2017年中国智能传感器基本原理及市场规模分析【图】

智能传感器阳芬 2017-11-09 03:28 来源：智研咨询

一、智能传感器：传感器技术发展的必然结果

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。

传感器技术的发展历程

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相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国智能传感器行业分析及发展趋势研究报告》

智能传感器具体原理是：待测信号经过传感器产生对应模拟信号，再经过信号调理电路就可将模拟信号转化为数字信号，微处理器再对数字信号进行计算、存储、数据处理，也可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于微处理器充分发挥各种软件的功能，可以完成硬件难以完成的任务，从而大大降低了传感器制造的难度，提高传感器的性能，降低成本。

智能传感器的基本原理结构图

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二、智能传感器向集成化、微型化发展，MEMS智能传感器是代表

智能传感器的种类繁多，按照实现智能化的方式，可以分为三类：非集成式智能传感器、混合式智能传感器和集成化智能传感器。这三类传感器的技术难度依次增加，集成化的程度越高，传感器智能化的程度就越高。

（1）非集成化（模块化）实现：在传统传感器后经信号处理电路及有数据总线接口的微处理器而构成。此种传感器集成度较低，技术壁垒低，不适用于微型化产品领域，不属于新型智能传感器。

非集成化智能传感器原理框图

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（2）混合实现：根据需求，将系统各集成化环节（敏感元件、信号调理电路、数字总线接口）以不同组合方式集成在不同的芯片上，封装在一个外壳内。它作为智能传感器的主要种类而广泛应用。

混合实现智能传感器原理框架图

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（3）集成化实现：利用微机械加工技术（MEMS）和大规模集成电路（IC）工艺技术，利用硅作为基本材料制作敏感元件、信号调理电路、微处理单元，并将它们集成在一块芯片上，称为集成化智能传感器。这类传感器具有多功能、一体化、精度高、适宜于大批量生产、体积小和便于使用等优点，是智能传感器继续发展的方向。从集成化的角度来看，MEMS 传感器是目前智能化程度最高的传感器。

集成化智能传感器原理框图

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智能传感器产品种类繁多，工艺复杂，没有完全相同的标准。这样的产品特点意味着研发投入过大的话，单一类型产品的产量一旦不能扩大就会导致亏损。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%。

2016全球智能传感器各产品占比（单位：%）

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三、智能传感器行业趋势：国内进口替代空间大，本土化率不断提高

根据数据统计，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年各地区在全球智能传感器市场的占比

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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%。

2016年本土与国外企业智能传感器的产值分布（单位：亿元）