2022年中国元宇宙产业系列研究报告-基础设施篇（5）传感器应用解析

买豹讲读2022/01 元宇宙系列 概览摘要 元宇宙之眼： 海外传感器市场需求较为饱和，增速相对受限 传感器 海外传感器市场需求较为饱和，短期内市场增速相对受限。量能方面，2019年海外传感器的 出货量增速明显下降。价能方面，海外传感器 平均单品价格持续下调：从2010年的0.63美元下降至2020年的0.29美元，未来预计仍将保持0.01美元的年均下降幅度。 传感器是由敏感元件和转换元件构成，能够感受 规定的检测量（物理量、化学量、生物量等）， 并按照一定规律将检测量转化成可用的输出信号 中国传感器发展前景可观。但产业以中低端产品为主 的器件和装置，进而满足信总的传输、处理、存 储、显示、记录和控制等需求。 中国传感器市场主要以民营企业级合资企业为主，整体科研经费与人才投入、制备工艺、核心技术沉淀及整体的的产业环境等方面存在上升空间，导致中国自研传感器产品品类丰富度相对较低。目前中国传感器产品主要集中于中低端传感器产品。 传感器技术与通讯技术、计算机技术并称为现代 信息技术的三大支柱之一，其核心价值在于在信 息处理过程中获取或拟合出准确可靠的信息数据， 为后续的数据处理奠定基础。就现阶段而言，传 感器被广泛的应用于汽车电子传感、工业自动化 云宇宙内涵逐步从社交向产业转移，传感器行业面对三大机遇 生产、智慧医疗诊断、家居电器传感等领域，同 时在向宇宙开发、海洋探测、生物工程等复杂工 未来，随着云宇宙内涵逐步从社交向产业转移AIOT将创造更多元宇宙需求场景，协同带动中 国传感器需求释放。同时，可以若到的是中国传感器作为元宇宙产业应用的数据采集核心整体发展前景仍然可观，在政策面、产业面、技术面均存在增长机遇。 程系统快速渗透，未来更有望作为元宇宙应用的 核心感官，为云宇宙用户全真、沉浸性体验莫定 基石。 /ww.lealleo.com 2021 LeadLec CONTENTS +Terms 6 7 +Overviewof Sensor industry inChina : Concept Definition Industry Status and Development Opportunity +China Sensor industry Market Tracking CIS Sensor Lidar sensor +China SensorIndustry Enterprise Rrecommendation Autoroad Surestar Goertek ORBBEC FATRI -Suzhou NOvOSENSE Microelectronics Co., Ltd +Methodology +Legal Statement 名词解释 +CIS：CMOSImageSensor，CMOS图像传感器，是一种典型的固体成像传感器，可将光学影像转化为数字电信号。 拜耳列阵：实现CMOS图像传感器拍摄彩色图像的主要技术之一。 模数转换器：Angola-to-digitalConvertor.具备模拟信号对数字单向转换功能，实现传感器 射频组件等非数字系统收集的模拟信号对数字系统的输入。 滤光片：用于选取所需辐射波段的光学器件。 市场综述 概念边界定义 传感器在元宇宙重要性 中外传感器市场对比 中国传感器市场痛点中国传感器发展机造 中国传感器行业综述 概念边界定义 传感器技术与通讯技术、计算机技术并称为现代信息技术的三大支柱之一，其核心价值在于在信息处理过程中获取或拟合出准确可靠的信息数据，为后续的数据处理奠定基础 传感器信息处理流程 计算机 目标物 执行机构 必数感元件的翁出为主要给入 把感知的非 电量转换为头的电信号龄出 把传感元件电信号转换 移可用电信号转化的信息数据进行处理、预测开发、模型 计算权通过执行机构控 力学光学磁学 刮鼓量 输出与鼓测量成确定关系的菜一物理量 成便于处理、 热学 控制、记录和显示的有用电信号 进而实观信意的自动化调节 细化 肌理反应 外部信息 五官感受【传感器】 大脑处理 (计算机) 传感器核心价值在于获取或拟合出准确可靠的信息数据，为后续的数据处理、预测开发、模型细化其定基础 口传感器核心价值在于信息技术处理中“五感"信息获取 传感器市场应用 传感器是由敏感元件和转换元件构成、能够感受规定的检测量（物理量、化学量、生物量等），并按照一定规律将检测量转化成可用的输出信号的器件和装置，进而满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等需求。 [2020-2025CAGR: %] 18% 创新端长市 1GX 14% 医疗保健环境保 12% 传感器技术与通讯技术、计算机技术并称为现代信息技术的三大支柱之一，其核心价值在于在信息处理过程中获取或拟合出准确可靠的信息数据，为后续的数据处理奠定基础。就现阶段而言，传感器被广泛的应用于汽车电子传感、工业自动化生产、智慧医疗诊断、家居电器传感等领域同时在向宇宙开发、海洋探测、生物工程等复杂工程系统快速渗透，未来更有望作为元字宙应用的核心感官，为云宇宙用户全真、沉浸性体验奠定基石。 汽车电子 工业制造 护 10% 84 6% 消费电子 4% 2% [2020市场占比：%] 0% 0% 10% 20% 30% 40% 中信证券、ESM、北京交通大学、头豹研究院 中国传感器行业综述一发展现状与机遇 中国市场增速及发展前景极为可观。但现阶段中国传感器产业以中低端产品为主，对海外高端传感器及芯片依赖度高，未来在政策面、技术面、产业面均存在市场发展机遇 全球传感器市场平均单价走势，2010-2026E [美元] 2020-2026年年均下降区间： 料、技术及工艺的多维研究。2021年美国地区开发传感器 Wise Conbanc 其他 的厂家及院校数量超过1500个，约占全球的23%。 Autonics 猎芯网、中信证券、ESM、北京交通大学、 《元宇宙》（赵国栋、易欢欢、徐远重）、个人图书馆、头豹研究院 二头豹 其他 美口 其他 德国传感器产业则依托其老牌欧洲工业制造强国的品牌、技术、品控的优势，侧重人力资源投入及原材料成本把控的均衡，长此以往形成稳定的产业护城河。 ，日本传感器市场则是由海外引进、仿制起步，依托设计改进实现产品自有化创新发展，较为侧重于传感器产品的商品化与实用化，整体研发周期较短，盈利风险较短。 但从整体市场发展前景的维度分析，海外传感器市场需求较为饱和，短期内市场增速相对受限。量能方面，2019年海外传感器的出货量增速明 显下降。价能方面，海外传感器平均单品价格持续下调：从2010年的 0.63美元下降至2020年的0,29美元，未来预计仍将保持0.01美元的年均 下降描度。 猎芯网、中信证券、ESM、北京交通大学、头豹研究院 二头豹 依赖度高，国产替代求明显 相较于海外国家，中国物联网行业规模不断提升，行业规模保持高速增 长。2014年至2020年间，中国传感器市场规模从982亿人民币上升至 2.540亿人民币，年复合增长率亿超过15%。未来，随着云宇宙内涵逐步 从社交向产业转移，AIOT将创造更多元宇宙需求场景，协同带动中国传 感器需求释放、 就阶段而言，中国传感器市场主要以民营企业级合资企业为主，整体科研经费与人才投入、制备工艺、核心技术沉淀及整体的的产业环境等方面存在上升空间，导致中国自研传感器产品品类丰富度相对较低。目前中国传感器产品主要集中于中低端传感器产品。根据头豹研究院数据显 示，截止于2021年，中国传感器产品品种数量未及7,000种，仅为美国传 感器产品种类的1/3。而对于高端传感器，中国80%的需求依赖海外进口， 核心部件的占比更超过90%，国产替代需求显著。 从未来的发展右，中国传感器作为元宇宙产业应用的数据采集核心整体发展前景仍然可观，在政策面、产业面、技术面均存在增长机遣。 中国传感器增长机遇分析 点击前往查看点击前往查看点击前往查看 猎芯网、中信证券、北京交通大学、头豹研究院 口增长机遇一：政策扶植 2017年11月起，工信部发布（智能传感器产业三年行动指南（2017- 2019年）》，要求补齐设计、制造关键环节短权，推进智能传感器向中 高端升级，并推动中国传感器在消费电子、汽车电子、工业控制、健康医疗等重点行业领域快速发展；同时，工信部倡导建设智能传感器创新 中心，进一步完善技术研发、标准、知识产权、检测等公共服务能力。 助力产业创新发展的同时，合理规划布局，完善产业链，促进产业集聚发展，为中国传感器万全整体物联网行业提供有力支持。 此外，2021年中央十四五规划强调聚焦高端芯片、传感器等关键领域 加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与选代应用。北京重庆、江西、江苏等客省快速响应，未来有望优化客地传感器产业链上下各细分领域的发展环境，助力中国传感器产业链环节之间的协同高效 发展。 口增长机遥二：技术改进 短期的维度看，传感器性能提升主要有四大技术途径 *差动技术：作为传感器普遍应用的技术，其主要应用于显著减小温度变换、电源波动以及外界干扰对传感器测量精度的影响，抵消共模误差，缩减非线性误差，同时助力传感器整体灵敏度的提升。 ，平均技术：平均技术的原理主要是基于常见的统计学理论：若干个传感单元在感受同一被测量时输出的单元平均值时， 当每个传感单元带来误差形成分布与随机误差形成的正态分 布相拟合或趋近拟合时，误差总和最小化成立。 ，补偿与修正技术：该技术主要针对于传感器自身特性及外界工作环境与条件，可利用硬件与软件协同解决传感器缺陷 ·屏蔽、隔离与干扰抑制：外界因素将很大程度的影响传感器的测量精度，此者力于减小或消除外界环境对传感器造成的测量误差是提升传感器性能的重要途径。以电磁十扰为例 可采用屏蔽、隔离、引入滤波等方法进行外因的抑制。 口增长逻辑三：产业生态 在产业侧方面，中国传感器市场已遂步形成国绕长三角、珠（承接上文） 错芯网、北京交通大学、头豹研究院 元宇宙系列 头豹研读2022/01 中国传感器产业集群分布（仅星示部分中国地区） 点击前往查看点击前往查看 (承接下文）三角、中部等集群式传感器生态系统，涵盖技术研发、设计、 生产、应用等环节。未来中国传感器产业生态集群持续向产业化、系统化、规模化发展，有望提升整体传感器产业链的完备程度提升。良性外部效应渗透下，整体产业集群有望协同带动中小传感器企业产品工艺提升及技术创新，进而解决现阶段传感器产品品类单一、同质化严重、稳定性弱、指标分散等问题。 猎芯网、中信证券、北京交通大学、ESM、头豹研究院 细分赛道分析 数字交互之眼：CIS传感 数字世界构建：激光雷达传感 中国传感器细分赛道一数字交互之眼：CIS传感 CIS传感器是承接现实与元宇审数字世界的重要桥梁，也是源于人机交互的核心数据来源 CIS传感器市场规模，2014-2025E 点击前往音者点击前往查看 口交互之眼：CIS传感器是承接现实与元宇宙数字世界的重要桥梁，也是源于人机交互的核心数据来源 CIS（CMOS图像传感器）是一种基于互补式金属氧化物半导体制成的像素传感器，承担将现实世界光学信 号对可数字集成电路应用的数字电信号的单向转换职责，是承接现实世界与元宇宙数字世界的重要桥染也是源于人机交互的核心数据来源。 当模拟动作的光信号通过微透镜进入彩色滤光片，彩色滤光片将反射光中的红、绿、蓝成分，再将其以1:2:1的比例排列在感光元件之上，进而形成拜尔阵列滤色镜。通过滤色片的光信号经由光电二极管转换为 用电压值表示的模拟电信号，并通过缓存与接口电路进行后期处理。之后CIS中信号转换电路负责将光信号 经由感光电路后形成的模拟