當(dāng)前，甚至今后幾十年內(nèi)，影響和改變著世界經(jīng)濟格局和人們生活方式的10大科技產(chǎn)品，傳感器列為10大科技產(chǎn)品之首，說明傳感器的春天已經(jīng)來臨！物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要智能感知、識別和通訊等技術(shù)支撐，而感知的關(guān)鍵就是傳感器及相關(guān)技術(shù)。智能家居控制系統(tǒng)是“心臟”，而傳感器是整個控制系統(tǒng)的“脈絡(luò)”，掌握著整個系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”，傳感器技術(shù)的發(fā)展對于智能家居飛速發(fā)展的作用非同小可。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，傳感器上游主要為各種零部件等以支撐感知層；中游是以光傳輸、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等構(gòu)成的傳輸層；下游是應(yīng)用層，其中以物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的各項應(yīng)用為主，其中智能家居就是極其重要的板塊之一。
智能家居傳感器是家居中的“眼鼻耳”，因為智能家居首先離不開對居住環(huán)境“人性化”的數(shù)據(jù)采集，也就是說把家居環(huán)境中的各種物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化為可測量的電信號裝置與元件。
智能家居領(lǐng)域需要使用傳感器來測量、分析與控制系統(tǒng)設(shè)置，家中使用的智能設(shè)備涉及位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制、環(huán)境監(jiān)測、安防感應(yīng)等傳感器等技術(shù)。
日前，為精準(zhǔn)解讀國內(nèi)目前家庭范疇內(nèi)的智能傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀，《智能家居》雜志、數(shù)智網(wǎng)、智能頭條發(fā)起聯(lián)合編制《2019家庭智能傳感器白皮書》，旨在全面梳理家庭內(nèi)傳感器的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
傳感產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模
傳感器作為一種非常重要的器件，已經(jīng)形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，美國、日本、德國作為全球三大傳感器生產(chǎn)國，占據(jù)了近六成左右的市場份額。目前，全世界約40個國家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)，研發(fā)機構(gòu)6000余家，其中美、日、德等國家實力較強，產(chǎn)品種類繁多，創(chuàng)新性品種和類型仍在不斷出現(xiàn)，大概有2.6萬種。
2015年中國傳感器市場規(guī)模為995億元，同比增長15%。到了2016年，中國傳感器市場規(guī)模達到了1126億元，同比增長13.2%。截止到2017年末中國傳感器市場規(guī)模增長為約1300億元。2018年我國傳感器市場規(guī)模達到1472億元左右。預(yù)測2019年我國傳感器市場規(guī)模將達到1678億元，未來五年(2019-2023)年均復(fù)合增長率約為12.66%，并預(yù)測在2023年我國傳感器市場規(guī)模將達到2703億元。
以家為消費單位的用戶，最關(guān)注的就是家庭安全問題，30.0%家庭安防場景被認(rèn)為是剛需場景。智能安全產(chǎn)品包括智能傳感器、人體傳感器、門窗傳感器、氣體泄漏傳感器、水浸傳感器等，而智能安全與傳統(tǒng)安全之間的最大差異在于減少對人的依賴。
我國目前已經(jīng)擁有科研成果、技術(shù)和產(chǎn)品的敏感元件與傳感器約有1.2萬多種，其中常規(guī)類型和品種約有7000種。
隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，傳感器產(chǎn)業(yè)也將迎來爆發(fā)。
傳感器的發(fā)展歷程
1、國內(nèi)外傳感器的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
美國早在20世紀(jì)80年代就認(rèn)為世界已進入了傳感器時代，成立了國家技術(shù)小組（BTG），幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作，美國國家長期安全和經(jīng)濟繁榮至關(guān)重要的22項技術(shù)中有6項與傳感器信息處理技術(shù)直接相關(guān)。
日本把開發(fā)和利用傳感器技術(shù)作為國家重點發(fā)展6大核心技術(shù)之一。日本科學(xué)技術(shù)廳制定的上世紀(jì)90年代重點科研項目中有70個重點課題，其中有18項是與傳感器技術(shù)密切相關(guān)。傳感器與通信、計算機被稱為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的三大支柱。因其技術(shù)含量高、滲透能力強，以及市場前景廣闊等特點，引起了世界各國的廣泛重視。
我國早在 20 世紀(jì)60年代開始涉足傳感器制造業(yè)，“八五”期間，我國將傳感器技術(shù)列為國家重點科技攻關(guān)項目，建成了“傳感器技術(shù)國家重點實驗室”、“國家傳感器工程中心”等研究開發(fā)基地。
傳感器產(chǎn)業(yè)快速成長的同時，我國傳感器科技發(fā)展水平特別是關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力，同國際先進水平相比還有很大的差距?，F(xiàn)階段我國市場主要應(yīng)用傳感器的核心部件絕大部分仍要依賴于進口，主流市場產(chǎn)品依賴國外配套的情況尤為突出。未來，傳感器則將圍繞工藝技術(shù)和應(yīng)用兩大方向進行突破。
當(dāng)前，傳感器以用途分類，可分為力敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、加速度傳感器、生物傳感器等。而國內(nèi)傳感器技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的重點在材料、結(jié)構(gòu)和性能改進的三個方向是：敏感材料從液態(tài)向半固態(tài)、固態(tài)方向發(fā)展；結(jié)構(gòu)向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發(fā)展；性能向檢測量程寬、檢測精度高、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定、壽命長久方向發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)對傳感技術(shù)提出新要求。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對傳統(tǒng)傳感技術(shù)又提出了新的要求，產(chǎn)品正逐漸向微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、紅外技術(shù)、新材料技術(shù)、納米技術(shù)、陶瓷技術(shù)、薄膜技術(shù)、光纖技術(shù)、激光技術(shù)、復(fù)合傳感器技術(shù)、多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展。
2、國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢
MEMS等研究項目列入了國家高新技術(shù)發(fā)展重點。目前，傳感器產(chǎn)業(yè)已被國內(nèi)外公認(rèn)為具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。我們國家工業(yè)現(xiàn)代化進程和電子信息產(chǎn)業(yè)20％以上速度高速增長，帶動傳感器市場快速上升。
未來5年，我國傳感器產(chǎn)業(yè)年均復(fù)合增長率將達30%，遠(yuǎn)高于全球平均水平。但目前生產(chǎn)傳感器產(chǎn)值過億元的儀器儀表企業(yè)僅占企業(yè)總數(shù)的13%，全國不足200家，產(chǎn)品種類齊全的專業(yè)廠家不足3%。
3、國家利好政策
近年來，政府不斷提高對傳感器產(chǎn)業(yè)的重視，并出臺了一系列政策推進其發(fā)展，出臺了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》、《中國制造2025》、《關(guān)于積極推進“物聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》等國家戰(zhàn)略，推動了物聯(lián)網(wǎng)及傳感器的發(fā)展。
我國從上世紀(jì)80年代末開始將傳感器技術(shù)列為國家重點科技攻關(guān)項目，先后建成了“傳感器技術(shù)國家重點實驗室”“國家傳感器工程中心”等研究開發(fā)基地。
在國家政策的支持下，近30年來逐步形成了從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究再到示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的較為完整的創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈，由仿制、引進逐步走向自主設(shè)計、創(chuàng)新發(fā)展階段，基本掌握了中低端傳感器研發(fā)技術(shù)，并向高端領(lǐng)域拓展。隨著工業(yè)現(xiàn)代化進程加快和電子信息業(yè)的高速發(fā)展，帶動了我國傳感器產(chǎn)業(yè)快速成長。
國內(nèi)家庭傳感器的發(fā)展情況
技術(shù)發(fā)展趨勢：家庭傳感器技術(shù)的三個時代：
第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器，它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號。例如：電阻應(yīng)變式傳感器，利用金屬材料發(fā)生彈性形變時電阻的變化轉(zhuǎn)化電信號。
第二代傳感器是70年代開始發(fā)展起來的固體傳感器，由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，是利用材料某些特性制成的。如：利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng)， 分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。
70年代后期，隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)集成傳感器。集成傳感器包括兩種類型：傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。這類傳感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈活等特點。集成傳感器發(fā)展非常迅速，現(xiàn)已占傳感器市場的2/ 3左右，正向著低價格、多功能和系列化方向發(fā)展。
第三代傳感器是80年代發(fā)展起來的智能傳感器。 所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力，是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把傳感器信號調(diào)節(jié)電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測量技術(shù)有了進一步的提高，在傳感器一級水平實現(xiàn)智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
國內(nèi)家庭傳感器廠商區(qū)域分布熱力圖
國內(nèi)家庭傳感器早期大量出貨主要是安防類傳感器，目前演化成主流兩大板塊：環(huán)境類的家庭傳感類和安防類的家庭傳感器。目前國內(nèi)已初步形成了長三角、珠三角、環(huán)渤海以及中西部地區(qū)四大區(qū)域集聚發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局，產(chǎn)業(yè)地域分布特征明顯。
