 億美元的新高(2013 年銷售額為 70 億美元) 。MEMS 傳感器占 MEMS 器件銷售額的 53%(39 億美元) ,而驅動器占了 47%(35 億美元) 。 四類傳感器四類傳感器 20132013- -20142014 年銷售額增長率年銷售額增長率 數據來源:IC Insights -2%-4%-1%11%16%15%5%-5%0%5%10%15%20%加速度/航向角傳感器磁性傳感器壓力傳感器MEMS傳感器 6 5 5. .十大十大廠商廠商 目前,全世界有 40 多個國家的 6000 余家企事業單位從事傳感器的研制、
14、生產和應用開發,各種產品累計 2 萬余種。 全球著名傳感器廠商及全球著名傳感器廠商及產品應用領域產品應用領域 數據來源:工業和信息化部電子科學技術情報研究所整理,2014 6 6. .主要主要企業營收狀況企業營收狀況 目前,傳感器產品市場主要由歐美企業把控,全球前五大廠商占據整體市場營收的 40%以上。 7 20142014 年全球傳感器企業營收排名年全球傳感器企業營收排名 數據來源:Yole Developpement,2015.3 據 IHS 最新的研究報告,2014 年 MEMS 傳感器市場第一名被博世牢牢占據,總銷售額達 11.7 億美元,占據全球 MEMS 市場份額的 12.3%,比
15、 2013 年銷售額增長 16.6%,是前五大 MEMS 供應商中增長最快的。 20142014 年年 MEMSMEMS 傳感器傳感器前前 8 8 大供應商大供應商 數據來源:IHS,2015.3 8 7 7. .專利分析專利分析 針對傳感器進行相對研發強度分析、 技術要項布局分析發現, 傳感器以美商、日商、歐商較具研發能力。相對研發強度 TOP 30 廠商中,美商占有 11 家、日商占有 9 家、歐商占有 7 家。 美商相對投入更多研發資源發展醫療用途傳感器技術, 目的是布局智能醫療產業關鍵技術與商機。其中,分析物傳感器有 373 件專利,美商占 359 件、比重達 96.2%;血糖傳感器有
16、 304 件專利,美商占 297 件、比重達 97.7%。 歐商及日商較著重發展資通訊、 建筑、 機械、 汽車用途傳感器技術, 如圖像、壓力、溫度、氣體、觸控、轉矩、超音波、角速度等。 未來在物聯網帶領下,美、日、歐等國家和地區的傳感器主要制造商將持續影響智慧連網產品所屬感測技術之發展, 相關科技界應密切注意上述主要制造商近期開發成果與專利布局動向。 (二)(二)部分部分發達發達國家國家及地區及地區簡報簡報 1.1.美國美國 美國很早就成立了國家技術小組(BGT) ,幫助政府組織和領導各大公司與國家企事業部門的傳感器技術開發工作。美國傳感器產業走的是先軍工后民用、先提高后普及的路子, 其顯著特
17、點是非常重視傳感器的功能材料、 技術開發和工藝。研發方面,美國約有 1300 家企業,100 多個研究院所和院校。 美國聯邦政府獨立設立的“美國國家科學發展基金”所做的基礎研究報告中提出:自 2010 年起,每年國家預算 69 億美元支持物聯網基礎項目開發與研究,并可以獲得大約 20%的資金補貼。美國人稱其為“傳感器革命” 。 美國產學聯合會議“萬億傳感器峰會”由仙童半導體公司副總裁 Janusz Bryzek、加州大學圣地亞哥分校工學院院長 Albert P. Pisano 等共同主持。支持并參加該會議的有來自 ICT(信息通信技術) 、零部件(半導體、電子部件)行業,以及大學和研究機構的眾
18、多著名企業和組織。會議提出“萬億個傳感器覆蓋地球”計劃,旨在推動社會基礎設施和公共服務中每年使用 1 萬億個傳感器。10 年后,傳感器數量將突破 1 萬億個;再過 10 年,會達到數 10 萬億個。 9 2.2.歐盟歐盟 歐盟第七研發框架計劃(FP7)提供 490 萬歐元資助,總研發投入 690 萬歐元,由歐盟 6 個成員國及聯系國芬蘭(總協調) 、英國、德國、荷蘭、奧地利和瑞士,9 家企業聯合科技界組成的歐洲 PHOTOSENS 研發團隊,從 2011 年 2 月開始,致力于推進 NSA(納米結構傳感器陣列)低成本大規模工業化制造的關鍵技術與生產工藝突破。其利用最先進的納米壓印光刻技術,整合
19、卷到卷生產制造工藝,實現了低成本大批量制造生產大面積 NSA 的工業流程設計和設備樣機開發,奠定了 NSA 進一步商業化推廣應用的基礎。 目前, 相關研發團隊已成功開發出多種不同類型的全聚合物多參數感應裝置生產制造工藝及設備樣機。例如:應用于環保行業檢測空氣質量的甲醛光子結晶感應裝置;應用于制藥和食品安全行業檢測布洛芬化合物成分的感應裝置;應用于多行業的靈活嵌入式一次性多參數芯片檢測裝置。此外,該團隊正致力于基于3D 打印技術的單模波導感應檢測裝置的生產制造工藝開發,進行工藝流程驗證和結構優化。 3.3.德國德國 德國是微機電系統和傳感器技術的領先者。在工業 4.0 戰略中,傳感器被描繪成信息
20、物理系統的核心組件,包括加速度傳感器、氣壓傳感器、電子羅盤等。信息物理系統是指通過傳感網緊密連接現實世界, 將網絡空間的高級計算能力有效運用于現實世界中,從而在生產制造過程中,與設計、開發、生產有關的所有 10 數據將通過傳感器采集并進行分析,形成可自律操作的智能生產系統。 德國傳感器市場前景發展良好,2014 年僅手機與汽車應用領域的氣壓傳感器和加速度傳感器產品營業額就比上年增長了 8%,出口額為 42%,比上年增加了2%。 德國博世公司已成為該領域全球最大的生產商, 全球每兩部手機中就有一部裝有博世的傳感器。 據德國傳感與測量技術協會(AMA)統計,該協會 480 家成員公司 2013 年
21、平均銷量增長率為 3%,預計 2014 年平均銷量增長率將在 7%左右。研發投入平均在10%左右, 整體投入預計將增加 8%。 2013 年人力需求增長 2%, 預計將繼續增長。成員中中小型企業出口配額穩定在整體銷量的 40%。針對歐盟成員國出口增長3%-25%不等,非歐盟成員國出口減少 2%-17%不等。 德國在微機電系統和傳感器領域投入了大量資金, 以保持其國際領先的地位,2014 年投資同比增長達 5%,預計 2015 年將同比增長 24%,創歷史新高。這些投資也為來自中國的供應商和用戶開放了市場。 德商 BOSCH 在傳感器相對研發強度表現較佳,主要原因為專利件數、發明人數等評比項目高
22、于其他 29 家專利權利人。 4 4. .日本日本 日本把傳感器技術列為十大技術之首、國家重點發展的六大核心技術之一。日本工商界人士聲稱“支配了傳感器技術就能夠支配新時代” 。日本傳感器產業側重實用化和商品化,走的是先普及后提高,由引進、消化、仿制到自行改進設計創新的路子。研發方面,日本約有 800 家生產和開發傳感器的廠家。日本電子零組件廠從家電轉移到手機與汽車零組件后,積極投入 MEMS 傳感器研發,推出各種超小型與高精度的傳感器,擴大傳感器應用。 2013 年 4 月,日本經濟產業省啟動了“傳感器技術在社會公共服務中的應用開發項目” 。同年 7 月,日本新能源產業技術綜合開發機構(NED
23、O)公布了該項目委托研究機構。2015 年 7 月,日本召開了“物聯網升級制造模式工作組”會議,該工作組的目標主要是,跟蹤全球制造業發展趨勢的科技情報,通過政府與民營企業的同心通力合作, 實現物聯網技術對日本制造業的變革。 10 月23日,日本成立產學官合作組織“物聯網推進聯盟” ,從事傳感器技術的研發和測試。 11 5 5. .韓國韓國 韓國傳感器專門企業不多, 2013 年韓國在全球傳感器市場的占有率僅 1.7%。為加強在物聯網(IoT)領域的競爭力,韓國政府 2015 年開始著手推動尖端傳感器培育事業,未來 6 年間將投資 1508 億韓元(約 1.3 億美元) 。韓國電子零組件研究院人
24、員表示, 將在所有領域中選出難以在短期間內創造成果,且預估將出現高成長的策略性領域,集中進行研發及事業化。 韓國著力引導民間企業擴大合作, 加強與市場相連的策略性研發和生態圈建設。 三星電子 (Samsung Electronics) 、 樂金電子 (LG Electronics) 、 SK Telecom等大企業,正在積極摸索與專門傳感器企業的合作方式。韓國業界也建議三星和SK 海力士(SK Hynix)大力發展系統芯片事業,研發具潛力的傳感器。 (三三)產業產業發展趨勢發展趨勢 1.1. 物聯網應用將給傳感器帶來巨大市場空間物聯網應用將給傳感器帶來巨大市場空間 依據市場統計資料,2013
25、年聯網的感測裝置已激增到 35 億個。預估到 2030年,連結物聯網的傳感器數量將超過一百兆個之多。據 Yole 研究預測,2024 年全球物聯網產業將達到 4000 億美元的規模, 復合年均增長率 (CAGR) 高達 42%。而物聯網所必須應用之傳感器市場營收, 預估2022年時將成長超過140億美元。 據英泰諾咨詢公司預測,2016 年全球汽車傳感器規??蛇_ 419.7 億歐元,占全球市場的 22.8%。信息通信行業至 2016 年也可達 421.6 億歐元,占全球市場的 22.9%, 且有可能成為最大的單一應用市場。 而醫療、 環境監測、 油氣管道、智能電網等領域的創新應用將成為新熱點,
26、有望在未來創造更多的市場需求。 2013 年全球消費電子用傳感器的市場價值為 152.7 億美元,據 Grand View Research 預測,2020 年全球消費性電子傳感器市場將達 345.7 億美元規模。據美國 ABI 調查公司預測,2017 年可穿戴式傳感器的數量將會達到 1.6 億。 據 iHS iSuppli 預測,在手持和平板市場,傳感器出貨量未來 5 年內將實現2 倍以上增長,從 2013 年的 104 億美元上升為 2018 年的 232 億美元規模。汽車市場上,到 2018 年將形成 60 億美元的傳感器市場規模,其中 ADAD 和 E-Call將成為第一批支持物聯網場
27、景的傳感器。iHS 目前正在著手量化包括智能家居、智慧城市、智能工廠、健康監測、智能電網、農業等在內的工業物聯網應用中傳 12 感器的市場容量。 2. MEMS2. MEMS 傳感器市場大幅增長傳感器市場大幅增長 物聯網的大力推進和智能終端的廣泛應用, 使傳感器重心逐漸轉向技術含量較高的 MEMS 傳感器領域。 20082008- -20182018 年基于年基于 MEMSMEMS 技術的傳感器技術的傳感器/ /執行器市場規模執行器市場規模 數據來源:IC Insights,賽迪智庫整理,2015.3 IC Insights 數據顯示,基于 MEMS 技術的傳感器/執行器市場規模 2014 年
28、可達到 80 億美元,增速達 13.8%,預計 2015 年 MEMS 傳感器市場將進一步增長16%。 至 2018 年MEMS 傳感器的總出貨量可望達 93億顆, 產值將達到122 億美元。 20122012- -20192019 年全球年全球 MEMSMEMS 傳感器市場規模傳感器市場規模 數據來源:Yole Developpement,2014.4 Yole Developpement 數據顯示,2014 年全球 MEMS 傳感器市場規模超過 130 13 億美元。預計到 2018 年,MEMS 市場產值將以 12%13%的復合增長率增長至 240億美元。 消費類應用依舊是 MEMS 傳
29、感器市場的主要推動力。Yole Developpement 數據顯示,2014 年消費類應用規模達到 59 億美元,占傳感器產品市場的 45%。到2019 年預計將超過 100 億美元,年復合增長率約 11.2%。而成長最快的醫療服務市場, 將從 2014 年的 24.5 億美元增長至 2019 年的 72 億美元左右,年復合增長率近 30%。 20142014 年全球年全球 MEMSMEMS 傳感器應用市場劃分傳感器應用市場劃分 數據來源:Yole Developpement,2014.4 3 3. .企業并購日趨活躍企業并購日趨活躍 據 IC Insights 統計,2015 年上半年,全
30、球半導體產業并購總值高達 726億美元(路透統計數據為 800 億美元) ,是過去 5 年平均值的 6 倍,為 2000 年以來交易金額最高的一年。 該機構預測,2015 年半導體產業資本支出有望達到 690億美元,比 2014 年的 650 億美元增長 6%。 FBR & Co.s Christopher Rolland 的發言人表示,2015 年將會有 32%的在美國公開上市交易的半導體公司會被并購。 預計從 2015 年下半年至 2016 年上半年,半導體公司的收購幾率將會從 25%提高到 40%。 14 20142014 年年 6 6 月月至至 20152015 年年 7 7 月月全球
31、傳感器產業并購案例全球傳感器產業并購案例 二、國內傳感器產業發展情況 (一)(一)數字指標數字指標 1.1.市場規模市場規模 據高工產業研究院數據,2009 年至 2013 年,我國傳感器市場年均增長速度超過 20%,2011 年傳感器市場規模為 480 億元,2012 年達到 513 億元,2013 年超過 640 億元。 15 20092009- -20142014 年我國傳感器市場規模年我國傳感器市場規模 數據來源: 高工產業研究院, 工業和信息化部電子科學技術情報研究所整理,2014 據行業協會估算, 我國2014年敏感元件與傳感器銷售額突破1200億人民幣。據工信部電子元器件行業發展
32、研究中心總工程師郭源生預測,我國 2015 年傳感器需求量可達 260 億只,銷售額將突破 1300 億元。 截至 2014 年底,我國從事傳感器研制、生產和應用的企業共 2000 多家,從事 MEMS 傳感器研制、 生產的企業有 50 多家。 產品種類共計 10 大類 42 小類 6000多種,中低檔產品基本滿足市場需求,產品品種滿足率在 60%-70%左右,應用領域包括能源、汽車、消費電子、醫療衛生、家用電器等。許多國內企業在努力開發自己的新技術,并得到了德國傳感器協會(AMA)的支持。 2.2.區域區域分布分布 我國初步形成五個較集中的傳感器產業區域:以上海、常州、南京為中心的長三角;以
33、廣州、深圳等城市為主的珠三角;以高校為主的京津地區;以沈陽、長春、哈爾濱為主的東北地區;以鄭州、武漢、太原為主的中部地區。 長三角地區通過引進國外技術公司,重點發展 MEMS 傳感器及產品線,逐漸形成較為完備的傳感器生產體系及產業配備。 杭州國際傳感谷杭州國際傳感谷將建成一個綜合性傳感器技術核心區、創新示范區、產業集聚區,計劃到 2020 年實現總投資 100億元,產業鏈實現銷售收入 200 億元,增加值 50 億元;常州國際傳感谷常州國際傳感谷通過國內外優質產業資源集聚、 共性關鍵技術攻關、 重大產品開發、 行業骨干企業聚集, 16 計劃到 2020 年實現產業規模 500 億元,2025
34、年達 1000 億元。 珠三角地區以深圳中心城市為主體, 由附近中小城市的民企及外企組成傳感器產業體系,服務于周邊的電子信息產品制造業,成為下游應用市場最廣闊的地區。 3.3.主要廠商主要廠商 我國傳感器產業已逐步走向自主設計、創新發展階段,基本掌握了中低端傳感器研發的技術,并向高端領域拓展,產生了一批傳感器龍頭企業。 國內主要傳感器制造企業及國內主要傳感器制造企業及產品類型產品類型 數據來源:工業和信息化部電子科學技術情報研究所整理,2014 (二)(二)發展機遇發展機遇 近幾年來,由于物聯網行業的推動,中國傳感器行業的年增長率遠高于國內其他行業的平均水平。特別是在 2015 年上半年,這一
35、特征表現得更加明顯。 17 作為汽車制造、智能設備、醫療設備、儀器儀表等行業中含金量最高的傳感器,有極大的缺口需要補充。隨著國內物聯網行業的發展,一個龐大的新市場也正在逐漸展露出來。目前,國內傳感器相關企業及科研院所已超過 1000 家,其中部分企業和研究單位均已形成一定規模,具有了較好的產業化基礎。 國內傳感器行業無論是現狀還是未來發展前景都處于向好狀態, 發展空間較大。當前,自主 MEMS 傳感器的研發及產業化成為產業發展的主要方向,如在新型電聲、 指紋傳感器等方面, 我國已經取得產業化突破, 開拓了巨大的應用市場;原子材料、納米材料等新材料的運用使得傳感器在電器、機械以及物理性能方面表現
36、更為突出,展現出更強的靈敏性;集成化、小型化使更多的功能被集成在一起,應用領域更寬廣,通用性更強;傳感器技術及工藝的不斷成熟與發展,使得生產成本降低。這些都為我國傳感器產業的飛速發展提供了契機。 中國制造 2025的出臺,給了中國制造業一次騰飛的歷史機遇。不管是在工業制造業的任何環節,測控技術必將起到至關重要的提升作用。為了盡快拉近與國外半導體巨頭之間的差距, 中國的傳感器科研單位及生產廠家需要做的工作還有很多。在以工業控制、汽車、通訊、環保為重點的服務領域,我們需要發展具有自主知識產權的傳感器技術和產品,從而適應日益擴大的生產需求。 (三)(三)產業產業發展趨勢發展趨勢 (1)在物聯網、移動
37、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,產業規模將迅速擴大。據預測,未來 5 年中國傳感器市場平均銷售增長率將達到 30%以上。 (2)汽車電子、信息通信、自動化控制等領域的高速發展將帶動流量、壓力和溫度傳感器繼續保持主要市場份額。智能家居、智能穿戴、消費電子等領域的發展將拉動溫度傳感器市場份額增長。 (3)醫療、環境監測、油氣管道、智能電網、可穿戴設備等領域的創新應用將成為新熱點,有望在未來創造更多的市場需求。 (4)在國際傳感器業并購風起云涌之際,國內傳感器企業開始紛紛出海收購,國內傳感器業也會進一步加速整合。未來,在政府和大基金的推動下,會有更多的產業資本和社
38、會資本進入傳感器業。 18 第二章 深圳市傳感器產業發展情況 一、數字指標 近幾年,深圳市傳感器業保持了 10%30%的年增長率,2014 年實現總產值280 億元,占本行業全國總產值的 32.5%,比 2013 年增長了 10%以上,占全市生產總值的 1.7%(全市生產總值 16001.98 億元) ;全年進出口額 70 億元,占全市進出口總額的 0.23%(全市進出口總額 4877.65 億美元) ;實現銷售收入 210 億元,研發支出占銷售收入的 2%。 截至 2014 年底, 深圳市有傳感器企業 60 余家, 占全國同行業企業數的 3.5%。其中,民營企業占 80%,三資企業占 20%
39、。企業主要分布在寶安區、南山區、龍崗區和福田區。前 20 名企業的總產值占了全市傳感器行業總產值的 70%。直銷和代理占了全市傳感器產品營銷結構的 60%以上。 2014 年度發明專利和實用新型專利約占全國傳感器發明和實用新型專利的六分之一。 2014 年全市傳感器行業從業人員中,高級工程師、教授、高級技工占從業人員的 5%。 19 二、新品研發案例 1.1.深圳青銅劍科技發布高性能電流傳感器深圳青銅劍科技發布高性能電流傳感器 青 銅 劍 科 技 發 布 了 高 性 能 QHCV200600-S20 系 列 電 流 傳 感 器 和QHCV2001500-S40 系列電流傳感器。新產品采用高度集
40、成化設計,具有良好的精度和線性度、 低溫度漂移、 低插入損耗、 高抗外部干擾、 寬的頻率帶寬等特點,符合 UL94V0 絕緣認證,是集多種優秀性能于一身的高性價比電流測量方案,可用于直流電機、開關電源、交流變頻調速器、不間斷電源(UPS)等領域。 2.2.深圳市惠貽華普開發深圳市惠貽華普開發數字傳感器數字傳感器 深圳市惠貽華普電子有限公司開發出一款智能、超小體積、高精度數字傳感器 HP203B,適合智能的高精度測量和數據采集,輸出高精度的壓力(或高度)和溫度測量數據。應用非常簡單,極大地減少應用的開發周期。 3.3.深圳華怡豐專注深圳華怡豐專注槽型光電傳感器槽型光電傳感器 槽型光電開關其實是射
41、式光電開關的一種,又被叫做 U 型光電開關,是一款紅外線感應光電產品,由紅外線發射管和紅外線接收管組合而成。深圳華怡豐研發的新型槽型光電傳感器產品性能穩定,采用耐老化、耐曲折、耐油污高柔軟型電纜,電纜長度可根據客戶需求訂制延長。產品自帶短路、過流、過載、極性反接保護,外型結構一體式設計,防塵防水效果極佳。 4.4.三達特科技三達特科技展示展示空氣質量傳感器空氣質量傳感器 深圳市三達特科技有限公司最新研發了數字溫度傳感器、壓力傳感器、溫濕度模塊及空氣質量傳感器等產品。一款酒精傳感器,可用于判定客戶是否酒駕,其外形設計完全可依據客戶需求進行定制。一款空氣質量傳感器,可集成于手機及平板等移動設備內,
42、 通過配套軟件就可以實時監測現場所在地的空氣質量狀況,其原理是將現場空氣中的所有成分(如甲醛、NO 等)折算成二氧化碳等同值,從而給出空氣質量的一個客觀評價。 空氣質量模塊還將與空氣溫濕度傳感器結合,實現更為全面準確的環境監測。 5 5. .深圳砝石展示先進的快速激光測距傳感器深圳砝石展示先進的快速激光測距傳感器 深圳砝石激光測控有限公司研發的快速激光測控傳感器、 掃描激光傳感器等系列產品,可用于分車、限高、車檢、測速、收費道入口自動分型、交通流量調查等,解決了 ITS 行業對機動車動態檢測觸發不準確、測速不準、自動分型不準 20 以及安裝維護復雜等問題。業內人士稱,FaseLase 激光傳感
43、器測距精準,安裝方便,更不需要封路破路,是未來的發展趨勢。該系列產品已獲得激光機動車分型方法等多項發明專利、實用新型專利和軟件著作權, 現已實現治安卡口觸發抓拍、高清卡口超速執法、高速公路入口自動分型、計重車道分車、交通流量調查等多方面用途。 6.6.深院靳偉團隊在光纖傳感領域獲進展深院靳偉團隊在光纖傳感領域獲進展 香港理工大學深圳研究院靳偉教授團隊在國家自然科學基金委重大項目(61290313)等的資助下,在光纖傳感領域取得重要進展,將氣體傳感器的靈敏度和動態范圍同時提升了約 3 個數量級。其最新研究成果“超靈敏、大動態范圍全光纖光熱光譜分析法”于 4 月 13 日在自然通訊在線發表。 該項
44、成果提出了一種新的超靈敏的痕量氣體檢測方法, 它克服了傳統光纖氣體傳感系統的主要限制因素,實現了 2ppb 的氣體(乙炔)探測靈敏度和近 6 個數量級的動態范圍。該方法基于氣體分子吸收產生的光熱效應,利用其引起的周期性相位調制,結合先進的光纖干涉儀相位解調技術,實現氣體檢測。通過應用空芯光子帶隙光纖有效地提高了光和物質作用的能量密度和氣室長度, 大大增強了傳感器中因氣體吸收而產生的相位調制。 這種全光纖傳感系統克服了傳統光熱干涉系統中光與物質相互作用弱、體積大且需要精密對準、難以實現光子集成等弱點,充分利用了通訊波段光器件的價格低、技術成熟、資源豐富等優勢。該方法對于具有光譜吸收的液體和氣體檢
45、測具有普適性,可廣泛應用于醫學、化學及生物化學等重要領域的痕量物質檢測。 三、深圳知名制造企業 1.1.精量電子精量電子(深圳深圳)有限公司有限公司 精量電子 (深圳) 有限公司是美國 MEAS 傳感器 (Measurement Specialties,Inc.)于 1995 年在中國創辦的全資公司,是深圳乃至全國范圍內產品種類最齊全、規模最大的傳感器企業之一,2004 年被認定為深圳市高新技術企業。其占地 130000 平方英尺的生產車間及工作空間,一流的生產設計制造及測試設備,一流的研發、生產、品管、銷售、財務人員,為 MEAS 全球生產、研發、銷售以及未來的發展提供了強大的資源基礎與動力
46、。 21 MEAS 是全球領先的傳感器和基于傳感器系統的設計與制造商,掌握著世界頂尖的 MEMS 傳感器制造技術,全球員工超過 2200 人,其中工程師超過 400 人,年銷售額超過4億美元, 為65個國家的OEM客戶和終端用戶提供傳感器和服務。2014 年,MEAS 被瑞士泰科公司(TE Connectivity)收購。 在中國,MEAS 以深圳為基地,建立面向亞洲的產品銷售網絡。2009 年,位于深圳的 MEAS 集團亞洲總部大樓建成啟用,總面積 25000 平方米,建設投資超過 1 億元人民幣。大樓集研發、生產及辦公等多功能為一體,為公司全球業務提供核心技術支撐。這對 MEAS 在華發展
47、起到積極作用。 MEAS 專業生產:壓力及動態壓力、壓電、扭矩、液位、振動/加速度、慣性、流量、血氧、位移、傾角、磁阻、濕度、溫度、紅外、光電、壓電薄膜、智能交通、超聲波和液體特性傳感器,霍爾編碼器。產品應用于航天航空、國防軍工、機械設備、工業控制、汽車電子、消費電子、醫療設備、家用電器、暖通空調、石油化工、空壓機、氣象檢測、環境監測、儀器儀表、能源及水資源管理系統、農機設備等領域。 2.2.深圳市深圳市建恒測控股份有限公司建恒測控股份有限公司 建恒中國(深圳建恒測控股份有限公司)是一家專注于超聲波流量計、流量標定系統、熱(冷)量表、水處理及環保自控系統的研發、生產和銷售的國家級高新技術企業,
48、國家計量檢定規程(超聲波流量計 JJG1030-2007)起草單位之一。截至 2014 年,已取得 54 項專利技術,其中 PCT1 項,發明專利 25 項,且相關產品通過“CE 認證” 。 “gentos”品牌已成為超聲波流量計產品的知名品牌,2012 年被認定為“廣東省著名商標” 。 建恒為工業領域提供超聲波流量計系列產品與超高精度流量標準裝置, 針對水廠、污水處理、環保行業等提供整廠自動化工程、管網設計與改造、加氯加藥系統工程的設計與安裝調試服務,協同客戶解決流體資源的有效利用,提供節能減排、降低流體資源使用損耗、精確計量、提升流體資源有效利用的整體方案。 建恒產品廣泛應用于石油化工、
49、自來水、 建筑節能、 城市熱力熱電、 碳計量、航空航天、物聯網等領域。2008 年,建恒產品獲美國控制雜志“年度流量計創新獎” ,成功應用于美國空軍能量監視系統、美國海軍潛艇燃油能耗測量系統。2015 年,建恒推出了“工業 4.0 流量計”新產品,具有一體式分層結構機 22 箱、CNC 精密加工工藝、彩色觸摸屏雙功能按鍵、可橋接管網及物聯網的 Wifi功能等特點。 目前,公司擁有 431 家國內渠道商,在全球 52 個國家和地區擁有 57 個代理商,并成為國際流量計知名品牌 SIEERA 在華的合作伙伴和 ODM 產品供應商。 3.3.深圳市格瑞斯通自控設備有限公司深圳市格瑞斯通自控設備有限公
50、司 深圳市格瑞斯通自控設備有限公司是一家集研發、生產、銷售于一體的傳感器與變送器的專業制造商,是加拿大 GREYSTONE 公司在亞太地區的運營中心,負責大中國區和整個亞太市場的開發及商務運作。 格瑞斯通生產的 GRS 系列電量變送器,在電路、工藝、結構等方面都有了很大的改進,測量精度更高,工作更加穩定,體積更小,安裝及使用也更加方便。產品應用于商業建筑、實驗室、機場、車站、工廠車間、博物館、體育館等智能建筑的 HVAC 控制系統以及單個電子設備箱、機柜、空調箱的溫度控制,涉及通信、自控、水利、電力、暖通、空調、冶金、化工、環保、機械、機場、軌道交通、市政、水處理等行業。 4.4.深圳市信為科