MEMS傳感器傳感器應(yīng)用從2019年的發(fā)展現(xiàn)狀來看,接下來,MEMS傳感器、CMOS圖像傳感器、激光雷達(dá)和TWS耳機(jī)等將會是2020年傳感器行業(yè)的主旋律。
2020年伊始,傳感器行業(yè)也邁向新的發(fā)展階段。從2019年的發(fā)展現(xiàn)狀來看,接下來,MEMS傳感器、CMOS圖像傳感器、激光雷達(dá)和TWS耳機(jī)等將會是2020年傳感器行業(yè)的主旋律。
1、MEMS傳感器
在物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、工業(yè)4.0等新興產(chǎn)業(yè)迅速風(fēng)靡全球的2019年,我國傳感器市場仍處于小規(guī)模,無大品牌,很大程度上依賴進(jìn)口等窘境,傳感器儼然已經(jīng)成為了“卡脖子”技術(shù)。
這是我們的短板同時(shí)也是機(jī)遇。
根據(jù)2019年11月和12月的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看,國內(nèi)資本對這些發(fā)展中的傳感器企業(yè)較為關(guān)注,特別是擁有自主研發(fā)的核心技術(shù)、領(lǐng)域相對較為垂直的企業(yè),例如鈦深科技的壓力傳感器、佰為深科技的微型光纖傳感器等。
同時(shí),值得注意的是,在這些被投的企業(yè)中,MEMS傳感器廠商居多。
物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一,給MEMS傳感器帶來了巨大的發(fā)展紅利,智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的崛起讓MEMS使用量迅速攀升。數(shù)據(jù)顯示,到2021年,中國MEMS傳感器的年平均復(fù)合增長率超過15%,高于全球9.6%的增速。
2、CMOS圖像傳感器
隨著智能手機(jī)不斷升級相機(jī)模組的數(shù)量和功能,以及IoT、AI、ADAS等新技術(shù)的帶動,CMOS圖像傳感器需求持續(xù)上揚(yáng)。
智能手機(jī)的需求升級,成為推動CMOS需求上升的主要客觀因素。增加鏡頭有助于手機(jī)廠商在銷售策略上與競爭產(chǎn)品拉出差距。廠商對相機(jī)模組的搭載,尤其是采用200萬到500萬低像素的功能鏡頭來增加產(chǎn)品的鏡頭數(shù)量更加積極。
在2019年,三攝/四攝手機(jī)的比例攀升了許多,中低端手機(jī)也通過多顆低像素鏡頭的搭載成為雙攝或三攝手機(jī),加上部分旗艦機(jī)嘗試搭載超高像素的相機(jī)模組,導(dǎo)致智能手機(jī)市場對于CMOS的需求攀升。
另外,IoT、安防和汽車智能化等也是拉動CMOS需求的重要原因。過去汽車中的攝像頭一般都是高檔細(xì)分市場的專屬,現(xiàn)在,普通車輛都已經(jīng)配備了1~3個(gè)攝像頭。據(jù)行業(yè)預(yù)測,到2025年,每輛車將安裝約7~10個(gè)攝像頭!
目前CMOS感測器的主要供應(yīng)商有日本Sony、南韓三星電子和被中國廠商收購的豪威科技等企業(yè)。其中,老大索尼控制著半數(shù)以上智能機(jī)圖像傳感器市場,索尼此前還表示,計(jì)劃在截至2021年3月的三年內(nèi)向圖形傳感器業(yè)務(wù)投資6000億日元(約合54億美元)。
3、激光雷達(dá)
在自動駕駛行業(yè)熱度不小的背景下,不止2020年,往后幾年,激光雷達(dá)依舊是傳感器重點(diǎn)風(fēng)口之一。
據(jù)悉,預(yù)計(jì)到2021年,自動駕駛汽車的總量將達(dá)到44000輛。與此同時(shí),激光雷達(dá)市場因此受益,預(yù)計(jì)將從2018年的13億美元增長到2024年的60億美元。其中,汽車應(yīng)用占據(jù)激光雷達(dá)市場的70%份額。
2018~2024年激光雷達(dá)(LiDAR)市場預(yù)測
盡管特斯拉等方認(rèn)為攝像頭(機(jī)器視覺)才是自動駕駛的主流,但是兩者結(jié)合,對于安全要求極高的自動駕駛來說,自然更好。
自動駕駛汽車使用多個(gè)激光雷達(dá)來映射車輛周圍環(huán)境。采用激光雷達(dá)似乎是提高汽車安全系統(tǒng)可靠性和冗余度的必要條件,也是實(shí)現(xiàn)更高等級自動駕駛的先決條件。
自2016年以來,對激光雷達(dá)技術(shù)的大規(guī)模投資連綿不斷,已經(jīng)超過10億美元。這表明業(yè)界對激光雷達(dá)及自動駕駛功能產(chǎn)生了極大的興趣。
按照光束操縱方式分類,MEMS激光雷達(dá)吸引了大多數(shù)投資,其次是光學(xué)相控陣(盡管2016年之后該技術(shù)獲得的投資大幅下降,但是仍然排名第二)。現(xiàn)在,MEMS和Flash技術(shù)似乎更受到激光雷達(dá)制造商的青睞。這兩項(xiàng)技術(shù)前景廣闊,應(yīng)該迅速推向市場:寶馬將于2021年推出集成MEMS激光雷達(dá)的自動駕駛汽車;大陸集團(tuán)(Continental)正在推動Flash激光雷達(dá)進(jìn)入汽車。
4、智能輪胎
輪胎作為汽車必不可少的組成部分,隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展也迎來了新的機(jī)遇。而智能制造作為國家2025計(jì)劃的一個(gè)主攻方向,輪胎的智能化也正在掀起整個(gè)輪胎行業(yè)的變革。
其實(shí),智能輪胎的概念早已有之,早期受限于技術(shù)大多數(shù)只停留在理論層面。但近些年,隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟,智能輪胎也開始逐漸落地,智能網(wǎng)聯(lián)的下一個(gè)風(fēng)口已現(xiàn)。
所謂智能輪胎,通俗來講就是將傳感器和芯片植入輪胎中,通過對輪胎生產(chǎn)到使用進(jìn)行全程監(jiān)測,不僅能實(shí)現(xiàn)對輪胎整個(gè)生命周期的跟蹤和質(zhì)量保障,對于輪胎廠家而言也能降低輪胎制造和改進(jìn)成本,提升包含設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售以及服務(wù)的工作效率。而目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的胎壓監(jiān)測功能,其實(shí)就是智能輪胎最基本的功能應(yīng)用。除了胎壓監(jiān)測以外,智能輪胎還包含了胎溫監(jiān)測、輪胎摩擦監(jiān)測、爆胎預(yù)警與控制、輪胎狀態(tài)自動調(diào)節(jié)等眾多組成部分。
國內(nèi)輪胎制造行業(yè)相比海外,在技術(shù)上一直處于相對落后的狀態(tài)。但隨著技術(shù)壁壘的不斷打破,智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)以及5G技術(shù)的逐漸成熟和落地。智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)與輪胎相結(jié)合打造出的智能輪胎,會成為國內(nèi)輪胎廠商縮短差距重要的突破口。
隨著5G的逐漸成熟和落地,智能移動終端、基站端及IOT設(shè)備射頻PA將穩(wěn)健增長。射頻功率放大器(PA)作為射頻前端發(fā)射通路的主要器件,通常用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號放大。而GaN器件則以高性能特點(diǎn)目前廣泛應(yīng)用于基站、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等軍工領(lǐng)域。在5G時(shí)代需求下,他們將迎來爆發(fā)式增長。
5G將推動PA量價(jià)齊升。功率放大器(PA)是一部手機(jī)最關(guān)鍵的器件之一,它直接決定了手機(jī)無線通信的距離、信號質(zhì)量,甚至待機(jī)時(shí)間,是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外最重要的部分。
在量方面,4G時(shí)代,智能手機(jī)一般采取1發(fā)射2接收架構(gòu),預(yù)測5G時(shí)代,智能手機(jī)將采用2發(fā)射4接收方案,未來有望演進(jìn)為8接收方案;在價(jià)方面,4G多模多頻手機(jī)所需的PA芯片為5-7顆,預(yù)測5G手機(jī)內(nèi)的PA芯片將達(dá)到16顆之多,價(jià)值量超過7.5美元。
而隨著5G基站PA市場的數(shù)倍增長,高頻GaN也將大有可為。
4G基站對應(yīng)的射頻PA需求量為12個(gè),5G基站對應(yīng)的PA需求量高達(dá)192個(gè)。高頻應(yīng)用領(lǐng)域,5G基站GaN射頻PA將成為主流技術(shù),逐漸侵占傳統(tǒng)LDMOS的市場,GaAs器件份額變化不大。MIMOPA年復(fù)合增長率將達(dá)到135%,射頻前端模塊的年復(fù)合增長率將達(dá)到119%。
還有在窄帶物聯(lián)網(wǎng)PA領(lǐng)域,IOT設(shè)備射頻前端迎來發(fā)展新機(jī)遇,超寬帶、低電壓、極端溫度和低成本是重點(diǎn)要考慮的方向。
6、TWS耳機(jī)
2019年,TWS行業(yè)翻倍增長。由于藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)具備更快更遠(yuǎn)的傳輸能力,TWS產(chǎn)品大受歡迎,TWS耳機(jī)市場用戶量大幅增長。市場調(diào)查機(jī)構(gòu)Counterpoint Research表示,預(yù)計(jì)今年全球TWS出貨量將達(dá)1.2億臺,年增長率超過160%,并且預(yù)計(jì)2020年全球TWS出貨量將達(dá)2.4億臺,繼續(xù)保持翻倍增長。
更有機(jī)構(gòu)預(yù)測,以蘋果Air Pods為首的TWS耳機(jī)市場未來5年出貨量將突破10億只,這個(gè)新興的無線充市場體量僅次于手機(jī),位居第二。
龐大的需求量刺激無線充接收市場,無線充行業(yè)很快將迎來新一輪的增長節(jié)點(diǎn)。
據(jù)充電頭網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì),截止2019年11月,已有19家熱門品牌推出了24款搭載無線充電的TWS耳機(jī),包括:Anker、蘋果、阿思翠、用維、B&O、大康、海威特、榮耀、華為、小鳥音響、脈歌、魅族、魔浪、QCY、Rowkin、三星、山靈、沁音、1MORE萬魔等。當(dāng)然這還只是熱門品牌,市面支持無線充的TWS耳機(jī)真實(shí)數(shù)量遠(yuǎn)超這一數(shù)字。
TWS耳機(jī)不僅搭載無線充電功能,而且還標(biāo)配無線充電盒,未來,小功率無線充電RX接收芯片方案市場即將迎來爆發(fā)。
據(jù)國內(nèi)知名傳感器企業(yè)歌爾股份2019年三季報(bào)顯示,三季度單季營收同比增長50.38%,歸母凈利潤同比增長12.13。三季度業(yè)績高增長主要源于兩點(diǎn),一是TWS和只能穿戴產(chǎn)品業(yè)務(wù)增長帶動收入高增長;二是TWS耳機(jī)良率持續(xù)提升帶動整體盈利能力提升。即TWS耳機(jī)是近期歌爾營收增長的重大功臣。另外,中銀國際證券預(yù)計(jì)TWS產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求將奠定歌爾未來兩年的業(yè)績增長基礎(chǔ)。
7、智能可穿戴
智能可穿戴設(shè)備的核心技術(shù),如人機(jī)交互體驗(yàn)、智能傳感技術(shù)、柔性電子技術(shù)等,都離不開傳感技術(shù)的發(fā)展。而得益于可穿戴設(shè)備種類的增加、產(chǎn)品技術(shù)的漸趨成熟、用戶體驗(yàn)的提升和價(jià)格的下降等多重因素,近年來可穿戴設(shè)備概念持續(xù)火熱。2018年,全球可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)到1.72億臺,同比增長27.5%;其中,中國可穿戴設(shè)備出貨量為7320萬臺,同比增長28.5%,市場規(guī)模龐大。
在我國傳感器市場的應(yīng)用結(jié)構(gòu)中,可穿戴設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域的市場份額約占20%。在中國可穿戴設(shè)備產(chǎn)品產(chǎn)量增長的保障下,相關(guān)傳感器例如加速度傳感器、溫濕度傳感器和生物傳感器等占據(jù)了較大的市場份額。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷提升,未來圖像傳感器、距離傳感器、生物傳感器等產(chǎn)品的市場份額將會進(jìn)一步提升。
目前,智能定位、移動支付等技術(shù)已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在可穿戴設(shè)備中,但可穿戴設(shè)備后續(xù)的技術(shù)發(fā)展,也是用戶一直在關(guān)注的。而產(chǎn)品便捷性和功能性成為決定消費(fèi)的主要因素,用戶需求對可穿戴設(shè)備的發(fā)展提出了更高的要求。根據(jù)調(diào)查,用戶關(guān)注的功能按重要性排列,依次包括:GPS跟蹤、時(shí)間顯示、設(shè)備找尋、感應(yīng)充電、智能提醒、提醒來電、提醒鬧鐘、卡路里燃燒計(jì)算、睡眠監(jiān)測、血壓測量、計(jì)步器、疾病檢測等方面。未來可穿戴傳感器可向這些方面發(fā)展。
8、3D掃描儀
三維掃描儀(3D scanner)3D掃描儀能對物體進(jìn)行高速高密度測量,輸出三維點(diǎn)云(Point Cloud)供進(jìn)一步后處理用。應(yīng)用場景非常廣泛,可應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、瑕疵檢測、地貌測量、生物信息、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等領(lǐng)域。
據(jù)QYR調(diào)查結(jié)果顯示,2018年全球三維掃描儀市場總值達(dá)到了113億元,預(yù)計(jì)2025年可以增長到178.6億元,年復(fù)合增長率(CAGR)為0.06。在全球范圍內(nèi),預(yù)計(jì)亞太地區(qū)預(yù)計(jì)復(fù)合年增長率最高。亞太地區(qū)是三維激光掃描儀的潛在市場,因?yàn)樵摰貐^(qū)包括中國和印度等發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體,這些國家在3D掃描應(yīng)用方面具有巨大的潛力。
如今商用的3D掃描儀已經(jīng)出現(xiàn),但價(jià)格高達(dá)數(shù)千美元。市場需求大,但價(jià)格高昂,意味著隨著技術(shù)的發(fā)展,成本的下降,未來3D掃描儀的市場,尤其是消費(fèi)級市場將會進(jìn)一步打開。
目前三維掃描儀廠商Hexagon,Trimble Navigation和Faro Technologies占有最高的市場產(chǎn)值份額(37.32%),是全球領(lǐng)先的三維掃描儀供應(yīng)商。
9、智慧城市
自從“十三五”規(guī)劃發(fā)布后,智慧城市及物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)計(jì)劃再次將傳感器推上了風(fēng)口浪尖。綜合當(dāng)下局勢,不論是中國,還是全世界,建設(shè)智慧小區(qū)已然成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。
智慧城市的基本要求是城市當(dāng)中物物相連,每一個(gè)需要識別和管理的物體上,都需要安裝與之對應(yīng)的傳感器。因此,傳感器的升級換代成為智慧城市能否快速發(fā)展的關(guān)鍵。
傳感器作為智慧城市的“橋梁”,未來也必然會迎來產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)。
據(jù)預(yù)測,再過十年,全球智慧城市接入的傳感器終端將達(dá)到400億個(gè)。毫無疑問,智慧城市將成為傳感器行業(yè)的又一個(gè)千億級市場。在智能電網(wǎng)、智能交通、智能安防等城市生活各個(gè)領(lǐng)域,相關(guān)智慧城市的實(shí)質(zhì)性建設(shè)與試點(diǎn)規(guī)劃工作已經(jīng)在逐步展開。
10、智慧零售
近年來,隨著移動支付、人工智能、數(shù)字化供應(yīng)等科技的融入,國內(nèi)的無人超市、無人貨架等新零售業(yè)態(tài)相繼出現(xiàn),智慧零售時(shí)代來臨。
在智慧零售里,大量使用圖像識別傳感器、數(shù)據(jù)識別傳感器、條形碼、RFID等采集數(shù)據(jù)的設(shè)備,連接成強(qiáng)大的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)。再結(jié)合5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)開發(fā)出更多智慧零售的應(yīng)用,深度運(yùn)用到“消費(fèi)者服務(wù)、商品運(yùn)營、場景體驗(yàn)、門店管理”之中,提高零售產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營效率,進(jìn)一步深化全場景零售,打造零售新生態(tài)。
未來智慧零售前景十分廣闊。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測,到2035年人工智能可以給批發(fā)零售業(yè)帶來超2萬億美元的額外增長,即額外增長36%,人工智能的崛起也將加速零售業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。
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