工業(yè)傳感器加速邁進智能時代

　　智能傳感器是指具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲等功能的多元件集成電路，是集傳感器、通信芯片、微處理器、驅動程序、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級產(chǎn)品。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和智能制造的快速發(fā)展，工業(yè)傳感器正在加速進入“工業(yè)傳感器4.0”或工業(yè)智能傳感器時代。

　　傳感器在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮關鍵作用

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)圍繞工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的優(yōu)化、企業(yè)運營及產(chǎn)品優(yōu)化、社會化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同三大應用場景，為工業(yè)企業(yè)帶來強化安全和降低成本、產(chǎn)品及服務優(yōu)化、供應鏈優(yōu)化、創(chuàng)造新模式和新價值四方面的成效。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關鍵在于數(shù)據(jù)信息的搜集，而前端用于采集數(shù)據(jù)、為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全生態(tài)構建提供基礎數(shù)據(jù)支撐的傳感器，則是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢。與此同時，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和智能制造的快速發(fā)展，應用需求越來越垂直化、碎片化，采集最前端、最初始數(shù)據(jù)的智能傳感器正快速升級迭代，驅動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端智能化變革，“工業(yè)傳感器4.0”或工業(yè)智能傳感器時代正在到來。

　　傳感器在現(xiàn)代工廠中起著各種各樣的作用。除了為過程控制提供數(shù)據(jù)外，還廣泛應用于質量評估、資產(chǎn)跟蹤，工人安全保障等方面。傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)應用后，就可以用于從供應管理到全球生產(chǎn)資源協(xié)調(diào)等各種用途。各種類型的傳感器正在不斷改進和優(yōu)化，以滿足以上使用目的，最常見的傳感器類型有照明、溫度、運動、位置、存在、視覺、力、流、化學成分等。

　　幾乎每一種工藝或環(huán)境條件都有與其適配的傳感器類型。智能傳感器集成了信號調(diào)理、MEMS技術和固件，從而滿足工業(yè)設計工程師易使用、低成本、多樣化的感知需求，大大減輕了設計工程師的開發(fā)負擔，在優(yōu)化和降低工業(yè)運營成本方面擁有巨大潛力。

　　2020年智能傳感器市場規(guī)模達358.1億美元

　　在汽車、工業(yè)自動化、醫(yī)療、環(huán)保、消費等領域智能化、數(shù)字化市場需求的持續(xù)帶動下，2020年全球傳感器市場規(guī)模保持穩(wěn)步增長。2020年，智能傳感器市場規(guī)模達到358.1億美元，占總體規(guī)模的22.3%。美國智能傳感器產(chǎn)值占比最高，達到43.3%，歐洲次之，占比29.7%，歐美成為全球智能傳感器的主要生產(chǎn)基地，占比超過70%，而亞太地區(qū)（如中國、印度等）仍將保持較快的增速。

　　未來，各國企業(yè)數(shù)字化轉型腳步普遍加速。相較而言，發(fā)達國家工業(yè)經(jīng)濟基礎堅實、技術基礎雄厚、創(chuàng)新能力強勁。美國、歐洲、亞太地區(qū)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點區(qū)域，其中美國企業(yè)優(yōu)勢顯著，GE、微軟、羅克韋爾、亞馬遜等巨頭積極布局，加之各類初創(chuàng)企業(yè)著力前沿創(chuàng)新，有望助力美國保持行業(yè)主導地位。而歐洲工業(yè)巨頭如西門子、博世、ABB、SAP等憑借自身在制造業(yè)的基礎優(yōu)勢亦進展迅速。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，給智能傳感器帶來了巨大的發(fā)展機遇。

　　賽迪顧問通過統(tǒng)計20多家來自全球不同國家和區(qū)域的工業(yè)智能傳感器企業(yè)，以及各企業(yè)的重點產(chǎn)品和應用領域，對全球市場情況進行分析。從各企業(yè)產(chǎn)品類型的統(tǒng)計結果來看，占比排在前十位的分別是壓力、液位、溫度、光電、編碼器、接近、超聲波、流量、視覺/圖像、振動。從企業(yè)分布來看，美國企業(yè)的產(chǎn)品類型主要集中在編碼器、振動、溫度、超聲波傳感器，日韓企業(yè)的產(chǎn)品類型主要集中在視覺/圖像、編碼器和接近傳感器， 歐洲企業(yè)的產(chǎn)品類型主要集中在流量、接近、超聲波傳感器，中國企業(yè)則主要集中在壓力、溫度、加速度傳感器。

　　從各企業(yè)產(chǎn)品應用領域的統(tǒng)計結果來看，占比排在前十位的分別是生命科學與健康、機械加工制造、汽車、半導體及電子、工業(yè)自動化、交通物流、能源電力、食品、石油天然氣、航空航天。從企業(yè)分布來看，美國企業(yè)主要集中在生命科學與健康，日韓企業(yè)主要集中在汽車、半導體和電子，歐洲企業(yè)主要集中在機械加工制造，中國則主要集中在石油天然氣、工業(yè)自動化、航空航天領域。

　　從企業(yè)全球辦事處區(qū)域分布來看，主要集中在亞太地區(qū)，由此可以看出各企業(yè)對亞太市場的重視，其中中國企業(yè)分支機構數(shù)量占亞太地區(qū)的90%以上。從國家分布來看，亞太地區(qū)主要集中于中國（51%）、日本、印度，北美主要集中在美國（50%）和墨西哥，南美主要是巴西，歐洲則以德國（23%）、法國、英國、西班牙為主。從國內(nèi)視角來看，華東地區(qū)企業(yè)主要集中在上海、蘇州等地，中南地區(qū)主要以深圳、廣州為主，華北地區(qū)主要以北京、天津為主，西南主要以成都、重慶為主。從城市分布來看，上海、北京、深圳占據(jù)了前三名，占比分別達到10%、8%和7%。

　　四個方面重點發(fā)力推動工業(yè)智能傳感器發(fā)展

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建的建設為傳感器產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的市場機遇。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設，將對傳感器產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生全方位、深層次、革命性的影響，同時，智能傳感器將為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運行提供所需的關鍵信息及測量數(shù)據(jù)，其市場機遇不言而喻。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用場景逐漸向廣度和深度拓展，更多的功能和設計細節(jié)將會出現(xiàn)，智能傳感器將在工業(yè)自動化領域得到廣泛應用。

　　工業(yè)智能傳感器的技術創(chuàng)新將推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高質量發(fā)展。隨著新型、低成本、微功耗、高性能工業(yè)智能傳感器的不斷推出，傳感器應用的成本將不斷降低。一方面提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層設備的感知能力，另一方面能夠實現(xiàn)感知技術的大規(guī)模部署，這將推動智能傳感器制造、設計開發(fā)、優(yōu)化迭代等各階段產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，促進智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)的快速成長，從而更好地推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展。

　　工業(yè)智能傳感器將向著工業(yè)智能感知系統(tǒng)加速演進。工業(yè)智能傳感器是工業(yè)控制的基礎，而將工業(yè)智能傳感器轉變?yōu)楣I(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則是一個巨大挑戰(zhàn)。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，工業(yè)智能傳感器正向著包含軟硬件的智能感知系統(tǒng)加速發(fā)展，跨越從邊緣設備到云服務的鴻溝，將數(shù)據(jù)安全地存入云端，在云端通過人工智能和大數(shù)據(jù)技術進一步分析，形成可用的解決方案。

　　工業(yè)智能傳感器的安全性和可靠性等級將逐步提高。很多工業(yè)和企業(yè)智能化設備具有大量可被黑客利用的安全漏洞，隨著智能傳感器在工業(yè)領域的逐漸普及，為確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全可靠，越來越多的工業(yè)場景對智能感知設備數(shù)據(jù)安全可靠性提出了更高要求，即提升舊設備的安全可靠等級、提高新設備的準入門檻。

　　工業(yè)智能傳感器未來發(fā)展需從四個方面重點發(fā)力，一是立足全球視野找準定位，把握機遇實現(xiàn)自身價值。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的不同階段對智能傳感器的要求不盡相同，智能傳感器及傳感系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)需要有全球化視野，不僅要看到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)給智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的藍海，更要挖掘有效市場，實現(xiàn)最終的產(chǎn)值和利潤。

　　二是加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用市場需求，積極提升產(chǎn)業(yè)配套能力，鼓勵建設產(chǎn)業(yè)集聚園區(qū)和公共創(chuàng)新平臺，加速新設計、新工藝導入，縮短產(chǎn)品轉化周期。強化市場應用對產(chǎn)業(yè)的需求牽引作用，鼓勵應用廠商通過商業(yè)合作、投資入股等方式參與智能傳感器的研發(fā)與制造，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游，形成產(chǎn)業(yè)合作。

　　三是提升系統(tǒng)整體解決方案能力，擴大產(chǎn)業(yè)化應用。需把握住新興應用領域帶來的新增市場空間，從應用技術、解決方案等層面著力提升競爭力，以應用需求為牽引，在產(chǎn)品軟硬件、安全工具、網(wǎng)絡、存儲和系統(tǒng)集成等方面進行整合，給出整體系統(tǒng)解決方案，帶動技術進步，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　四是注重開發(fā)智能傳感器的新原理、新技術、新材料。注重研究集成化、無線能量、軟件算法更新等技術，不斷增加智能傳感器的功能種類，促使工作模式更加智能，實現(xiàn)多領域復雜環(huán)境的應用，同時擴寬數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)不同領域之間的數(shù)據(jù)共享，提高智能化水平。（賽迪顧問物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心 趙振越）

　　轉自：中國電子報

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