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夏天刚过传感器行业迎热季,三大领域应用占比几何?

夏天刚刚过去,但是在传感器行业,才刚刚迎来“夏天”。

半导体行业备受瞩目,传感器却常被忽视,不如芯片那样引人注目。技术展示的重要文件中,传感器很少占据核心位置,投资界也鲜少关注它,但这个不起眼的探测设备,正在默默为数字经济的繁荣奠定基础。

01 人形机器人,下一个看点

传感器在消费电子、汽车电子以及工业制造这三大行业应用十分普遍,占据了市场绝大部分比例。2024年,消费电子领域继续保持领先地位,其市场占比为26.5%,整体规模达到了1076.2亿元。汽车电子领域紧随其后,占比为21.2%,市场规模为859.5亿元。工业制造领域则排在第三位,占比20.5%,市场规模为832.8亿元。

尽管消费电子目前仍占据主导地位,但市场关注点逐渐移向未来潜力更大的领域,智能汽车和人形机器人是其中最受瞩目的两个方向。

汽车电子,智能化竞赛打响

汽车,不再仅仅是一种出行工具,它正在转变为一个具备智能功能的移动设备,这种变化,直接催生了对感应装置的大量需求。

当前汽车电子领域是传感器应用发展最快的行业,单个车辆上传感器的配置数量,在2020年时为200件,到2025年时已大幅提升至300件。

这一转变主要由两个因素造成,首先,新能源汽车在2025年的市场占有率将预计达到40%以上,这导致电池管理单元、电机调节等关键部件对温度、压力、电流感应器的需求急剧增加,其次,L3级及更高等级的自动驾驶技术迅速推广,促使激光雷达、毫米波雷达、视觉摄像头等环境探测装置的年度发货量增长速度超过50%。

依据PrecedenceResearch资料,2024年全球汽车传感器市场总值是402.4亿美元,预估到2034年,该市场规模会增长到881.8亿美元,年均增长率为8.16%。

人形机器人,进入产业化元年

当前,仿生机器人开始逐步应用于现实场景之中,2025年,整个行业普遍将这一年视为其大规模生产启动的初始年份。

今年三月,Figure AI的BotQ人形机器人制造基地正式亮相,首条生产线预计每年能生产一万两千台同类设备,企业打算在接下来四年间将制造规模提升至年产量十万台。特别需要指出的是,该设施是全球第一个专门用于生产其他机器人的现代化工厂。

马斯克作为特斯拉的领导者,多次向公众透露过,Optimus机器人即将开始试制,原定那一年要制造五千到一万台,刚开始打算每月生产一千台,并且已购入的物料足以支撑一万到一万二千台的制造能力。

机器人实现智慧的关键在于其感知与理解能力的增强,传感器是机器人获取外界信息的重要工具,是达成机器人智慧的基础。

那么,汽车和机器人,哪个领域将创造更多价值?又有哪些类型的感应设备会因此获得巨大发展机遇?

赛卓电子和汉威科技都认为汽车电子是现阶段可靠的领域,人形机器人则是未来有潜力的方向。现阶段,新能源汽车依然是带动传感器芯片需求增长的关键。不过从长远角度分析,随着技术不断进步和成本逐渐降低,人形机器人可能会重复汽车发展的轨迹,成为下一个重要的应用场景,从而创造更宽广的市场机遇。

汽车感应设备大体分为两种类型,一种是用于监测车辆自身的,另一种是用于探测外界的,监测车辆自身的设备涵盖了多种传感器,例如压力感应装置、位置感应装置、温度感应装置、线加速度感应装置、角加速度感应装置、空气流量感应装置、气体感应装置等,探测外界的设备则主要包括车载的视觉采集装置、超声波探测装置、毫米波探测装置、激光探测装置、红外探测装置等。

人形机器人对感应设备的需求程度超过普通工业设备,它不仅需要电流监测器、温度计这类基础感应装置,还必须配备力量感应装置、触觉感应膜、图像感应器以及姿态感应装置这些高价值且对提升功能至关重要的感应设备。

该传感器类型在所有传感器中价格最高,对于末端装置至关重要。六维力传感器由于技术难度大、开发挑战多,一直被国外公司控制。电子皮肤是柔性触觉传感器的主要用途,与力传感器功能互补。惯性传感器对于人形机器人保持平衡非常重要;视觉传感器非常明显,是人形机器人最直接的感知器官。

02 传感器国产化,步入深水区

全球传感器市场格局相对分散,整体以海外龙头大厂为主。

传感器市场普遍由博世、博通、Qorvo、ST意法半导体以及TI等企业引领,汽车传感器市场则主要依靠国际Tier1企业,例如博世、大陆集团、BorgWarner、Sensata、DENSO、英飞凌、Aptiv、Allegro、TI和ADI等公司掌控,工业自动化行业则有西门子Siemens、东电化TDK等公司参与其中。

宇宏敏芯对半导体产业纵横记者透露,全球传感器市场当前呈现显著分层态势。在高端力学传感器范畴,尤其是高端压力传感器市场,海外进口品牌仍然掌握绝对领导权,市场占有率将近90%。国产品牌虽在低端市场表现不俗,但在高端领域的市场占比依旧低于10%。

消费电子是传感器实现国内生产最早取得进展的领域。工业传感器市场存在外资占据高端市场,国内企业占据中低端市场的现象。其中,高端工业应用仍然是国产传感器需要加强的部分。比如高精度视觉感应设备、激光位移测量装置等关键部件,市场目前仍由外资大型企业控制。高端装备制造业中的智能汽车感知单元与人形机器人技术,属于传感器自主制造的难点环节,面临技术门槛大、官方检测时间久的问题。以博世和大陆为首的跨国企业,把控着激光探测设备、微波探测装置、精密运动监测单元等关键市场。但在某些特定应用领域,例如车辆用传感装置和动力电池监控系统的传感部件,本土企业已经实现技术突破。

在传感器种类上,气体类、成像类以及压力类传感器已经实现了长足的进步,已经能够同国际知名品牌相匹敌;至于柔性类传感器、微机电系统类传感器、惯性测量单元类传感器等前沿种类,则拥有非常可观的拓展空间。而在高端微机电系统技术、汽车动力电池与电机控制系统传感器等方向,则面临比较严峻的困境,目前仍由海外公司占据主导地位。

赛卓电子认为,国产传感器可从两方面扩大市场份额:

针对那些国际知名企业四五年前推出的成熟型号,借助更精良的生产工艺,比如采用90纳米技术取代180纳米工艺,可以在成本控制、物理体积以及功能整合方面取得领先,以此实现国产化并占据中低端市场。同时,积极与国内企业紧密协作,量身打造高度个性化的服务,迅速满足客户的特定要求,帮助他们摆脱在使用进口产品时所面临的各种难题。

国产传感器当前面临的关键问题,赛卓电子与汉威科技提供了以下三点信息:首先,技术瓶颈亟待突破,其次,产业链协同不足,最后,市场认可度有待提升。

生产实力是首要的制约因素,虽然感应元件的工艺标准并不严苛(通常采用90纳米或0.18微米技术),但国内现有的成熟生产线在可靠性和持续性方面,依然难以达到汽车等高端领域的使用标准。众多国内企业设计机构,仍然需要借助海外的晶圆制造企业来完成产品的生产流程。IDM模式能确保企业对从晶圆制造到成品交付全过程实施严密管控,借此提升产品合格度与效能,这是获取高端客户认可、跻身世界级供应链体系的必要基础。对于传感器产业而言,这种模式具有决定性意义。

封装检测环节中,传感器封装具有显著的特殊性,常需采用非同质、非标准形态的封装方案来满足特定场景需求,这种需求给封装测试企业带来严峻挑战,同时也是影响产业协作效率的重要瓶颈。具备自主封装检测能力的企业,在实施个性化定制和提供敏捷服务方面,展现出明显竞争力。

产业环节间的配合与市场检测,研发、生产、封装测试等部分务必紧密配合。国产芯片必须经大规模、持久的市场实践来证实其稳定性,消除用户“疑虑”的障碍。这要求整个产业环节的各方协作与持久投入。

03 “传感器 + AI” ,新落脚点

以往的感应设备更像是勤勉的记录员,而日后的感应装置则更像是聪慧的判断者。

人工智能正在全面渗透各类感应设备,引发一场根本性的变化。在自动化生产制造行业,智能感应装置能够即时捕捉加工流程中各个节点的信息,协助公司达成精确管理,从而增强制造效能与产品水准。

人工智能技术在交通管理领域扮演着关键角色。借助部署在信号灯及交叉路口的智能感应设备,交通管理系统能够即时掌握车流动态与车辆运行状况,从而迅速获取拥堵信息,进而辅助调整信号灯的工作模式。

自动驾驶系统中,人工智能设备负责即时检测车子周边状况,涵盖其他汽车、路人以及路标指示牌。这些设备采集到的信息会被传送到核心运算模块,开展精密的运算和解析,借此达成无人驾驶和交通控制的高效运作。

AI传感器在医疗健康行业前景广阔。将其嵌入医疗仪器后,医生能即时追踪病人的生命体征,例如心跳、血压、血糖值等,进而更精确地评估病情,并设计针对性的治疗计划。

家庭智能化是人工智能探测器运用的一大关键范畴,借助将人工智能探测器置入家庭器具,能够达成对家庭状况的智能观察与管理。

ST是比较早研究怎样提升传感器智能程度的公司,单纯的传感器仅是一个沉默的监视者、消极的汇报者,无法积极融入系统,但借助人工智能技术,它能够主动在设备上利用收集到的信息开展整合、归类和预估,从而以更聪明的办法处理各类状况,提供决策支持,改进产品性能,使系统构建更为精简。

国内企业在“AI与传感器”结合方面也在深入挖掘技术整合和运用突破。众多公司持续在AI算法的改进、数据处理效率的提高、模型训练效能和适应性增强等方面下功夫,例如研制更省力的分布式训练方案,借助边缘计算和云计算的联合部署,达成海量数据的迅速处理和模型迭代,增强系统的即时反馈能力。

04 从幕后,走向台前

传感技术,这个一度被轻视的领域,正以惊人的进度和强度,驱动着车辆、自动化设备、制造业以及整个社会实现智慧化升级。它是数字化经济的根基,是沟通现实空间与虚拟空间的纽带。

接下来三到五年,是传感器科技不断更新、行业竞争态势发生重大变化的阶段。对中国来说,这既是难得的经济发展契机,也是达成供应链独立自主、增强国际科技影响力的宝贵时机。

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