智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布:《中國光電傳感器行業(yè)發(fā)展監(jiān)測及市場發(fā)展?jié)摿︻A(yù)測報告》
光電傳感器行業(yè)定義
光電傳感器,也稱為光電子傳感器或光電探測器,是一種利用光束和物質(zhì)相互作用來檢測、測量、分析和控制光信號的設(shè)備。其工作原理基于光電效應(yīng),即當(dāng)光線照射在某些材料上時,材料能夠?qū)⒔邮盏降墓饽苻D(zhuǎn)化為電信號(如電流或電壓)。光電傳感器通常由光源(發(fā)射器)、光學(xué)元件和光電轉(zhuǎn)換元件(接收器)三部分組成。
光電傳感器行業(yè)分類
依據(jù)不同工作原理和結(jié)構(gòu)形式,光電傳感器主要包括反射型、對射型、鏡面反射型、漫反射型等。反射型傳感器通過分析反射光強(qiáng)度判斷物體狀態(tài),安裝簡便但易受干擾;對射型傳感器定位精度高,但需精確安裝;鏡面反射型適用于長距離檢測,對透明和黑色物體檢測效果好;漫反射型則適用于多種表面材質(zhì)和顏色的物體。此外,還有槽型、光纖、色標(biāo)、激光測距、光柵等特殊用途的光電傳感器,廣泛應(yīng)用于不同場景。
圖表:光電傳感器行業(yè)分類
資料來源:智研瞻
光電傳感器行業(yè)發(fā)展歷程
自1887年海因里希·赫茲首次發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)以來,科學(xué)家們對光電現(xiàn)象的研究逐漸深入。1905年,阿爾伯特·愛因斯坦提出了光電效應(yīng)理論并因此榮獲諾貝爾物理學(xué)獎,這一理論為光電傳感器的誕生奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)中葉,隨著半導(dǎo)體材料和技術(shù)的進(jìn)步,第一代基于硅和鍺等材料的光電二極管和光電晶體管得以實(shí)現(xiàn),標(biāo)志著光電傳感器開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
在20世紀(jì)60年代至80年代期間,隨著微電子技術(shù)和激光技術(shù)的飛速發(fā)展,光電傳感器的設(shè)計(jì)與制造工藝得到顯著提升。光纖傳感器、CCD圖像傳感器以及激光測距傳感器等新型光電傳感器相繼出現(xiàn),并逐步應(yīng)用于工業(yè)自動化、通信、醫(yī)療等多個領(lǐng)域,推動了光電傳感器行業(yè)的快速發(fā)展。
進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興科技的崛起,光電傳感器行業(yè)迎來了智能化和多元化的新浪潮。微型化、集成化、多功能化的光電傳感器產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),如用于自動駕駛車輛的高精度激光雷達(dá)、智能家居中的智能照明控制用光電傳感器以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熒光檢測傳感器等,這些技術(shù)創(chuàng)新極大地拓寬了光電傳感器的應(yīng)用場景,并持續(xù)推動著該行業(yè)向著更高效、更精確、更智能的方向邁進(jìn)。
圖表:光電傳感器行業(yè)發(fā)展歷程
資料來源:智研瞻
光電傳感器行業(yè)上中下游
光電傳感器的上游行業(yè)涵蓋了半導(dǎo)體材料與器件制造、光學(xué)元件生產(chǎn)、精密機(jī)械加工以及電子元器件封裝等關(guān)鍵領(lǐng)域,這些產(chǎn)業(yè)共同為光電傳感器提供核心組件和技術(shù)支持。在下游應(yīng)用方面,光電傳感器在工業(yè)自動化、消費(fèi)電子、汽車工業(yè)以及醫(yī)療設(shè)備等多個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測與分析。隨著科技進(jìn)步,光電傳感器在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展,展現(xiàn)出廣闊的市場前景和潛力。
圖表:光電傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源:智研瞻
我國光電傳感器行業(yè)市場規(guī)模和增長率
在中國,光電傳感器產(chǎn)業(yè)的需求態(tài)勢呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的擴(kuò)張趨勢,特別是在智能家居和新能源汽車等下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展中,對光電傳感器產(chǎn)品的需求量持續(xù)攀升。
數(shù)據(jù)顯示,在2021年度,我國生產(chǎn)的光電傳感器總量達(dá)到了67.7億只,而市場需求則超過了這一數(shù)字,高達(dá)111.4億只。然而,進(jìn)入2022年,受到部分行業(yè)需求波動的影響,我國光電傳感器產(chǎn)量降至66.1億只,同時市場總需求也調(diào)整為99.8億只。
從市場規(guī)模的角度分析,盡管技術(shù)進(jìn)步推動了生產(chǎn)成本下降和市場價格競爭加劇,但受供需關(guān)系變化及市場結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素影響,國內(nèi)光電傳感器市場的總體規(guī)模在最近幾年呈現(xiàn)下滑走勢。具體而言,到2022年底,中國光電傳感器市場規(guī)模約為493.82億元人民幣,與2021年相比下降了8.46%,這體現(xiàn)了市場需求結(jié)構(gòu)的變化以及行業(yè)內(nèi)部正經(jīng)歷著深度整合與轉(zhuǎn)型升級的過程。
我國光電傳感器行業(yè)地區(qū)分布不均,華東地區(qū)是傳感器企業(yè)的主要集中地,占全國總數(shù)的六成,江蘇、浙江等地尤為突出;珠三角地區(qū)以廣東為中心,企業(yè)數(shù)量占全國的15.5%,上下游產(chǎn)業(yè)鏈完善;京津及東北地區(qū)技術(shù)研發(fā)實(shí)力強(qiáng),占比約16%;中西部地區(qū)雖企業(yè)數(shù)量較少,但受益于國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略,發(fā)展勢頭逐漸增強(qiáng)。整體看,行業(yè)呈現(xiàn)東部沿海和南部發(fā)達(dá)地區(qū)集中、中西部逐漸崛起的趨勢。
我國在光電傳感器領(lǐng)域擁有多家實(shí)力強(qiáng)勁的頭部企業(yè),其中漢威科技作為國內(nèi)氣體傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,生產(chǎn)各類主流氣體傳感器;沈陽儀表科學(xué)研究院則憑借其全面的技術(shù)實(shí)力和傳感器設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用能力,成為傳感器標(biāo)準(zhǔn)的起草牽頭單位;歌爾股份和敏芯股份在傳感器市場也表現(xiàn)突出,分別入選中國傳感器公司TOP10和成為規(guī)模量產(chǎn)商用微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀的企業(yè)之一;此外,華工科技、大立科技、威爾泰和中航電測等上市公司也在傳感器行業(yè)占據(jù)重要地位。
這些企業(yè)共同推動著我國光電傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。光電傳感器行業(yè)政策在國家層面,通過發(fā)布一系列行動計(jì)劃和指導(dǎo)性文件,鼓勵企業(yè)突破核心技術(shù)瓶頸,如可靠性設(shè)計(jì)、仿真模擬、信號處理、集成開發(fā)工具和嵌入式算法等,并在激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等先進(jìn)傳感器領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)布局。
同時,國家還設(shè)立了專項(xiàng)基金,加大對光電傳感器研發(fā)項(xiàng)目的支持,引導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,提升自主創(chuàng)新能力。省級政府也積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略部署,比如江西省人民政府發(fā)布的《江西省制造業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化建設(shè)“1269”行動計(jì)劃》中明確將發(fā)展激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等高端傳感器產(chǎn)品作為重要任務(wù),以促進(jìn)光電傳感器產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展。圖表:光電傳感器行業(yè)政策
日期 |
政策 |
內(nèi)容 |
2014年6月 | 《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》 | 指出到2020年,集成電路產(chǎn)業(yè)與國際水平的差距要進(jìn)一步縮小,行業(yè)銷售收入年均增速超過20%。 |
2016年末 | 《“十四五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 | 推動智能傳感器等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。 |
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《關(guān)于促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》 | 明確支持包括光電傳感器在內(nèi)的人工智能技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用與推廣,鼓勵企業(yè)加大研發(fā)力度,提升光電傳感器技術(shù)的精度和穩(wěn)定性。 |
光電傳感器行業(yè)存在的問題
當(dāng)前,中國光電傳感器市場以光電開關(guān)及光電氣體傳感器等基礎(chǔ)功能產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位,紅外熱釋電技術(shù)也在該領(lǐng)域內(nèi)扮演著關(guān)鍵角色。然而,在高精度測量和高級技術(shù)規(guī)格的圖像傳感器細(xì)分市場上,國內(nèi)尚處于依賴進(jìn)口的狀態(tài),這一狀況導(dǎo)致了這類高端產(chǎn)品的市場價格相對較高。
此外,盡管光電傳感器在精度、響應(yīng)速度以及環(huán)境適應(yīng)性等方面已有顯著提升,但在某些高端應(yīng)用領(lǐng)域,如微弱光信號檢測、高分辨率成像以及復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性等方面仍面臨挑戰(zhàn)。部分核心技術(shù)及關(guān)鍵部件仍依賴進(jìn)口,自主創(chuàng)新能力不足,制約了我國光電傳感器行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
其次,標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化程度不高。目前市場上光電傳感器產(chǎn)品種類繁多,規(guī)格型號各異,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,導(dǎo)致不同廠家產(chǎn)品之間的互換性和兼容性較差,增加了設(shè)備維護(hù)和更新的成本。同時,行業(yè)內(nèi)部競爭無序,價格戰(zhàn)現(xiàn)象嚴(yán)重,影響了企業(yè)的研發(fā)投入和技術(shù)升級,不利于行業(yè)的健康發(fā)展。光電傳感器行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測光電傳感器行業(yè)的發(fā)展前景展現(xiàn)出極為廣闊的市場潛力和技術(shù)創(chuàng)新空間。
隨著中國物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能以及智能制造等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,光電傳感器作為現(xiàn)代自動化控制與信息采集的重要組成部分,其市場需求正在持續(xù)增長。在智能工業(yè)領(lǐng)域,光電傳感器被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線的質(zhì)量檢測、位置控制、速度測量等方面,以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的自動化生產(chǎn);在智能交通中,它們對于車輛檢測、行人安全、交通信號管理等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用;智能電網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域亦對高精度、微型化、智能化的光電傳感器有著強(qiáng)烈需求。未來,光電傳感器行業(yè)將朝著更高級別的智能化方向邁進(jìn),內(nèi)置微處理器的產(chǎn)品將更加普遍,能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)、自我診斷、數(shù)據(jù)處理等功能,從而提高系統(tǒng)整體性能和可靠性。
此外,多功能集成化也將是行業(yè)的一大趨勢,單一傳感器能夠滿足多樣化監(jiān)測需求,減少設(shè)備復(fù)雜度,降低成本。然而,行業(yè)也面臨挑戰(zhàn),需要克服同質(zhì)化競爭、突破核心技術(shù)瓶頸、加強(qiáng)人才培養(yǎng)與引進(jìn),并且建立更為嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性,從而進(jìn)一步鞏固和拓寬市場份額,迎接未來的行業(yè)發(fā)展機(jī)遇。