摘要:應變式傳感器是一種基于測量物體受力變形所產(chǎn)生的應變的傳感器,廣泛應用于交通、冶金、港口、化工、建筑機械、工程機械等行業(yè),以及結構應力測試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測量與控制、公路稱重及超限檢驗等領域。近年來,隨著制造業(yè)的崛起和數(shù)字化轉型的推動,應變式傳感器在生產(chǎn)流程優(yōu)化、質量控制等方面扮演著不可或缺的角色。2023年,中國應變式傳感器行業(yè)市場規(guī)模為43.27億元,同比增長20.63%。
一、定義及分類
應變式傳感器通過測量物體在受力作用下的變形程度,即應變,來轉換并輸出相應的電信號。這種傳感器通常利用電阻應變片作為傳感元件,該元件能將機械構件上的應變變化轉換為電阻值的變化。進一步地,這種電阻值的變化可以通過電路轉換為電信號的變化,從而實現(xiàn)對力的測量。應變式傳感器按使用特性分類可以分為稱重傳感器、壓力傳感器、測力傳感器和扭矩傳感器,按彈性體材料分類可以分為合金鋼傳感器、不銹鋼傳感器和鋁制傳感器。
二、行業(yè)政策
中國應變式傳感器行業(yè)作為傳感器行業(yè)的重要組成部分,近年來得到了國家政策的廣泛關注和支持。2024年7月,工業(yè)和信息化部印發(fā)《工信部關于發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“高性能制造技術與重大裝備”等16個重點專項2024年度項目申報指南》,公布了“高性能制造技術與重大裝備”、“智能傳感器”、“工業(yè)軟件”、“智能機器人”等16個重點專項2024年度項目申報指南。該指南鼓勵科研機構和企業(yè)積極申報智能傳感器等重點專項項目并強調重大創(chuàng)新成果的實戰(zhàn)性和導向鮮明性,有助于鼓勵有能力能組織好應變式傳感器等關鍵核心技術攻堅的優(yōu)勢團隊積極申報,確保成果高質量產(chǎn)出。
三、發(fā)展歷程
中國應變式傳感器行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。20世紀50年代至70年代的起步階段,此階段,中國應變式傳感器行業(yè)主要以國有企業(yè)為主進行生產(chǎn)和研發(fā)。由于技術和設備等條件的限制,產(chǎn)品技術水平較為初級,主要滿足一些基本的測量需求。
20世紀80年代至90年代的發(fā)展階段,隨著改革開放的深入和市場經(jīng)濟的發(fā)展,國內(nèi)應變式傳感器行業(yè)得到了進一步發(fā)展。在此期間,成立了許多民營企業(yè)和外資企業(yè),產(chǎn)品質量和技術水平得到提升,應用領域也逐漸多元化。
21世紀以來的迅猛發(fā)展階段,進入21世紀后,隨著科技的不斷進步和經(jīng)濟的騰飛,國內(nèi)應變式傳感器行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。國內(nèi)傳感器企業(yè)也在技術和質量上不斷提升,逐漸成熟和專業(yè)化。目前,在石油化工、航空航天、冶金、機械機電、軌道交通等領域,國產(chǎn)應變式傳感器已經(jīng)逐漸替代進口產(chǎn)品,具有廣闊的市場前景。
四、行業(yè)壁壘
1、技術壁壘
這一行業(yè)屬于多學科交叉且技術密集型產(chǎn)品,其設計與制造技術集力學、材料學、計量測試、機械、電子、計算機技術為一體。產(chǎn)品技術含量高、生產(chǎn)工藝相對復雜、產(chǎn)品和技術更新難度較大,對于制造企業(yè)的技術實力和儲備要求較高。此外,由于下游行業(yè)對應變式傳感器的準確度和穩(wěn)定性要求較高,應變式傳感器的生產(chǎn)和銷售還需經(jīng)過一系列嚴格的認證制度,相應地提高了行業(yè)整體產(chǎn)品的性能標準。綜合來看,行業(yè)新進入者面臨較高的技術和認證壁壘。
2、品牌認知度壁壘
由于應變式傳感器產(chǎn)品的應用領域廣泛,包括工業(yè)制造、汽車、醫(yī)療、智慧城市等多個領域,客戶對品牌的認可度和信任度要求較高。品牌壁壘的形成與企業(yè)長期的市場經(jīng)營、產(chǎn)品質量、服務水平等多方面因素相關。對于新進入者來說,建立品牌認知度需要較長的時間和較大的投入,這構成了進入該行業(yè)的另一大壁壘。
3、資金壁壘
由于該行業(yè)的技術更新?lián)Q代快,企業(yè)需要持續(xù)投入大量資金進行研發(fā)和技術創(chuàng)新,以保持產(chǎn)品的競爭力。同時,生產(chǎn)設備、檢測設備的投入成本較高,且需要不斷更新以適應新的生產(chǎn)需求。此外,市場推廣和品牌建設也需要較大的資金支持。因此,資金實力成為進入該行業(yè)的重要門檻之一。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
應變式傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及原材料供應,包括鋼材、鋁材、電纜、箔材、芯片等關鍵材料。產(chǎn)業(yè)鏈中游為應變式傳感器的生產(chǎn)和制造。產(chǎn)業(yè)鏈下游應變式傳感器的終端應用,涉及稱重、測控、自動化等多個領域。應變式傳感器廣泛應用于交通、冶金、港口、化工、建筑機械、工程機械等行業(yè)。具體應用包括結構應力測試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測量與控制、公路稱重及超限檢驗等。


















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成立于1995年,是智能傳感器行業(yè)的領軍企業(yè),專業(yè)研制和生產(chǎn)各類傳感器以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和多場景應用解決方案。作為全球最大的鋼制傳感器制造企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用拓展的引領者之一,寧波柯力傳感科技股份有限公司擁有國家級制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)、國家級企業(yè)技術中心、國家知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)等多項榮譽。柯力傳感的應變式傳感器采用了先進的應變片技術和精密的電路設計,能夠準確測量各種物理量,如力、壓力、重量等。這些傳感器具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點,廣泛應用于工業(yè)自動化、物流倉儲、食品加工等多個領域。2024年前三季度,柯力傳感營業(yè)收入為9.19億元,同比增長14.03%;歸母凈利潤為1.91億元,同比下降10.74%。
(2)中航電測儀器股份有限公司
中航電測儀器股份有限公司是中國航空工業(yè)集團公司控股的機載設備骨干企業(yè),成立于2002年,主營電阻應變計、應變式傳感器及汽車綜合性能檢測設備等應變電測產(chǎn)品及相關應用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司聚焦“智能測控”領域,確立了航空防務、傳感控制、數(shù)智產(chǎn)業(yè)、智能交通四大業(yè)務板塊,是國內(nèi)提供軍民兩用智能測控產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案的骨干企業(yè)。中航電測的應變式傳感器采用了電阻應變效應原理,通過精密的電路設計和封裝工藝,實現(xiàn)了對力、壓力等物理量的準確測量。這些傳感器具有微型高阻、易安裝、精準測量和穩(wěn)定可靠等特點,廣泛應用于工業(yè)自動化、航空航天、交通運輸?shù)阮I域。2024年前三季度,中航電測營業(yè)收入為11.88億元,同比下降3.05%;歸母凈利潤為1.03億元,同比增長4.08%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
應變式傳感器是一種基于測量物體受力變形所產(chǎn)生的應變的傳感器,廣泛應用于交通、冶金、港口、化工、建筑機械、工程機械等行業(yè),以及結構應力測試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測量與控制、公路稱重及超限檢驗等領域。近年來,隨著制造業(yè)的崛起和數(shù)字化轉型的推動,應變式傳感器在生產(chǎn)流程優(yōu)化、質量控制等方面扮演著不可或缺的角色。2023年,中國應變式傳感器行業(yè)市場規(guī)模為43.27億元,同比增長20.63%。
七、發(fā)展因素
1、機遇
(1)政策支持
中國政府高度重視傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺了一系列政策措施,為應變式傳感器行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。例如,“十四五”規(guī)劃中,智能傳感器的關鍵制造技術MEMS被寫入科技前沿領域攻關技術列表,顯示出國家對傳感器產(chǎn)業(yè)的重視。這些政策不僅為行業(yè)提供了資金支持和稅收優(yōu)惠,還推動了產(chǎn)學研合作,加速了技術成果的轉化和應用。在政策的引導下,中國應變式傳感器行業(yè)將迎來更多的發(fā)展機遇。
(2)市場需求增長
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造應用場景的不斷拓展,傳感器市場迎來了巨大的發(fā)展機遇。特別是在工業(yè)自動化、智能家居、智能交通以及智慧城市等領域,應變式傳感器的應用越來越廣泛。這些領域對應變式傳感器的需求不斷增長,為行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。同時,隨著新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,應變式傳感器在汽車電子、消費電子等領域的應用也將進一步拓展。
(3)技術創(chuàng)新
技術創(chuàng)新是推動應變式傳感器行業(yè)發(fā)展的重要動力。近年來,國內(nèi)外企業(yè)在材料、工藝、算法等方面取得了顯著進展,推動了應變式傳感器性能的提升和成本的降低。例如,新型材料的應用使得傳感器具有更高的靈敏度和穩(wěn)定性;先進的制造工藝則提高了傳感器的精度和可靠性。這些技術創(chuàng)新不僅提升了應變式傳感器的性能,還推動了行業(yè)向更高層次的發(fā)展。
2、挑戰(zhàn)
(1)技術差距與創(chuàng)新能力不足
盡管中國應變式傳感器行業(yè)在近年來取得了顯著進步,但在一些關鍵技術領域仍存在瓶頸。例如,高端應變式傳感器的研發(fā)和制造能力相對較弱,導致國內(nèi)企業(yè)在高端市場中的競爭力不足。此外,行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新能力也有待加強,部分企業(yè)在技術研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)上缺乏原創(chuàng)性和突破性,難以滿足市場對高性能、高可靠性傳感器的需求。
(2)市場競爭激烈與同質化嚴重
中國應變式傳感器市場競爭異常激烈,眾多企業(yè)都在爭奪市場份額。然而,由于行業(yè)內(nèi)的同質化現(xiàn)象嚴重,很多企業(yè)在產(chǎn)品性能、質量和服務上缺乏差異化優(yōu)勢,導致價格戰(zhàn)成為主要的競爭手段。這種競爭方式不僅損害了企業(yè)的利潤空間,也限制了行業(yè)的健康發(fā)展。
(3)高端人才儲備不足
高端人才匱乏是制約國內(nèi)傳感器行業(yè)發(fā)展的關鍵因素之一。缺乏具有國際視野和創(chuàng)新能力的高端人才,導致在研發(fā)和創(chuàng)新方面始終滯后于國際先進水平。特別是在高端光電傳感器、視覺傳感器、光纖傳感器等高端傳感器領域,國內(nèi)人才儲備明顯不足,這已成為制約中國制造業(yè)轉型升級的主要障礙之一。因此,加強人才培養(yǎng)和引進高端人才是推動中國應變式傳感器行業(yè)發(fā)展的重要任務。
八、競爭格局
在全球應變式傳感器市場中,國外先進制造商確實占據(jù)著領先地位,而中國的中小企業(yè)主要集中在中低端產(chǎn)品領域,僅柯力傳感和中航電測具有規(guī)?;透叨水a(chǎn)品競爭優(yōu)勢。從行業(yè)梯隊劃分來看,應變式傳感器市場呈現(xiàn)出明顯的層次結構:第一梯隊由德國HBM、瑞士Mettler Toledo、美國Vishay等國際知名企業(yè)構成,它們在技術實力、市場份額以及品牌影響力等方面均處于行業(yè)領先地位。第二梯隊則以中國的柯力傳感和中航電測等為代表,這些企業(yè)在國內(nèi)市場中具有重要地位,并且在高端產(chǎn)品領域不斷取得突破,逐漸縮小了與國際領先企業(yè)的差距。第三梯隊則主要由從事中低端產(chǎn)品生產(chǎn)的中小企業(yè)組成,它們雖然規(guī)模較小,但在滿足特定市場需求方面發(fā)揮著不可替代的作用。
九、發(fā)展趨勢
1、技術革新與升級
隨著科技的不斷進步,應變式傳感器技術也在持續(xù)升級,預計未來行業(yè)將更加注重技術創(chuàng)新,推動傳感器向更高精度、更高可靠性、更小體積的方向發(fā)展。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的快速發(fā)展,應變式傳感器將與這些技術深度融合,實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化、集成化的發(fā)展。
2、應用領域不斷拓展
應變式傳感器作為一種重要的測量工具,其應用領域非常廣泛。未來,隨著工業(yè)4.0、智能制造、智慧城市等概念的普及和應用,應變式傳感器將在更多領域得到應用,如航空航天、汽車制造、醫(yī)療設備、環(huán)境監(jiān)測等。同時,隨著新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,應變式傳感器在這些領域的應用也將不斷拓展。
3、市場競爭加劇
隨著全球制造業(yè)回暖,應變式傳感器市場容量隨之增長,市場競爭也日趨激烈。根據(jù)研發(fā)實力、技術水平以及生產(chǎn)規(guī)模,全球應變式傳感器的生產(chǎn)廠家大致可以劃分為跨國公司、地區(qū)龍頭企業(yè)和中低端產(chǎn)品生產(chǎn)廠家三個梯隊。中國應變式傳感器行業(yè)起步較晚,國產(chǎn)汽車傳感器在性能、抗干擾方面落后國外同類產(chǎn)品,但隨著技術的進步和市場的拓展,國產(chǎn)應變式傳感器的競爭力將逐步增強,市場競爭將進一步加劇。
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