传感器网络产品在军用领域的发展前景分析

传感器网络产品在领域的发展前景分析传感器网络产品在领域的发展前景自海湾战争后，现代战争已进入信息战争时代，目前正在向无人化、智能化时代迈进。打造高效的C4ISR系统（指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察系统）是现代信息化建设的发展方向。该系统可以使通过信息化整合实现一体化的作战能力：将目标探测跟踪、指挥控制、火力打击、战场防护和毁伤评估等功能实现一体化，将指挥中心和各军种之间的作战组织实现一体化。从内部构成看该系统分为感知层、信息智慧控制层以及执行层三层。感知器件和感知网络属于该系统的感知层，是作战组织实现一体化的最底层，担负着准确实时收集战场信息及装备、物资状态数据的关键任务，对形成高质量决策起到至关重要的作用。美军自上世纪90年代开始实施C4ISR建设，目前已建成全球最先进的C4ISR系统。根据Frost&Sullivan数据显示，美军C4ISR支出由1999年的110亿美元提升到2019年的536亿美元，过去20年复合增速达到8．24%，2019年美军国防预算约7，320亿美元，C4ISR支出占比约7．3%。由于我国C4ISR建设仍处于初级阶段，随着我国信息化的不断发展，装备无人化、智能化的自主创新突破，预计我国的C4ISR系统建设投入也将显著增长。行业上下游情况传感器上游为芯片、电路、电源、不同类型的元件等各种原材料；中游是电容式气压传感器、红外气体传感器、图像传感器等各种类型的传感器制造；下游则是于消费电子、汽车电子、工业电子、通信电子等下游应用。（一）上游产业近年来随着消费电子、移动互联网、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，以及国家支持政策的不断提出，我国集成电路行业发展快速。数据显示，2021年我国集成电路市场规模由2016年的4336亿元增长至10458亿元，年均复合增长率为19．3%。预计2022年我国集成电路行业市场规模将达12036亿元。电源可将各种形式的能量转换成电能，是各类电子设备的心脏，是电力电子设备实现正常运行及电压调节的基础。不同的电源具有不同的工作原理和功能，可广泛应用于经济建设、科学研究、国防建设等多个领域。近年来受益于技术的进步和社会电气化程度提高，我国电源产业实现快速增长。根据中国电源学会数据，2021年我国电源行业市场规模由2016年的2056亿元增长至3416亿元。预计2022年我国电源行业市场规模将达3700亿元。（二）下游产业目前我国传感器在汽车电子、工业制造、网络通信、消费电子及医疗电子中应用较为广泛。其中传感器在汽车电子领域中占比最高，达24．2%；其次在工业制造领域，占比为21．1%，排第二。汽车电子是用传感器、微处理器、执行器、数十甚至上百个及其零部件组成的电控系统，是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称，主要是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。近年来随着汽车智能化和电动化趋势的影响以及政策的推动，汽车电子广泛应用于汽车各种领域中，使得我国汽车电子市场的快速成长，渗透率不断提升。有相关数据显示，2020年我国后倒车雷达渗透率为86．25%，中控屏幕渗透率为85．57%，驻车影像系统渗透率为78．50%，巡航系统渗透率为72．58%，前倒车雷达的渗透率为37．46%，倒车车侧预警系统的渗透率为13．54%，并线辅助的渗透率为20．79%。同时占整车的比重快速增长。2020年我国汽车电子占整车的比重从1980年的10%增长到了34．32%。预计在互联网、娱乐、节能、安全四大趋势的驱动下，汽车电子化水平将持续增长，到2030年汽车电子占整车制造成本的比重将接近50%。随着渗透率不断提升，我国汽车电子市场规模也保持稳定增长态势。数据显示，2021年我国汽车电子市场规模达1104亿美元，同比增长7．3%。其中动力控制系统占比最多，占整体市场的28．7%；其次为底盘与安全控制系统，占比为26．7%。近年来，随着我国各级政府高度重视不断重视通信行业发展，我国通信行业发展较为迅速。进入2021年，进一步推进网络强国和数字中国建设，5G和千兆光网等新型信息基础设施建设覆盖和应用普及全面加速，行业发展质量和增长水平进一步提升。数据显示，2021年电信业务收入累计完成1．47万亿元，比上年增长8．0%，增速同比提高4．1个百分点。磁传感器综述传感器是将现实世界的信号转化为数字世界信号的装置，是数字世界信号处理的起点。一个完整的传感器由前端的敏感元件和后端的信号调理ASIC芯片构成，由于敏感元件存在非线性或受温度影响较大等特点，需要信号调理ASIC芯片对敏感元件输出的电信号进行调理。按照工作原理，传感器主要可分为MEMS、磁、化学、温度四大类。磁传感器是利用电磁感应原理，对位置、速度、电流、通断等变量进行检测的传感器元件。按照技术类型，磁传感器可以分为霍尔、AMR、GMR、TMR等类型。其中霍尔传感器利用霍尔效应对磁场进行检测，通常由一块薄的矩形p型半导体材料（如GaAs、InSb等）组成。AMR传感器利用磁阻元件电阻随磁场变化的原理，以检测磁场方向的变化。GMR的原理基于电子自旋，利用一系列由不同磁性和非磁性材料组成的超薄层，创造出阻值随磁场方向连续变化的传感器件。TMR传感器则利用隧道磁阻效应，实现电阻随磁场方向变化的传感器件。目前汽车上应用的磁传感器大多为霍尔传感器。中国传感器行业技术现状目前中国传感器行业技术水平在全球范围内处于中上水平。在加速传感器、陀螺仪、指南针、气压传感器、温度传感器、湿度传感器等传感器领域，中国传感器行业均有自主研发能力。在高端传感器领域，中国传感器行业目前在全球范围内处于领先地位。在生物传感器、化学传感器、纳米传感器等领域，中国传感器行业目前处于起步阶段。总的来说，中国传感器行业技术现状较好，有较大的发展潜力。智能传感器国产化率稳步提升我国国内厂商智能传感器总产值占比从2016年的13%快速提升到2020年的31%，显著高于行业增速，未来随着国内厂商技术持续迭代、产品线进一步丰富、市场认知度持续提升，智能传感器市场国产化率有望进一步提高。传感器行业市场竞争格局伴随着我国信息化的高速发展，近年来我国的传感器行业发展飞快。从竞争格局来看，我国传感器行业TOP5占据了国内传感器市场40%以上的份额，行业竞争格局逐渐成熟。其中，华工科技传感器产品主要应用于智慧出行、智慧家庭、智慧医疗、智慧城市等领域，是全球有影响力的传感器系统解决方案提供商，具有较强的竞争优势；大立科技是国内少数能够独立研发、生产红外热成像相关核心芯片，机芯组件到整机系统全产业链完整的高新技术企业，旗下传感器业务占比高达90%以上，主要生产红外温度成像传感器；歌尔股份目前精密零组件收入规模较大，歌尔传感器涵盖压力传感器、交互类传感器和流体传感器等，广泛应用于各类消费类电子产品，处于行业领先地位，竞争力较强。热敏电阻及传感器产业作为国民经济的基础性、战略性产业，对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业发挥重要作用。同时，受到国际形势的影响，国家日益重视传感器行业的发展，其健康发展符合国家的发展战略。近年来，国家在政策层面给予传感器行业一系列支持，推动行业技术水平的提升及在重点应用领域的拓展，逐步实现进口替代。2021年1月，工信部发布《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023）》提出，重点发展小型化、低功耗、集成化、高灵敏度的敏感元件，温度、气体、位移、速度、光电、生化等类别的高端传感器，为传感器带来良好的发展机遇。随着以人工智能、5G通信、大数据等为代表的智能化时代到来，传感器作为重要的元件，具有广泛的应用，受到了世界各国的普遍重视，并快速发展。在热敏电阻领域，过去几年，其应用范围不断扩大，全球市场规模保持稳定增长。在传感器领域，其作为物联网感知层的硬件基础，应用范围日益广泛，在智能家居、汽车电子、智慧医疗、智慧工业等物联网各细分领域有着广泛应用。物联网产业的蓬勃发展将释放大量传感器制造需求，这也将推动传感器各细分行业的稳步增长。随着国家产业结构调整、高端制造业发展以及智能制造和工业物联网的推广，传感器在工业领域的应用呈现出新的技术发展特点。随着微电子元器件和芯片工艺技术进步，以前需要复杂系统和高成本的解决方案，现在可以用较为经济的方式实现．以白光共焦为例，其测量系统本身就是一台完整的微型光谱分析仪，而现在可以很方便地用集成化的方案实现模块化封装。逐渐可负担的解决方案成本使得下游应用领域需求出现喷发。智能传感