中国光电传感器行业:国内尚处于依赖进口的状态
发布日期:2024-03-11 11:58

智研瞻产业研究院发布:《中国光电传感器行业发展监测及市场发展潜力预测报告》


光电传感器行业定义


光电传感器,也称为光电子传感器或光电探测器,是一种利用光束和物质相互作用来检测、测量、分析和控制光信号的设备。其工作原理基于光电效应,即当光线照射在某些材料上时,材料能够将接收到的光能转化为电信号(如电流或电压)。光电传感器通常由光源(发射器)、光学元件和光电转换元件(接收器)三部分组成。


光电传感器行业分类


依据不同工作原理和结构形式,光电传感器主要包括反射型、对射型、镜面反射型、漫反射型等。反射型传感器通过分析反射光强度判断物体状态,安装简便但易受干扰;对射型传感器定位精度高,但需精确安装;镜面反射型适用于长距离检测,对透明和黑色物体检测效果好;漫反射型则适用于多种表面材质和颜色的物体。此外,还有槽型、光纤、色标、激光测距、光栅等特殊用途的光电传感器,广泛应用于不同场景。


图表:光电传感器行业分类


资料来源:智研瞻


光电传感器行业发展历程


自1887年海因里希·赫兹首次发现光电效应以来,科学家们对光电现象的研究逐渐深入。1905年,阿尔伯特·爱因斯坦提出了光电效应理论并因此荣获诺贝尔物理学奖,这一理论为光电传感器的诞生奠定了基础。20世纪中叶,随着半导体材料和技术的进步,第一代基于硅和锗等材料的光电二极管和光电晶体管得以实现,标志着光电传感器开始进入实际应用阶段。


在20世纪60年代至80年代期间,随着微电子技术和激光技术的飞速发展,光电传感器的设计与制造工艺得到显著提升。光纤传感器、CCD图像传感器以及激光测距传感器等新型光电传感器相继出现,并逐步应用于工业自动化、通信、医疗等多个领域,推动了光电传感器行业的快速发展。


进入21世纪后,随着物联网、大数据、人工智能等新兴科技的崛起,光电传感器行业迎来了智能化和多元化的新浪潮。微型化、集成化、多功能化的光电传感器产品不断涌现,如用于自动驾驶车辆的高精度激光雷达、智能家居中的智能照明控制用光电传感器以及生物医学领域的荧光检测传感器等,这些技术创新极大地拓宽了光电传感器的应用场景,并持续推动着该行业向着更高效、更精确、更智能的方向迈进。


图表:光电传感器行业发展历程

资料来源:智研瞻


光电传感器行业上中下游


光电传感器的上游行业涵盖了半导体材料与器件制造、光学元件生产、精密机械加工以及电子元器件封装等关键领域,这些产业共同为光电传感器提供核心组件和技术支持。在下游应用方面,光电传感器在工业自动化、消费电子、汽车工业以及医疗设备等多个领域发挥着重要作用,实现精准检测与分析。随着科技进步,光电传感器在智慧城市、物联网和人工智能等新兴领域的应用也在不断拓展,展现出广阔的市场前景和潜力。


图表:光电传感器行业产业链

资料来源:智研瞻


我国光电传感器行业市场规模和增长率


在中国,光电传感器产业的需求态势呈现出强劲的扩张趋势,特别是在智能家居和新能源汽车等下游应用领域的快速发展中,对光电传感器产品的需求量持续攀升。


数据显示,在2021年度,我国生产的光电传感器总量达到了67.7亿只,而市场需求则超过了这一数字,高达111.4亿只。然而,进入2022年,受到部分行业需求波动的影响,我国光电传感器产量降至66.1亿只,同时市场总需求也调整为99.8亿只。


从市场规模的角度分析,尽管技术进步推动了生产成本下降和市场价格竞争加剧,但受供需关系变化及市场结构调整等因素影响,国内光电传感器市场的总体规模在最近几年呈现下滑走势。具体而言,到2022年底,中国光电传感器市场规模约为493.82亿元人民币,与2021年相比下降了8.46%,这体现了市场需求结构的变化以及行业内部正经历着深度整合与转型升级的过程。


我国光电传感器行业地区分布不均,华东地区是传感器企业的主要集中地,占全国总数的六成,江苏、浙江等地尤为突出;珠三角地区以广东为中心,企业数量占全国的15.5%,上下游产业链完善;京津及东北地区技术研发实力强,占比约16%;中西部地区虽企业数量较少,但受益于国家西部大开发战略,发展势头逐渐增强。整体看,行业呈现东部沿海和南部发达地区集中、中西部逐渐崛起的趋势。


我国在光电传感器领域拥有多家实力强劲的头部企业,其中汉威科技作为国内气体传感器领域的领军者,生产各类主流气体传感器;沈阳仪表科学研究院则凭借其全面的技术实力和传感器设计、制造、应用能力,成为传感器标准的起草牵头单位;歌尔股份和敏芯股份在传感器市场也表现突出,分别入选中国传感器公司TOP10和成为规模量产商用微机电系统陀螺仪的企业之一;此外,华工科技、大立科技、威尔泰和中航电测等上市公司也在传感器行业占据重要地位。


这些企业共同推动着我国光电传感器产业的发展。光电传感器行业政策在国家层面,通过发布一系列行动计划和指导性文件,鼓励企业突破核心技术瓶颈,如可靠性设计、仿真模拟、信号处理、集成开发工具和嵌入式算法等,并在激光雷达、毫米波雷达等先进传感器领域进行重点布局。


同时,国家还设立了专项基金,加大对光电传感器研发项目的支持,引导企业加强产学研合作,提升自主创新能力。省级政府也积极响应国家战略部署,比如江西省人民政府发布的《江西省制造业重点产业链现代化建设“1269”行动计划》中明确将发展激光雷达、毫米波雷达等高端传感器产品作为重要任务,以促进光电传感器产业集群化发展。图表:光电传感器行业政策


日期
政策 内容
2014年6月 《国家集成电路产业发展推进纲要》 指出到2020年,集成电路产业与国际水平的差距要进一步缩小,行业销售收入年均增速超过20%。
2016年末 《“十四五”国家战略性新兴产业发展规划》 推动智能传感器等领域关键技术研发,促进全产业链发展。

《关于促进新一代人工智能产业发展的指导意见》 明确支持包括光电传感器在内的人工智能技术在各行业的应用与推广,鼓励企业加大研发力度,提升光电传感器技术的精度和稳定性。
资料来源:智研瞻


光电传感器行业存在的问题


当前,中国光电传感器市场以光电开关及光电气体传感器等基础功能产品占据主导地位,红外热释电技术也在该领域内扮演着关键角色。然而,在高精度测量和高级技术规格的图像传感器细分市场上,国内尚处于依赖进口的状态,这一状况导致了这类高端产品的市场价格相对较高。


此外,尽管光电传感器在精度、响应速度以及环境适应性等方面已有显著提升,但在某些高端应用领域,如微弱光信号检测、高分辨率成像以及复杂环境下的稳定性和可靠性等方面仍面临挑战。部分核心技术及关键部件仍依赖进口,自主创新能力不足,制约了我国光电传感器行业的长远发展。


其次,标准化与规范化程度不高。目前市场上光电传感器产品种类繁多,规格型号各异,缺乏统一的标准和规范,导致不同厂家产品之间的互换性和兼容性较差,增加了设备维护和更新的成本。同时,行业内部竞争无序,价格战现象严重,影响了企业的研发投入和技术升级,不利于行业的健康发展。光电传感器行业发展前景预测光电传感器行业的发展前景展现出极为广阔的市场潜力和技术创新空间。


随着中国物联网、大数据、人工智能以及智能制造等高新技术产业的快速发展,光电传感器作为现代自动化控制与信息采集的重要组成部分,其市场需求正在持续增长。在智能工业领域,光电传感器被广泛应用于生产线的质量检测、位置控制、速度测量等方面,以实现精准高效的自动化生产;在智能交通中,它们对于车辆检测、行人安全、交通信号管理等方面发挥着关键作用;智能电网、可穿戴设备等领域亦对高精度、微型化、智能化的光电传感器有着强烈需求。未来,光电传感器行业将朝着更高级别的智能化方向迈进,内置微处理器的产品将更加普遍,能够实现自适应调节、自我诊断、数据处理等功能,从而提高系统整体性能和可靠性。


此外,多功能集成化也将是行业的一大趋势,单一传感器能够满足多样化监测需求,减少设备复杂度,降低成本。然而,行业也面临挑战,需要克服同质化竞争、突破核心技术瓶颈、加强人才培养与引进,并且建立更为严格的质量标准体系,以确保产品的稳定性和一致性,从而进一步巩固和拓宽市场份额,迎接未来的行业发展机遇。

关键词:光电传感器 传感器 电子传感器
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来 源:智研瞻
编辑:白芷
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