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智研產(chǎn)業(yè)百科

一、定義及分類
二、行業(yè)政策
三、發(fā)展歷程
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
2、制造壁壘
3、市場壁壘
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
六、行業(yè)現(xiàn)狀
七、發(fā)展因素
1、機遇
2、挑戰(zhàn)
八、競爭格局
九、發(fā)展趨勢
1、多功能集成與智能化發(fā)展
2、柔性化與可穿戴性增強
3、標準化與規(guī)模化生產(chǎn)

電子皮膚

摘要:隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及人工智能技術(shù)的突飛猛進,電子皮膚行業(yè)正站在一個嶄新的發(fā)展風口之上。2024年中國工信部聯(lián)合其他6個部門發(fā)布了《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,這一政策文件中特別強調(diào)了對電子皮膚等前沿核心技術(shù)的突破,展現(xiàn)了國家層面對于該行業(yè)的高度重視。政策的明確指引,為電子皮膚技術(shù)在智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等多個關(guān)鍵領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用鋪平了道路。在國家政策的有力推動和市場需求的雙重驅(qū)動下,電子皮膚行業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景,為社會帶來更加智能化、人性化的科技產(chǎn)品與服務(wù)。


、定義及分類


電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的高科技傳感器系統(tǒng),能夠感知外界的各種刺激,如壓力、溫度、濕度等,并將這些刺激轉(zhuǎn)化為電學信號進行反饋。電子皮膚具有輕薄、柔軟、靈活等特點,可以廣泛應(yīng)用于智慧醫(yī)療、人機交互、虛擬現(xiàn)實和人工智能等領(lǐng)域。電子皮膚按功能分類可以分為觸覺感知、溫度感知、濕度感知、代謝感知等。

電子皮膚分類


二、行業(yè)政策


中國鼓勵電子皮膚領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,特別是仿生感知與認知、智能靈巧手等核心技術(shù)的突破。2024年1月,工信部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出突破仿生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術(shù),重點推進智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)品的研制及應(yīng)用。在該政策的推動下,電子皮膚核心技術(shù)將得到有利發(fā)展。

中國電子皮膚行業(yè)相關(guān)政策


三、發(fā)展歷程


中國電子皮膚行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。2010年以前的探索階段,在這個階段,電子皮膚技術(shù)開始受到科研人員的關(guān)注,但主要集中在理論研究和實驗室探索階段。技術(shù)尚未成熟,商業(yè)化應(yīng)用較少。2010年至2020年的初步應(yīng)用階段,隨著材料科學、微納加工技術(shù)和電子信息技術(shù)的發(fā)展,電子皮膚技術(shù)取得了顯著突破。一些企業(yè)開始涉足該領(lǐng)域,推動技術(shù)的商業(yè)化進程。2020年至今的多元化應(yīng)用階段,近年來,電子皮膚行業(yè)進入快速發(fā)展階段,市場規(guī)模不斷擴大,應(yīng)用領(lǐng)域日益多元化。

中國電子皮膚行業(yè)發(fā)展歷程


四、行業(yè)壁壘


1、技術(shù)壁壘


電子皮膚作為一種高度仿生的柔性觸覺傳感器,需要模擬人類皮膚的復雜功能,包括感知壓力、溫度、濕度等多種刺激,并將其轉(zhuǎn)化為電信號。這就要求材料必須具備高導電性、高靈敏度和高穩(wěn)定性,同時還要具備良好的生物相容性和環(huán)境適應(yīng)性。然而,目前市場上的材料雖然取得了一定的進展,但在模擬人類皮膚功能的全面性上仍有較大差距。此外,電子皮膚的制備工藝也極為復雜,包括基底準備、電子元器件制造、裝配和封裝連接等多個環(huán)節(jié),每一步都需要精確控制,以確保最終產(chǎn)品的性能。因此,技術(shù)上的不斷突破和創(chuàng)新是中國電子皮膚行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。


2、制造壁壘


電子皮膚需要在有限的空間內(nèi)集成大量的傳感單元、運算單元和顯示單元,以實現(xiàn)復雜的功能。然而,目前的制造技術(shù)往往難以實現(xiàn)高密度集成,導致產(chǎn)品的性能受限。同時,高端觸覺傳感器的制造成本較高,尤其在大面積使用時,成本問題尤為突出。這不僅限制了電子皮膚在高端領(lǐng)域的應(yīng)用,也阻礙了其大規(guī)模普及。因此,降低制造成本、提高生產(chǎn)效率是電子皮膚行業(yè)商業(yè)化的關(guān)鍵。中國企業(yè)需要加大在制造工藝和設(shè)備研發(fā)上的投入,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,從而在市場競爭中占據(jù)有利地位。


3、市場壁壘


目前,全球電子皮膚市場主要由國際龍頭企業(yè)占據(jù),這些企業(yè)擁有悠久的歷史、雄厚的資本實力和長期的技術(shù)積累,占據(jù)了市場的主導地位。中國企業(yè)在市場競爭中面臨較大的壓力,需要不斷提升自身的技術(shù)實力和市場競爭力。同時,由于電子皮膚是一種新興技術(shù),消費者對其認知程度較低,市場接受度有限。因此,中國企業(yè)需要加大市場宣傳力度,提高消費者對電子皮膚技術(shù)的認知度和接受度,以拓展市場份額。此外,還需要積極探索新的應(yīng)用場景和市場機會,以滿足不同領(lǐng)域的需求,推動電子皮膚技術(shù)的廣泛應(yīng)用。


五、產(chǎn)業(yè)鏈


1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析


電子皮膚行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為原材料與零部件,包括導電材料、柔性基底材料、封裝材料、芯片、傳感器等,其中柔性基地材料包括聚酰亞胺薄膜、聚酯切片、聚乙烯醇等。中游主要為電子皮膚的生產(chǎn)制造商。下游主要為電子皮膚的應(yīng)用領(lǐng)域,包括消費電子、醫(yī)療、汽車智能座艙、機器人等領(lǐng)域,其中消費電力領(lǐng)域包括VR/XR、手機、無線耳機等細分領(lǐng)域,醫(yī)療包括心率監(jiān)測、假肢等細分領(lǐng)域。

電子皮膚行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
芯片
英偉達半導體科技(上海)有限公司
英特爾(中國)有限公司
三星(中國)投資有限公司
華為投資控股有限公司
傳感器
中國電子科技集團有限公司
歌爾微電子股份有限公司
上海韋爾半導體股份有限公司
華工科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司
聚酰亞胺薄膜
杜邦公司
鐘淵化學工業(yè)株式會社
深圳瑞華泰薄膜科技股份有限公司
寧波長陽科技股份有限公司
聚酯切片
浙江海利得新材料股份有限公司
三維控股集團股份有限公司
榮盛石化股份有限公司
江蘇三房巷聚材股份有限公司
上游
寧波柯力傳感科技股份有限公司
漢威科技集團股份有限公司
杭州申昊科技股份有限公司
帕西尼感知科技(深圳)有限公司
中游
消費電子
醫(yī)療
汽車智能座艙
機器人
下游


2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析


(1)漢威科技集團股份有限公司


漢威科技集團股份有限公司是國內(nèi)知名的氣體傳感器及儀表制造商、物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商,也是創(chuàng)業(yè)板首批上市公司之一。公司以傳感器為核心,致力于萬物賦靈,讓生產(chǎn)和生活不斷涌現(xiàn)新價值。在電子皮膚領(lǐng)域,漢威科技的控股子公司蘇州能斯達研發(fā)的柔性納米仿生電子皮膚,是基于納米智能材料和仿生感知能力的柔性智能感知器件。該電子皮膚具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、低能耗以及輕薄隱蔽性好等特點。這些特性使其在未來的可穿戴設(shè)備、醫(yī)療健康以及消費電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前,能斯達的電子皮膚已有小批量商用。2023年漢威科技傳感器營業(yè)收入為2.66億元,同比下降2.32%;傳感器毛利率為35.24%,同比減少3.90個百分點。

2020-2023年漢威科技傳感器業(yè)務(wù)經(jīng)營情況


(2)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是智能傳感器行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),專注于傳感器、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場景應(yīng)用解決方案的研制和生產(chǎn)??铝鞲械漠a(chǎn)品線廣泛,包括各類型物理量傳感器、不同工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場景應(yīng)用解決方案。其傳感器產(chǎn)品涵蓋了力學、壓力、溫度等多個領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、機器人、醫(yī)療大健康設(shè)備等多個行業(yè)。公司還建有“稱重設(shè)備數(shù)據(jù)中心”、物聯(lián)網(wǎng)實驗中心及多個實驗室,擁有1000余項專利及計算機軟件著作權(quán),顯示了其強大的研發(fā)實力。其觸覺傳感器技術(shù)在電子皮膚領(lǐng)域展現(xiàn)出令人矚目的實力。2024年一季度,柯力傳感營業(yè)收入為2.48億元,同比增長12.89%;歸母凈利潤為0.43億元,同比下降23.13%。

2018-2024年一季度柯力傳感經(jīng)營情況


六、行業(yè)現(xiàn)狀


隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及人工智能技術(shù)的突飛猛進,電子皮膚行業(yè)正站在一個嶄新的發(fā)展風口之上。2023年,中國電子皮膚專利授權(quán)數(shù)量達2822項,這一數(shù)字不僅彰顯了國內(nèi)在該領(lǐng)域的創(chuàng)新活力,也預示著電子皮膚技術(shù)正迅速成熟并邁向應(yīng)用化。2024年中國工信部聯(lián)合其他6個部門發(fā)布了《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,這一政策文件中特別強調(diào)了對電子皮膚等前沿核心技術(shù)的突破,展現(xiàn)了國家層面對于該行業(yè)的高度重視。政策的明確指引,為電子皮膚技術(shù)在智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等多個關(guān)鍵領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用鋪平了道路。這些舉措體現(xiàn)了中國在全球科技競爭中的戰(zhàn)略布局,旨在通過技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級,加速電子皮膚技術(shù)的商業(yè)化進程。在國家政策的有力推動和市場需求的雙重驅(qū)動下,電子皮膚行業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景,為社會帶來更加智能化、人性化的科技產(chǎn)品與服務(wù)。

2015-2023年中國電子皮膚專利授權(quán)數(shù)量情況


七、發(fā)展因素


1、機遇


(1)技術(shù)創(chuàng)新帶來的機遇


隨著材料科學、電子工程和生物醫(yī)學工程等多學科的交叉融合,電子皮膚技術(shù)不斷創(chuàng)新,為行業(yè)發(fā)展提供了源源不斷的動力。新型導電材料如石墨烯、碳納米管等的應(yīng)用,提高了電子皮膚的靈敏度和穩(wěn)定性;集成化和微型化技術(shù)的發(fā)展,使得電子皮膚能夠集成更多的傳感器和電路,實現(xiàn)更復雜的感知功能。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅提升了電子皮膚的性能,還拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域,為行業(yè)帶來了廣闊的市場前景。


(2)市場需求增長的機遇


隨著人們對健康和生活質(zhì)量的重視,電子皮膚在醫(yī)療健康、機器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的需求不斷增長。在醫(yī)療健康領(lǐng)域,電子皮膚可用于監(jiān)測患者的生理參數(shù),提供更為舒適和便捷的醫(yī)療體驗;在機器人領(lǐng)域,電子皮膚能夠提高機器人的感知能力,使其更加靈活智能;在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,電子皮膚能夠提供更加精準的生理參數(shù)監(jiān)測和更加豐富的交互方式。這些需求的增長為電子皮膚行業(yè)帶來了巨大的市場機遇。


(3)政策支持帶來的機遇


近年來,中國政府加大了對新興產(chǎn)業(yè)的支持力度,電子皮膚行業(yè)作為具有廣闊發(fā)展前景的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,也受到了政策的重點扶持。政府通過制定相關(guān)規(guī)劃和政策,為電子皮膚行業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境和資金支持。同時,政府還鼓勵企業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入,推動電子皮膚技術(shù)的突破和應(yīng)用。這些政策措施的實施,為電子皮膚行業(yè)的快速發(fā)展提供了有力保障。


2、挑戰(zhàn)


(1)技術(shù)突破與創(chuàng)新的挑戰(zhàn)


電子皮膚作為一種高度集成的傳感系統(tǒng),要求在材料科學、微電子加工、信號處理等多個技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)展。當前,盡管中國在此領(lǐng)域取得了一定的進展,但與國際先進水平相比,仍存在差距。特別是在柔性和可拉伸電子材料、高密度傳感陣列、低功耗信號處理等方面,需要進一步加大研發(fā)力度。此外,電子皮膚的長期穩(wěn)定性、耐久性以及與復雜環(huán)境的適應(yīng)性也是技術(shù)層面需要解決的問題。技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)要求行業(yè)參與者不僅需要持續(xù)投入研發(fā)資源,還需要加強與科研機構(gòu)的合作,以實現(xiàn)技術(shù)瓶頸的突破。


(2)產(chǎn)業(yè)化與成本控制的挑戰(zhàn)


首先,產(chǎn)業(yè)化要求電子皮膚在保持高性能的同時,實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),這涉及到生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)成本的控制以及供應(yīng)鏈的管理等問題。成本控制尤為關(guān)鍵,因為高昂的價格會限制電子皮膚的市場接受度和應(yīng)用范圍。同時,產(chǎn)業(yè)化過程中還需要解決產(chǎn)品標準化、質(zhì)量控制等問題,確保產(chǎn)品的一致性和可靠性。此外,電子皮膚作為一種新型傳感器,需要通過市場驗證和用戶反饋,不斷迭代優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,以滿足不同應(yīng)用場景的需求。


(3)市場競爭與標準制定的挑戰(zhàn)


在國際市場上,中國企業(yè)需要面對技術(shù)成熟、品牌影響力大的國際競爭對手。這要求中國企業(yè)不僅要在技術(shù)研發(fā)上取得突破,還需要在市場推廣、品牌建設(shè)等方面加大投入,以提高自身的國際競爭力。在國內(nèi)市場,隨著電子皮膚行業(yè)的快速發(fā)展,市場上涌現(xiàn)出眾多的參與者,市場競爭日趨激烈。這要求企業(yè)不僅要在產(chǎn)品性能和成本上具有優(yōu)勢,還需要在服務(wù)、售后等方面提供差異化的解決方案。此外,電子皮膚作為一種新興技術(shù),行業(yè)標準的缺失可能會影響產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。因此,參與行業(yè)標準的制定,推動電子皮膚技術(shù)的規(guī)范化發(fā)展,也是行業(yè)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。


八、競爭格局


由于電子皮膚行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),具備較強技術(shù)實力以及研發(fā)資源的企業(yè)將在市場上更具優(yōu)勢。根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域來看,目前僅少部分頭部企業(yè)掌握電子皮膚核心技術(shù),如漢威科技子公司能斯達目前已掌握柔性壓阻、柔性壓電、柔性溫濕度、柔性電容四大核心技術(shù),擁有一條年產(chǎn)1000萬支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線,具備較強的技術(shù)實力與生產(chǎn)能力;安培龍已掌握從原材料、IC芯片到傳感器研發(fā)、測試與應(yīng)用等全生產(chǎn)過程的技術(shù)與工藝。此外,柯力傳感、申昊科技等企業(yè)也具備較強的創(chuàng)新力和較高的盈利水平,為其電子皮膚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)。

中國電子皮膚行業(yè)競爭格局


九、發(fā)展趨勢


1、多功能集成與智能化發(fā)展


隨著材料科學、微電子技術(shù)和人工智能的不斷進步,電子皮膚將實現(xiàn)更加復雜的功能集成,如溫度感知、壓力感應(yīng)、甚至化學成分檢測等多種傳感能力,使其能夠模擬人類皮膚的各種感知功能。同時,通過深度學習算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù),電子皮膚將具備更高級的處理能力,能夠智能識別和響應(yīng)外界刺激,提供更加精細和復雜的交互體驗。智能化的電子皮膚將在醫(yī)療健康監(jiān)測、智能機器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為用戶帶來更自然、更直觀的交互方式。


2、柔性化與可穿戴性增強


隨著柔性電子技術(shù)的發(fā)展,電子皮膚將更加輕薄、柔軟,能夠更好地貼合人體或其他不規(guī)則表面,提供更為舒適和自然的皮膚樣體驗。此外,電子皮膚將能夠適應(yīng)更大幅度的拉伸和彎曲,從而更加適合用于可穿戴設(shè)備和智能衣物。在設(shè)計上,電子皮膚將更加注重與人體工程學的結(jié)合,以滿足不同用戶在運動、工作等不同場景下的需求。柔性化和可穿戴性的增強,將推動電子皮膚在健康監(jiān)測、人機交互以及時尚科技產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用。


3、標準化與規(guī)模化生產(chǎn)


隨著技術(shù)的成熟和市場的擴大,電子皮膚的生產(chǎn)將逐漸向標準化和規(guī)?;D(zhuǎn)變。這不僅有助于降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性,還有助于形成統(tǒng)一的行業(yè)標準,促進電子皮膚的市場認可和推廣應(yīng)用。標準化將涉及電子皮膚的性能參數(shù)、測試方法、應(yīng)用規(guī)范等方面,為行業(yè)參與者提供明確的指導。規(guī)?;a(chǎn)則需要解決材料供應(yīng)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制等一系列問題,以滿足大規(guī)模市場需求。通過標準化和規(guī)?;a(chǎn),電子皮膚將能夠更快速地進入各個應(yīng)用領(lǐng)域,實現(xiàn)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

中國電子皮膚行業(yè)未來發(fā)展趨勢

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