【傳感器】傳感器領(lǐng)域透露關(guān)鍵信號，產(chǎn)業(yè)鏈站上風口
發(fā)布日期:2019-12-31
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來源：樂晴智庫
據(jù)上證報，科技部近期組織了傳感器產(chǎn)業(yè)專題閉門座談會，邀請歌爾股份、上海微技術(shù)所工業(yè)研究院等數(shù)十家企業(yè)代表，研討傳感器相關(guān)的關(guān)鍵新材料和工藝趨勢，探討技術(shù)路線的規(guī)劃，后面可能有更重磅的扶持政策。
12月12日，工信部規(guī)劃司發(fā)布了《2019年工業(yè)強基重點產(chǎn)品、工藝“一條龍”應用計劃示范企業(yè)和示范項目公示》，傳感器是其中的重點之一，該政策透露出國家相關(guān)部委對傳感器扶持的信號。
近年來，全球傳感器市場一直保持快速增長，隨著經(jīng)濟環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)，市場對傳感器的需求將不斷增多。
根據(jù)YoleDevelopment研究報告對2021年傳感器的整體市場規(guī)模的預測可以看到，其中占比靠前的細分市場包括CIS、指紋識別、3D攝像頭以及硅麥克風。
預計到2023年，傳感器的整體市場將超過1000億美元，其中規(guī)模最大的為RF及CIS領(lǐng)域，規(guī)模將達到225億美元及215億美元，主要的市場推動因素是5G大規(guī)模商用及其帶來的車聯(lián)網(wǎng)應用。
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傳感器為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和重要組成部分。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路線圖，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈包括感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和應用服務層。其中，傳感器作為感知層，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的核心基礎(chǔ)。
在物聯(lián)網(wǎng)運行中，傳感器將感知獲取到的物理、化學、生物等信息轉(zhuǎn)化為易識別的數(shù)字信息傳輸至后端平臺進行處理、分析、應用。
數(shù)據(jù)來源：Yole
傳感器的增長浪潮主要分為三波：
第一波是汽車電子，僅僅是提供最初級的加速度檢測和壓力檢測等，電子化程度較低；
第二波浪潮是以智能手機為代表的消費類電子，需要檢測光線、聲音以及震動等多個物理量，此外由于電子設(shè)備集成度的提升，傳感器的體積也出現(xiàn)了明顯的縮?。?/div>
第三波浪潮則是以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對傳感器需求帶來新一波的浪潮，進入萬物互聯(lián)的時代，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品接入數(shù)預計將出現(xiàn)量級上的增長，傳感器重心逐漸轉(zhuǎn)向體積小、功耗低的MEMS傳感器領(lǐng)域發(fā)展，對技術(shù)要求也相應提高。
汽車傳感器產(chǎn)業(yè)鏈可大致分為上游原料、中游生產(chǎn)、下游應用等三大部分，國內(nèi)在中游生產(chǎn)中具備優(yōu)勢：
1）上游原料主要有芯片以及電阻片、塑料、漿料等電子材料。上游芯片對技術(shù)水平要求高，行業(yè)集中度較高，主要被外國廠商如英飛凌、恩智浦、意法半導體等壟斷，國內(nèi)企業(yè)面臨著較高的進入門檻。
上游電子材料對試驗檢測設(shè)備和制作工藝的要求高，國內(nèi)大陸電子材料產(chǎn)品多在中低端領(lǐng)域，高端市場基本上由歐美、日本、韓國以及臺灣地區(qū)的廠商所壟斷，如杜邦公司、陶氏化學、默克集團、三菱化學等
2）中游廠商進行傳感器生產(chǎn)，中游環(huán)節(jié)國內(nèi)廠商基于成本優(yōu)勢和自主車企的客戶群優(yōu)勢，存在極大的成長機會。國內(nèi)主要廠商如華工科技、保隆科技、東風科技等與比亞迪、東風日產(chǎn)、一汽等主機廠具有良好的合作關(guān)系。
3）下游市場將傳感器應用于整車廠和4S店。
MEMS傳感器是傳統(tǒng)汽車電子系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應用于電子車身穩(wěn)定程序（ESP）、防抱死（ABS）、電控懸掛（ECS）、胎壓監(jiān)控（TPMS）等系統(tǒng)。其中，壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用最多的MEMS傳感器，總份額占汽車MEMS系統(tǒng)的99%。
產(chǎn)業(yè)鏈上看，國外大廠占據(jù)壟斷地位，集中度高、產(chǎn)品線廣、技術(shù)領(lǐng)先、客戶較多，從而形成規(guī)模效應壁壘。在市場上占據(jù)領(lǐng)先地位的仍然是歐美日廠商，國際知名大廠博通、博世、意法半導體排名前三，我國則在中游傳感器生產(chǎn)方面由于成本優(yōu)勢和自主品牌客戶群體的優(yōu)勢，具有較強競爭力。
目前平均每輛汽車包含24個MEMS 傳感器，而在高檔汽車中，大約會采用25-40 個MEMS 傳感器。常用MEMS傳感器后裝單車價值在2000-20000元不等；合資車通常不低于4000元，而自主品牌僅2000元左右，高端車型約為10000-20000元。
由此預計隨著國六標準實行對排放檢測要求的提升以及汽車“智電化”趨勢浪潮影響，我國MEMS傳感器市場近持續(xù)穩(wěn)步增長汽車傳感器整體市場2025年時將達615億美元（18% CAGR），未來成長空間廣闊。
國內(nèi)MEMS傳感器部分廠商包括：歌爾股份、航天電子、盾安環(huán)境、華天科技、東風科技、士蘭微、蘇州固锝、耐威科技、晶方科技等。
從目前汽車智能傳感器的產(chǎn)業(yè)趨勢來看，MEMS傳感器和超聲波雷達的技術(shù)和應用已經(jīng)相對成熟，而攝像頭、毫米波雷達和激光雷達正隨著自動駕駛技術(shù)的蓬勃發(fā)展，迎來活躍的技術(shù)創(chuàng)新，將是未來發(fā)展的主要方向。
國內(nèi)外部分綜合實力較強的汽車零部件公司在自動駕駛汽車傳感器上進行多產(chǎn)品布局，可以為下游客戶提供綜合性的自動駕駛解決方案，形成較強的競爭力。
自動駕駛最高水平的谷歌Waymo（L5級別）搭載了攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、音頻探測系統(tǒng)等傳感器。
根據(jù)通用Cruise2018SafetyReport，通用無人車（L4級別+）采用5個激光雷達，21個毫米波雷達，16個攝像頭。其中攝像頭在于監(jiān)測行人、交通信號燈等，頂激光雷達用于監(jiān)測靜態(tài)和動態(tài)物體，遠程毫米波雷達用于檢測車輛并測量速度，短程雷達用于監(jiān)測周邊物體，高分辨率雷達用于監(jiān)測遠距離移動的車輛。
攝像頭：國外公司松下、法雷奧、富士通天、大陸等占據(jù)較大份額，國內(nèi)競爭格局是傳統(tǒng)攝像頭公司與零部件公司均布局。在車載攝像頭的產(chǎn)業(yè)鏈上游中，COMS傳感器技術(shù)含量高，市場高度集中；攝像頭視覺識別：Mobileye是領(lǐng)先者。
毫米波雷達：高階自動駕駛的標配，國外零部件公司主導，國內(nèi)企業(yè)逐步量產(chǎn)。
全球毫米波雷達市場集中度較高，2018年CR5高達68%，基本上被外資寡頭壟斷。前五大供應商分別為博世、大陸、海拉、富士通天、電裝，合計占有68%左右的市場份額。
毫米波雷達隨著近年國內(nèi)研發(fā)的突破，供應鏈開始穩(wěn)定，并出現(xiàn)了一批新興挑戰(zhàn)者，如保隆科技、德賽西威等。
國內(nèi)24GHz已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)供貨，77GHz僅有小部分企業(yè)實現(xiàn)量產(chǎn)，如蕪湖森思泰克、華域汽車。由于毫米波雷達市場的起步較晚，產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟，加上開發(fā)周期較長，因此國內(nèi)整車企業(yè)大多選擇從國外進口測試設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備和成品，產(chǎn)業(yè)化進程仍待突破。
激光雷達：由于其高精度、實時3D環(huán)境建模的特點將成為L3-L5階段中最為關(guān)鍵的傳感器。
零部件企業(yè)與創(chuàng)業(yè)公司共同競爭。國際上形成多家公司競爭格局，包括Velodyne、Quanergy、Ibeo等公司，傳統(tǒng)汽車零部件龍頭如博世、大陸等紛紛布局。在激光雷達領(lǐng)域，國內(nèi)目前也有眾多創(chuàng)業(yè)公司參與，大部分創(chuàng)業(yè)公司獲得融資進入該領(lǐng)域。但由于成本高、尚未商業(yè)化，短期難以迎來爆發(fā)。
國內(nèi)在激光雷達研發(fā)方面起步晚，積累尚淺，主要為初創(chuàng)企業(yè)，如速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北科天繪、北醒光子等，絕大多數(shù)廠商都已經(jīng)成功研發(fā)32線，64線，甚至128線激光雷達，但是當前可大規(guī)模量產(chǎn)并且應用于自動駕駛汽車上的激光雷達產(chǎn)品仍是以16線和32線為主。起步較晚的國內(nèi)激光雷達廠商和國外激光雷達廠商目前還存在明顯差距。
超聲波雷達主要應用于倒車雷達，以及自動泊車系統(tǒng)中近距離障礙監(jiān)測。
倒車雷達已經(jīng)由高端車型下沉到中低端車型，滲透率較高，前裝率達80%左右。倒車雷達系統(tǒng)通常需要4個UPA超聲波雷達，而自動泊車系統(tǒng)需要6-12個超聲波雷達，典型配置是8個UPA+4個APA。自動泊車系統(tǒng)的普及，將為超聲波雷達的增長注入新的動力。
近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，傳感器在新興的智能家居、可穿戴設(shè)備、智能移動終端等領(lǐng)域的應用突飛猛進，大幅擴展了應用空間。參照國家對集成電路的扶持，后續(xù)將很有可能出臺傳感器扶持政策。市場、技術(shù)和政策三大因素將驅(qū)動傳感器產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
