智能传感器市场的“爆发点”在何处?

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传感器早已无处不在,它早在互联网和物联网(IoT)出现之前就已经存在了。它就像人的五官一样,作为现代信息技术的重要组成部分,是人类获取自然和生产领域中信息的主要途径和手段。

随着物联网的出现,制造业的数字化(工业4.0),传统的传感器已经不能满足数字化时代的发展,它要求传感器除了具备自检、自测、自补偿的功能之外,还需要具备高精度、高可靠性、高稳定性、多功能化以及一定的数据处理能力等功能。

如今,在数字化的转型下,现代智能传感器在各个行业中加以应用,譬如汽车、照相机、智能手机和支持物联网工厂机器,他们也仅仅是众多传感器中的几类应用市场。智能传感器的市场在不断变化,其发展速度也越来越快,也存在着各方面的驱动因素推动增长。

什么是智能传感器?

根据Allied Market Research的解读,传感器就是检测、测量或指示任何特定物理量(如光、热、运动、水分、压力或类似实体)的设备,通过将其转换为任何其他形式,主要是电脉冲。而智能或者智能传感器则涵盖了技术和功能方面的内容,这主要与传感器的演变和历史息息相关。

 

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目前,国际科技界尚未对“智能传感器”有统一的、确切的定义。不过,德勤认为,智能传感器是先进的平台,具有微处理器、存储、诊断和连接工具等板载技术,可将传统的反馈信号转化为真正的数字洞察。

“智能传感器”一词最早是由美国宇航局在研发宇宙飞船过程中提出来,并于1979年形成产品。2009年的时候,国际频率传感器协会(IFSA)对来自学术界和工业界的几名人士进行调查,以定义智能传感器。在1980年代转向数字信号并在1990年代加入大量新技术之后,大多数传感器都被称为智能传感器。

据了解,20世纪90年代之时,随着物联网的发展,出现了“无处不在的计算”的概念,特别是嵌入式计算的进步。到了中期的时候,数字电子和无线技术在传感器模块中的开发和实施更是不断发展,因此除了传感等之外,发送数据也变得越来越重要,到如今甚是如此。

所以说,智能传感器不仅仅包括基础传感器,还包括国际频率传感器协会调查中所称的德勤的“传感元件”以及相应的特性和技术。智能传感器是集成了传感器、致动器与电子电路的智能器件,或是集成了传感元件和微处理器,并具有监测与处理功能的器件。其最主要的特征是输出数字信号,便于后续计算处理。

丰富多样的传感器

为满足不同领域、不同场景下的应用需求,传感器的类别非常多样化。下表是横河电机公司列出对每种检测信号常见的共同特性进行的分类。例如,机械传感器包括压力、振动和速度(速度)传感器等;热传感器包括温度传感器、热导率传感器等。

 

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从市场角度来看,主要类型的传感器包括了触摸传感器、图像传感器、温度传感器、运动传感器、位置传感器、气体传感器、光传感器和压力传感器。其中,根据研究,图像传感器引领市场,而光传感器是2020-2027年预测期内增长最快的细分市场。

 

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来源:物联网信息图

基于Harbor Researc的调查并由PostScapes提供的插图

从目的角度来看,传感器有时可以使用不同的参数。例如,特定类型的传感器(例如接近传感器)可以基于各种特征。而更先进的智能传感器通常可以同时感知多个属性。

不过,值得注意的一点是,不同类型的传感器经常按照行业或者细分市场的功能进行分类。而智能传感器的重要垂直行业和细分市场包括汽车、消费电子、工业、基础设施(包括建筑和整体AEC)和医疗保健。

不断变化的智能传感器市场

伴随着人工智能技术不断地发展和成熟,智能传感器成为了智能系统和物联网的核心部件,是一切数据采集的入口以及智能感知外界的前端,其重要性在日益凸显。

根据德勤的数据,全球智能传感器市场每年以19%的速度增长。

为了能在不断变化的需求以及更为复杂激烈竞争的技术环境中实现智能传感器的目标,市场对其研发工作的热情甚是高涨,传感器也在朝着更小、更智能、更强大、更便宜的趋势发展。

据了解,汽车行业仍是传感器的重要市场;类似智能手机中相机传感器的消费品行业也得到了快速发展;而在工业市场中,被用于良好的网络物理融合工业转型项目的传感器数量也相当大。甚至受新冠疫情大流行影响,智能办公、智能医疗、建筑环境等所有领域都是智能传感器庞大的发展空间。

不过,智能传感器市场的真正增长尚未开始。5G即将到来,人们所希望的智能家居应用,物联网的部署仍然有限,而工业4.0正在缓慢发展,又加上疫情的因素,一些需要尖端传感器技术的领域需要有更多的投资。

更重要的一点是,传感器的质量在变好,而它的价格却一直在下降,这与芯片的下跌密切相关。由于芯片短缺,越来越多的公司选择了自主生产芯片,从价格上入手,更多的是通过在传感器平台中整合更多功能上竞争,以此来获取更大的利益。

总而言之,传感器的需求在不断增长,其市场也在不断成长,而推动传感器市场成长的要素主要为:

?物联网和工业物联网的日益普及;

?消费电子产品的进步;

?传感器和传感器技术本身的进步;

?智能手机中各种传感器的使用越来越多;

?自动化行业(工业4.0)的强劲需求;

?汽车行业的增长;

?对穿戴式设备的需求增加。

2021年~2027年:

全球传感器和智能传感器市场

根据最近的Allied Market Research报告,到2027年(从2020年起),全球智能传感器市场将以18.6%的复合年增长率(CAGR)增长,即1436.5亿美元。

在报告的公告中,该研究公司指出,为了建设智能城市,在物联网背景下,汽车行业需求的增加推动了市场的增长。而在整个预测器内可穿戴设备和创新应用在生物医学行业中的日益普及将会带来短期机遇。

不过,抑制市场增长的因素之一,就是设备中的集成智能传感器缩短了这些设备的使用寿命。而且在疫情最严重的时期,一些行业不得不停止运营,这导致了汽车、消费电子和工业市场对智能传感器的需求大幅下降,致使智能传感器行业的生产和供应链被打乱。

其他的一些调查结果:

在2019年已经占据最大份额的图像传感器市场(约占全球智能传感器市场的五分之一)得到工业领域的高度采用有望在2026年占据主导地位。

根据联合市场研究,预测期内增长最高的是光传感器细分市场,主要得益于智能灯和智能开关的需求不断增加。

从垂直行业的角度来看,汽车行业不仅继续保持市场份额的领先地位,而且在整个预测期内,其复合年增长率也将达到最高水平(21.7%)。这主要是因为电动汽车的日益普及,以及自动驾驶汽车的出现成为了另一个重要市场。

根据这项研究,全球传感器市场的复合年增长率(CAGR)到2022年将达到11.3%,而一个很关键的驱动因素就是物联网

不过,从传感器类型角度看,图像传感器将见证最高的市场增长。从技术角度看,微机电系统(MEMS)在2015年占据了45%的市场份额,纳米机电系统(NEMS)在预测期内,有望成为增长最快的产品,但MEMS技术仍将保持领先地位。

Allied Market Research预计,随着数字健康变得越来越重要,医疗保健行业将在2022年之前保持快速增长,复合年增长率为12.6%。在疫情影响之下,情况可能更是如此。

 

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全球传感器市场2022年预测信息图-来源联合市场研究

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