全球及中国超声波传感器产业发展现状及趋势分析,物联网发展推动市场规模及应用场景进一步增长「图」

一、超声波传感器概述

超声波传感器是传感器产品的一个重要分支,在传感器产业中占比较大,超声波传感器具有精度高、灵敏度高、适应性强以及成本低等诸多优势。传感器产品种类繁多,可以根据不同的分类标准,如被测量、技术原理、敏感材料、应用领域、使用目的等进行分类。根据传感器感知外界信息所依据的基本效应可将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器;根据测量的用途不同可将传感器分为温度传感器、压力传感器、流量传感器、气体传感器、光线传感器器等。

传感器分类

传感器分类

资料来源:公开资料整理

超声波传感器是一种无需物理接触即可通过空气测量从传感器到物体距离的设备,其通过向被测物体发射高频声波(也称为超声波声波)来计算距离--接收反射的声波并计算从发射源发射到接收源之间的返回之间的时间,然后测量出距离。

超声波传感器工作原理

超声波传感器工作原理

资料来源:公开资料整理

1922年,超声波的定义首次被提出,德国出现了首例超声波治疗的发明专利。超声波在被发现后开始在各行业得到了广泛的应用。1929-1935年,前苏联科学家sokol开始应用超声波探测金属物体;1931年,科学家Mulhauser开始应用超声探测固体中的裂痕;科学家Fireatone和Simons分别于1940年和1945年发明了超声回波示波器。到了二战期间,人们利用超声波的回波形状和振幅来对潜水艇进行探测。超声在医学上的应用开始于20世纪20年代至30年代,超声诊断的研究始于20世纪40年代,40年代末期超声治疗在欧美兴起,研究人员纷纷将其有关超声波的研究成果应用于诊断胆石、乳房肿块和肿瘤等。

传感器发展历程

传感器发展历程

资料来源:公开资料整理

二、超声波传感器行业发展背景

作为国家优先发展的重点领域,2011年以来国家相继出台了多条鼓励和发展敏感元件及传感器制造业的政策,重点支持新型、智能传感器、高端、微型传感器和智能化、微型化电声器件等敏感元件的研发及应用。国务院于2021年7月发表的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》显示,加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、基础工艺和产业技术基础等瓶颈短板,聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域,提升核心电子元器件、关键软件等产业水平。

传感器行业相关政策梳理

传感器行业相关政策梳理

资料来源:政府公开报告,公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国超声波传感器行业发展前景及投资战略咨询报告

三、超声波传感器行业产业链

1、传感器产业链全景

传感器涉及跨学科、多门类,具有技术门槛高、产业链长等特点,属于技术密集型产业,对原材料和工艺要求极高。从上游基础原理研究到下游应用分为研究、设计、制造、封装、测试、系统应用等六个环节,各环节之间紧密联系,相互支撑,其中制造、封装、测试等环节投资占用资金规模大。我国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试应已形成完整的产业链。

传感器产业链

传感器产业链

资料来源:公开资料整理

2、下游需求:汽车电子+智能仪器+智能家居,超声波传感器应用市场广阔

随着技术不断进步,超声波传感器在下游产业主要运用于汽车电子、智能仪器和智能家居,应用市场广阔。汽车领域是传感器行业最大下游,据统计,在全球传感器市场结构中,汽车领域市场规模占比最大,达32.3%,而在传感器雷达领域,汽车行业占比超80%。2018年以来我国汽车行业内外部环境发生深刻变化,2018至2019年我国汽车行业“遇冷”,我国汽车产量同期分别下滑4.17%和7.50%,汽车销量同期分别降低2.76%和8.23%,产销量降幅比上年分别扩大3.3%和5.4%。2021年中国汽车产量为2627.5万辆。

2016-2021年中国汽车行业销量情况统计

2016-2021年中国汽车行业销量情况统计

资料来源:中汽协,华经产业研究院整理

根据工信部《汽车驾驶自动化分级》,自动驾驶与高级辅助驾驶通常按照等级分为L0-L5六个级别。目前车载超声波雷达在自动驾驶中基础应用是泊车辅助预警,能以声音或者更为直观的显示器告知驾驶员周围障碍物的情况。-般汽车需要配备12个超声波雷达传感器,随着未来超声波雷达的产品性能不断提高,应用场景有望向自动驾驶领域进一步拓宽,并在L3-L5级别的自动驾驶中起到更多作用。

各级别自动驾驶需要的传感器类型

各级别自动驾驶需要的传感器类型

资料来源:工信部,公开资料整理

随着科技水平的不断提高,仪器仪表产业逐渐向自动化和智能化的趋势发展,目前我国主要以机械仪表为主,智能仪表的普及率在逐步提升,而美国、日本等发达国家智能仪表普及率则较高。在市场需求和政策支持的双重推动下,我国智能仪表产业快速发展。

智能仪器仪表产业链

智能仪器仪表产业链

资料来源:公开资料整理

随着全球快速进入物联网时代,智能家居领域通过传感器、模块、网关这三大基石技术的不断完善,来实现将家中的各种电器设备链接,其提供了全方位的信息交互功能,提高住户的家居体验,同时为住户实现能源节约。超声波传感器用作物联网家庭自动化系统中的运动传感器,在智能家居系统中常用于防盗报警、运动检测等领域。

传感设备与智能家居系统深度绑定示意图

传感设备与智能家居系统深度绑定示意图

资料来源:公开资料整理

四、超声波传感器市场现状

1、传感器市场现状

21世纪以来,传感器逐渐由传统型向智能型方向发展,传感器市场也日益繁荣。根据数据显示,2020年,全球传感器市场规模已达到1606亿美元,预计2022年将达到1844亿美元。

2018-2022年全球传感器市场规模

2018-2022年全球传感器市场规模

资料来源:公开资料整理

我国传感器市场繁荣发展,2016-2021年市场规模逐年增长,至2021年,我国传感器市场规模已达到2975亿元,发展态势良好。

2016-2021年中国传感器市场规模

2016-2021年中国传感器市场规模

资料来源:公开资料整理

2、超声波传感器市场现状

超声波传感器作为传感器行业重要细分市场,从超声波传感器市场规模来看,2014-2020年我国超声波传感器市场规模总体呈上涨趋势,2018年市场规模有小幅度下降。据统计,2020年我国超声波传感器市场规模达到51.7亿元,同比增长11.18%。

2014-2020年中国超声波传感器市场规模

2014-2020年中国超声波传感器市场规模

资料来源:公开资料整理

五、超声波传感器市场竞争格局

全球超声波传感器市场中国际厂商仍为主流。据统计,2018年全球超声波传感器市场市占率前三均为国际厂商,分别为法雷奥、博世和尼塞拉,三者市占率之和达近70%,法雷奧和博世的市占率分别为31.0%和20.2%。国产品牌由于起步较晚,在全球超声波传感器市场市占率较低,2018年奥迪威市占率为5.6%。

2018年全球超声波雷达市场份额

2018年全球超声波雷达市场份额

资料来源:公开资料整理

行业内竞争企业主要为国际厂商,体现在细分领域。车载超声波传感器领域的企业有博世(BOSCH)、法雷奥(Valeo)和日本村田(Murata)等国际厂商;压触执行器领域为日本TDK集团;超声波流量传感器和超声波雾化领域分别为Ceram Tec集团和湖南嘉业达。

行业内主要竞争企业

行业内主要竞争企业

资料来源:公开资料整理

六、中国传感器市场规模预测

近年来,我国物联网产业的快速发展,传感器作为我国“强基工程”的核心关键部件之一,是实现工业4.0转型升级、提升各类设备智能性和可靠性的主要组成部分,我国传感器的市场规模及应用场景也得到进一步增长。

随着“十四五”期间发展5G、物联网的战略地位逐渐明确,传感器作为数据采集的唯一功能器件,未来市场规模还将逐步扩大,预计到2028年中国传感器市场规模增长至6056.8亿元。

2022-2028年中国传感器市场规模预测

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资料来源:公开资料整理

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