深圳市传感器技术与产业发展报告资料.doc

深圳市2015年软科学研究项目深圳市传感器技术与产业发展研究报告（2015年）深圳市仪器仪表与自动化行业协会二一五年十月 说明本报告由深圳市科技创新委员会拥有版权并保留一切权利，未经许可，任何单位和个人都不得复制、修改、发布，包括但不限于拷贝、复印、扫描、文字识别等。本报告中引用的图表、数据表的版权由被引用人所有，涉及的企业商号、商标等知识产权由其所有人所有。本报告分析结论供参考，对因接受和参考本报告任何观点、内容而导致的任何损失，深圳市科技创新委员会不承担任何责任。本报告为内部研究资料而非正式公开出版物，本报告中观点不代表深圳市科技创新委员会的观点，本报告的数据不作为正式发布数据。 目录说 明 .1目 录 .4前 言 .1第一章 国内外传感器产业概况.3一、全球传感器产业发展情况.3（一）数字指标.3（二）部分发达国家及地区简报.8（三）产业发展趋势. 11二、国内传感器产业发展情况.14（一）数字指标.14（二）发展机遇.16（三）产业发展趋势.17第二章 深圳市传感器产业发展情况.18一、数字指标.18二、新品研发案例.19三、深圳知名制造企业.20四、深圳主要科研单位.26第三章 传感器技术路线图.29一、需求.29二、目标.29三、发展重点.30（一）重点产品.30（二）关键元器件与零部件.30四、关键共性技术.31（一）新型传感器.31（二）工业传感器.41（三）智能制造装备.47（四）仪器仪表.53（五）其它工业装备.54（六）农业装备.58（七）轨道交通装备.59（八）物联网.60五、典型应用领域.62（一）机器人.62（二）医疗电子.64（三）汽车电子.66（四）工业控制.69（五）消费电子.70（六）智能家居.73（七）无线传感网.73六、战略支撑与保障.75 第四章 深圳市传感器技术与产业发展思考.79一、面临的问题.79二、技术发展趋势.80三、对策与建议.81（一）加大研发创新力度.81（二）提高企业盈利能力.83（三）开发下游应用市场.84（四）知识产权策略.84（五）加强顶层设计.84（六）完善标准体系.85（七）建设深圳传感谷.86附录 .87 前言传感器涉及国民经济各个领域，是国民经济的基础性、战略性产业之一，直接关系到国防、经济和社会安全。在国家新发布的中国制造2025重点领域技术路线图（2015版）中，10大重点领域的发展大多都与传感器技术息息相关。尤其是新一代信息技术产业，更被提到10大重点领域之首。作为该产业的基础，传感器技术及传感器产业的战略地位日益凸显。工信部官员表示，政府将结合“十二五”收官及“十三五”规划制定，研究出台推动传感器及应用的产业政策。“十三五”期间，电子信息行业将重点突破传感器等具有全局影响力、带动性强的核心关键环节；将瞄准产业制高点，选择生物智能传感器等前沿关键技术联合攻关，抢占产业发展主导权；将突破智能传感等新技术，强化基础软硬件协调发展。当前，机器人、智能制造、智能交通、智慧城市以及可穿戴技术正在迅速发展，其对传感器需求广泛，要求传感器具备微型化、集成化、智能化、低功耗等特点，微-纳技术、数字补偿技术、网络化技术、多功能复合技术进一步发展，新原理、新材料、新工艺不断涌现，新结构、新功能层出不穷。在物联网行业的推动下，传感器行业的年增长率远高于国内其他行业的平均水平。深圳是我国传感器生产和技术研发聚集地之一，具有强大的研发创新能力、良好的产业配套和公共平台服务环境。依托中国科学院深圳先进技术研究院、深圳市传感器技术重点实验室、南山区传感器技术产学研联盟等科研单位，推动传感器产学研用协同创新，为深圳传感器产业的持续发展奠定了坚实的基础。本研究认真落实中国制造2025重点领域技术路线图（2015版）产业关键共性技术发展指南（2015 年）加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划（2013-2025年）产业关键共性技术发展指南（2013年）广东省智能制造发展规划（2015-2025年）等政策文件，以2015年传感器产业的统计数据为基础，结合深圳市仪器仪表与自动化行业协会历年的研究成果和日常调查材料，全面分析深圳市传感器技术与产业发展的优劣势以及未来的发展趋势，评估深圳市传感器产业政策的落实情况，剖析发展传感器产业对深圳创建国家自主创新型城市、调整产业结构和建设现代产业体系的作用，提出发展传感器产业的1 建议，为政府制定传感器产业发展规划和政策提供科学的依据。本研究报告的编写得到了深圳市科技创新委的指导以及业内人士的大力支持与配合，在此一并表示感谢。由于水平有限，不足之处欢迎批评指正。2 第一章国内外传感器产业概况一、全球传感器产业发展情况（一）数字指标1.市场规模据IC Insights预测，2014年至2019年，传感器出货量年复合增长率将高达11.4%，五年内全球出货量达到191亿颗，销售额有望达到6%的年复合增长率。据高工产业研究院报告，2013年全球传感器市场规模为1055亿美元。该机构预测，未来几年全球传感器市场将保持20%以上的增长速度，2014年达到1260亿美元，2015年将突破1500亿美元。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，2014另据工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生预测，2015 年全球敏感元件与传感器市场规模将达到1770亿美元。2.销售总额2015年CMOS图像传感器呈现两位数的增长，渗入到越来越多的嵌入式应用场景中（如汽车电子、医疗电子、视频监视网络以及图像识别系统）。ICInsights预计2015年传感器/执行器销售额同比增长2%，可达101亿美元。2016年的表3 现要稍强于2015年，预计销售额可达105亿美元，同比增长4%。2005-2016年全球O-S-D市场销售额曲线图数据来源：IC Insights3.区域分布从全球总体情况看，发达国家占据了传感器市场70%以上份额，市场规模最大的三个国家美、日、德，分别占据了传感器整体市场份额的 29.0%、19.5%、11.3%。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，2014未来 5 年，中国、印度、巴西等发展中国家对传感器的需求也将大幅增加。4 英泰诺咨询公司指出，未来几年亚太地区市场份额将持续增长，预计 2016年将提高至38.1%，北美和西欧市场份额将略有下降。但发达国家在技术和品牌上的优势仍将保持，因此全球传感器市场分布状况并不会得到明显的改变。4.细分领域根据 IC Insights 报告，半导体传感器占传感器/驱动器整体市场的近三分之二。加速度/航向角传感器仍然是以销售额统计的最大传感器细分产品，占整体传感器/驱动器市场份额的 26%，但因单价下滑，增长缓慢，2014 年出货量年增长率仅1%，销售额则继2013年环比下滑2%以后下滑增大到4%。2014年，全球光纤传感器市场规模为19.9亿美元，预计2019年将达到31.5亿美元，复合年增长率为9.6%。磁性传感器2013年曾出现1%的负增长，2014年恢复增长，以11%的年增长率创出16亿美元的销售额新高。压力传感器延续强劲增长势头，继2013年增长16%以后，2014年增长达到15%。据透明度市场研究报告，全球压力传感器市场有望在2014年至2020年达到6.20%的复合年增长率，从 2013年的65亿美元增长到 2020年的93亿美元。MEMS（微机电系统，主要包括压力、加速度和航向角传感器以及驱动器）器件约占传感器/驱动器整体市场份额的80%，2014年MEMS器件销售额增长约5%，创下74亿美元的新高（2013年销售额为70亿美元）。MEMS传感器占MEMS器件销售额的53%（39亿美元），而驱动器占了47%（35亿美元）。四类传感器2013-2014年销售额增长率20%16%15%10%5%15%11%加速度/航向角传感器磁性传感器压力传感器5%MEMS传感器0%-1%-2%-4%-5%数据来源：IC Insights5 5.十大厂商目前，全世界有40多个国家的6000余家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用开发，各种产品累计2万余种。全球著名传感器厂商及产品应用领域数据来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所整理，20146.主要企业营收状况目前，传感器产品市场主要由欧美企业把控，全球前五大厂商占据整体市场营收的40%以上。6 2014年全球传感器企业营收排名数据来源：Yole Developpement，2015.3据 IHS 最新的研究报告，2014 年 MEMS 传感器市场第一名被博世牢牢占据，总销售额达11.7 亿美元，占据全球 MEMS 市场份额的 12.3%，比 2013 年销售额增长16.6%，是前五大MEMS供应商中增长最快的。2014年MEMS传感器前8大供应商数据来源：IHS，2015.37 7.专利分析针对传感器进行相对研发强度分析、技术要项布局分析发现，传感器以美商、日商、欧商较具研发能力。相对研发强度TOP30厂商中，美商占有11家、日商占有9家、欧商占有7家。美商相对投入更多研发资源发展医疗用途传感器技术，目的是布局智能医疗产业关键技术与商机。其中，分析物传感器有373件专利，美商占359件、比重达96.2%；血糖传感器有304件专利，美商占297件、比重达97.7%。欧商及日商较着重发展资通讯、建筑、机械、汽车用途传感器技术，如图像、压力、温度、气体、触控、转矩、超音波、角速度等。未来在物联网带领下，美、日、欧等国家和地区的传感器主要制造商将持续影响智慧连网产品所属感测技术之发展，相关科技界应密切注意上述主要制造商近期开发成果与专利布局动向。（二）部分发达国家及地区简报1.美国美国很早就成立了国家技术小组（BGT），帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。美国传感器产业走的是先军工后民用、先提高后普及的路子，其显著特点是非常重视传感器的功能材料、技术开发和工艺。研发方面，美国约有1300家企业，100多个研究院所和院校。美国联邦政府独立设立的“美国国家科学发展基金”所做的基础研究报告中提出：自2010年起，每年国家预算69亿美元支持物联网基础项目开发与研究，并可以获得大约20%的资金补贴。美国人称其为“传感器革命”。美国产学联合会议“万亿传感器峰会”由仙童半导体公司副总裁 JanuszBryzek、加州大学圣地亚哥分校工学院院长 Albert P. Pisano等共同主持。支持并参加该会议的有来自 ICT（信息通信技术）、零部件（半导体、电子部件）行业，以及大学和研究机构的众多著名企业和组织。会议提出“万亿个传感器覆盖地球”计划，旨在推动社会基础设施和公共服务中每年使用 1万亿个传感器。10年后，传感器数量将突破1万亿个；再过10年，会达到数10万亿个。8 2.欧盟欧盟第七研发框架计划（FP7）提供490万欧元资助，总研发投入690万欧元，由欧盟6 个成员国及联系国芬兰（总协调）、英国、德国、荷兰、奥地利和瑞士，9 家企业联合科技界组成的欧洲 PHOTOSENS 研发团队，从 2011 年 2月开始，致力于推进NSA（纳米结构传感器阵列）低成本大规模工业化制造的关键技术与生产工艺突破。其利用最先进的纳米压印光刻技术，整合卷到卷生产制造工艺，实现了低成本大批量制造生产大面积 NSA 的工业流程设计和设备样机开发，奠定了NSA进一步商业化推广应用的基础。目前，相关研发团队已成功开发出多种不同类型的全聚合物多参数感应装置生产制造工艺及设备样机。例如：应用于环保行业检测空气质量的甲醛光子结晶感应装置；应用于制药和食品安全行业检测布洛芬化合物成分的感应装置；应用于多行业的灵活嵌入式一次性多参数芯片检测装置。此外，该团队正致力于基于3D 打印技术的单模波导感应检测装置的生产制造工艺开发，进行工艺流程验证和结构优化。3.德国德国是微机电系统和传感器技术的领先者。在工业4.0战略中，传感器被描绘成信息物理系统的核心组件，包括加速度传感器、气压传感器、电子罗盘等。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有9 数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。德国传感器市场前景发展良好，2014 年仅手机与汽车应用领域的气压传感器和加速度传感器产品营业额就比上年增长了8%，出口额为42%，比上年增加了2%。德国博世公司已成为该领域全球最大的生产商，全球每两部手机中就有一部装有博世的传感器。据德国传感与测量技术协会（AMA）统计，该协会480家成员公司2013年平均销量增长率为3%，预计2014年平均销量增长率将在7%左右。研发投入平均在10%左右，整体投入预计将增加8%。2013年人力需求增长2%，预计将继续增长。成员中中小型企业出口配额稳定在整体销量的 40%。针对欧盟成员国出口增长3%-25%不等，非欧盟成员国出口减少2%-17%不等。德国在微机电系统和传感器领域投入了大量资金，以保持其国际领先的地位，2014年投资同比增长达5%，预计2015年将同比增长24%，创历史新高。这些投资也为来自中国的供应商和用户开放了市场。德商BOSCH在传感器相对研发强度表现较佳，主要原因为专利件数、发明人数等评比项目高于其他 29 家专利权利人。4.日本日本把传感器技术列为十大技术之首、国家重点发展的六大核心技术之一。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。日本传感器产业侧重实用化和商品化，走的是先普及后提高，由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子。研发方面，日本约有800家生产和开发传感器的厂家。日本电子零组件厂从家电转移到手机与汽车零组件后，积极投入 MEMS传感器研发，推出各种超小型与高精度的传感器，扩大传感器应用。2013 年 4 月，日本经济产业省启动了“传感器技术在社会公共服务中的应用开发项目”。同年 7 月，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）公布了该项目委托研究机构。2015 年 7 月，日本召开了“物联网升级制造模式工作组”会议，该工作组的目标主要是，跟踪全球制造业发展趋势的科技情报，通过政府与民营企业的同心通力合作，实现物联网技术对日本制造业的变革。10月23日，日本成立产学官合作组织“物联网推进联盟”，从事传感器技术的研发和测试。10 5.韩国韩国传感器专门企业不多，2013年韩国在全球传感器市场的占有率仅1.7%。为加强在物联网（IoT）领域的竞争力，韩国政府2015年开始着手推动尖端传感器培育事业，未来6年间将投资1508亿韩元（约1.3亿美元）。韩国电子零组件研究院人员表示，将在所有领域中选出难以在短期间内创造成果，且预估将出现高成长的策略性领域，集中进行研发及事业化。韩国着力引导民间企业扩大合作，加强与市场相连的策略性研发和生态圈建设。三星电子（SamsungElectronics）、乐金电子（LGElectronics）、SKTelecom等大企业，正在积极摸索与专门传感器企业的合作方式。韩国业界也建议三星和SK海力士（SK Hynix）大力发展系统芯片事业，研发具潜力的传感器。（三）产业发展趋势1. 物联网应用将给传感器带来巨大市场空间依据市场统计资料，2013年联网的感测装置已激增到35亿个。预估到2030年，连结物联网的传感器数量将超过一百兆个之多。据Yole研究预测，2024年全球物联网产业将达到4000亿美元的规模，复合年均增长率（CAGR）高达42%。而物联网所必须应用之传感器市场营收，预估2022年时将成长超过140亿美元。据英泰诺咨询公司预测，2016 年全球汽车传感器规模可达 419.7 亿欧元，占全球市场的 22.8%。信息通信行业至 2016 年也可达 421.6 亿欧元，占全球市场的22.9%，且有可能成为最大的单一应用市场。而医疗、环境监测、油气管道、智能电网等领域的创新应用将成为新热点，有望在未来创造更多的市场需求。2013年全球消费电子用传感器的市场价值为152.7亿美元，据Grand ViewResearch预测，2020年全球消费性电子传感器市场将达345.7亿美元规模。据美国ABI调查公司预测，2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。据iHSiSuppli预测，在手持和平板市场，传感器出货量未来5年内将实现2倍以上增长，从2013年的104亿美元上升为2018年的232亿美元规模。汽车市场上，到 2018 年将形成 60 亿美元的传感器市场规模，其中 ADAD 和 E-Call将成为第一批支持物联网场景的传感器。iHS 目前正在着手量化包括智能家居、智慧城市、智能工厂、健康监测、智能电网、农业等在内的工业物联网应用中传11 感器的市场容量。2. MEMS传感器市场大幅增长物联网的大力推进和智能终端的广泛应用，使传感器重心逐渐转向技术含量较高的MEMS传感器领域。2008-2018年基于MEMS技术的传感器/执行器市场规模数据来源：IC Insights，赛迪智库整理，2015.3IC Insights 数据显示，基于 MEMS 技术的传感器/执行器市场规模 2014 年可达到80 亿美元，增速达 13.8%，预计 2015 年 MEMS传感器市场将进一步增长16%。至2018年MEMS传感器的总出货量可望达93亿颗，产值将达到122亿美元。2012-2019年全球MEMS传感器市场规模数据来源：Yole Developpement，2014.4Yole Developpement数据显示，2014年全球MEMS传感器市场规模超过13012 亿美元。预计到2018年，MEMS市场产值将以12%13%的复合增长率增长至240亿美元。消费类应用依旧是MEMS传感器市场的主要推动力。Yole Developpement数据显示，2014年消费类应用规模达到59亿美元，占传感器产品市场的45%。到2019年预计将超过100亿美元，年复合增长率约11.2%。而成长最快的医疗服务市场，将从2014年的24.5亿美元增长至2019年的72亿美元左右，年复合增长率近30%。2014年全球MEMS传感器应用市场划分数据来源：Yole Developpement，2014.43.企业并购日趋活跃据 IC Insights 统计，2015 年上半年，全球半导体产业并购总值高达 726亿美元（路透统计数据为800亿美元），是过去5年平均值的6倍，为2000年以来交易金额最高的一年。该机构预测，2015年半导体产业资本支出有望达到690亿美元，比2014年的650亿美元增长6%。FBR & Co.s Christopher Rolland 的发言人表示，2015 年将会有 32%的在美国公开上市交易的半导体公司会被并购。预计从2015年下半年至2016年上半年，半导体公司的收购几率将会从25%提高到40%。13 2014年6月至2015年7月全球传感器产业并购案例二、国内传感器产业发展情况（一）数字指标1.市场规模据高工产业研究院数据，2009年至2013年，我国传感器市场年均增长速度超过20%，2011年传感器市场规模为480亿元，2012年达到513亿元，2013年超过640亿元。14 2009-2014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据行业协会估算，我国2014年敏感元件与传感器销售额突破1200亿人民币。据工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生预测，我国 2015年传感器需求量可达260亿只，销售额将突破1300亿元。截至2014年底，我国从事传感器研制、生产和应用的企业共2000多家，从事MEMS传感器研制、生产的企业有50多家。产品种类共计10大类42小类6000多种，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，应用领域包括能源、汽车、消费电子、医疗卫生、家用电器等。许多国内企业在努力开发自己的新技术，并得到了德国传感器协会（AMA）的支持。2.区域分布我国初步形成五个较集中的传感器产业区域：以上海、常州、南京为中心的长三角；以广州、深圳等城市为主的珠三角；以高校为主的京津地区；以沈阳、长春、哈尔滨