中国传感器产业发展白皮书

中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所二〇一四年十月中国传感器产业发展白皮书工业和信息化部电子科学技术情报研究所1目录第一章传感器概述........................11.1传感器的定义和分类......................................11.2传感器产业发展历程......................................3第二章全球传感器产业发展情况............52.1市场规模.........................................................52.2区域分布.........................................................62.3主要厂商.........................................................7第三章国内传感器产业发展情况............83.1市场规模.........................................................83.2政策环境.........................................................93.3区域分布.......................................................103.4主要厂商.......................................................113.5国内主要传感器产品....................................123.6研发重点.......................................................12第四章国内传感器主要应用领域...........13第五章传感器产业与技术发展趋势.........145.1促进传感器产业与技术发展的主要因素.....14中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所25.2产业发展趋势................................................155.3技术发展趋势................................................16第六章主要问题及发展措施建议...........176.1国内传感器产业发展的主要问题................176.2发展措施建议................................................18第一章传感器概述工业和信息化部电子科学技术情报研究所1第一章传感器概述1.1传感器的定义和分类传感器（英文名称：transducer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按一定的规律（数学函数法则）转换成可用输出信号的器件或装置。图1-1传感器的定义示意图传感器一般由敏感元件、转换元件、调理电路组成。敏感元件是构成传感器的核心，是指能直接感测或响应被测量的部件。转换元件是指传感器中能将敏感元件感测或响应的被测量转换成可用的输出信号的部件，通常这种输出信号以电量的形式出现。调理电路是把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所2图1-2传感器的组成传感器的主要分类形式如下表所示：表1-1传感器的分类分类法型式说明构成基本效应物理型、化学型、生物型分别以转换中的物理效应、化学效应等命名构成原理结构型以其转换元件结构参数特性变化实现信号转换物性型以其转换元件物理特性变化实现信号转换能量关系能量转换型传感器输出量直接由被测量能量转换而得能量控制型传感器输出量能量由外源供给，但受被测输入量控制作用原理应变式、电容式、压电式、热电式等以传感器对信号转换的作用原理命名输入量位移、压力、温度、气体等以被测量命名（即按用途分类法）输出量模拟式输出量为模拟信号数字式输出量为数字信号第一章传感器概述工业和信息化部电子科学技术情报研究所31.2传感器产业发展历程传感器的发展大体可分三个阶段：第一阶段是20世纪50年代伊始，结构型传感器出现，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二阶段是20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发展起来，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。如：利用热电效应、霍尔效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器等。第三阶段是20世纪末开始，智能型传感器出现并快速发展。智能型传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有人工智能的特性。图1-3全球传感器发展历程我国传感器行业发展始于20世纪50年代，但直到1986年“七五”开始进入到实质发展阶段，主要发展历程如下表中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所4所示：表1-2中国传感器产业发展历程时间阶段总体发展情况主要进展1986-1990年将传感器技术列入国家重点攻关项目投入了以机械、力敏、气敏、湿敏、生物敏为主的五大敏研究1991-1995年传感器技术及其产业取得了长足进步建立了敏感元器件与传感器生产基地1996-2000年传感器技术领域水平得到较大提高传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品，初步建立了敏感元件与传感器产业2001-2005年新型传感器列入研究开发的重点开发新一代的高、精、尖传感器已具备条件2006-2010年传感器技术水平进一步跃升逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距2011-2015年形成较为完整的传感器产业链材料、器件、系统、网络等方面水平不断完善，自主产品达6000种第二章全球传感器产业发展情况工业和信息化部电子科学技术情报研究所5第二章全球传感器产业发展情况2.1市场规模近年来，全球传感器市场一直保持快速增长，2009年和2010年增长速度达20%以上；2011年受全球经济下滑的影响，传感器市场增速比2010年下滑5%，市场规模为828亿美元。随着全球市场的逐步复苏，2012年全球传感器市场规模已达到952亿美元，2013年约为1055亿美元。未来，随着经济环境的持续好转，市场对传感器的需求将不断增多，据高工产业研究院预测，未来几年全球传感器市场将保持20%以上的增长速度，2015年市场规模将突破1500亿美元。图2-1全球传感器市场规模数据来源：高工产业研究院，工业和信息化部电子科学技术情报研究所整理，201460072082895210551260158720%15%15%11%19%26%0%5%10%15%20%25%30%0500100015002000200920102011201220132014E2015E增长率市场规模（亿美元）市场规模增长率中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所62.2区域分布目前，从全球总体情况看，美国、日本等少数经济发达国家占据了传感器市场70%以上份额，发展中国家所占份额相对较少。其中，市场规模最大的3个国家分别是美国、日本和德国，分别占据了传感器整体市场份额的29.0%、19.5%、11.3%。未来，随着中国、印度、巴西等发展中国家经济的持续增长，对传感器的需求也将大幅增加；但发达国家在传感器领域具有技术和品牌等优势，这种优势在未来几年内仍将保持，因此，全球传感器市场分布状况并不会得到明显的改变。图2-2全球传感器市场分布状况数据来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所整理，201429.0%19.5%11.3%15.0%15.8%6.5%2.9%美国日本德国其他西欧国家其他亚洲国家其他美洲国家世界其他国家第二章全球传感器产业发展情况工业和信息化部电子科学技术情报研究所72.3主要厂商目前，全世界约40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构6000余家。其中美、日、德等国家实力较强，产品门类繁多，各种产品累计2万余种。全球著名的公司包括美国霍尼韦尔公司、福克斯波罗公司、美国恩德福克公司，荷兰飞利浦公司，德国英飞凌公司，英国Bell&Howell公司等。表2-1全球著名传感器厂商及产品应用领域国外厂商产品类型应用领域霍尼韦尔压力、温度、湿度、红外、超声波、磁阻、霍尔、电流传感器航空航天/国防、交通运输、医疗以及工业领域意法压力、加速度传感器、MEMS射频器件、陀螺仪汽车电子、工业控制、医疗电子、消费电子、通讯、计算机飞思卡尔加速度、压力传感器汽车电子、消费电子等领域博世压力、加速度、气体传感器、陀螺仪汽车电子、消费电子，全球最大的MEMS传感器制造商PCB加速度、压力、力、扭矩传感器航空、航天、船舶、兵器、核工业、石化、水力、电力、轻工、交通和车辆等领域ABB容性、电流、感性、光电、超声波、电压传感器电流电压测量、电力、动力机车Vishay应变片、称重传感器工业称重HBM力、扭矩、位移、应变式称重传感器工业生产监控MEAS压力、位移、角位移、霍尔、磁阻、加速度、振动、湿度、温度、液体特性、红外、光电、压电薄膜传感器航天航空/国防、机械设备、工业自动控制、汽车电子、医疗、空调、石油化工、气象检测飞利浦称重、温度传感器工业、汽车中国传感器产业发展白皮书（2014）工业和信息化部电子科学技术情报研究所8第三章国内传感器产业发展情况3.1市场规模近年来，国内传感器市场持续快速增长，年均增长速度超过20%，2011年传感器市场规模为480亿元，2012年达到513亿元，2013年则超过640亿元。图3-12009-2014年我国传感器市场规模数据来源：高工产业研究院，工业和信息化部电子科学技术情报研究所整理，2014目前，我国的传感器产业在国家政策的支持下，已经形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系，共有10大类42小类6000多种传感器产品，中低档产品基本满足市场需求，产品品种满足率在60%-70%左右。但从行业产品结构看，老产品比例占60%以上，新产品明显不足，其中高新技术类产品更少；同时，数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。30039748051364686528%32%21%7%26%34%0%5%10%15%20%25%30%35%40%02004006008001000200920102011201220132014E增长率市场规模（亿元）市场规模增长率第三章国内传感器产业发展情况工业和信息化部电子科学技术情报研究所93.2政策环境2011年，工业和信息化部印发了《物联网“十二五”发展规划》，提出“提升感知技术水平。重点支持超高频和微波RFID标签、智能传感器、嵌入式软件的研发，支持位置感知技术、基于MEMS的传感器等关键设备的研制，推动二维码解码芯片研究”。传感器作为物联网重要的组成部分，被提到了新的高度。2013年，国务院办公厅发布了《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》(国发〔2013〕7号)，其中着重提出“加强低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化传感器的研发与产业化，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发创新”。同年，为进一步增强传感器及智能化仪器仪表产业的创新能力和国际竞争力，推动传感器及智能化仪器仪表产业创新、持续、协调发展，工业和信息化部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会组织制定了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》。此外，工业和信息化部、国家发展改革委等14个部门联合发布10个物联网发展专项行动计划，其中物联网政府扶持专项行动计划、物联网技术研发专项行动计划和物联网标准研制专项行动计划都对传感器的发展提出了明确的目标和要求。在国家“十二五”期间较为密集的政