傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在軍用領(lǐng)域的發(fā)展前景分析

傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在領(lǐng)域的發(fā)展前景分析傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在領(lǐng)域的發(fā)展前景自海灣戰(zhàn)爭后，現(xiàn)代戰(zhàn)爭已進(jìn)入信息戰(zhàn)爭時代，目前正在向無人化、智能化時代邁進(jìn)。打造高效的C4ISR系統(tǒng)（指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)及監(jiān)視與偵察系統(tǒng)）是現(xiàn)代信息化建設(shè)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)可以使通過信息化整合實(shí)現(xiàn)一體化的作戰(zhàn)能力：將目標(biāo)探測跟蹤、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場防護(hù)和毀傷評估等功能實(shí)現(xiàn)一體化，將指揮中心和各軍種之間的作戰(zhàn)組織實(shí)現(xiàn)一體化。從內(nèi)部構(gòu)成看該系統(tǒng)分為感知層、信息智慧控制層以及執(zhí)行層三層。感知器件和感知網(wǎng)絡(luò)屬于該系統(tǒng)的感知層，是作戰(zhàn)組織實(shí)現(xiàn)一體化的最底層，擔(dān)負(fù)著準(zhǔn)確實(shí)時收集戰(zhàn)場信息及裝備、物資狀態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵任務(wù)，對形成高質(zhì)量決策起到至關(guān)重要的作用。美軍自上世紀(jì)90年代開始實(shí)施C4ISR建設(shè)，目前已建成全球最先進(jìn)的C4ISR系統(tǒng)。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示，美軍C4ISR支出由1999年的110億美元提升到2019年的536億美元，過去20年復(fù)合增速達(dá)到8．24%，2019年美軍國防預(yù)算約7，320億美元，C4ISR支出占比約7．3%。由于我國C4ISR建設(shè)仍處于初級階段，隨著我國信息化的不斷發(fā)展，裝備無人化、智能化的自主創(chuàng)新突破，預(yù)計(jì)我國的C4ISR系統(tǒng)建設(shè)投入也將顯著增長。行業(yè)上下游情況傳感器上游為芯片、電路、電源、不同類型的元件等各種原材料；中游是電容式氣壓傳感器、紅外氣體傳感器、圖像傳感器等各種類型的傳感器制造；下游則是于消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)電子、通信電子等下游應(yīng)用。（一）上游產(chǎn)業(yè)近年來隨著消費(fèi)電子、移動互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升，以及國家支持政策的不斷提出，我國集成電路行業(yè)發(fā)展快速。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國集成電路市場規(guī)模由2016年的4336億元增長至10458億元，年均復(fù)合增長率為19．3%。預(yù)計(jì)2022年我國集成電路行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)12036億元。電源可將各種形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，是各類電子設(shè)備的心臟，是電力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行及電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。不同的電源具有不同的工作原理和功能，可廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科學(xué)研究、國防建設(shè)等多個領(lǐng)域。近年來受益于技術(shù)的進(jìn)步和社會電氣化程度提高，我國電源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)快速增長。根據(jù)中國電源學(xué)會數(shù)據(jù)，2021年我國電源行業(yè)市場規(guī)模由2016年的2056億元增長至3416億元。預(yù)計(jì)2022年我國電源行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)3700億元。（二）下游產(chǎn)業(yè)目前我國傳感器在汽車電子、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子及醫(yī)療電子中應(yīng)用較為廣泛。其中傳感器在汽車電子領(lǐng)域中占比最高，達(dá)24．2%；其次在工業(yè)制造領(lǐng)域，占比為21．1%，排第二。汽車電子是用傳感器、微處理器、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個及其零部件組成的電控系統(tǒng)，是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱，主要是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。近年來隨著汽車智能化和電動化趨勢的影響以及政策的推動，汽車電子廣泛應(yīng)用于汽車各種領(lǐng)域中，使得我國汽車電子市場的快速成長，滲透率不斷提升。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國后倒車?yán)走_(dá)滲透率為86．25%，中控屏幕滲透率為85．57%，駐車影像系統(tǒng)滲透率為78．50%，巡航系統(tǒng)滲透率為72．58%，前倒車?yán)走_(dá)的滲透率為37．46%，倒車車側(cè)預(yù)警系統(tǒng)的滲透率為13．54%，并線輔助的滲透率為20．79%。同時占整車的比重快速增長。2020年我國汽車電子占整車的比重從1980年的10%增長到了34．32%。預(yù)計(jì)在互聯(lián)網(wǎng)、娛樂、節(jié)能、安全四大趨勢的驅(qū)動下，汽車電子化水平將持續(xù)增長，到2030年汽車電子占整車制造成本的比重將接近50%。隨著滲透率不斷提升，我國汽車電子市場規(guī)模也保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國汽車電子市場規(guī)模達(dá)1104億美元，同比增長7．3%。其中動力控制系統(tǒng)占比最多，占整體市場的28．7%；其次為底盤與安全控制系統(tǒng)，占比為26．7%。近年來，隨著我國各級政府高度重視不斷重視通信行業(yè)發(fā)展，我國通信行業(yè)發(fā)展較為迅速。進(jìn)入2021年，進(jìn)一步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國和數(shù)字中國建設(shè)，5G和千兆光網(wǎng)等新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)覆蓋和應(yīng)用普及全面加速，行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和增長水平進(jìn)一步提升。數(shù)據(jù)顯示，2021年電信業(yè)務(wù)收入累計(jì)完成1．47萬億元，比上年增長8．0%，增速同比提高4．1個百分點(diǎn)。磁傳感器綜述傳感器是將現(xiàn)實(shí)世界的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字世界信號的裝置，是數(shù)字世界信號處理的起點(diǎn)。一個完整的傳感器由前端的敏感元件和后端的信號調(diào)理ASIC芯片構(gòu)成，由于敏感元件存在非線性或受溫度影響較大等特點(diǎn)，需要信號調(diào)理ASIC芯片對敏感元件輸出的電信號進(jìn)行調(diào)理。按照工作原理，傳感器主要可分為MEMS、磁、化學(xué)、溫度四大類。磁傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，對位置、速度、電流、通斷等變量進(jìn)行檢測的傳感器元件。按照技術(shù)類型，磁傳感器可以分為霍爾、AMR、GMR、TMR等類型。其中霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)對磁場進(jìn)行檢測，通常由一塊薄的矩形p型半導(dǎo)體材料（如GaAs、InSb等）組成。AMR傳感器利用磁阻元件電阻隨磁場變化的原理，以檢測磁場方向的變化。GMR的原理基于電子自旋，利用一系列由不同磁性和非磁性材料組成的超薄層，創(chuàng)造出阻值隨磁場方向連續(xù)變化的傳感器件。TMR傳感器則利用隧道磁阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電阻隨磁場方向變化的傳感器件。目前汽車上應(yīng)用的磁傳感器大多為霍爾傳感器。中國傳感器行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀目前中國傳感器行業(yè)技術(shù)水平在全球范圍內(nèi)處于中上水平。在加速傳感器、陀螺儀、指南針、氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等傳感器領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)均有自主研發(fā)能力。在高端傳感器領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)目前在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。在生物傳感器、化學(xué)傳感器、納米傳感器等領(lǐng)域，中國傳感器行業(yè)目前處于起步階段?？偟膩碚f，中國傳感器行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀較好，有較大的發(fā)展?jié)摿?。智能傳感器國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升我國國內(nèi)廠商智能傳感器總產(chǎn)值占比從2016年的13%快速提升到2020年的31%，顯著高于行業(yè)增速，未來隨著國內(nèi)廠商技術(shù)持續(xù)迭代、產(chǎn)品線進(jìn)一步豐富、市場認(rèn)知度持續(xù)提升，智能傳感器市場國產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提高。傳感器行業(yè)市場競爭格局伴隨著我國信息化的高速發(fā)展，近年來我國的傳感器行業(yè)發(fā)展飛快。從競爭格局來看，我國傳感器行業(yè)TOP5占據(jù)了國內(nèi)傳感器市場40%以上的份額，行業(yè)競爭格局逐漸成熟。其中，華工科技傳感器產(chǎn)品主要應(yīng)用于智慧出行、智慧家庭、智慧醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域，是全球有影響力的傳感器系統(tǒng)解決方案提供商，具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢；大立科技是國內(nèi)少數(shù)能夠獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)紅外熱成像相關(guān)核心芯片，機(jī)芯組件到整機(jī)系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈完整的高新技術(shù)企業(yè)，旗下傳感器業(yè)務(wù)占比高達(dá)90%以上，主要生產(chǎn)紅外溫度成像傳感器；歌爾股份目前精密零組件收入規(guī)模較大，歌爾傳感器涵蓋壓力傳感器、交互類傳感器和流體傳感器等，廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)類電子產(chǎn)品，處于行業(yè)領(lǐng)先地位，競爭力較強(qiáng)。熱敏電阻及傳感器產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)揮重要作用。同時，受到國際形勢的影響，國家日益重視傳感器行業(yè)的發(fā)展，其健康發(fā)展符合國家的發(fā)展戰(zhàn)略。近年來，國家在政策層面給予傳感器行業(yè)一系列支持，推動行業(yè)技術(shù)水平的提升及在重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。2021年1月，工信部發(fā)布《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃（2021-2023）》提出，重點(diǎn)發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件，溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器，為傳感器帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。隨著以人工智能、5G通信、大數(shù)據(jù)等為代表的智能化時代到來，傳感器作為重要的元件，具有廣泛的應(yīng)用，受到了世界各國的普遍重視，并快速發(fā)展。在熱敏電阻領(lǐng)域，過去幾年，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，全球市場規(guī)模保持穩(wěn)定增長。在傳感器領(lǐng)域，其作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的硬件基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍日益廣泛，在智能家居、汽車電子、智慧醫(yī)療、智慧工業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)各細(xì)分領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展將釋放大量傳感器制造需求，這也將推動傳感器各細(xì)分行業(yè)的穩(wěn)步增長。隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、高端制造業(yè)發(fā)展以及智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣，傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)出新的技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)。隨著微電子元器件和芯片工藝技術(shù)進(jìn)步，以前需要復(fù)雜系統(tǒng)和高成本的解決方案，現(xiàn)在可以用較為經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)．以白光共焦為例，其測量系統(tǒng)本身就是一臺完整的微型光譜分析儀，而現(xiàn)在可以很方便地用集成化的方案實(shí)現(xiàn)模塊化封裝。逐漸可負(fù)擔(dān)的解決方案成本使得下游應(yīng)用領(lǐng)域需求出現(xiàn)噴發(fā)。智能傳感