摘要:柔性傳感器是指采用柔性材料制成的傳感器,具有良好的柔韌性、延展性,可以自由彎曲甚至折疊,由于材料和結(jié)構(gòu)靈活,柔性傳感器可以根據(jù)應用場景任意布置,能夠方便地對被測量單位進行檢測。近年來,中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大,增長速度較快,主要是柔性傳感器技術的不斷進步和應用領域的拓展,為市場規(guī)模的擴大提供了有力支持。數(shù)據(jù)顯示,2022年我國柔性傳感器市場規(guī)模同比增長20.4%至21.12億元。2023年中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模約為25億元。
一、定義及分類
柔性傳感器是指采用柔性材料制成的傳感器,具有良好的柔韌性、延展性,可以自由彎曲甚至折疊,由于材料和結(jié)構(gòu)靈活,柔性傳感器可以根據(jù)應用場景任意布置,能夠方便地對被測量單位進行檢測。按用途分類,柔性傳感器可分為柔性壓力傳感器、柔性氣體傳感器、柔性濕度傳感器、柔性溫度傳感器、柔性光傳感器、柔性PH/離子傳感器、柔性生物傳感器等。按照感知機理分類,柔性傳感器包括柔性電阻式傳感器、柔性電容式傳感器、柔性壓磁式傳感器和柔性電感式傳感器等。
二、行業(yè)政策
近年來,國家日益重視柔性傳感器等智能傳感器行業(yè)的發(fā)展,并出臺了一系列政策推動柔性傳感器行業(yè)發(fā)展。2023年3月,安徽省人民政府辦公廳印發(fā)《以數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動制造業(yè)高端化智能化綠色化發(fā)展實施方案(2023—2025年)》,提出要突破納米位移傳感器、柔性觸覺傳感器、高分辨率視覺傳感器、先進控制器、高精度伺服驅(qū)動系統(tǒng)、高性能高可靠減速器、可穿戴人機交互設備、工業(yè)現(xiàn)場定位設備、智能數(shù)控系統(tǒng)等基礎零部件和裝置關鍵技術。2024年2月,交通運輸部印發(fā)《關于做好平安百年品質(zhì)工程創(chuàng)建示范推動交通運輸基礎設施建設高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》,提出要探索推動智能感知傳感器等監(jiān)測設備與工程同步裝配使用,提高交通運輸基礎設施安全防護監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性、準確性。
三、發(fā)展歷程
柔性傳感器行業(yè)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個時期,分別是1990-2010年的早期研究與探索階段、2010-2015年的技術突破與產(chǎn)業(yè)起步階段以及2015年-至今的快速發(fā)展與市場規(guī)模擴大階段。柔性傳感器的研究始于20世紀90年代,隨著新材料和微納技術的發(fā)展,柔性傳感器開始進入人們的視野。柔性傳感器在醫(yī)療健康、機器人控制、環(huán)境監(jiān)測等領域開始有初步的應用嘗試。2010-2015年,柔性傳感器在材料、工藝、集成技術等方面取得了一系列突破,如壓電技術、熱電技術、光學技術等的應用,提高了柔性傳感器的性能。隨著技術的突破,柔性傳感器開始在消費電子、智能家居等領域得到應用,市場規(guī)模開始逐漸擴大。2015年-至今,中國柔性傳感器產(chǎn)業(yè)逐漸形成集聚效應,多個傳感器專業(yè)性公司和科研院所組成產(chǎn)業(yè)集群或基地,形成具有國際影響力的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)架。
四、行業(yè)壁壘
1、品牌壁壘
柔性傳感器的設計、生產(chǎn)具有較高的技術含量,其產(chǎn)品主要應用于可燃氣體、有毒氣體檢測或其他涉及人身安全的生產(chǎn)和生活等領域,因此,產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)異性、穩(wěn)定性和可靠性是購買者優(yōu)先考慮的問題,因而產(chǎn)品品牌和聲譽是影響購買者選擇的重要因素。
2、研發(fā)壁壘
柔性傳感器行業(yè)研發(fā)、設計過程中需要大量的經(jīng)驗參數(shù)積累,此外,柔性傳感器相關設備也是在長期研發(fā)、生產(chǎn)過程中根據(jù)實踐經(jīng)驗自主研制的,并非投入大量資金就可馬上獲得此類研發(fā)經(jīng)驗、研發(fā)設備,這也成為新進入柔性傳感器行業(yè)的企業(yè)所面臨的壁壘之一。
3、技術壁壘
目前國內(nèi)外相關企業(yè)對柔性傳感器研究生產(chǎn)歷史僅數(shù)十年,技術資料缺乏,技術水平及成熟度相比其他傳感器較低,且由于柔性傳感器技術涉及領域較廣,各項柔性傳感器的工作原理相通性不大,所以研發(fā)難度較高,不容易被掌握。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括柔性基底材料、導電材料、敏感材料、封裝材料等;產(chǎn)業(yè)鏈中游為柔性傳感器的生產(chǎn)制造;產(chǎn)業(yè)鏈下游為柔性傳感器的應用領域,包括智能穿戴設備、電子皮膚、疾病診斷設備、智能手環(huán)、元宇宙手套、智能床墊等。
2、行業(yè)領先企業(yè)分析
(1)寧波柯力傳感科技股份有限公司
寧波柯力傳感科技股份有限公司主營業(yè)務為研制、生產(chǎn)和銷售應變式傳感器、儀表等元器件;基于傳感器的應用場景布局物聯(lián)網(wǎng)和智能化裝備,提供系統(tǒng)集成、不停車檢測系統(tǒng)、無人值守一卡通智能稱重系統(tǒng)、制造業(yè)人工智能系統(tǒng)、企業(yè)數(shù)字化建設軟件開發(fā)服務、移動資產(chǎn)管理系統(tǒng)、物流分揀系統(tǒng)等。2023年,面對新趨勢、新產(chǎn)業(yè)、新機遇,企業(yè)“以市場為師”,在深入調(diào)研的基礎上,首次提出柯力集團未來將主攻的“新四樣”傳感器,包括機器人傳感器、多物理量傳感器、柔性觸覺傳感器、扭矩傳感器。據(jù)統(tǒng)計,2023年企業(yè)傳感器營收同比增長22.02%至6.76億元。
(2)漢威科技集團股份有限公司
漢威科技集團股份有限公司目前主要業(yè)務包括傳感器、儀器儀表的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及物聯(lián)網(wǎng)綜合服務,涉及傳感器、儀器儀表和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。企業(yè)秉持“成為以傳感器為核心的物聯(lián)網(wǎng)解決方案引領者”的產(chǎn)業(yè)愿景,通過多年的內(nèi)生外延發(fā)展,構(gòu)建了相對完整的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)生態(tài)圈,主要是以傳感器為核心,將傳感技術、智能儀表技術、數(shù)據(jù)采集技術、地理信息和云計算等物聯(lián)網(wǎng)技術緊密結(jié)合,形成了“傳感器+監(jiān)測終端+數(shù)據(jù)采集+空間信息技術+云應用+AI”的系統(tǒng)解決方案,業(yè)務應用覆蓋傳感器、智能儀表、物聯(lián)網(wǎng)綜合解決方案、居家智能與健康及公用事業(yè)等行業(yè)領域,在所涉及的產(chǎn)業(yè)領域中形成了相對領先的優(yōu)勢。據(jù)統(tǒng)計,2023年企業(yè)傳感器營收同比下降2.56%至2.66億元。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來,中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大,增長速度較快,主要是柔性傳感器技術的不斷進步和應用領域的拓展,為市場規(guī)模的擴大提供了有力支持。數(shù)據(jù)顯示,2022年我國柔性傳感器市場規(guī)模同比增長20.4%至21.12億元。2023年中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模約為25億元。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定帶動行業(yè)發(fā)展
隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展,工業(yè)化進程的推進,柔性傳感器行業(yè)將穩(wěn)定增長。與此同時,隨著冶金、化工、燃氣、煤炭深加工等重工業(yè)對安全生產(chǎn)的重視及對此方面設備需求的快速增長,柔性傳感器行業(yè)作為上述行業(yè)的配套產(chǎn)業(yè),獲得了良好的發(fā)展機遇。此外,隨著城市化進程的加快,人們對居住環(huán)境、生活環(huán)境的要求越來越高,帶動了柔性傳感器需求的增長。
(2)利好政策頻出
近年來,我國政府相繼出臺了《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》《以數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動制造業(yè)高端化智能化綠色化發(fā)展實施方案(2023—2025年)》《電子信息制造業(yè)2023-2024年穩(wěn)增長行動方案》等政策,從投資優(yōu)惠、進出口政策、加速設備折舊、支持研究開發(fā)、加強人才培養(yǎng)、鼓勵設備國產(chǎn)化和知識產(chǎn)權保護等方面,對柔性傳感器行業(yè)給予大力扶持,推動了柔性傳感器行業(yè)的發(fā)展。
(3)技術發(fā)展帶動產(chǎn)業(yè)升級
隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,人民生活水平、消費能力的不斷提高,下游行業(yè)將取得進一步快速發(fā)展,同時也必將拉動柔性傳感器市場需求的急劇增長。LED照明產(chǎn)品、安防、智能家居、可穿戴設備、開關、IT產(chǎn)品等下游領域產(chǎn)品的智能化趨勢促使柔性傳感器向智能化、數(shù)字化、微型化以及高端化的方向發(fā)展,因此也要求柔性傳感器行業(yè)企業(yè)不斷加大技術研發(fā)投入,采用先進生產(chǎn)設備,以提高產(chǎn)品的技術含量,滿足不斷變化的市場需求。
2、不利因素
(1)行業(yè)競爭日趨激烈
柔性傳感器是物聯(lián)網(wǎng)信息化的源頭,是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸和應用的重要感知設備,在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的背景下,柔性傳感器應用領域廣泛,柔性傳感器行業(yè)的市場空間巨大,行業(yè)增速快,市場需求亦在不斷增長,在其市場前景持續(xù)看好的情況下,吸引了越來越多的國內(nèi)外企業(yè)進入到包括柔性傳感器在內(nèi)的傳感器相關領域,行業(yè)競爭將愈發(fā)激烈。
(2)柔性傳感器穩(wěn)定性存在挑戰(zhàn)
柔性傳感器的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)通常源于其制造過程中使用的有機和聚合材料,這些材料往往會隨著時間的推移而退化,并且其特性很容易被環(huán)境因素改變。此外,包含生物受體的可穿戴生物傳感器面臨額外的生物不穩(wěn)定性,例如柔性傳感器所處的降解環(huán)境,例如存在極端物理化學應力的體內(nèi)組織和生物流體,深海和高海拔地區(qū)等,都加劇了這一挑戰(zhàn)。
(3)高端技術人才短缺
技術研發(fā)人員是柔性傳感器行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展的核心驅(qū)動力,然而,高端技術研發(fā)人才的匱乏已成為柔性傳感器行業(yè)進一步突破的顯著瓶頸。首先,柔性傳感器行業(yè)作為新興領域,其起步時間相對較晚,這導致了行業(yè)內(nèi)高端技術人才的儲備相對不足。其次,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用,柔性傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)中的關鍵感知設備,其潛在市場價值日益凸顯,吸引了大批其他領域的企業(yè)加入到柔性傳感器領域,大批企業(yè)的加入加劇了對柔性傳感器行業(yè)高端技術人才的爭奪。
八、競爭格局
隨著柔性傳感器市場的快速發(fā)展,市場競爭日趨激烈。目前中國柔性傳感器行業(yè)涌現(xiàn)出了大量的企業(yè),包括大型跨國公司、國內(nèi)知名企業(yè)以及中小型企業(yè)。企業(yè)數(shù)量眾多,形成了相對分散的競爭格局。中國柔性傳感器企業(yè)的技術水平存在一定差異。一些企業(yè)在核心技術研發(fā)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品性能等方面取得了較大突破,具備較高的競爭力。然而,一些中小型企業(yè)由于研發(fā)能力和生產(chǎn)能力相對較弱,面臨技術與市場的雙重挑戰(zhàn)。目前,我國柔性傳感器行業(yè)主要企業(yè)包括柯力傳感、申昊科技、漢威科技、蘇試試驗、弘信電子、力感科技、帕西尼、墨現(xiàn)科技等。
九、發(fā)展趨勢
隨著科技的不斷進步和人們對新技術的需求,柔性傳感器將會朝著更高的靈敏度、更廣泛的應用領域以及更加可靠和穩(wěn)定的性能方向不斷發(fā)展。例如,隨著納米技術、材料科學和人工智能等領域的進展,柔性傳感器可能會融合更多的功能,如柔性電池、柔性顯示等。此外,目前柔性傳感器已廣泛應用于智能手機、健康監(jiān)測、智能家居等領域。未來,隨著人們對物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設備、人機交互技術的需求增加,柔性傳感器將會在更多領域得到應用,如智能汽車、工業(yè)自動化、航空航天等。
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2022年中國柔性傳感器行業(yè)全景分析:國家重視新材料、新技術領域的發(fā)展,國產(chǎn)化進程加快[圖]
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模增長速度較快,2022年中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模為21.12億元,其中,市場主要分布在華北、中南、華東地區(qū),占比分別為19.84%、34.66%、27.79%。