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  传感器技术相当于物联网的“耳朵”,主要负责接受物体和环境的“声音”。如果没有传感器对信息进行采集,那么接下来的控制就无法实现。信息的采集具体来说就是将温度、湿度、光线、电压、电流等被测量转换成可用的输出信号。但是物联网设备经常会处于自然恶劣环境中,传感器会受到环境恶劣的考验,因此对传感器技术的要求会更加严格。目前传感器主要分为超声波传感器、红外线传感器、激光扫描仪、毫米波雷达以及立体视觉摄像头,各自优劣势如下表:

  传感器组成:一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成,有时还加上辅助电源。敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件:传感器的核心元件,以敏感元件的输出为输入,把感知的非电量转换为电信号输出。转换元件本身可以作为独立传感器使用,叫做元件传感器。变换电路:把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。

  传感器是数据的采集入口,是物联网、智能工业、智能设备、无人驾驶等的“心脏”。传感器应用领域:1. 工业领域:传感器是实现工业自动检测和控制的首要环节。和消费电子等民用领域相比,工业环境对传感器的要求更高,在其精度、稳定性、抗震动和抗冲击性方面要求更为苛刻。工业传感器分为光电、热敏、气敏、力敏、磁敏、声敏、湿敏等不同类别;2. 消费电子:消费电子领域以智能手机的应用多为主;3. 通信电子:射频传感器等;4. 汽车电子:多功能传感设备高精要求;5. 物联网;6. 医疗保健。

  国内传感器技术发展与创新的重点在材料、结构和性能改进3个方面。材料:敏感材料从液态向半固态、固态方向发展;结构:结构向小型化、集成化、模块化、智能化方向发展;性能:性能向检测量程宽、检测精度高、抗干扰能力强、性能稳定、寿命长久方向发展;技术:产品正逐渐向MEMS技术、无线数据传输技术、红外技术、新材料技术、纳米技术、陶瓷技术、薄膜技术、光纤技术、激光技术、复合传感器技术、多学科交叉融合的方向发展。

  由于世界各国普遍重视和投入开发,传感器发展十分迅速。目前世界上从事传感器研制生产单位已超过6500家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家,日本有800余家。

  近年来,全球传感器市场一直保持快速增长,随着经济环境的持续好转,市场对传感器的需求将不断增多。我国传感器市场也持续快速增长,年均增长速度超过20%。

  2017年12月工信部发布传感器产业三年行动指南,预计2021年市场规模将达到5937亿元,传感器技术已经成为国家发展的重中之重。

  从产品结构来看,CMOS图像传感器占据传感器市场的29%,MEMS传感器占20%的市场,而单一材料传感器中电压式指纹识别传感器占比达8%。另外射频传感器和雷达传感器在通讯、汽车、军事上有着远距离探测和信息传递的应用,分别占比16%和11%。

  从应用领域来看,工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右,而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。

  传感器的增长浪潮主要分为三波,第一波是汽车电子,仅仅是提供最初级的加速度检测和压力检测等,电子化程度较低;第二波浪潮是以智能手机为代表的消费类电子,需要检测光线、声音以及震动等多个物理量,此外由于电子设备集成度的提升,传感器的体积也出现了明显的缩小;物联网的发展对传感器需求带来新一波的浪潮,进入万物互联的时代,物联网产品接入数预计将出现量级上的增长,传感器重心逐渐转向体积小、功耗低的MEMS传感器领域发展,对技术要求也相应提高。

  根据YoleDevelopment研究报告对2021年传感器的整体市场规模的预测可 以看到,其中占比靠前的细分市场包括CIS、指纹识别、3D摄像头以及硅麦克风。

  预计到2023年,传感器的整体市场将超过1000亿美元,其中规模最大的为RF及CIS领域,规模将达到225亿美元及215亿美元,主要的市场推动因素是5G来临及其带来的车联网应用。

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