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)。
一、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。
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。
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。
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。
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。
(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%。
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)。
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)。
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。
智研咨詢倡導尊重與保護知識產(chǎn)權(quán),對有明確來源的內(nèi)容注明出處。如發(fā)現(xiàn)本站文章存在版權(quán)、稿酬或其它問題,煩請聯(lián)系我們,我們將及時與您溝通處理。聯(lián)系方式:gaojian@chyxx.com、010-60343812。