现阶段中国气体传感器行业处于发展阶段,技术等因素并不完善,随着下游应用领域的增加,需求量带动市场规模及产量持续的扩大,未来中国气体传感器技术将不断完善,新材料应用到气体传感器领域,满足对气体的测量精度、量程、响应速度、抗干扰性、稳定性等方面的要求;另一方面向着网络化发展,随着终端用户体验的不断升级及消费习惯的逐渐改变,气体传感器最重逐年走向网络化。
目前,国内企业能够批量生产的气体传感器产品仅限于半导体及催化燃烧类,生产企业也仅限于太原腾星、炜盛电子、深圳戴维莱、四方光电、邯郸718所等少数企业,大部分同行业企业只能依赖国外企业提供的气体传感器生产气体检测仪器仪表。从全球来看,气体传感器生产商主要集中在英、日、德、美和中国;高端的电化学类、红外光学类气体传感器,中国所占份额不足5%。由于我国对该市场的重要性认识较晚,直到上个世纪八十年代才有企业进入气体传感器市场,因而相对发达国家而言,我国气体传感器发展历史较短、技术基础薄弱。
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中国气体传感器行业市场发展现状
国内气体传感器研究和产业化相对成熟的领域主要是半导体和催化燃烧传感器,上述两类气体传感器在国内市场的占有率较高,并具有较强的国际竞争力;国内厂商在电化学气体传感器、红外气体传感器等领域起步相对较晚,缺乏系统、深入的研究,相较于城市技术(City Technology)、安费诺(Amphenol)、森尔(Senseair)等国际厂商而言品牌影响力较弱。目前,国内企业的气体传感技术水平整体上仍落后于国际气体传感器企业。国内气体传感器企业主要有汉威科技(及其下属子公司炜盛电子)、攀藤科技、北京益杉科技有限公司、深圳市蓝月测控技术有限公司等。
国内来看,一方面,技术上与国外领先企业存在较大差距。另一方面,从事MEMS气体传感器研究和生产的公司较少,但仍有一些企业逐渐发展起来,国内的代表企业有汉威电子和杭州麦乐克。和其它传感器一样,气体传感器发展的趋势也是微型化、智能化和多功能化。纳米、薄膜技术等新材料制备技术的成功应用为气体传感器实现新功能提供了条件。利用MEMS技术帮助实现传感器尺寸小型化,进而研究多气体传感器的集成以实现多功能化。而气体传感器与数字电路的集成则将成为实现智能化的必然途径。小型化智能化的气体传感器将成为激活市场的新亮点。
MEMS技术是将集成电路制造技术与硅加工技术结合在一起的新型芯片制造技术。该技术通过对基底材料进行部分蚀刻或使用化学物质去除基底形成结构、以及基底上进行材料结构等方式,来形成特有的芯片结构。全球气体传感器规模持续增长。2020年,全球气体传感器总体规模约为11-12亿美元,预计到2026年将达到22亿美元规模,年复合增长率约为10.9%。
据中研产业研究院《2022-2027年中国气体传感器行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》分析:
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。气体传感器包括:半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器、固体电解质气体传感器等。
气体传感器横跨功能材料、电子陶瓷、光电子元器件、MEMS技术、纳米技术、有机高分子等众多基础和应用学科。气体传感器广泛应用于工业、生活的各个领域,如石油、化工、钢铁、冶金、矿山、环保、市政、医疗、食品等诸多领域。近年来,随着互联网与物联网的高速发展,气体传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应用突飞猛进,大幅扩展了应用空间,需求量也发生数量级的改变。
国际上气体传感器企业主要集中在美国、日本和欧洲等地,主要包括城市技术(City Technology)、费加罗(Figaro)、安费诺(Amphenol,旗下拥有SGX SensortechAdvanced Sensor)、博世(Bosch)、盛思锐(Sensirion)、艾迈斯半导体(AMS)等。这些企业一般拥有丰富的产品线,且具有各自擅长的技术领域,享有较高市场声誉,占据中高端市场较大份额。此外,亦有聚焦于具体传感器类别的专业化公司,如提供空气品质监测用红外CO2气体传感器的森尔(Senseair)、提供微型红外气体传感器的英国Dynament公司以及提供低量程电化学甲醛传感器的英国DART公司等。
2013年,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》,提出到2025年,传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列,产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变,涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。受益于政策利好,以及随着互联网与物联网的高速发展,传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应用突飞猛进,大幅扩展了应用空间。
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